DE1616047C - DC converter with a bridge circuit with pre-magnetized field plates - Google Patents

Description

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Es ist häufig wichtig, Ströme und Spannungen »Elektronik«, 1967, H. 5, S. 137/138, beschriebenIt is often important to describe currents and voltages in "Electronics", 1967, no. 5, p. 137/138

potentialfrei messen zu können. Bei Wechselströmen worden. In der Schwachstromtechnik spricht manto be able to measure potential-free. When alternating currents have been. In the low-voltage technology one speaks

und -spannungen kann das leicht mit Hilfe von von (Gleichstrom-) Trennverstärkern; in der Stark-and voltages can easily be done with the help of (DC) isolation amplifiers; in the strong

Wechselstromwandlem ausgeführt werden. Aber auch Stromtechnik werden Geräte gleichen Prinzips alsAC current transformers are carried out. But also electricity technology are devices of the same principle as

Gleichströme und -spannungen müssen, z. B. in der 5 »Wandler« bezeichnet.Direct currents and voltages must, for. B. in the 5 called "converter".

Regelungstechnik, potentialfrei erfaßt werden können. Bei Gleichstromwandlern bzw. Gleichspannungs-Gleichstromwandler und Gleichspannungswandler wandlern hat es sich weiterhin als günstig erwiesen, sind aber im Aufbau wesentlich komplizierter als stets zwei Feldplatten, die mit zwei festen Widerstän-Wechselstromwandler, weil sich die Gleichstrom- den zu einer Brückenschaltung ergänzt sind, zu vergrößen nicht transformatorisch übertragen lassen, io wenden. Das geschieht unter anderem deshalb, weil aber Ein- und Ausgang ebenso wie bei Wechsel- die einzelne Feldplatte häufig einen temperaturabhänstromwandlern galvanisch nicht gekoppelt sein dürfen. gigen Widerstandswert hat und weil dieser Wider-Vielfach werden in Halbleitergeräten zum Messen, standswert nicht unter den Grundwiderstand (beim Steuern und/oder Regeln, z. B. bei Multiplikatoren Magnetfeld Null) sinken kann. Die Magnetspulen des oder Gleichstromwandlern, magnetfeldabhängige Wi- 15 Steuerstroms (zu messender Gleichstrom) werden daderstände, die sogenannten »Feldplatten«, .verwendet bei im allgemeinen so aufgebaut, daß ein Ansteigen (Solid State Electronics, Pergamon Press, 1964, 7, des Stromes eine Widerstandserhöhung der einen S. 363 bis 371, und 1966, 9, S. 443, 451). Die Feld- Feldplatte und eine Widerstandserniedrigung der anplatten sind dabei galvanisch vom erregenden Gleich- deren Feldplatte verursacht, daß also die Brücke strom getrennt. Gleichstromwandler wurden schon ao verstimmt wird. Während das Gegenkopplungsfeld in mit Topfkernmagneten bestückt, um deren Kern die beiden Feldplatten antiparallel zum Steuerfeld ver-Steuerwicklung gelegt war. Zwischen Topfrand und läuft, ist das Vprmagnetisierungsfeld in der Regel in . Deckel befand sich dabei magnetfeldempfindliches der einen Feldplatte parallel und in der anderen Material, z. B. Wismut (siehe z. B. Archiv der elek- Feldplatte antiparallel zum Steuerfeld gerichtet. Die frischen Übertragung, 8, 1954, S. 269 bis 278, ins- 25 Gegenkopplungswicklungen können über einen auf besondere S. 276). Statt eines Topfkernmagneten wur- den Brückenausgang geschalteten Gleichstrornverden auch schon Magnete verwendet, die aus drei stärker, z. B. Transistorverstärker, angesteuert wer-Schenkeln bestehen, welche durch zwei Joche zu- den. Die Verstärkung ist dabei im allgemeinen erforsammengehalten werden. Die Erregerwicklung kann derlich, weil Brückenstrom- und -spannung relativ dabei um den mittleren Schenkel gelegt sein. Die bei- 30 klein sind.Control technology, can be detected potential-free. With direct current converters or direct voltage direct current converters and DC / DC converters, it has still proven to be cheap, but are much more complicated in structure than always two field plates, which with two fixed resistance AC converters, because the direct current ends are supplemented to form a bridge circuit Do not let it be transmitted by means of a transformer, turn OK. One of the reasons why this happens is because but input and output as well as with alternating the individual field plate often a temperature-dependent current transformer may not be galvanically coupled. has a good resistance value and because of this cons-multiple are used in semiconductor devices for measuring, the resistance value is not below the basic resistance (with Taxes and / or rules, e.g. B. with multipliers magnetic field zero) can decrease. The solenoids of the or direct current converters, magnetic field-dependent 15 control current (direct current to be measured) are the so-called "field plates" are generally used in such a way that they rise (Solid State Electronics, Pergamon Press, 1964, 7, of the current an increase in resistance of the one Pp. 363 to 371, and 1966, 9, pp. 443, 451). The field-field plate and a lowering of the resistance of the plates are galvanically caused by the exciting equatorial field plate, i.e. the bridge electricity disconnected. DC converters have already been detuned. While the negative feedback field in Equipped with pot core magnets, around the core of which the two field plates are antiparallel to the control field was laid. Between the edge of the pot and the run, the magnetic field is usually in . The cover was located parallel to the magnetic field sensitive of one field plate and in the other Material, e.g. B. bismuth (see e.g. archive of the elek field plate directed antiparallel to the control field fresh transmission, 8, 1954, pp. 269 to 278, ins- 25 negative feedback windings can over a special p. 276). Instead of a pot core magnet, a bridge output switched direct current was used magnets have also been used, which consist of three stronger, z. B. transistor amplifier, controlled who-legs exist, which are terminated by two yokes. The reinforcement is generally kept together will. The excitation winding can be so, because bridge current and voltage are relative be placed around the middle leg. Which are both small.

den äußeren Schenkel, in denen die Feldplatten Wesentliche Nachteile dieser Anordnungen können untergebracht sind, können außer von dem Erreger- vor allem bei der Anwendung in der Starkstromfeld auch von einem Vormagnetisierungsfeld durch- technik im Überstrombetrieb, z. B. bei Kurzschluß, in flutet sein, das mittels Vormagnetisierungswicklungen Erscheinung treten. Mit einem solchen Fall muß imerzeugt wird (Electronic Engineering, November 1958, 35 mer gerechnet werden, wenn der Wandler, gleichgül-S. 664 und 666). . tig ob als Stromwandler oder als Spannungswandler Die Vormagnetisierung der Feldplatten, die per- an einem Nebenwiderstand, zur Strommessung dienen manent- oder elektromagnetisch erfolgen kann, ist soll. Ist ein Wandler z. B. für 100 AW Steuerdurcherforderlich, wenn man im linearen Bereich der flutung je feldplattenbestücktem Kern ausgelegt, so Widerstandskennlinie der Feldplatte arbeiten will. 40 ruft ein Kurzschlußstrom vom 20fachen des Nenn-Die Kennlinie verläuft für kleine Magnetfelder an- stromes eine Durchflutung von 200 AW je Kern hernähernd quadratisch. Durch Vormagnetisierungsfel- vor. Die Gegenkopplung kann in der Regel eine so der von wenigen kG, z. B. etwa 3 bis 5 kG, kann der hohe Durchflutung nicht aufbringen, da der Gleich-Arbeitspunkt der Feldplatte in den linearen Bereich stromverstärker die Gegenkopplung begrenzt. Liegt der Widerstandskennlinie verschoben werden. Auf 45 diese Grenze z.B. bei 200AW, so ist für den angeder linearen Widerstandsskala der Feldplatte kann führten Kurzschlußfall immer noch eine Durchflutung der zu messende Gleichstrom dann unmittelbar ab- von 2000—200= 1800 AW je Kern wirksam. Dagelesen werden. Außer dieser Linearisierung hat die durch kommt man weit aus dem durch die Vor-Vormagnetisierung auch den Vorteil, daß die Feld- magnetisierung eingestellten Arbeitsbereich der Kennplatte im linearen Bereich der Kennlinie wesentlich 50 linien der beiden Feldplatten der Brückenschaltung empfindlicher ist als in deren quadratischem Bereich. heraus, und es können sehr unerwünschte Wirkungenthe outer leg, in which the field plates can have major disadvantages of these arrangements are housed, except for the exciter, especially when used in the high-voltage field also from a bias field through technology in overcurrent operation, z. B. with short circuit, in be flooded, which appear by means of bias windings. With such a case im must be generated will be calculated (Electronic Engineering, November 1958, 35 mer if the converter, indifferent-S. 664 and 666). . tig whether as a current transformer or as a voltage transformer The premagnetization of the field plates, which are used to measure the current via a shunt resistor can be done manually or electromagnetically, is should. Is a converter z. B. for 100 AW tax by required, If you lay out each core equipped with field plates in the linear area of the flooding, so Resistance characteristic of the field plate wants to work. 40 causes a short circuit current of 20 times the nominal die For small magnetic fields, the characteristic curve approximates a flux of 200 AW per core square. By pre-magnetization field. The negative feedback can usually be like this that of a few kG, z. B. about 3 to 5 kG, can not raise the high flow, because the same operating point the field plate in the linear area current amplifier limits the negative feedback. Located the resistance characteristic can be shifted. At 45 this limit, e.g. at 200AW, is for the other linear resistance scale of the field plate can still lead to a flooding in the event of a short circuit the direct current to be measured is then immediately effective from 2000-200 = 1800 AW per core. Read there will. In addition to this linearization, you can go far beyond the premagnetization also the advantage that the field magnetization is adjusted to the working area of the identification plate in the linear range of the characteristic curve, essentially 50 lines of the two field plates of the bridge circuit is more sensitive than in its square area. out and there can be very undesirable effects

Trotz der Linearisierung und der Empfindlichkeit eintreten, die sich folgendermaßen erklären:
von Gleichstrom- bzw. Gleichspannungsmodulatoren Bezüglich des Nullpunktes des Steuermagnetfeldes können aber noch Meßfehler in das Meßergebnis ein-' werden die Kennlinien der Feldplatten durch Anlegen gehen, die z. B. von Störfeldern herrühren. Zur Ver- 55 eines Vormagnetisierungsfeldes parallel zur Magnetringerung solcher Fehler hat es sich als günstig er- feldachse verschoben. Sind die Feldplatten z. B. gegenwiesen, außer dem Steuerfeld, der zu messenden sinnig gleich (antiparallel) vormagnetisiert, so ist die Gleichstrom- oder Gleichspannungsgföße und dem eine Feldplattenkennlinie bezüglich der Nullachse des Vorniagnetisierungsfeld ein (dem Steuerfeld entgegen- Steuerfeldes (beim Steuerfeld Null ist auch das Gegengerichtetes) Gegenkopplungsfeld auf die Feldplatte 60 kopplungsfeld Null) um im wesentlichen ebensoviel wirken zu lassen, das vom Ausgangsstrom der letz- nach positiven Magnetfeldwerten verschoben wie die teren, z. B. über einen Verstärker, gesteuert ist. Sinn andere Feldplattenkennlinie nach negativen Magnetder Gegenkopplung ist dabei vor allem, das Steuer- feldwerten. Da jede Feldplattenkennlinie praktisch feld der Feldplatte stark, z.B. um den Faktor 100, ideal symmetrisch zur Nullachse des einwirkenden herabzusetzen. Dadurch können Meßfehler in glei- 65 (Gesamt-) Magnetfeldes verläuft, schneiden sich die ehern Maße verringert werden. Das Prinzip einer sol- Kennlinien der beiden gegensinnig vormagnetisieren clien Schaltung mit einer Feldplatte ist für den Fall Feldplatten also in einem {'unkt. Desitzen dagegen der Anwendung in der Schwachstromtechnik in die beiden Feldplatten, wie es oft vorkommt, imIn spite of the linearization and the sensitivity, which can be explained as follows:
of direct current or direct voltage modulators. With regard to the zero point of the control magnetic field, however, measurement errors can still be incorporated into the measurement result. B. arise from interference fields. In order to reduce a pre-magnetization field parallel to the magnet reduction of such errors, it is favorable that the field axis has been shifted. Are the field plates z. B. presented, except for the control field, which is to be measured in the same direction (antiparallel) premagnetized, then the direct current or direct voltage quantity and the one field plate characteristic with respect to the zero axis of the pre-diagnostic field (the control field opposite to the control field (with the control field zero is also the opposite direction) Negative coupling field on the field plate 60 coupling field zero) to allow essentially as much to act as that shifted from the output current of the last positive magnetic field values as the teren, z. B. is controlled by an amplifier. The main purpose of a different field plate characteristic after negative magnet of negative feedback is the control field values. Since each field plate characteristic is practically the field of the field plate strongly, e.g. by a factor of 100, ideally symmetrical to the zero axis of the acting one. As a result, measurement errors can run in the same (total) magnetic field, and the dimensions are reduced. The principle of a sol characteristic curve of the two oppositely biased circuit with a field plate is therefore in one point for the case of field plates. Desitzen, however, the application in the weak current technology in the two field plates, as it often happens in

16 16 042
3 4 16 16 042
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y-Ablenkfelder zu erzeugen, die zum Darstellen der und an der Kathode 40 anliegt. Die Diode 32 ist Linie AB benötigt werden. Die Spannungsgeneratoren in ihren Kennwerten mit der Diode 42 identisch, um 13 und 17 stellen jene Teile des Systems dar, welche den Spannungsabfall an der Diode 42 zu kompendiese Signale erzeugen. sieren.To generate y-deflection fields, which is applied to the cathode 40 to represent and. The diode 32 is needed to line AB. The characteristic values of the voltage generators are identical to those of the diode 42; FIGS. 13 and 17 represent those parts of the system which generate these signals to compensate for the voltage drop across the diode 42. sate.

Die Ausgangssignale der beiden Modulatoren 12 5 Das vom Bezugsgenerator 10 gelieferte Rechteck- und 16 werden einem Summiernetzwerk 18 zugeführt, signal wird auch dem fest eingestellten 90°-Phasenwelches die beiden Signale addiert und in bekannter schieber 14 zugeführt. Der Phasenschieber 14 besteht Weise ein einziges Wechselspannungssignal erzeugt, am einfachsten aus einem herkömmlichen Verzögedas der resultierenden Spannung V₃ entspricht. Die rungsglied. Zum Beispiel kann er als Verzögerungs-Größe V₃, die dem Vektor AB analog ist, hängt mit io leitung oder ein Paar in Kaskade geschalteter, V₁ und V₂ durch folgende Beziehung zusammen: monostabiler Multivibratoren ausgebildet sein. DerThe output signals of the two modulators 12 5 the square wave and 16 supplied by the reference generator 10 are fed to a summing network 18, the signal is also the fixed 90 ° phase which adds the two signals and fed to known slide 14. The phase shifter 14 consists in generating a single alternating voltage signal, most simply from a conventional delay corresponding to the resulting voltage V ₃ . The link. For example, it can be implemented as a delay variable V ₃ , which is analogous to the vector AB , is related to io line or a pair of V ₁ and V ₂ connected in cascade through the following relationship: monostable multivibrators. the

Modulator 16 ist wie der Modulator 12 aufgebautModulator 16 is constructed like modulator 12

V₃ = ]/Δ χ² + Δ y- sin (ω / + α), (6) und arbeitet in der gleichen Weise, außer, daß sein V ₃ = ] / Δ χ ² + Δ y- sin (ω / + α), (6) and works in the same way except that its be

Eingangssignal mit der vom Spannungsgenerator 17Input signal with that of the voltage generator 17

wobei α = arctan -=p- bedeutet. ¹S gelieferten Spannung moduliert wird, die der Länge Δ y (F i g. 1) proportional ist.where α = arctan - = p- means. ¹ S supplied voltage is modulated, which is proportional to the length Δ y (F i g. 1).

Die Größe ]/Δχ² + /Iy², welche die Amplitude Das aus den Summierwiderständen 46 und 48 be-The size ] / Δχ ² + / Iy ² , which the amplitude Das from the summing resistors 46 and 48

von V₃ darstellt, ist ebenfalls der Größe L, also der stehende Summiernetzwerk 18 summiert die beiden Länge der Linie AB, analog, d.h., L steht mit Δ χ gegeneinander phasenverschobenen Ausgangssignale und Δγ durch denselben Ausdruck in Beziehung. 20 der Modulatoren, indem es sie gleich bewertet undof V ₃ is also the size L, so the standing summing network 18 sums the two lengths of the line AB, analog, that is, L is related to Δ χ phase-shifted output signals and Δγ by the same expression. 20 of the modulators by evaluating them equally and

Das Ausgangssignal des Summiernetzwerkes 18 ein einziges Rechteckausgangssignal erzeugt, das sowird zunächst einem Filter 20 zugeführt, das die un- wohl die Grundfrequenz als auch Oberwellen enterwünschten Oberwellen aussiebt, und anschließend hält. Die Größe dieses Signals ist proportional der einem Spitzenwertdetektor 22. Das Ausgangssignal Länge L der Linie AB, wie es durch Gleichung (6) des Spitzenwertdetektors ist also eine Gleichspan- 25 dargestellt ist.The output signal of the summing network 18 generates a single square-wave output signal, which is first fed to a filter 20, which filters out the harmonics, which are undesirable for both the fundamental frequency and harmonics, and then holds them. The size of this signal is proportional to that of a peak value detector 22. The output signal length L of the line AB, as represented by equation (6) of the peak value detector, is thus a DC voltage.

nung, die der Länge L der Linie AB proportional ist. Dieses Signal wird einem herkömmlichen Band-voltage proportional to the length L of the line AB. This signal is transmitted to a conventional tape

Diese Spannung wird dann als Helligkeitssteuerspan- pass- oder Tiefpassfilter 20 zugeführt. Das Filter 20 nung der Anzeigeröhre 9 (Kathodenstrahlröhre) zu- muß alle Schwingungsanteile außer der Grundfregeführt. Somit stellt das System Linien mit Elektro- quenz der modulierten Rechteckschwingung beseitinenstrahl-Helligkeitswerten dar, die sich proportio- 30 gen, weil die durch den Phasenschieber 14 verurnal zu den Linienlängen verhalten. Da alle Linien sachte Phasenverschiebung sich auf die Grundin gleichen Zeitabschnitten dargestellt werden, haben schwingung bezieht. Die Phasenverschiebung kann sie somit gleiche optische Helligkeit auf dem Schirm aber auch bei einem anderen Schwingungsanteil beder Anzeigeröhre 9. werkstelligt werden, wobei das Filter 20 dann dieseThis voltage is then fed in as a brightness control chip-pass or low-pass filter 20. The filter 20 tion of the display tube 9 (cathode ray tube) must all vibration components except the basic frequency. The system thus provides lines with an electroquence of the modulated square wave apart from the beam brightness values represent, which are proportional, because the through the phase shifter 14 verurnal behave towards the line lengths. Since all lines are gently phase shifted to the bottom the same periods of time are represented, have oscillation relates. The phase shift can they therefore have the same optical brightness on the screen but also with a different vibration component Display tube 9. are made, the filter 20 then this

Fig.3 zeigt im einzelnen den Aufbau des erfin- 35 Schwingung durchläßt. Jedoch wird üblicherweise dungsgemäßen Systems. Der Bezugsgenerator 10 die Grundfrequenz verwendet, weil sie den Schwinsollte wegen der erforderlichen Genauigkeit quarz- gungsanteil mit der höchsten Amplitude liefert. Auf gesteuert sein. Ebenso ist es wünschenswert, daß er jeden Fall sollte die Bandbreite des Filters 20 so groß Signale mit rechteckiger Kurvenform erzeugt, da- wie möglich bemessen werden, dabei aber trotzdem mit in der Schaltung die einfachen, aus Dioden auf- 4° noch unerwünschte Schwingungsanteile unterdrükgebauten Modulatoren 12 und 16 verwendet werden ken, um die Zeitkonstante des Filters so klein wie können, die nunmehr beschrieben werden sollen. möglich zu machen und damit dem System eine kurze3 shows in detail the structure of the inven- 35 oscillation passes. However, usually proper system. The reference generator 10 uses the fundamental frequency because it should vibrate supplies quartz generation with the highest amplitude due to the required accuracy. on be controlled. It is also desirable that the bandwidth of the filter 20 should in any case be so large Signals with a rectangular waveform are generated and measured as possible, but nevertheless with in the circuit the simple, 4 ° still unwanted vibration components built up from diodes Modulators 12 and 16 are used to make the time constant of the filter as small as which will now be described. possible and thus the system a short

Das Signal vom Bezugsgenerator 10 wird der Ka- Ansprechzeit bei der ausgewählten Arbeitsfrequenz thode 30 einer Diode 32 im Modulator 12 zugeführt. zu verleihen.The signal from the reference generator 10 becomes the Ka response time at the selected operating frequency method 30 is fed to a diode 32 in modulator 12. to rent.

Die Anode 34 der Diode 32 ist über einen Wider- 45 Das Ausgangssignal des Filters 20 ist sinusförmig, stand 36, der zur Vorspannungserzeugung dient, mit und seine Amplitude ist der Länge L der Linie AB einer positiven Spannungsquelle verbunden, die als (F i g. 1) analog. Das Ausgangssignal des Spitzenwert-Batterie 38 dargestellt ist. detektors 22 stellt somit eine der Länge L proportio-The anode 34 of the diode 32 is connected via a resistor 45 The output signal of the filter 20 is sinusoidal, stand 36, which is used to generate a bias voltage, with and its amplitude is the length L of the line AB of a positive voltage source, which is called (F i g 1) analog. The output of the peak battery 38 is shown. detector 22 thus represents a length L proportional

Eine Gleichspannung, die der Länge Δ χ der nale Gleichspannung dar. Diese Spannung wird dann x-Komponente der Linie (F i g. 1) proportional ist, 5° der Anzeigeröhre 9 als Vorlaufheilsteuerspannung wird durch den Spannungsgenerator 13 erzeugt und zugeführt. Sie eignet sich jedoch auch als Helligder Kathode 40 einer Diode 42 zugeführt. Die Anode keitssteuerspannung für andere Arten von Anzeige-44 der Diode 42 ist mit der Anode 34 und mit Masse geräten, z. B. für einen x-y-Koordinatenschreiber. über die Summierungswiderstände 46 und 48 ver- Natürlich kann auch ein herkömmlicher Spannungsbunden. 55 verstärker und, falls erforderlich, eine geeignete Off- A direct voltage which is the length Δ χ of the nale direct voltage. This voltage is then proportional to the x component of the line (FIG. 1). However, it is also suitable as a light supplied to the cathode 40 of a diode 42. The anode control voltage for other types of display 44 of the diode 42 is connected to the anode 34 and to ground devices, e.g. B. for an xy-coordinate recorder. Via the summing resistors 46 and 48, a conventional voltage connection can of course also be used. 55 amplifier and, if necessary, a suitable off-

Es sei angenommen, daß die Spannung der Batterie setschaltung, zwischen dem Spitzenwertdetektor 22 38 größer ist als die Spannung, die der Kathode 40 und der Anzeigeröhre 9 eingeschaltet werden,
der Diode 42 zugeführt wird und daß die letztere Die Arbeitsgeschwindigkeit des erfindungsgemäßenIt is assumed that the voltage of the battery set circuit between the peak value detector 22 38 is greater than the voltage that the cathode 40 and the display tube 9 are turned on,
the diode 42 is fed and that the latter The speed of operation of the invention

Spannung positiv ist. Ferner sei angenommen, daß Steuersystems hängt von der Frequenz des Bezugsdas vom Bezugsgenerator 10 gelieferte Rechteck- 60 generators 10 und den Zeitkonstanten des Filters 20 signal sich zwischen Massepotential und einem post- und des Spitzenwertdetektors 22 ab.
tiven Spannungswert ändert, der größer ist als die Da das Helligkeitssteuersystem eine endliche An-Voltage is positive. It is further assumed that the control system depends on the frequency of the reference, the square wave generator 10 supplied by the reference generator 10 and the time constants of the filter 20 signal between ground potential and a post and peak value detector 22.
tive voltage value changes, which is greater than the Since the brightness control system has a finite

an der Kathode 40 liegende Spannung. Durch das Sprechzeit besitzt, müssen die den Linienlängen Δ χ Hinzukommen des vom Bezugsgenerator 10 geliefer- und Δ y proportionalen Spannungen an der Anzeigeten Rechtecksignals ändert sich das Potential am 65 röhre 9 anliegen, bevor die Linie AB auf dem Schirm Verbindungspunkt der Anode 44 und des Summie- der Röhre dargestellt wird. Bei einem Anzeigesystem, rungswiderstandes 46 zwischen Massepotential und welches die vorstehend beschriebene Rechteckspandem Spannungswert, der der Länge Δ χ entspricht nung als Trägersignal verwendet, synchronisiert dasvoltage applied to cathode 40. Due to the speaking time, the line lengths Δ χ must be added to the voltages supplied by the reference generator 10 and Δ y proportional to the displayed square wave signal, the potential at the tube 9 changes before the line AB on the screen connecting point of the anode 44 and the The total of the tube is shown. In a display system, approximately resistance 46 between ground potential and which uses the above-described square-wave voltage value, which corresponds to the length Δ voltage as the carrier signal, synchronizes

16 1616 16

System vorzugsweise das Schreiben des Vektors A B mit dem Signal vom Bezugsgenerator 10, so daß der Spitzenwertdetektor 22 ein Helligkeitssteuersignal liefert, sobald das Schreiben des Vektors beginnt. Bevor jedoch die Steuerspannung geliefert werden kann, müssen die mit Δ χ und Ay modulierten Spannungen beide vorhanden sein. Wenn daher z. B. der Vektorbeginn mit dem Beginn des positiven Teils des Signals vom Bezugsgenerator 10 synchron ist, beträgt die maximale Verzögerungszeit, bevor eine Abtastung vorgenommen wird, V₄ einer Schwingungsperiode (d. h. die Zeit, die vergeht, bis der positive Teil des Signals dem Modulator 16 zugeführt wird).The system preferably involves writing the vector AB with the signal from the reference generator 10 so that the peak detector 22 provides a brightness control signal as soon as the vector begins to be written. However, before the control voltage can be supplied, the voltages modulated with Δ χ and Ay must both be present. Therefore, if z. For example, if the start of the vector is synchronous with the start of the positive part of the signal from the reference generator 10, the maximum delay time before a sample is taken is V _{4 of} an oscillation period (i.e. the time it takes for the positive part of the signal to be sent to the modulator 16 is supplied).

Ist dagegen der Linienbeginn mit dem Ende des negativen Teils des Signals vom Bezugsgenerator 10 synchron, so beträgt die maximale Abtastverzögerung V2 Schwingungsperiode (d. h. die Zeit, die vergeht, bis der nächste positive Anteil des Signals vom Bezugsgenerator 10 eintrifft). Der Wunsch nach schneller Erzeugung der Steuerspannung ist auch der Hauptgrund für die Anwendung des Spitzenwertdetektors22. Der Spitzenwertdetektor hat entsprechend der Art der von ihm erfüllten Aufgabe eine ihm eigene schnelle Anstiegs- aber langsame Abklingzeit. Muß eine ganze Reihe von Linien geschrieben werden, so ist die neue Abklingzeit nicht erwünscht. Um diese Schwierigkeit zu beseitigen, wird am Ende der Schreibzeit für den Vektor ein Entladesignal 22 a an den Spitzenwertdetektor angelegt. Andere Bauteile zum Erzeugen der Steuerspannung, wie z. B. eine Schaltung zur Mittelwertbildung, können mehrere Periodendauern des vom Bezugsgenerator 10 gelieferten Signals benötigen, um die geeignete Steuerspannung zu liefern, wodurch die Ansprechzeit des Systems zu sehr verlängert wird.If, on the other hand, the start of the line is synchronous with the end of the negative part of the signal from the reference generator 10, the maximum sampling delay is V2 oscillation period (ie the time that elapses until the next positive part of the signal from the reference generator 10 arrives). The desire for rapid generation of the control voltage is also the main reason for using the peak value detector22. The peak value detector has its own fast rise but slow decay time, depending on the type of task it has performed. If a whole series of lines has to be written, the new cooldown time is not desirable. In order to eliminate this difficulty, a discharge signal 22 a is applied to the peak detector at the end of the write time for the vector. Other components for generating the control voltage, such as. B. a circuit for averaging, several periods of the signal supplied by the reference generator 10 may need to supply the appropriate control voltage, whereby the response time of the system is extended too much.

Wie vorstehend erwähnt, können die Spannungsgeneratoren 13 und 17 beliebig ausgebildet sein,-sofern sie nur Spannungen erzeugen können, die proportional zu den Längen der Vektorkomponenten Δ χ und Δ y sind. In einem typischen Anzeigesystem können Δ χ und Δ y ζ. B. in digitaler Form in einem geeigneten Speicher gespeichert sein und dann in analoger Form (d. h. Spannungen) umgewandelt und den Modulatoren 12 und 16 wie vorstehend beschrieben zugeführt werden.As mentioned above, the voltage generators 13 and 17 can be designed as desired, provided they can only generate voltages which are proportional to the lengths of the vector components Δ χ and Δ y . In a typical display system, Δ χ and Δ y ζ. B. stored in digital form in a suitable memory and then converted into analog form (ie voltages) and fed to the modulators 12 and 16 as described above.

Auch die Rechtecksignale, die den Modulatoren 12 und 16 zugeführt werden, können digital erzeugt werden. F i g. 4 zeigt solch einen digitalen Rechteckgenerator, der allgemein mit 52 bezeichnet ist. Er enthält einen herkömmlichen Zeitgeberfrequenzgenerator 54 und ein Paar Multivibratoren 56 und 58 (Flipflop). Die Ausgangsklemmen 0 und 1 des Multivibrators 56 sind über die UND-Glieder 60 und 62 mit der Rückstell- bzw. Einstelleingangsklemme des Multivibrators 58 verbunden. Umgekehrt sind die Ausgangsklemmen 0 und 1 des Multivibrators 58 über die UND-Glieder 64 und 66 mit der Einstellbzw. Rückstelleingangsklemme des Multivibrators 56 verbunden. Das Signal vom Zeitgeberfrequenzgenerator 54 stellt das andere Eingangssignal für jedes der UND-Glieder 60 bis 66 dar. Aufeinanderfolgende Impulse vom Zeitgeberfrequenzgenerator 54 schalten die Multivibratoren weiter, so daß die Rechteckspannungen V₁ und V₂ mit 90° Phasenverschiebung an der Ausgangsklemme 1 des Multivibrators 56 bzw. 58 erscheinen. Soll der im Helligkeitssteuersystem benutzte Generator 52 ein Trägersignal von 1 MHz haben, so muß der Zeitgeberfrequenzgenerator 54 eine Frequenz von 4 MHz liefern.The square-wave signals which are fed to the modulators 12 and 16 can also be generated digitally. F i g. 4 shows such a digital square wave generator, which is designated generally by 52. It includes a conventional clock frequency generator 54 and a pair of multivibrators 56 and 58 (flip-flops). The output terminals 0 and 1 of the multivibrator 56 are connected to the reset or setting input terminal of the multivibrator 58 via the AND gates 60 and 62. Conversely, the output terminals 0 and 1 of the multivibrator 58 via the AND gates 64 and 66 with the setting or. Reset input terminal of multivibrator 56 connected. The signal from the timer frequency generator 54 provides the other input to each of the AND gates 60 to 66 is. Successive pulses from the timer frequency generator 54 switch the multivibrators further, so that the square-wave voltages V ₁ and V ₂ with a 90 ° phase shift at the output terminal 1 of the multivibrator 56 or 58 appear. If the generator 52 used in the brightness control system is to have a carrier signal of 1 MHz, the timer frequency generator 54 must supply a frequency of 4 MHz.

Das in F i g. 3 dargestellte Linienanzeigesystem enthält ein Bezugs- oder Trägersignal mit rechteckiger Kurvenform, weil dies die Verwendung von einfachen Diodenmodulatoren in der Schaltung ermöglicht. In der Schaltung muß daher grundsätzlich ein Filter 20 vorgesehen sein, das die unerwünschten Oberwellen, die im Ausgangssignal des Summiernetzwerkes 18 enthalten sind, unterdrückt. Das Filter entfällt, wenn der Bezugsgenerator 10 ein sinusförmiges Signal erzeugt. In diesem Fall müssen jedoch herkömmliche Modulatoren verwendet werden, die aufwendiger sind als die hier gezeigten Modulatoren. The in Fig. The line display system shown in FIG. 3 includes a reference or carrier signal having a rectangular shape Waveform because it allows simple diode modulators to be used in the circuit. In principle, a filter 20 must therefore be provided in the circuit, which removes the undesired Harmonics contained in the output signal of the summing network 18 are suppressed. The filter does not apply if the reference generator 10 generates a sinusoidal signal. In this case, however, you have to conventional modulators are used, which are more complex than the modulators shown here.

Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, erzeugt das erfindungsgemäße, einfache und vollelektronische Linienanzeigesystem schnell eine Spannung, die der Länge der darzustellenden Linie genau proportional ist, und führt sie während der Bildung der Linie als Steuergröße dem Anzeigegerät zu. Bei diesem System bleibt somit äußerst genau die Helligkeitssteuerung bei allen Linien einer Darstellung erhalten, gleichgültig, wie lang diese Linien sind und welche Bezugswinkel sie auch haben.As can be seen from the above description, the inventive, simple and Fully electronic line display system quickly generates a voltage equal to the length of the line to be displayed is exactly proportional, and carries it as a control variable to the display device during the formation of the line to. With this system, the brightness control remains extremely precise for all lines of a representation no matter how long these lines are and what reference angles they have.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings