DE1041591B - Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer Zeitablenkspannung im Elektronenstrahloszillographen - Google Patents
Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer Zeitablenkspannung im ElektronenstrahloszillographenInfo
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Description
DEUTSCHES
Schaltungsanordnung zur Erzeugung
einer Zeitablenkspannung
im Elektronenstrahloszillographen
im Elektronenstrahloszillographen
Zur Erzeugung von Sägezahnschwingungen sind vor allem aus der Technik der Elektronenstrahloszillographen
bereits die verschiedensten Methoden bekannt.
In der Regel werden die sägezahnförmigen Schwingungen durch die kontinuierliche Aufladung und periodische
Entladung eines Kondensators gewonnen, wobei entweder die Entladung des Kondensators periodisch
in gewissen Zeitabständen vorgenommen wird oder dieselbe in Abhängigkeit von einer bestimmten
Aufladespannung (Schwellspannung) erfolgt.
Die hierbei geforderte Linearität des Anstieges der
Sägezahnschwingung wurde bisher entweder durch
eine besondere »Laderöhre« mit hohem Innenwiderstand (Aufladung mit eingeprägtem Strom) erreicht 15
oder ■— bei Aufladung des Kondensators über einen
normalen Ohmschen Widerstand — dadurch, daß der
ausgenutzte Teil der exponentiellen Ladekennlinie so
weit beschränkt wurde, daß dieser Teil selbst als Gerade angesehen werden kann. 20 η
Sägezahnschwingung wurde bisher entweder durch
eine besondere »Laderöhre« mit hohem Innenwiderstand (Aufladung mit eingeprägtem Strom) erreicht 15
oder ■— bei Aufladung des Kondensators über einen
normalen Ohmschen Widerstand — dadurch, daß der
ausgenutzte Teil der exponentiellen Ladekennlinie so
weit beschränkt wurde, daß dieser Teil selbst als Gerade angesehen werden kann. 20 η
Für denselben Zweck sind unter anderem auch noch
andere Schaltanordnungen bekanntgeworden, wie z. B. einen den beiden Kathoden der Doppeltriode gemeinder
»Miller-Integrator« und das »Phantastron«. samen Kathod'enwiderstand aufweist und1 welche
Die Erfindung hat eine neuartige Schaltungsanord- durch einen weiteren, zwischen den beiden Kanung
zum Gegenstand, welche auf einfachste Weise die 25 thoden angeordneten Gegenkopplungswiderstand auf
Erzeugung eines linearen Anstieges einer Sägezahn- eine Spantiungsverstärkung von V= m + 1 eingeschwingung
gestattet und darüber hinaus weitere korn- stellt ist.
binierte Funktionen für einen Zeitablenkkreis eines In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird ein
Elektronenstrahloszillographen erfüllt. System der Doppeltriode gleichzeitig als Kathoden-
Von besonderer Bedeutung ist hierbei, daß in der 30 folger zur regelbaren, niederohmigen Auskopplung der
Anordnung nur Schaltelemente in reiner Gleichstrom- Sägezahnschwingung herangezogen, während die
kopplung Anwendung finden. Kathode des zweiten Röhrensystems einen nieder-
Hierdurch sind in Zeitablenkkreisen von Kathoden- ohmigen Punkt konstanten DC-Potentials bildet.
Strahloszillographen mit Sicherheit alle Einschwing- Hierdurch ergibt sich bei Ausbildung des zwischen
vorgänge wechselstromgekoppelter Anordnungen ver- 35 den beiden Kathoden gelegenen Widerstandes als
Anmelder:
Gerhard Wolf,
München-Pasing, Chopinstr. 5
München-Pasing, Chopinstr. 5
Gerhard Wolf, München-Pasing,
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
mieden.
Die Anwendbarkeit der erfindungsgemäßen Anordnung beschränkt sich selbstverständlich nicht nur auf
das Gebiet der Erzeugung von Sägezahnschwingungen in Zeitablenkkreisen von Elektronenstrahloszillographen,
vielmehr ist eine allgemeine Anwendung in integrierenden Kreisen verschiedenster Aufgaben möglich.
Potentiometer die Möglichkeit einer Amplitudenregelung für die Sägezähnschwingung, ohne daß durch die
Regelung eine Beeinflussung des Fußpunktpotentials der Sägezahnschwingung erfolgt.
In Zusammenarbeit dieser Schaltung mit einem einstufigen (kathodenverkoppelten) X-Gegentaktverstärker
erhält man eine sehr zweckmäßige Zeitablenkschaltung, welche unter Übersteuerung des angekoppelten
(ebenfalls gleichstromgekoppelten) X-Gegen-
D ie Erfindung besteht darin, daß ein gleichstromgekoppelter Spannungsverstärker die Spannungsdiffe- 45 taktverstärkers auch eine regelbare Ausschnittrenz
an einem Ladewiderstand im Ladekreis eines vergrößerung der Zeitbasis zuläßt. Ladekondensators konstant hält, wobei dieser Gleich- Durch eine besondere Abhängigkeit zwischen
spannungsverstärker auf eine Verstärkung von +1 X-Amplitudenregelung (Sägezahnamplitude) und der
ausgelegt ist und zwischen seinem Eingang und seinem X-Lageverschiebung kann dabei ein bestimmter Punkt
Ausgang eine feste Potentialdifferenz aufweist, welche 50 der Zeitbasis immer im Blickfeld gehalten werden, un-
für den Ladestrom durch den Ladewiderstand verantwortlich
ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird hierfür eine Doppeltriodenschaltung verwendet, welche
abhängig davon, wie die Regelung der X-Amplitude (Sägezahnamplitude) erfolgt. Die Verschiebespannung
für die X-Lageverschiebung wird hierbei durch den X-Amplitudenregler (=Regler für die Sägezahn-
809 659/1«?
amplitude) zusätzlich im selben Verhältnis geregelt wie die X-Amplitude selbst. Eine Ausführungsform
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Bekanntlich erfolgt die Aufladung eines Kondensators 1 über einen normalen Ladewiderstand 2 durch
eine Quelle konstanter Spannung nach einem Exponentialgesetz. Die daraus entstehende Ladekennlinie hat
einen gekrümmten Verlauf und ist daher für die Zeitablenkung eines Elektronenstrahloszillographen ungeeignet.
Der gekrümmte Verlauf der Ladekennlinie entsteht dadurch, daß die am Ladewiderstand 2 abfallende
Spannung um die am Kondensator 1 stehende Spannung laufend vermindert wird.
Um dies zu verhindern, ist es lediglich nötig, die treibende Spannung im Verlauf des Ladevorganges so
zu erhöhen, daß die am Lade widerstand 2 abfallende Spannung stets konstant gehalten wird.
Dies ergibt sich folgerichtig durch Überlagerung einer zusätzlichen ansteigenden Hilfsspannung mit
einer konstanten Quellenspannung.
Hierbei muß die der konstanten Quellenspannung überlagerte Hilfsspannung stets dieselbe Größe haben
wie die der Kondensatoraufladung.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Gleichspannungsverstärker mit einer Spannungsverstärkung
van V= +1 vorgesehen, dessen Ausgangsspannung gegenüber der Eingangsspannung eine feste Potentialdifferenz
aufweist.
Die naheliegende Methode der Verwendung eines Kathodenverstärkers, welcher bekanntlich eine Spannungsverstärkung
von (nahezu) V= +1 aufweist, scheitert meist an der geringen Potentialdifferenz zwischen
Verstärkereingang (Gitter) und -ausgang (Kathode).
Eine Wechselstromkopplung fi?C-Kopplung) zur zusätzlichen Einblendung einer Gleichspannung soll
wegen der dadurch entstehenden Nachteile (Einschwingvorgänge bei nicht periodischer Auslösung!)
außer Betracht bleiben.
Die erfindungsgemäße Anordnung bedient sich daher zur Erzeugung einer Spannungsverstärkung von
V= +1 mit genügend hoher, fester Potentialdifferenz
zwischen Verstärkerein- und -ausgang einer Schaltung mit Doppeltriode, deren Kathoden über einen gemeinsamen
Widerstand verkoppelt sind und welche durch eine zusätzliche Gegenkopplung auf eine Spannungsverstärkung von +1 eingestellt ist.
Das Gleichspannungspotential zwischen dem(Gitter-) Eingang und dem (Anoden-) Ausgang liefert bei dieser
Anordnung zwanglos die benötigte Potentialdifferenz zur Erzeugung des nötigen Ladestromes durch den
Ladewiderstand 2.
Eine derartige Schaltungsanordnung besteht im einzelnen aus den Ladekondensator 1 mit dem dazugehörigen
Ladewiderstand 2, der Verstärkerröhre 5 und der Entladeröhre 6.
Durch kontinuierliche Aufladung des Ladekondensators 1 über den Ladewiderstand 2 und periodische
Entladung über die Entladeröhre 6 ergibt in bekanntet Weise die Sägezahnschwingung.
Der Röhre 5 fällt dabei die Aufgabe der Linearisierung des Sägezahnanstieges zu.
Die Spannung, welche sich funktionsgemäß am Kondensator 1 im Verlauf seiner Aufladung ausbildet,
gelangt an das Gitter 7 der Röhre 5.
Die Röhre 5 mit ihren Röhrensystemen I und II arbeitet als kathodenverkoppelter Verstärker, die Verkopplung
der beiden Röhrensysteme I und II erfolgt durch den Kathoden widerstand 9.
Durch den Gegenkopplungswiderstand 8 zwischen den Kathoden 10 und 11 ist die Gesamtverstärkung
reduziert und die Röhrenkennlinie linearisiert.
Der Widerstand 8 ist dabei so dimensioniert, daß sich im Zusammenwirken mit dem Außenwiderstand
13 eine Gesamtverstärkung von V= +1 ergibt.
Hierdurch wird der Spannungsabfall am Ladewiderstand 2 in der bereits besprochenen Weise konstant
gehalten.
ίο Das Röhrensystem I der Röhre 5 ist als Kathodenverstärker
ausgenutzt und dient zur niederohmigen Auskopplung der Sägezahnschwingungen.
Der Gegenkopplungswiderstand8 ist in diesem Falle
als Potentiometer ausgebildet, an dessen Abgriff die Sägezahnschwingung mit regelbarer Amplitude abgreifbar
ist.
Die Kathode 11 des Röhrensystems II der Röhre 5 dient hierbei als niederohmiger Punkt konstanten DC-Potentials.
Die am Widerstand 8 abgreifbare Sägezahnamplitude schwankt daher zwischen einem Maximal- und
einem Minimalwert, welcher von der Auslegung der Schaltung und den Röhrendaten abhängig ist.
Das Potential an der Kathode 11 des Röhrensystems II der Röhre 5 wird dabei durch entsprechende
Wahl der Gitterspannung auf einen Wert eingestellt, welcher der Ruhespannung an der Kathode 10 des
Röhrensystems I entspricht.
Diese Ruhespannung tritt dann auf, wenn die Entladeröhre 6 leitend ist, wodurch der Ladekondensator 1
kurzgeschlossen wird. Dies ist der Zustand vor dem Start der Zeitablenkung· bzw. der Auslösung des Sägezahnes.
Durch die Einstellung gleicher Ruhespannung zwisehen
den Kathoden 10 und 11 regelt der Schleifer des Potentiometers 8 zwischen zwei Punkten gleichen
Ruhepotentials, wodurch eine unerwünschte Verschiebespantiung
bei Amplitudenregelung vermieden ist.
Die Röhre 5 erfüllt dabei folgende drei Funktionen:
1. Linearisierung des Sägezahnanstieges,
2. Kathodenfolgerausgang zur Regelung der Sägezahnamplitude,
3. Amplitudenregelung zwischen zwei Punkten gleichen Ruhepotentials.
Hierbei enthält die Schaltung nur gleichstromgekoppelte Schaltelemente bzw. Schaltgruppen, wodurch
Einschwingvorgänge bei nicht periodischer Auslösung der Zeitablenkung vermieden werden.
Arbeitet solch eine Anordnung ebenfalls gleichstromgekoppelt auf einen (beispielsweise einstufigen)
X-Gegentaktverstärker, so läßt sich durch Übersteuerung dieses Verstärkers mit großen Sägezahnamplituden
eine Ausschnittvergrößerung der Zeitbasis bewerkstelligen.
Wird hierbei durch den Amplitudenregler (Widerstand 8) — beispielsweise durch ein auf derselben
Achse mitlaufendes zweites Potentiometer — die Verschiebespannung eines vorhandenen X-Positionsreglers
noch zusätzlich in demselben Verhältnis geregelt wie die X- (Sägezahn-) Amplitude, so ergibt sich die besondere
Annehmlichkeit, daß bei Betätigung des X-Amplitudenreglers (Widerstand 8) ein bei Teilvergrößerung
einmal eingestellter Punkt der Zeitbasis immer an derselben Stelle des Bildfeldes bleibt, unabhängig
von der Größe der Teilvergrößerung des Zeitbasisausschnittes. Dies setzt jedoch die Regelung der
X-Amplitude zwischen zwei Punkten gleichen Ruhepotentials und Gleichstromkopplung zwischen allen
Teilen der Zeitablenkung —■ wie es bei der soeben beschriebenen Anordnung der Fall ist — voraus.
Soll beispielsweise die Spitze des Sägezahnes (=Endpunkt der gesamten Zeitbasis) bei beliebiger
Amplitudenregelung im Bildfeld festgehalten werden, so muß auf den X-Verstärker eine X-Positions-Verschiebespannung
wirken, welche stets so groß ist wie die ganze Amplitude des Sägezahnes. Auf diese Weise
ist das gleichstromgekoppelte Gegentaktsystem des X-Verstärkers stets für die Sägezahnspitze inBallance,
d. h. im nicht übersteuerten Arbeitsbereich des X-Verstärkers.
Für andere Punkte des Sägezahnes, beispielsweise für dessen Mitte (=Mitte der gesamten Zeitbasis) ergeben
sich analoge Überlegungen. In diesem Falle muß für die Sägezahnmitte die Verschiebespannung
für die X-Position stets genau die Hälfte der gesamten Sägezahnamplitude betragen. Daraus ergibt sich folgerichtig,
daß bei Regelung der Sägezahnamplitude (X-Amplitude) stets auch die Verschiebespannung der
X-Positionsregelung in demselben Verhältnis wie die Sägezahnamplitude geregelt werden muß.
Zur Erzeugung der Verschiebespannung der X-Positionsregelung sind daher zwei verschiedene Regelorgane
vorgesehen:
1. ein mit dem Regler für »Sägezahnamplitude« (=X-Amplitude) mitlaufender Regler 20, welcher die
Verschiebespannung im selben Verhältnis regelt wie die Sägezahnamplitude,
2. ein weiterer Regler 21, welcher von einer Gleichspannung,
die gleich (oder etwas größer) als die Sägezahnamplitude ist, die Verschiebespannung
abgreift.
Die beiden Regler müssen dabei so zusammengeschaltet sein, daß sich zwischen den beiden Reglern
ein multiplikativer Zusammenhang ergibt. Die Ausgangsspannung muß daher dem Produkt der beiden
Reglerstellungen entsprechen. Dies ist, wie in der Zeichnung beispielsweise ausgeführt, durch einfache
elektrische Hintereinanderschaltung der beiden Regelpotentiometer erreicht.
Dem Regler 21 für die X-Position kommt in einer solchen Schaltung nicht mehr die Funktion für die
X-Lage des Bildes bzw. des Elektronenstrahles zu, vielmehr wird in der so ausgestalteten Anordnung
hierdurch derjenige Punkt der gesamten Zeitbasis festgelegt, der bei beliebiger Regelung der Ausschnittvergrößerung
(durch den Regler 8) im Ballancepunkt des X-Verstärkers bzw. auf dem Bildschirm festgehalten
wird.
Der Einbau einer solchen mit der X-Amplitude kombinierten X-Lageregelung stellt eine wesentliche
bedienungstechnische Verbesserung für einen Elektronenstrahloszillographen
dar. Im Zusammenwirken mit der beschriebenen neuartigen Anordnung zur Erzeugung der linearisierten Sägezahnschwingung einschließlich
der damit verbundenen Regelung und Auskopplung unter strenger Einhaltung des Grundprinzips
der Gleichstromkopplung zwischen allen Teilen der Zeitablenkung ergibt sich eine sowohl in technischer
als auch wirtschaftlicher Hinsicht besonders günstige und fortschrittliche Lösung für den Zeitablenkteil
eines Kathodenstrahloszillographen.
Claims (9)
1. Anordnung zur Erzeugung einer sägezahnförmigen
Spannung mit linearisiertem Sägezahnanstieg für Zeitablenkung in Elektronenstrahloszillographen,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Gleichspannungsverstärker derart angeordnet ist,
daß er die Spannungsdifferenz an einem Ladewiderstand konstant hält, wobei der Verstärker
zwischen seinem Eingang und seinem Ausgang eine feste Potentialdifferenz aufweist und so bemessen
ist, daß er eine Verstärkung von der Größe + 1 bewirkt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Gleichspannungsverstärker eine
Doppeltriode (5) angewendet wird, deren Kathoden (10 und 11) über einen gemeinsamen Widerstand
(9) verkoppelt sind und ein Gegenkopplungswiderstand (8) zwischen den beiden Kathoden (10
und 11) derart bemessen und angeordnet ist, daß er die Spannungsverstärkung auf den Wert + 1
gewährleistet.
3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das eine System (I) der
Doppeltriode (5) als Kathodenfolger zur niederohmigen Auskopplung der Sägezahnschwingungen
herangezogen wird.
4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenkopplungswiderstand (8)
als Potentiometer zur regelbaren Auskopplung der Sägezahnschwingung ausgebildet ist.
5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus zwei Widerständen
(14 und 15) bestehender Spannungsteiler die Betriebsspannungen des Systems (II) der
Doppeltriode (5) so einstellt, daß die beiden Kathoden (10 und 11) gleiches Ruhepotential aufweisen.
6. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichspannungsverstärker
(5) in Verbindung mit einem einstufigen X-Gegentaktverstärker in Gleichstromkopplung
verwendet wird.
7. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Widerstand (2) und
ein Kondensator (1) so bemessen ist, daß mit Hilfe des Potentiometers (8) eine regelbare Übersteuerung
des gleichstromgekoppelten X-Verstärkers zur Erreichung einer X-Ausschnittvergrößerung
ermöglicht wird.
8. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die X-Positionsregelung
gleichstromgekoppelt auf den X-Verstärker wirkt und daß die vom X-Positionsregler abgegriffene
Verschiebespannung zusätzlich in demselben Verhältnis wie die X- (Sägezahn-) Amplitude regelbar
ist.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur zusätzlichen Regelung der Verschiebespannung
ein auf der Achse des X-Amplitudenreglers mitlaufendes zweites Potentiometer
(20) Verwendung findet.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
© «09- 65OT89· 10.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEK30900A DE1041591B (de) | 1957-01-23 | 1957-01-23 | Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer Zeitablenkspannung im Elektronenstrahloszillographen |
US710550A US3015753A (en) | 1957-01-23 | 1958-01-22 | Circuit for controlling the sweep of a cathode-ray oscilloscope |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEK30900A DE1041591B (de) | 1957-01-23 | 1957-01-23 | Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer Zeitablenkspannung im Elektronenstrahloszillographen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1041591B true DE1041591B (de) | 1958-10-23 |
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ID=7218988
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---|---|---|---|
DEK30900A Pending DE1041591B (de) | 1957-01-23 | 1957-01-23 | Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer Zeitablenkspannung im Elektronenstrahloszillographen |
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US (1) | US3015753A (de) |
DE (1) | DE1041591B (de) |
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