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Anordnung zur Zeiteichung einer zur Anzeige dienenden Kathodenstrahlröhre
Bei Radarrundsichtanzeigern und gewissen Meßoszillographen ist les zweckmäßig, die
elektronische Abtastung durch Impulse mit gleichen Zeit abständen zuleichen.
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Wenn lein Rundsichtanzeiger sehr verschiedene Meßbereiche besitzt,
ist es unerläßlich, eine Eicheinrichtung vorzusehen, welche für die kurzen Meßbereiche
Impulse von hoher Frequenz und für die langen Meßbereiche Impulse erzeugt, deren
Frequenz ein Teil der vorhergehenden ist.
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Dieser Generator muß durch Synchronisierungsimpulse ausgelöst werden
können, deren Frequenz je nach den verwendeten Radarstationen erheblich schwankt.
Die Eichimpulse müssen daher vollkommen apleriodisch erzeugt werden.
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Eine einfache und häufig benutzte Lösung, die im Ausland unter der
Bezeichnung Ringing bekannt ist, besteht darin, daß durch Erregung eines Schwingungskneises
mit Hilfe leiner steilen Stirn lein-Zug von gedämpften Wellen ausgelöst wird. Diese
Anordnung gestattet nicht die Erzeugung einer großen Zahl von Impulsen (begrenzbe
Überspannung des Schwingungskneises) und ist demnach bei den großen Meßbereichen
nicht verwendbar.
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Es niuß eine Kreisumschaltung vorgesehen werden, um pro Meßbereich
eine konstante Impulszahl zu erzeugen. Diese Anordnung nötigt dazu, eine einzelne
Regelung jeder Eichfrequenz (so viele Frequenzen, wie Meßbereiche vorhanden sind)
vorzunehmen.
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In dem Fall, wo die Impulse von einem ungedämpfen Oszillator lerzeugt
werden, der während einer Zeit, die gleich der Dauer des Meßbereiches ist, ausgelöst
wird, ist es zweckmäßig, an der Röhre nur Impulse mit einer Frequenz auftreten ;
lassen, die einen Teil der höheren Frequenz dar-
stellt. Um diese
Impulse zu erzeugen, sind mehrere Lösungen möglich: a) Es wird ein auf der gewünschten
Frequenz betriebener Oszillator benutzt, dessen Sinusspannung verstärkt und differenziert
wird und Impulse erzeugt, welche den Impulsen mit höherer Frequenz überlagert werden.
Der Nachteil dieses Systems liegt darin, daß eine absolute Überlagerung der Impulse
nicht gewährleistet werden kann. b) Die Impulse mit hoher Frequenz speisen! einen
Diodenzähler, weicher einen gesperrten Oszillator auslöst, wenn ihn leine konstante
Impulszahl durchläuft. Dieses System ist hinsichtlich der Teilung nur genau, sofern
die. Speisespannungen vollkommen stabilisiert sind.
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Die Erfindung hat Xein,e Anordnung zum Gegen. stand, weiche diese
Mängel vermeidet. Sie besteht darin, daß die während der Dauer der Abtastung in
regelmäßigen Zeitabständen erzeugten Eichimpulsspitzen einen Endverstärker durchlaufen,
dessen Verstärkung durch diese Impulse selbst gesteuert wird, nachdem sie einen
Impulsteiler durchlaufen haben, und zwar in der Weise, daß die Verstärkung in dem
Augenblick lerhöht wird, to die n-te Impulsspitze durchläuft, wenn nach je n Impulsspitzen
Seine Markierung erfolgen soll.
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Weitere Einzelheiten über die Durchführung des Erfindungsgedankens
und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
an Hand der Zeichnung.
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Fig. i zeigt lein Schema der Anordnung gemäß der Erfindung; Fig.
2 zeigt untereinander angeordnet die Signale, welche die verschiedenen Kreise der
Anordnung durchlaufen; Fig. 3 ist ein Schema des verwendeten Transitronoszillators;
Fig. 4 ist ein Schema der Signale zur Erläuterung der Wirkungsweise der Teilungseinrichtung.
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Nach Fig. I lösen die in die Kopplungsröhre 1 eingeführten Synchronisierungsimpulse
einen FIip-Flop-Multivibrator 2 aus, dessen Rechteckwelle einen sinusförmigen Oszillator
3 der Transitronbanart entriegelt. An der Anode dieses Oszillators werden differenzierte
Impulses abgenommen, die dann in der Röhre 4 verstärkt werden. Andererseits werden
diese Impulse C dem Teilungsmultivibrator 5 zugeführt. Dieser Multivibrator gibt
Impulse einer Teilfrequenz des Transitronoszillators 3, und die so erzeugten Grundimpulse
D werden durch -die Röhre 6 verstärkt, bevor sie dem Schirmgitter der Verstärkerröhre
4 zugeführt werden. Bei dieser Anordnung dienen die von dem Transitronoszillator
erzeugten Impulse gleichzeitig zur Eichung mit großer Frequenz und mit der Teilfrequenz,
weil diese Impulse selbst noch mehr verstärkt werden in Zeitintervallen, die ein
Vielfaches der Periode des sinusförmigen Oszillators sind Auf diese Weise ist keine
Nebeneinanderlagerung zu befürchten, weil nur eine einzige Impulsart vorhanden ist
und nur die Verstärkung dieser Impuls spitzen in gleichen Zeitintervallen erhöht
wird.
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Der Transitronoszillator 3 wurde gewählt wegen seiner sehr großen
Stabilität, die mit derjenigen eines Quarzes vergleichbar ist.
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Die Teilungseinrichtung besteht aus leinen fremdgesteuerten Multivibrator
der Flip-Flop-Bauart (Fig. 3). Die Synchronisierung erfolgt an dem Gitter G1, w;o
die positiven und negativen Impulse C zugeführt werden, die durch Differenzierung
der deformierten, in dem Anodenkreis des Transitrons abgenommenen Sinusspannungen
gebildet sind. Das Gitter 02 wird mit der positiven Anodenspannung durch einen hohen
Widerstand R02 verbunden, der mit der Kapazität C1 die Zeitkonstante der Teilung
herstellt.
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In Fig. 4 ist a die Darstellung der dem Gitter Gg zugeführten positiven
und negativen Impulsspitzen; b ist die Darstellung des Grundsignals am Ausgang der
Teilungseinrichtung; c ist die Darstellung der Spannung an dem Gitter G2; d ist
die Darstellung des Ausgangssignals der Frequenzteilerstufe 5, welches die gleiche
Form hat wie das Signal b; e ist die Darstellung der Spannung an dem Gitter 03:
jedoch in dem Fall herabgesetzter Hochspannung.
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Sie zeigt, daß die Anordnung sehr stabil ist und daß die Anzahl der
Impuisspitzen und Zwischenimpulsspitzen durch eine Änderung der Spannung an dem
Gitber tG2 nicht beeinflußt wird; f ist schließlich die Darstellung des Ausgangsstromes
des Verstärkers 4.
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Die dem Gitter 0 zugeführten Impulse umfassen negative Impulse (Eichimpulsspitzen)
I, 2, 3 . . . (Fig. 4,) und positive Impulse, welche in bezug auf die vorhergehenden
in der Phase verschoben sind und Zwischenimpulsspitzen I', 2', 3'... genannt werden.
- D'iese letzteren Impulse lösen den Multivibrator während leine Dauer aus, welche
durch die Zeitkonstante R02 X C1 (Fig 4, c) bestimmt ist. Am Ende der Zeit t1 bringt
der negative Impuls 4 das Gitter 02 gerade übler die Sperrgrenre, welche Idas Ende
des Zyklus auslöst; der folgende Zyklus wird nur durch die Zwischenmpulsspitze 6'
synchronisiert. Die Abgangsstirn und die verzögerte Stirn der verschiedenen Zyklen
werden durch eine Zwischenimpulsspitze, welche auf den zu verstärkenden Impuls folgt,
bzw. durch eine vorher. gehende Eichimpulsspitze dieses gleichen Impulses ausge10st.
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Das Grundsignal (Fig. 4, b und 4, c), welches den zu verstärkenden
Impuls einrahmt (von 4 bis 6' oder 9 bis 11' in Fig. 4, a), wird durch die Röhre
6 verstärkt, um dem Scbirmgitter der Verstärkerröhre 4 eine Rechteckwelle von etwa
100V Scheitel: spannung zuzuführen. Man aentnimmt demnach in dem Anodenkreis der
Röhre 4 kurze Signales, die periodisch verstärkt und in Fig. 4,1 dargestellt sind.
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Diese Anordnung ergibt eine Teilung der Impulsfrequenz von großer
Stabilität: Da die beiden Stirnen ausgelöst werden und 02 an die Eochspannung geführt
ist, zeigen Fig. 4, c und 4,e, daß die Abnahme des Potentials am Gitter G2, dadurch,
daß das Anfangspotential abnimmt, zur Konstanthaltung der Dauer der Zeit beiträgt,
welche das Gitter braucht, um von dem negativen, zu Beginn des
Zyklus
erreichten Potential auf das Grenzpotential überzugehen. Andererseits werden, da
alle Kreise der Eicheinrichtung, insblesondere des Transitrons und des Impulsbeilers,
von der gleichen Quelle gespeist werden, die Synchronisierungsimpulse des Teilungsmultivibrators
in der Amplitude abnehmen, wenn die Speisespannung absinkt, wodurch vermieden wird,
daß G2 auf die Sperrgrenze einen Impuls zu früh oder zu spät gebracht wird. Fig.
4» c und 4, e zeigen, daß die Sperrlinie den Scheitel des Impulses 4 schneidet,
jedoch immer übler dem Impuls 3 verläuft. Die vorstehende Erläuterung hezieht sich
auf eine durch 5 geteilte Markierung, jedoch wurde leine sehr stabile Arbeitsweise
auch mit dem Koeffizienten 10 erzielt.
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Um zu vermeiden, daß der Impuls 4 ebenfalls durch die Anwesenheit
des Grundsignals noch mehr verstärkt wird, könnte leine kleine Kapazität 7 vor das
Schirmgitter der Röhre 4 geschaltet werden, um so die erste Stirn des Grundsignals
etwas zu verzögern, damit dieses erst zugeführt wird, nachdem die Spitze 4 dem Steuergitter
dieser gleichen Röhre zugeführt wurde. Diese Kapazität hat auch die Wirkung, daß
sie eine geringe Entkopplung für tdie Grundfrequenz der Eichung mit sich bringt
und so die Verstärkung dieser Stufe erhöht.