DE733174C - Method for storing pulses using cathode rays - Google Patents

Description

Verfahren zur Speicherung von Impulsen mittels Kathodenstrahlen Auf dem Gebiet der Meß- und Regeltechnik tritt häufig die Forderung auf, einen kurzzeitigen Meßimpuls so lange zu speichern, bis ein neuer Impuls eintrifft. Die gespeicherten Impulse werden dann beispielsweise zum Auslösen weiterer Regelvorgänge o. dgl. benutzt. Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Speicherung kurzer NLIeßimpuls,e mit Hilfe von Kathodenstrahlen. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlstrorn eines auf einen im Innern einer Kathodenstrahlröhre angebrachten, als Widerstand aus-" gebildeten Auffangschirm auftreffenden Kathodenstrahles an dem Schirmwiderstand und an einem zusätzlichen, mit diesem in Reihe geschalteten äußeren Widerstand einen Spannungsabfall solcher Größe hervorruft, daß die Spannung an dem äußeren Wide;stand und an der mit diesem verbundenen Ablenkplatte der Kathodenstrahlröhre gleich der Spannung ist, die der Strom eines kurzen Meßimpulses an dem gleichen Widerstand bewirkt, so daß der Kathodenstrahl auch nach Abschaltung des Impulses um den gleichen Winkel ausgelenkt bleibt, um den er bei Anlegen des Meßstromes ausgelenkt wurde.Method for storing pulses by means of cathode rays In the field of measurement and control technology, there is often a requirement for a short-term To save the measuring pulse until a new pulse arrives. The saved Pulses are then used, for example, to trigger further control processes or the like. The invention relates to a method for storing short measuring pulses, e with the help of cathode rays. The invention is characterized in that the Strahlstrorn a mounted on a cathode ray tube inside, as Resistance from "formed collecting screen of the incident cathode ray on the Screen resistor and an additional outer one connected in series with it Resistance causes a voltage drop of such magnitude that the voltage across the outer wide; stand and on the baffle of the cathode ray tube connected to it is equal to the voltage that the current of a short measuring pulse at the same Resistance causes so that the cathode ray even after switching off the pulse remains deflected by the same angle by which it is deflected when the measuring current is applied became.

Es ist bereits eine Einrichtung mit einer Braunschen Röhre bekanntgeworden, bei der der Schirm als Widerstand ausgebildet ist -, an dem bei der Auslenkung des Strahls Spannungsabfälle #erzeugt werden, die auf das Ablenkplattenpaar rückgekoppelt werden.A device with a Braun tube has already become known, in which the screen is designed as a resistor - on which the deflection of the Beam voltage drops # are generated, which are fed back to the pair of deflection plates will.

Die bekannte Schaltungsanordnung hat den Zweck, bei schwacher Ablenkung des Strahls durch negative Aufladung der Ablenkplatte die Auslenkung des Strahls in der ursprün.-1-lichen Richtung zu vergrößern. Eine Speicherung von Meßinipulsen wird jedoch durch diese Schaltungsanordnung nicht erreicht und auch nicht beabsichtigt.The known circuit arrangement has the purpose of weak deflection of the beam by negative charging of the deflector plate the deflection of the beam in the original direction. A storage of However, this circuit arrangement does not and also does not achieve measurement pulses not intended.

Die Erfindung soll an Hand von vier Figuren t' b näher erläutert werden. Fig. i zeigt eine Kathodenstrahlröhre i mit dem Plattenpaar 2 und einem Auffangschirm3. DieserAuffangschirin ist ein metallischer Streifen, der zwischen den Punkten A und B einen gewissen Ohmschen Widerstand hat. Die beiden Ablenkplatten 2a und 2b sind mit den Enden A bzw. B des Auffangstreifens verbunden. ' \,lit den gleichen Punkten A und B sind je ein äußerer Widerstand R, tind R.. verbunden, die mit ihrem freien Ende an Erde liegen. Die Kathode K der Kathodenstrahlröhre liegt über eine Vorspannbatterie B ebenfalls an Erde. Der Kathodenstrahl befindet sich in der Ruhe in der Mitte des Auffan-,-schirmes 3 bei C und führt den Strom J, Wird der Kathodenstrahl beispielsweise durch Anlegen einer Spannung an die Ablenkplatte 2, von C nach dem Punkte P auf den -,'£uffangschirrfl 3 abgelenkt, so teilt sich derStrahlstroml, in dernAuftreffpunktP in zwei Strörne i, -und L Diese Ströme fließen über die Widerstände #?, bzw. R. nach Erde ab. Die an den Widerständen auftretenden Spannungsabfälle liegen als Ablenkspannungen an den Ablenlplatten2" und.2b.The invention is on the basis of four figures t 'b will be explained. Fig. I shows a cathode ray tube i with the plate pair 2 and a collecting screen 3. This catching chirin is a metallic strip that has a certain ohmic resistance between points A and B. The two baffles 2a and 2b are connected to the ends A and B of the collecting strip, respectively. ' \, lit the same points A and B are each connected to an external resistor R, tind R .., the free end of which is connected to earth. The cathode K of the cathode ray tube is also connected to earth via a bias battery B. The cathode ray is at rest in the center of the collecting screen 3 at C and carries the current J, If the cathode ray is generated, for example by applying a voltage to the deflection plate 2, from C to the point P on the -, '£ If it is deflected from the catching harness 3 , the beam streaml divides into two streams i, -and L at the point of impact P These currents flow through the resistors # ?, or R. to earth. The voltage drops occurring across the resistors are applied as deflection voltages to deflection plates 2 "and 2b.

Wird der Schalter S geschlossen, so verläuft ein Strom vorn Pluspol der BatterieE über den Schalter S, den Widerstand Rl, über Erde zum Minuspol der Batterie E. Die damit an der Ablenkplatte 2a infolgedes Spannungsabfalls 'an R, liegende Spannung bewirkt eine Ablenkung des Kathodenstrahles von seinem Ruhepunkt C nach dein Punkt P des Auf fangschirmes 3. Gleichzeitig bewirkt der Strahlstrom I, der sich an dem Auftreffpunkt P in die Ströme J, und 1. teilt, Spannungsabfälle an AP und R, sowie an BP und R.. Der Widerstand der StreckeAP ist klein, der Widerstand der Strecke BP dagegen groß. Iniolgedessen ist der Spannungsahfall an R, -rößer als der an R.- Die Strahlstromstärke ist von solcher Grüe, daß der Spannungsabfall an R, und damit die Spannun- an der Ablenkplatte:2, gerade so groß ist wie der Spannungsabfall an R, der durch das Schließen des Schalters S hervorgerufen wird. Wird also der Schalter S geöffnet, so bleibt der Strahl infolge des durch den Strahlstrom erzielten Spannungsabfalles an R, in dem Punkt P stehen und kehrt nicht in die Ruhelage C zurück. Sorgt man dafür, daß die Widerstände R', und R. einander gleich sind (R, = R. = R), und sorgt man weiter dafür, daß zwischen Z> dem Widerstand R, der Ablenkkonstante c Langeneinheitswiderstand 2 des Auffaligschirmes, (ler Schirmlänge 2" (= A B) und dem t# Emissionsstrom J, der Kathode die Beziehung besteht, so läßt sich zeigen, daß der Strahl in jeder Auslenkung im indifferenten Gleiebgewicht ist. Daß die Bedingung i erfüllbar ist, en erkennt man aus folgenden Beispielen: Die Werte R i M r, 0 =:: 124 Qi'clu, a B = 4 cni c 0,5 mmiv, i. == o, i rnA erfüllen die Gleichung. Diese Daten entsprechen durchaus den Werten einer normalen Kathodenstrahlröhre.If the switch S is closed, a current runs from the positive pole of the battery E via the switch S, the resistor Rl, via earth to the negative pole of the battery E. The voltage thus applied to the deflection plate 2a as a result of the voltage drop across R causes a deflection of the cathode ray from its resting point C to your point P of the catch screen 3. At the same time, the beam current I, which divides into the currents J and 1. at the point of impact, causes voltage drops at AP and R, as well as at BP and R .. The resistance the distance AP is small, but the resistance of the distance BP is large. Consequently, the voltage drop across R, is greater than that across R. The beam current intensity is of such magnitude that the voltage drop across R, and thus the voltage across the deflector plate: 2, is just as large as the voltage drop across R, the caused by the closing of the switch S. If the switch S is opened, the beam remains at point P due to the voltage drop achieved by the beam current and does not return to the rest position C. Make sure that the resistances R ', and R. are equal to each other (R, = R. = R), and make sure that between Z> the resistance R, the deflection constant c, the unit length resistance 2 of the eye-catching screen, (ler Screen length 2 "(= A B) and the t # emission current J, the cathode the relationship exists, it can be shown that the beam is in the indifferent weight in every deflection. That the condition is fulfilled i, en can be seen from the following examples: The values R i M r, 0 = 1 :: 24 Qi'clu, a B = 4 cni c 0.5 MMIV, i. == o, i rnA satisfy the equation. These data correspond to the values of a normal cathode ray tube.

Wie bereits dargelegt, teilt sich der Einissionsstrom J, im Auftreffpunkt P in die zwei Ströme J, und J#. die über die Widerstände R, und R. nach Erde fließen; unter der bei Iaeeignetem Widerstandsmaterial erlaubten Vernachlässigung der Sekundärelektrodenemission ist: JO = J, + j2. Zwischen den Strömen 1, und 1. muß weiter folgende Beziehung bestehen: Bezeichnet V die Strahlahlenkung aus der Mittellage, 2" den gesamten Ablenkbereich und o den Widerstand des Auffangschirmes je Lä#geneinheit, so ist die Spannung nvischen dem Auftreffpunkt F und Erde: Über R. U, = ', (R. a (2) über R. Cp = J., (R. a, y) (3) Daraus folgt --ii- - _&.' + Q a + L) 3, J2 RI +Qa-,ov (4) Unter Benutzung von Gleichung (i) ergibt sich Für die Spannungenii, und ii, an den Ablenkel - platten folgt sofort Für die Ablenkung ist die Differenz der C-, Plattenspannungen maßgebend. Es ist el Nun ist die Ablenkung y der Spannung J it = it, - it. prop ortional y # c- (ul-U2) (10) Aus den beiden letzten Gleichungen folgt -. Daraus ergibt sich folgende Bedingung. Durch die letzte Gleichung ist ein Wert für y el eindeutig festgelegt, die Anordnung wäre für Regelzwecke unbrauchbar. Macht man aber ,RI = R2 = R, (12) so vereinfacht sich die Gleichung (iia) zu y (R 1 0 a) = CJO R 0 y (13) Diese Gleichung gilt für jeden Wert von y. Gleichzeitig muß die folgende oben dargelegte Bedingung erfüllt sein: Die nach diesem Verfahren beliebig lange gespeicherten Impulse lassen sich zum Auslösen weiterer Regelvorgänge benutzen. Man braucht z. B. nur einen der Widerstände R in den Gitterkreis einer Verstärkerröhre zu legen, um durch weitere Verstärkung. die für irgendwelche Regelzwecke erforderliche Leistung zu erhalten.As already explained, the input flow J , divides into the two flows J, and J # at the point of impact P. via the resistors R, R. and flow to ground; under the neglect of secondary electrode emission permitted with a suitable resistor material: JO = J, + j2. The following relationship must also exist between currents 1 and 1 : If V denotes the beam deflection from the central position, 2 "denotes the entire deflection area and o the resistance of the collecting screen per unit of length, the voltage between the point of impact F and earth is above R. U, = ', (R. a (2) over R. Cp = J., (R. a, y) (3) It follows --ii- - _ &.' + Q a + L) 3, J2 RI + Qa-, ov (4) Using equation (i), we get For the Spannungenii, and ii, the Ablenkel - plates follows immediately The difference between the C and plate tensions is decisive for the deflection. It is el Now the deflection y of the voltage J is it = it, - it. prop ortional y # c- (ul-U2) (10) From the last two equations it follows -. This results in the following condition. The last equation clearly defines a value for y el; the arrangement would be useless for control purposes. But if one makes, RI = R2 = R, (12) then equation (iia) simplifies to y (R 1 0 a) = CJO R 0 y (13) This equation applies to every value of y. At the same time, the following condition set out above must be met: The pulses stored for any length of time using this process can be used to trigger further control processes. You need z. B. to put only one of the resistors R in the grid circle of an amplifier tube in order to gain further. to receive the performance required for any control purposes.

Die Stabilisierung der zunächst noch indifferenten Strahllage kann dadurch erfolgen, daß man den Widerstand Ry = p - y = AB des Auffangschirmes abstuft. 9 ist also keine Konstante mehr. Gibt man nämlich dem Widerstand AB keine lineare Kennlinie, wie in Fig. 2 durch die Gerade I dargestellt ist, sondern eine nichtlineare, wie etwa den gebrochenen Kurvenzug II, so tritt folgendes ein: Zunächst stellen nur di.#- Schnittpunkte der Linien I und II Gleichgewichtslagen dar. Bei Ablenkungen aus diesen Punkten ändert sich Ry in den Punkten, i und 3 schwächer und in den Punkten:2 und 4 stärker als bei der Gemden I. Entsprechend sind im ersten Falle dieAblenkspannungen zu klein und im zweiten Falle zu groß. Im zweiten Falle wandert der Strahl weiter aus, im ersten wird er zurückgeholt. Daher sind nur die Punkte i und 3 stabil.The stabilization of the initially still indifferent beam position can be achieved by grading the resistance Ry = p - y = AB of the collecting screen. So 9 is no longer a constant. If the resistance AB is not given a linear characteristic, as shown in Fig. 2 by the straight line I, but a non-linear one, such as the broken curve II, then the following occurs: First of all, only the # intersections of the lines I and II equilibrium positions. With deflections from these points, Ry changes in points i and 3 weaker and in points: 2 and 4 stronger than in painting I. Correspondingly, the deflection tensions are too small in the first case and too large in the second. In the second case the beam continues to migrate, in the first case it is brought back. Therefore, only points i and 3 are stable.

Es ist natürlich ohne weiteres möglich, durch eine entsprechend feine kasterung beliebig viele Widerstandspunkte herzustellen. Es reicht sogar schon die Inhomogenität der Widerstandsoberfläche zur Stabilisierung aus. Eine zusätzliche Stabilisierung' läßt sich in einfacher Weise durch die in Fig- 3 dargestellte Schaltung erreichen.It is, of course, easily possible to create any number of resistance points by means of a correspondingly fine boxing. Even the inhomogeneity of the resistance surface is sufficient for stabilization. Additional stabilization 'can be achieved by the embodiment shown in Fig- 3 circuit in a simple manner.

In Fig. 3 liegen in Reihe mit den Widerständen R, und R, die Primärwicklungen zweier gleicher übertrager U, und U, Die Sekundärwicklungen sind einpolig geerdet. Die freien Enden der Sekundärwicklungen liegen. über Kreuz an einem zweiten Ablenkplattenpaar4, das dieselbe Ablenkebene hat wie das Ablenkplattenpaar 2. Die Schaltung wirkt in folgender Weise: Wandert der Strahl von seinem Auftreffpunkt P auf den Auffangschirm 3 nach oben aus, so tritt in der Primärwicklung des Übertragers U, ein Stromstoß in der gezeichneten Pfeilrichtung auf. Dieser induziert in der Sekundärwicklung einen Spannungsstoß solcher Richtung, daß er über die untere Ablenkplatte 4b den Strahl zurückholt. In derselben Weise wirkt der Ubertrager U, Die inden Fig. i und 3 dargestellten Schaltungen setz-en voraus, daß der Spannungs.abfall an den Widerständen R so groß ist wie die erforderliche Ablenkspannung. Wegen des verhältnismäßig kleinen Wertes des Strahlstromes 1, kann dies zu so großen Widerständen R führen, daß ihr Wert in der Nähe des Isolationswiderstandes liegt. Um die hierdurch bedingte Unsicherheit zu vermeiden, ist es zweckmäßig, Verstärker vorzusehen. Eine entsprechende Schaltung zeigt Fig. 4.In Fig. 3 are in series with the resistors R, and R, the primary windings of two identical transformers U, and U, The secondary windings are single-pole grounded. The free ends of the secondary windings are located. crossed on a second pair of deflection plates4, which has the same deflection plane as the pair of deflection plates 2. The circuit works in the following way: If the beam travels upwards from its point of impact P on the collecting screen 3 , a current surge occurs in the primary winding of the transformer U in the direction of the arrow. This induces a voltage surge in the secondary winding in such a direction that it retrieves the beam via the lower deflection plate 4b. The transformer U acts in the same way. The circuits shown in FIGS. 1 and 3 assume that the voltage drop across the resistors R is as great as the deflection voltage required. Because of the relatively small value of the beam current 1, this can lead to resistances R which are so great that their value is close to the insulation resistance. In order to avoid the resulting uncertainty, it is advisable to provide amplifiers. A corresponding circuit is shown in FIG. 4.

In der Fig. 4 liegen die Widerstände R, und R, im Gitterkreis je einer Kathodenröhre KR, und K&.. Die Spannungsabfälle an den Widerständen R, und R, werden also iden entsprechenden Verstärkerrohren zugeführt, so daß sich am Ausgang des Verstärkers bzw. an den Ablenkplatten 2" und 2 b eine gegenüber den Spannungen an R, und R, verstärkte Spannung ergibt. Die Widerstände R, und R, können daher wesentlich kleiner sein als bei den in Fig. i und Fi-. 2 betracliteten Fällen.In Fig. 4, the resistors R, and R, are in the grid circle each with a cathode tube KR, and K & .. The voltage drops across the resistors R, and R, are therefore fed to the corresponding amplifier tubes, so that at the output of the amplifier or at the deflection plates 2 ″ and 2 b results in a voltage that is increased compared to the voltages at R 1 and R.

Für besondere Zwecke können in der Kathodenstrahlröhre mehrere in ihrem Widerstandswert verschiedene Auffangschirme nebeneinander angeordnet werden. Durch ein Ablenkplattenpaar mit einer um go' gedrehten Ablenkebene wird dann der Kathodenstrahl auf :den gewünschten Auffangschirm ver-. schoben,For special purposes, several in Different collecting screens can be arranged next to each other according to their resistance value. The Cathode ray on: the desired collecting screen. pushed,

Claims (2)

PA-#ENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Speicherung von Impulsen mittels Kathodenstrahlen, dadurch gekennzeichnet, daß- der Strahlstrom eines auf einen im Innern einer Kathodenstrahlröhre angebrachten, als Widerstand ausgebildeten Auffangschirni auftreffenden z# Kathodenstrahles an dem Schirinwiderstand und an einem zusätzlichen, mit diesem in Reihe geschalteten äußeren Widerstand einenSpannungsabfall solcherGröße hervorruft, daß die Spannung an dem äußeren Widerstand und an der mit diesem verbundenenAblenkplatte der Kathodenstrahlröhre gleich der Spannung ist, die der Strom eines kurzen Meßimpulses an dem e Uleichen Widerstand hervorruft, so daß der Kathodenstrahl auch nach Abschaltung des Impulses um den gleichen Winkel ausgelenkt bleibt, uni den er bei Anlegen des Impulses ausgelenkt wurde. PA- # CLAIMS: i. Method for storing pulses by means of Cathode rays, characterized in that the beam current is directed to one im Inside of a cathode ray tube, designed as a resistor, protective shields incident z # Cathode ray on the refractory resistor and on an additional external resistor connected in series with this of such magnitude causes the voltage at the external resistor and at the with this connected baffle of the cathode ray tube is equal to the voltage, which the current of a short measuring pulse causes at the equal resistance, so that the cathode ray is at the same angle even after the pulse has been switched off remains deflected to which it was deflected when the pulse was applied. 2. Verfahren nach Anspruch i. dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden des als Widerstand ausgebildeten Auffangschirmes je mit einer Ablenkplatte und je einem äußeren Wi derstand verbunden sind, so daß der Strahlstrom des Kathodenstrahles nach dessen Auslenkung, durch einen Impuls an den äußeren Widerständen verschieden große Spannungsabfälle und damit an den Nblenkplatten. verschieden große Ablenkspannung bewirkt. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet daß der als Widerstand ausgebildete Auffangschirin in seiiien Widerstandswerten abgestuft ist, so daß sich eine nicht lineare Widerstandskennlinie ergibt. 4. Verfahren nach Anspruch i und 2 zur Stabilisierung der gespeicherten Impulsspannung, dadurch gekennzeichnet, daß mit den äußeren Widerständen Primärwicklungen von Übertragern in Reihe geschaltet sind, in deren Sekundärwicklungen Spannungen induziert werden, die einem weiteren Plattenpaar mit in bezug auf das erste Plattenpaar gleicher Ablenkebene zugeführt werden. 5. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet daß in dein Kathodenstrahlrohr mehrere Auffangschirme nebeneinander angeordnet sind, denen der Strahl durch ein weiteres gegenüber den ersten um go' versetztes Plattenpaar zugeordnet wird. 6. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an dein äußeren Widerstand auftretenden Spannungsabfälle verstärkt und die verstärkten Spannungen als ,Nblenkspannungen verwendet werden.2. The method according to claim i. characterized in that the two ends of the formed as a resistance collecting screen are each connected with a baffle plate and a respective outer Wi resistor, so that the beam current of the cathode beam after its deflection, different by a pulse on the external resistors large voltage drops and thus to the Nblenkplatten . causes different large deflection voltage. 3. The method according to claim i and 2, characterized in that the collection screen designed as a resistor is graduated in its resistance values, so that a non-linear resistance characteristic is obtained. 4. The method according to claim i and 2 for stabilizing the stored pulse voltage, characterized in that primary windings of transformers are connected in series with the external resistors, in the secondary windings voltages are induced that another pair of plates with the same deflection plane with respect to the first pair of plates are fed. 5. The method according to claim i and 2, characterized in that a plurality of collecting screens are arranged side by side in your cathode ray tube, to which the beam is assigned by a further pair of plates offset from the first by go '. 6. The method according to claim i and 2, characterized in that the voltage drops occurring at your external resistance are increased and the increased voltages are used as Nblenkspannungen.