DE2605686A1

DE2605686A1 - Verfahren und vorrichtung zum aufzeichnen der amplitudenaenderungen eines analogsignales auf einem aufzeichnungstraeger

Info

Publication number: DE2605686A1
Application number: DE19762605686
Authority: DE
Inventors: Peter R Lowe; Tommy N Tyler
Original assignee: Honeywell Inc
Current assignee: Honeywell Inc
Priority date: 1975-02-19
Filing date: 1976-02-13
Publication date: 1976-09-02
Also published as: JPS5252333A; JPS5952784B2; GB1501547A; US3968499A; FR2301806A1; FR2301806B1; DE2605686C2; CA1056507A

Description

04-3682 Ge 12. Februar 1976

HONEYViELL INC.

The Honeywell Plaza Minneapolis, Minn., USA

Verfahren und Vorrichtung zum Aufzeichnen der Amplitudenänderungen

eines Analogsignales auf einem Aufzeichnungsträger Zusatz zu:P21 00 518-5

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufzeichnen der Amplitudenänderungen eines Analogsignales auf einem Aufzeichnungsträger mittels eines Auszexchnungsgerätes, wobei das Analogsignal mit einer Abtastspannung verglichen wird und die Abtastspannung - gesteuert von dem Analogsignal - zur Aufzeichnung freigegeben wird,sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

In der DT-OS 2 100 518 ist eine Vorrichtung zur graphischen Darstellung eines elektrischen Analogsignales beschrieben, bei der das Analogsignal mit einer sägezahnförmigen Abtastspannung in jeder Abtastperiode verglichen und die Sägezahnspannung ausgehend von einem während der vorausgegangenen Abtastperiode ermittelten Wert bis zur Erreichung der Analogspannung im vorliegenden Abtastintervall auf einem Oszillographen hellgesteuert wird. Durch Vorbeibewegung eines lichtempfindlichen Bandes vor dem Oszillographenschirm erhält man eine Aufzeichnung des Analogsignales in Form von parallelen Strichen, die die Helltastung des Sägezahnsignales gesteuert durch das Analogsignal - darstellen. Bei diesem bekannten Verfahren ergeben sich nur geringfügige Fehler, solange das Analogsignal in einer Richtung ansteigt oder abfällt. Unterliegt

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jedoch das Analogsignal zwischen zwei Abtastperioden einer scharfen Richtungsänderung, so wird durch das bekannte Verfahren die zwischen den Richtungsänderungen des Signales liegende Spitze nur sehr undeutlich nachgebildet.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das eingangs angegebene Verfahren so weiterzubilden, daß auch bei scharfen Richtungsänderungen des abgetasteten Analogsignales eine annähernd naturgetreue Nachbildung des Analogsignales gelingt. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß dem im Anspruch 1 gekennzeichneten erfindungsgemäßen Verfahren. Eine Vorrichtung zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahrens sowie weitere Ausbildungen dieser Vorrichtung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Anhand eines in den Figuren der beiliegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles sei im folgenden das erfindungsgemäße Verfahren sowie eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 die Abtastung eines Analogsignales, wie sie sich mit der erwähnten bekannten Vorrichtung ergibt, Figur 2 die Abtastung des gleichen Analogsignales, wie sie sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der zugehörigen Vorrichtung ergibt,

Figur 3 eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Figur 4 die Schaltungsanordnung eines in Figur 3 verwendeten Sägezahn-Generators,

Figur 5 die Schaltungsanordnung eines in Figur 3 verwendeten Helltast-Verstärkers und

Figur 6 den detaillierten Schaltungsaufbau des Kanals A gemäß Figur 3.

Gemäß Figur 1 ist die Aufzeichnung eines Analogsignales dargestellt, wie sie durch das im Stand der Technik bekannte Verfahren erhalten wird. Es sei im folgenden zunächst eine nähere Beschreibung dieser bekannten Technik gegeben, um danach das bevorzugte

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Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung besser verstehen zu können. Gemäß Figur 1 ergibt sich eine Reihe von Lichtstrichen entsprechend den sägezahnförmigen Abtastungen Nr. 1, Nr. 2 usw., wie sie von einer Kathodenstrahlröhre auf einem lichtempfindlichen Aufzeichnungsblatt erzevtgt werden können, wobei vorausgesetzt wird, daß das Blatt nach links über die Bildfläche der Kathodenstrahlröhre bewegt wird und somit die Zeit nach rechts zunimmt. Die gestrichelten Linien zwischen den Abtastungen sind mit Rückführung Nr. 1, Nr. 2 usw. bezeichnet und stellen den Rücksprung des Elektronenstrahles dar. Zum Zweck der besseren Darstellung sind die Striche mit übertriebenem Abstand hinsichtlich der Zeitachse dargestellt, wobei sich eine solche Aufzeichnung nur bei ungewöhnlich hoher Bewegungsgeschwindigkeit des Aufzeichnungsblattes vor dem Oszillographenschirm ergeben würde.

Der dick ausgezogene,durch den Buchstaben S bezifferte Kurvenzug gemäß Figur 1 stellt den tatsächlichen Wert des analogen Datensignales dar, dessen zeitlicher Verlauf erfaßt werden soll. Während einer vorgegebenen Abtastung, beispielsweise der Abtastung Nr. 1 erreicht der Wert des Rampensignales, ausgehend von seinem niedrigsten Wert u.U. einen Punkt, in welchem das Rampensignal mit dem analogen Datensignal S übereinstimmt. Dieser Punkt ist in Figur 1 mit a bezeichnet. Dieser Punkt sei übereinstimmungsgemäß als der gegenwärtige Wert des Datensignales hinsichtlich der Abtastung Nr. 1 bezeichnet. In gleicher Weise stellt der Punkt b den gegenwärtigen Wert des Datensignals während der darauffolgenden Abtastung Nr. 2 dar und der Punkt c stellt den gegenwärtigen Wert während der Abtastung Nr. 3 usw. dar.

Während jeder Periode des Abtastsignales stellt bei der bekannten Vorrichtung ein Vergleicher den Auftritt der vorangegangenen Übereinstimmung zwischen dem Abtast- und dem Datensignal fest und erzeugt bei einem solchen Auftritt ein Ausgangssignal. Beispielsweise tritt das Ausgangssignal des Vergleichers während der Abtastperiode Nr. 1 auf, wenn das Abtastsignal den durch den Punkt a vorgegebenen Wert erreicht. Der Vergleicher gibt dieses Ausgangssignal solange aus, bis das Abtastsignal beim Rücksprung das

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analoge Datensignal unterschreitet. Der Vergleicher gibt somit bei jeder Abtastperiode ein Ausgangssignal zu dem Zeitpunkt aus, wo das Abtastsignal den vorliegenden Wert des analogen Datensignales erreicht; und sein Ausgangssignal erlöscht, wenn das Abtastsignal den Wert des analogen Datensignales unterschreitet.

Aus Figur 1 ist ferner ersichtlich, daß während jeder Abtastperiode das Abtastsignal einen Wert durchläuft, der mit dem Übereinstimmungswert aus der vorangegangenen Abtastperiode übereinstimmt. Hinsichtlich jeder vorgegebenen Abtastperiode sei dieser Wert übereinstimmungsgemäß als der vorangegangene Wert des analogen Datensignales bezeichnet. Hinsichtlich der Abtastperiode Nr. 2 stellt der Punkt a¹ den vorangegangenen Wert des analogen Datensignales dar, während hinsichtlich der Abtastperiode Nr. 3 der Punkt b" den vorangegangenen Wert des Datensignales darstellt usw.

Beim Betrieb der bekannten Vorrichtung wird die Kathodenstrahlröhre normalerweise dunkel^gesteuert und während jeder Abtastperiode zwecks Aufzeichnung auf dem Aufzeichnungsträger lediglich während der Zeit hellgesteuert, in der der Wert des Abtastsignales zwischen dem gegenwärtigen und dem vorangegangenen Wert des analogen Datensignales hinsichtlich dieser Abtastperiode liegt. Die Kathodenstrahlröhre wird somit während jeder Abtastperiode beim Auftreffen des Abtastsignales auf den vorangegangenen oder gegenwärtigen Wert des Analogsignales hellgesteuert, je nachdem ob der vorangegangene oder der gegenwärtige Wert während der Abtastperiode zuerst auftritt und die kathodenstrahlröhre wird wiederum dunkelgesteuert, wenn das Abtastsignal den jeweils anderen der beiden Werte erreicht. Als Ergebnis ergibt sich bei jeder Abtastperiode,daß der Kathodenstrahl auf dem Aufzeichnungsträger einen sich zwischen zwei Punkten erstreckenden Strich erzeugt, wobei die Lage dieser Punkte den vorangegangenen und den gegenwärtigen Wert des analogen Datensignales innerhalb einer Abtastperiode darstellen. Die aufeinanderfolgenden Striche 1, 2, 3 usw., welche zusammen die graphische Darstellung des aufgezeichneten Datensignales S ergeben, verbinden somit jeweils zwei Punkte,

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deren Lage durch den gegenwärtig abgetasteten und den unmittelbar zuvor abgetasteten Wert des Datensignales gegeben ist. Die bekannte Schaltungsanordnung verwirklicht dieses Verfahren, indem sie während jeder Abtastperiode den Wert während der vorangegangenen Abtastperiode speichert, der durch die Übereinstimmung des Abtastsignales mit dem Datensignal vorgegeben ist und während der laufenden Abtastperiode den Elektronenstrahl bei diesem zuvor ermittelten Viert ein- oder ausblendet.

Aus Figur 1 ist ersichtlich, daß, solange das analoge Datensignal in der einen oder anderen Richtung anwächst, der Fehler bei dieser Aufzeichnungstechnik vernachlässigbar klein ist. Unterliegt jedoch das analoge Datensignal einer abrupten Richtungsänderung zwischen zwei Abtastperioden, wie dies während der dargestellten Abtastperiode Nr. 5 und 8 der Fall ist, so kann ein erheblicher Fehler auftreten, indem die Maximal- bzw. Minimalamplitude nicht aufgezeichnet wird und diese Information somit verlorengeht.

Figur 2 zeigt das gleiche analoge Datensignal S, wie es in Figur 1 dargestellt ist, wobei jedoch die Aufzeichnung des Datensignales gemäß dem erfinderischen Verfahren erfolgt. Eine bevorzugte Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens ist in Figur dargestellt und wird im Zusammenhang mit Figur 2 nachfolgend näher erläutert.

Die Vorrichtung gemäß Figur 3 weist einen Datensignal-Eingangskanal 11, eine Fiberoptik-Kathodenstrahlröhre 12, einen Signalgenerator 13 mit einem Sägezahn-Abtastsignal-Ausgang und einem Rechteck-Taktimpuls-Ausgang, einen Helltast-Verstärker 14 und ein Exklusiv-ODER-Gatter 15 auf. Die Kathodenstrahlröhre 12 ist vom bekannten Fiberoptik-Typ mit einem Schirm 16 und einer Kathode 1 7 zur Steuerung des Kathodenstrahles der Röhre 12, Der Kathodenstrahl der Röhre 12 wird durch den Helltast-Verstärker 14 und das Exklusiv-CDER-Gatter 15 gesteuert. Zu diesem Zweck ist die Ausgangsklemme des Exklusiv-ODER-Gatters 15 mit der Eingangsklemme des Verstärkers 14 verbunden. Die Ausgangsklemme des

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Verstärkers 14 ist über eine Leitung 44 und einen Kondensator 45 an die Kathode 17 der Röhre 12 angeschlossen. Eine Horizontal-Ablenkungsspule 18 der Bildröhre 12 ist über eine Leitung 46 an den Impulsgenerator 13 angeschlossen und erhält auf diese Weise die Sägezahnspannung des Generators 13 zugeführt. Die Bildröhre weist ferner einen Fiberoptik-Streifen 19 auf, der in den Bildschirm 16 eingefügt ist. Ein lichtempfindliches Aufzeichnungsblatt 20 wird vor dem Streifen 19 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit nach oben bewegt, wobei der Antrieb über einen geeigneten Motor 22, der auf eine Aufwickelrolle 21 arbeitet, erfolgt.

Der Daten-Eingangskanal 11 weist eine Eingangsklemme 23 auf, an welche das analoge Datensignal S angelegt ist, und er umfaßt ferner einen Pufferverstärker 24_fsowie Kanäle A und B mit Amplituden-Detektor schaltkreisen. Jeder der Kanäle A und B umfaßt ein entsprechendes Eingangs-Analog-Gatter 25,26, einen entsprechenden Amplituden-Maximum/Minimum-Detektor 27,28 und ein entsprechendes Paar von Ausgangs-Analog-Gattern 29,30 sowie 32,32. Die Eingangsklemme 23 ist mit der Eingangsklemme des Pufferverstärkers 24 verbunden und die Ausgangsklemme des Pufferverstärkers 24 ist an die Eingangsklemme eines jeden der beiden Eingang-Analoggatter'25 und 26 angeschlossen. Die Ausgangsklemme des Gatters 25 ist mit der Eingangsklemme des Detektors 27 und die Ausgangsklemme des Gatters 26 ist mit der Eingangsklemme des Detektors 28 verbunden. Aus diesem Grund wird für den Fall, daß eines der Gatter 25 und 26 geöffnet ist, das Signal an der Klemme 23 an die entsprechende Eingangsklemme der Detektoren 27 und 28 angeschlossen. Jeder der Detektoren 27 und 28 besitzt eine obere Ausgangsklemme, an welcher das Maximum des überwachten Analogsignales erscheint und eine untere Ausgangsklemme, an der das Minimum des überwachten Analogsignales erscheint. Jede Ausgangsklemme des Detektors 27 ist mit der Eingangsklemme der zugeordneten Ausgangs-Analoggatter 29 und 30 verbunden. In gleicher Weise ist jede Ausgangsklemme des Detektors 28 mit der Eingangsklemme des entsprechenden Ausgangs-Analoggatters 31 und 32 verbunden. Die Ausgangsklemmen der Ausgangs-Analoggatter 29 und 31 sind an die eine Eingangsklemme eines Vergleichers 33 angeschlossen und die Ausgangsklemmen der Ausgangs-

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Analoggatter 30 und 32 sind mit einer entsprechenden Eingangsklemme eines Vergleichers 34 verbunden. Ein sägezahnförmiges Rampensignal des Generators 13 ist über eine Leitung 47 auf die jeweils andere Eingangsklemme der Vergleicher 33 und 34 geführt. Die Ausgangsklemme eines jeden der beiden Vergleicher 33 und 34 ist an die entsprechenden Eingänge des Exklusiv-ODER-Gatters 15 angeschlossen.

Jedes der analogen Gatter 25,26,29,30,31 und 32 ist nur dann in der Lage, einen Durchgang eines Signales von der Eingangsklemme zur Ausgangsklemme zu gestatten, wenn zusätzlich ein Steuersignal vorliegt. Jeder der Detektoren 27 und 28 besitzt die Eigenschaft, an seinem oberen Maximumausgang ein Signal von einem Wert zu erzeugen, welches dem höchsten Wert entspricht, den das Signal an der Eingangsklemme des Detektors seit seiner letzten Rückstellung eingeommen hat. In gleicher Weise gibt der untere Minimum-Ausgang der Detektoren 27 und 28 ein Signal mit einem Wert ab, welcher dem niedrigsten Wert des Eingangssignales seit der letzten Rückstellung des Detektors entspricht. Jeder der Vergleicher 33 und 34 erzeugt an seiner Ausgangsklemme ein Signal nur solange, wie der Wert des sagezahnförmigen Rampensignales an seinem einen Eingang den Wert des an den anderen Eingang angelegten Signales übertrifft.

Speicher-, Rückstell- und Aufzeichnungs-Signale für die Kanäle A und B werden von einem Schaltkreis 35 abgeleitet, dem an einer Eingangsklemme 36 das Rechteck-Taktimpulssignal des Generators über die Leitung 48 zugeführt wird. Die Eingangsklemme 36 ist an die Eingangsklemmen zweier Inverter 37 und 38 angeschlossen, sowie an die Eingangsklemme eines Flip-Flops 39 und die einen Eingangsklemmen zweier UND-Gatter 40 und 41. Die Ausgangsklemmen der Inverter 37 und 38 sind jeweils an die eine Eingangsklemme von zugeordneten Und-Gattern 42 und 43 angeschlossen. Die anderen Eingangsklemmen der UND-Gatter 40 und 42 sind miteinander verbunden und an eine: Ausgangsklemme 39a des Flip-Flops 39 angeschlossen. Die Ausgangsklemme 39a ist ferner an eine Leitung angeschlossen, die gemäß Figur 3 als SPEICHERND bezeichnet ist und an die

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Steuerklemme das Eingangs-Analoggatters 26 angeschlossen ist. Die jeweils anderen Eingangsklemmen der UND-Gatter 41 und 43 sind ebenfalls miteinander verbunden und an die andere Ausgangskleiüme 39b des Flip-Flops 39 angeschlossen. Diese Äusgangsklemme des Flip-Flops 39 ist ferner an eine mit SPEICHERN A bezeichnete Leitung gelegt, die an die Steuerklemme des Eingangs-Analoggatters geführt ist. Das Flip-B'lop 39 arbeitet in der Weise, daß es immer nur ein Signal an dem einen oder anderen Ausgang 39a bzw. 39b erzeugt, wobei das Ausgangssignal vom einen Ausgang auf den anderen Ausgang jedesmal umspringt, wenn ein negativer Signaldurchgang an seiner Eingangsklemme erfolgt. Als Folge hiervon ergibt sich am Ende eines jeden der positiven Impulse des Taktsignals an der Klemme 36, daß das Speicher-Signal, das auf der Leitung SPEICHEENA vorlag, auf die Leitung Speicher B umspringt. Die Ausgangsklemme des UND-Gatters 42 ist über eine Leitung AUFZEICHNEN A mit den Steuerklemmen der Ausgangs-Analoggatter 29 und 30 verbunden. Die Ausgangsklemme des UND-Gatters 40 ist über eine Leitung RÜCKSTELLEN" A mit der Rückstellklemme des Maximum/ Minimum-Detektors 27 verbunden. In gleicher Weise ist die Ausgangsklemme des Und-Gatters 43 über eine Leitung AUFZEICHNEN B an die Steuerklemmen der Ausgangs-Analoggatters 31 und 32 angeschlossen und die Ausgangsklemme des UND-Gatters 41 ist über eine Leitung RÜCKSTELLEN B mit dem Rückstelleingang des Detektors 28 verbunden. Jedes der UND-Gatter 40,41,42 und 43 ist vom herkömmlichen Typ und erzeugt somit ein Ausgangssignal nur dann, wenn ein Eingangssignal an beiden Eingangsklemmen gleichzeitig vorliegt.

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung gemäß Figur 3 wird im folgenden erläutert, indem die Art und Weise beschrieben wird, in welcher diese Schaltungsanordnung die aufgezeichnete Kurve gemäß Figur 2 in Abhängigkeit von der an die Eingangsklemme 23 angelegten analogen Signalspannung gemäß der Kurve S erzeugt. Es sei hier festgestellt, daß das an die Ablenkspule 18 angelegte Abtastsignal durch eine Sägezahnspannung vorgegeben ist, welche den Kathodenstrahl der Röhre 12 über den Bildschirm führt. Wie aus

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Figur 2 ersichtlich, durchläuft die Sägezahnspannung aufeinanderfolgende Äbtastperioden, welche aus Abtastungen Nr, 1, 2 usw. in Form von ausgezogenen Linien und durch Rückführungen Nr. 1, 2 usw. in Form von gestrichelten Linien dargestellt sind. Die Kathodenstrahlröhre ist jedoch normalerweise dunkel geschaltet und markiert daher das Aufzeichnungsblatt 20 entlang des Sägezahns nur, wenn ein Ausgangssignal an der Ausgangsklemme des Exklusiv-ODER Gatters 15 vorliegt.

Eine Abtastperiode, bestehend aus einer Abtastung und einer Rückführung ist in Figur 2 durch das Intervall A. dargestellt. Die zweite, dritte, vierte, fünfteund sechste Abtastperiode ist in Figur 2 jeweils durch die Intervalle B-, A₄, B., A- und B.-, dargestellt. Weiterhin ist gemäß Figur 2 das Intervall für die Abtastung innerhalb der zweiten Abtastperiode mit A„ bezeichnet und das Intervall für die Rückführung innerhalb der zweiten Abtastperiode ist mit Α-, bezeichnet. In gleicher Weise kennzeichnen B₉ und A₅ die Abtastintervalle innerhalb der dritten und vierten Abtastperiode und B₃ und Ag die Rückführintervalle in diesen Äbtastperioden. Das den Vergleichern33 und 34 über die Leitung 47 zugeführte Rampensignal besteht aus einer Sägezahnspannung, welche synchron mit dem Abtastsignal verläuft.

Das an die Schaltungsklemme 36 angelegte Taktimpulssignal ist durch eine Rechteckspannung gegeben, welche während der Abtastintervalle A₂, B₂, usw. den Wert Null aufweist und welches während der Rückführintervalle A->, B^, usw. einen positiven Wert einnimmt. Das Taktsignal besteht demnach aus einer Reihe positiver Rechteckimpulse, von denen sich jeder über ein zugeordnetes Rückführintervall erstreckt. Das Tastsignal ist in Figur 2 durch den Impulszug C dargestellt.

Während der sich über das Intervall A. erstreckenden ersten vollständigen Abtastperiode wird durch den Detektor 27 im Kanal A der Minimal- und Maximalwert des Eingangssignales während des Intervalles A₁ festgestellt und gespeichert zum Zwecke eines

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späteren Gebrauchs während der zweiten Abtastperiode. Während dieses Intervalles A₁ wird ferner das in dem Detektor 28 des Kanals B während der unmittelbar vorangegangenen Abtastperiode festgestellte und gespeicherte Minimum- und Maximumsignal· erfaßt und zur Aufzeichnung des Strichsegmentes 4 gemäß Figur 2 benutzt.

Es sei nun angenommen, daß während des Intervalles A..die₍ Ausqangsklemme 39b des Flip-Flops 39 ein Signal aufweist. Dementsprechend wird während dieses Intervalles ein Signal SPEICHERN A dem Steuereingang des Eingangsgatters 25 zugefühx~t, so daß dieses geöffnet ist und das Eingangssignal auf den Detektor 27 gelangt. Der Detektor 27 erzeugt dementsprechend an seinen Ausgangsklemmen Signale, welche den Minimal- und den Maximalwert des Eingangssignales während des Intervalles A₁ entsprechen. Der Minimalwert wird in Figur 2 durch den mit a bezeichneten Punkt und der Maximalwert durch den b bezeichneten Punkt dargestellt. Da während des Intervalles A₁ kein Signal an der Ausgangsklemme 39a des Flip-Flops ansteht, werden durch die UND-Gatter 40 und 42 keine Signale erzeugt. An den Detektor 27 gelangt somit kein Signal RÜCKSTELLEN A und die Ausgangsgatter 29 und 30 werden nicht durchgeschaltet, da das Signal AUFZEICHNEN A nicht erzeugt wird. Dementsprechend wird der Minimalwert a und der Maximalwert b an den Ausgangsklemmen des Detektors 27 während des Intervalles A₁ gespeichert und bereitgehalten, um während der nächsten Abtastperiode benutzt werden zu können. Die Abwesenheit eines Signales an der Ausgangsklemme 39a des Flip-Flops hat zur Folge, daß ebenfalls kein Signal SPEICHERN B für das Eingangsgatter 26 erzeugt wird. Das Gatter 26 ist demnach während des Intervalles A^ nicht geöffnet, so daß das analoge Eingangssignal dem Detektor 28 nicht zugeführt wird. Der Detektor 28 ist somit von dem Analogsignal abgetrennt und speichert weiterhin den während der vorangegangenen Abtastperiode ermittelten Minimal- und Maximalwert.

Während des Intervalles A₁ erzeugen die UND-Gatter 41 und 43 Signale AUFZEICHNEN B und RÜCKSTELLEN B für den Kanal B zu geeigneten Zeitpunkten unter Steuerung durch das Taktsignal C.

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Hierdurch wird der Kathodenstrahl zur Erzeugung des Strichsegmentes 4 veranlaßt und der Detektor 28 wird anschließend zurückgestellt. Wie bereits erwähnt, basiert dieses Strichsegment 4 auf dem Minimum- und Maximalwert des Eingangsignales während der vorangegangenen Abtastperiode.

Es sei nunmehr die zweite Abtastperiode mit dem Intervall B. betrachtet, welche unmittelbar auf die erste Abtastperiode mit dem Intervall A.. folgt, wobei in dieser zweiten Abtastperiode die folgenden Ereignisse auftreten:

1. Der Minimal- und Maximalwert a und b des Eingangssignales, welche beide durch den Detektor 27 des Kanales A während des

^vorangegangenen Intervalles A- festgestellt und gespeichert wurden, werden nunmehr benutzt, um das Strichsegment 5 gemäß Figur 2 zu erzeugen und aufzuzeichnen und

2. die durch das Eingangssignal vorgegebenen Minimal- und Maximalwerte während des Intervalles B- werden durch den zurückgestellten Detektor 28 des Kanales B ermittelt und gespeichert, um in der unmittelbar folgenden dritten Abtastperiode verwendet zu werden.

Die Art und Weise, in welcher die Maßnahmen vorgenommen werden, werden nunmehr beschrieben.

Am Ende des Intervalles A- und beim Beginn des Intervalles B.. fällt gemäß Figur 2 das Taktsignal C an der Eingangsklemme 36 von einem positiven Wert auf den Wert Null. Hierdurch wird das Flip-Flop 39 veranlaßt, von der Ausgangsklemme 39b auf die Ausgangsklemme 39a umzuschalten, wobei dieser Zustand während der Dauer des Intervalles B- erhalten bleibt. Als Folge hiervon verschwindet das Signal SPEICHERN A des Intervalles A₁, so daß das Eingangsgatter 25 geschlossen wird und das Eingangssignal von dem Detektor 27 abgekoppelt wird. Bei Beginn des Intervalles B-speichert somit der abgetrennte Detektor 27 Ausgangssignale mit den Wert a und b zum Gebrauch im vorliegenden Intervall. Der

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Beginn des Intervalles B₁ fällt mit dem Beginn der Abtastung Nr. 2, die durch das Intervall A₂ gegeben ist, zusammen. Während des Intervalles A₂ nimmt das Taktsignal C den Wert Null ein und verhindert somit, daß das UND-Gatter 40 ein Signal RÜCKSTELLEN A für den Detektor 27 abgibt. Das Taktsignal mit dem Wert Null veranlaßt jedoch den Inverter 37 zur Erzeugung eines Signales für das UND-Gatter 42. Dieses Signal zusammen mit dem Signal an der Ausgangsklemme 39a des Flip-Flops veranlaßt das UND-Gatter zur Erzeugung eines Signales AUFZEICHNEN A, wodurch die Ausgangsgatter 29 und 30 aufgesteuert werden. Als Folge hiervon werden die durch den Detektor 27 entsprechend den Extremwerten a und b gespeicherten Signale den Eingängen der zugeordneten Vergleicher 34 und 33 während des Intervalles A₂ zugeführt. Insbesondere wird das dem Minimalwert a entsprechende Signal dem Vergleicher 34 und das dem Maximalwert b entsprechende Signal dem Vergleicher 33 zugeführt. Das den Vergleichern 33 und 34 über die Leitung 47 zusätzlich zugeführte Rampensignal beginnt mit dem Anfang des Intervalles A₂ zu steigen, wobei dieser Anstieg in Übereinstimmung mit der Abtastung Nr. 2 gemäß Figur 2 erfolgt. Wenn das Rampensignal den Minimalwert a erreicht, erzeugt der Vergleicher 34 ein Ausgangssignal, wodurch das Exklusiv-ODER-Gatter 15 zur Abgabe eines Ausgangssignales veranlaßt wird. Das Ausgangssignal des Exklusiv-ODER-Gatteis 15 schaltet über den Verstärker 14 den Kathodenstrahl ein, so daß der Strahl ausgehend

von dem Punkt a das S'frichsegment 5 aufzeichnet. Der Kathodenstrahl bewegt sich entlang der Abtastung Nr. 2 weiter und erzeugt das Strichsegment 5 solange, bis das Rampensignal den Maximalwert b erreicht. In diesem Augenblick erzeugt der Vergleicher ein Ausgangssignal. Da nunmehr an beiden Eingängen des Exklusiv-ODER-Gatters 15 Signale anliegen, verschwindet das Ausgangssignal dieses Gatters, wodurch die Kathodenstrahlröhre dunkelgesteuert wird. Das Strichsegment 5 endet somit in einem Punkt entsprechend dem Wert b. Das Strichsegment 5 wird demzufolge während des Intervalles A₂ zwischen den Punkten erzeugt, welche dem Minimal- und Maximalwert a bzw. b entsprechen, wobei diese Werte a und b durch den Detektor 27 aus dem Eingangssignal während des vorangegangenen Intervalles A₁ ermittelt und gespeichert werden.

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Das Rampen- und Abtastsignal steigt weiter an bis zum Ende des Intervalles A₀. In diesem Zeitpunkt endet die Abtastung Nr. 2 und es erfolgt die Rückführung Nr. 2 während des Intervalles A^. Das Taktsignal C nimmt am Ende des Intervalles A₀ und am Beginn des Intervalles A den positiven Wert ein, welcher während des Intervalles A-* an der Klemme 36 aufrechterhalten wird. Sobald das Taktsignal C ansteigt, verschwinden die Ausgangssignale des

Inverters 37 und des UND-Gatters 42, wodurch das Signal AUFZEICHNEN A an den Ausgangsgattern29 und 30 weggenommen wird. Demzufolge sperren diese Gatter und die Vergleicher 34 und 33 werden von nun an nicht mehr durch die Minimal- und Maximalwerte des Eingangssignals beaufschlagt, so daß ihre Ausgangssignale ebenfalls verschwinden. Das positive Taktsignal C veranlaßt das UND-Gatter 40 ferner zur Abgabe eines Signales RÜCKSTELLEN A, wodurch der Detektor 27 während des Intervalles A₃ zurückgestellt wird und seine Ausgangssignale den Wert Null einnehmen. Der Detektor 27 befindet sich dementsprechend im zurückgestellten Zustand am Ende des Intervalles A₃, wobei dieser Zeitpunkt mit dem Ende des Intervalles B. zusammenfällt. Der Detektor 27 ist somit in der Lage, den Minimal- und Maximalwert des Eingangssignales während der nächsten Abtastperiode, d.h. während des dritten Abtastintervalles A^ zu speichern.

Das an der Ausgangsklemme 39a während des Intervalles B., anstehende Signal des Flip-Flops erzeugt ein Signal SPEICHERN B, das dem Eingangsgatter 26 zugeführt und dieses während des Intervalles B-geöffnet hält. Während dieses Intervalles B₁ wird daher das Eingangssignal dem Detektor 28 zugeführt, so daß dieser an seinen entsprechenden Ausgangsklemmen Signale abgibt, die dem Minimal- und "Maximalwert des Eingangssignales während des Intervalles B.. entsprechen. Dieser Minimalwert stimmt mit dem Maximalwert b des ersten Abtastintervalles A^ überein, da das Eingangssignal während des zweiten Abtastintervalles B.. kontinuierlich anwächst. Der Maximalwert des Eingangssignales während des zweiten Abtastintervalles B. wird durch den Punkt c in Figur 2 dargestellt.

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Da während des Intervalles B₁ kein Signal an der Ausgangsklemme 39b des Flip-Flops 39 ansteht, werden durch die UND-Gatter 41 und 43 keine Signale erzeugt, was gleichbedeutend damit ist, daß die Signale AUFZEICHNEN B und RÜCKSTELLENB während dieses Intervalles nicht vorliegen. Die Ausgangsgatter 31 und 32 bleiben somit gesperrt, während der Detektor 28 in der Lage ist, den Minimal- und Maximalwert b und c des Eingangssignales während des Intervalles B., zu speichern, um das Strichsegment 6 in der nächsten Abtastperiode zu erzeugen. Am Ende der Intervalle B. und A^ nehmen das Rampensignal und das Taktsignal den Wert Null ein, bevor die dritte Abtastperiode gestartet wird. Das Signal' RÜCKSTELLEN A ist beendet und der rückgestellte Detektor 27 ist bereit, den Minimal- und Maximalwert des Eingangssignales während der dritten Abtastperiode zu speichern. Ebenso ist der Detektor 28 bereit, seine gespeicherten Signalwerte während der dritten Abtastperiode zur Aufzeichnung freizugeben.

Betrachtet man nunmehr die dritte vollständige Abtastperiode und ihr Intervall A», so stellt man fest, daß innerhalb dieser dritten Abtastperiode die folgenden Ereignisse ablaufen:

1. Die durch den Detektor 28 im Kanal B während des vorausgegangenen Intervalles B^ festgestellten und gespeicherten Minfaial- und Maximalwerte b und c des Eingangssignales werden zur Erzeugung und Aufzeichnung des Strichsegmentes 6 benutzt und

2. die durch das Eingangssignal während des Intervalles A. erreichten Minimal- und Maximalwerte werden durch den zuvor rückgestellten Detektor 27 im Kanal A festgestellt und gespeichert für Zwecke innerhalb der unmittelbar nachfolgenden vierten Abtastperiode.

Die Art und Weise in welcher dies geschieht, sei nunmehr beschrieben.

Am Ende des Intervalles B₁ und am Beginn des Intervalles A. veranlaßt der Abfall des Taktsignales C auf Null eine Umschaltung des Ausgangssignales des Flip-Flops 39 von der Ausgangsklemme 39a

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auf die Klemme 39b, an welcher Klemme das Signal während der Dauer des Intervalles A₄ ansteht. Als Folge hiervon wird das Signal SPEICHERN B des Intervalles B^ beendet, worauf das Eingangsgatter 26 sperrt und das Eingangssignal von dem Detektor 28 abgekoppelt wird. Dementsprechend speichert während des Intervalles A. der vom Eingangssignal abgekoppelte Detektor 28 Ausgangssignale, die die Werte b und c für eine Verwendung in diesem Intervall aufweisen. Der Beginn des Intervalles A. fällt mit dem Beginn der Abtastung Nr. 3 zusammen, die durch das Intervall B~ gekennzeichnet ist. Während des Intervalles B₂ nimmt das Taktsignal C den Wert Null ein und hindert somit das UND-Gatter 41 an der Abgabe eines Signales RÜCKSTELLEN B für den Detektor 28. Andererseits veranlaßt jedoch dieses Taktsignal mit dem Wert Null den Inverter 38 zur Abgabe eines Signales für das UND-Gatter 42. Dieses Signal veranlaßt zusammen mit dem Signal an der Ausgangsklemme 39b des Flip-Flops 39 das UND-Gatter 43 zur Abgabe eines Signales AUFZEICHNEN B, wodurch die Ausgangsgatter 31 und 32 durchgeschaltet werden. Hierdurch werden die durch den Detektor28. gespeicherten Ausgangssignale mit den Minimal-und Maximalwerten b und c an die Eingänge der entsprechenden Vergleicher 34 und 33 während des Intervalles B₃ geschaltet. Beim Anstieg der Sägezahnspannung innerhalb des Intervalles B₉ erzeugen der Vergleicher 34 und das nachgeschaltete Exklusiv-ODER-Gatter 15 Ausgangssignale, falls der Minimalwert b erreicht wird. Der Elektronenstrahl der Kathodenstrahlröhre beginnt somit mit der Erzeugung des Strichsegmentes 6, ausgehend von dem mit b¹ bezeichneten Punkt. Der Strahl wird entlang dem Abtaststrahl Nr. 3 geführt und erzeugt solange das Strichsegment 6 bis die Sägezahnspannung den Maximalwert c erreicht, da zu diesem Zeitpunkt das Ausgangssignal an dem Vergleicher 33 auftritt und dementsprechend das Ausgangssignal des Exklusiv-ODER-Gatters 15 verschwindet. Dadurch wird der Elektronenstrahl dunkelgesteuert und das Strichsegment 6 endet an dem mit dem Wert c vorgegebenen Punkt. Das Strichsegment 6 wird demnach während des Intervalles B₂ zwischen Punkten aufgezeichnet, die den Minimal- und Maximalwerten b und c desjenigen Eingangssignales entsprechen, welches der Detektor 28 während des vorausgegangenen Intervalles B^ ermittelt und gespeichert hat.

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Die sägezahnförrnige Abtastspannung fährt mit ihrem Anstieg bis zum Ende des Intervalles B₂ fort. In diesem Zeitpunkt ende:! die Abtastung Nr. 3 und es erfolgt die Rückführung Nr. 3 des Elektronenstrahles innerhalb des Intervalles B₃. Am Ende des Intervalles B2 und zu Beginn des Intervalles B, nimmt das Taktsignal C an der Klemme 36 den positiven Wert ein, welcher über das Intervall B₃ aufrechterhalten wird. Der Anstieg des Taktsignales C bringt die Ausgangssignale des Inverters 38 und des UND-Gatters 43 zum Verschwinden, so daß das Signal AUFZEICHNEN B an den Ausgangsgattern 31 und 32 weggenommen wird. Als Folge hiervon werden die Gatter 31 und 32 gesperrt, so daß die Minimum und Maximumsignale an den Eingängen der Vergleicher 34 und 33 nicht mehr anliegen. Dementsprechend verschwinden die Ausgangssignale dieser Vergleicher 34 und 33. Das positive Taktsignal C veranlaßt ferner das UND-Gatter 41 zur Abgabe eines Signales RÜCKSTELLEN B, wodurch der Detektor 28 während des Interval3.es B₃ zurückgestellt wird und seine Ausgangssignale den Wert Null einnehmen. Der Detektor 28 befindet sich somit im rückgestellten Zustand am Ende des Intervalles B^, welches mit dem Ende des Intervalles A₄ zusammenfällt. Der Detektor 28 ist somit bereit, die Minimal- und Maximalwerte des analogen Eingangssignales während der nächsten vierten Abtastperiode innerhalb des Intervalles B. zu speichern.

Das Vorhandensein des Ausgangssignales an der Ausgangsklemme 39b des Flip-Flops 39 während des Intervalles A₄ erzeugt ein Signal SPEICHERN A, wodurch das Eingangsgatter 25 während des Intervalles A₄ offengehalten wird. Während dieses Intervalles wird somit das Eingangssignal dem Detektor 27 zugeführt und erzeugt an den Ausgangsklemmen desselben Signale entsprechend dem Minimalwert c und dem Maximalwert d, welche Werte von dem Eingangssignal während des Intervalles A₄ gemäß Figur 2 erreicht werden. Da an der Ausgangsklemme 39a des Flip-Flops 39 während des Intervalles A₄ kein Signal ansteht, werden auch durch die UND-Gatter 40 und 42 keine Signale erzeugt, so daß die Signale AUFZEICHNEN A bzw. RÜCKSTELLEN A während dieses Intervalles nicht vorliegen. Die Ausgangsgatter 29 und 30 bleiben dementsprechend gesperrt und der Detektor 27 kann während des Intervalles A₄ die Werte c

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und d speichern, urn während der anschließenden vierten Abtastperiode das Strichsegment 7 zu erzeugen.

Am Ende der Intervalle A. und B-. nehmen die Sägezahnspannung und das Taktsignal den Wert Null ein und es erfolgt der Übergang zur vierten Abtastperiode. Das Signal RÜCKSTELLEN B verschwindet

rijp und der rückgestellte Detektor 28 ist für Speicherung der Minimal- und Maximalwerte des analogen Eingangssignales während der vierten Abtastperiode bereit. Ebenso ist der Detektor 27 bereit, seine gespeicherten Signalwerte zur Aufzeichnung während der vierten Abtastperiode abzugeben.

Die Anordnung gemäß Figur 3 arbeitet in der vorstehend beschriebenen Weise weiter, um die verbleibenden Strichsegmente gemäß Figur 2 zu erzeugen. Wie aus Figur 2 klar hervorgeht, nehmen all diese Strichsegmente eine parallele Lage zueinander ein und die Aufeinanderfolge dieser Strichsegmente bildet die Aufzeichnung des abgetasteten analogen Eingangssignales. Die Länge jedes dieser Strichsegmente entspricht jeweils der Differenz zwischen den Minimal- und Maximalwerten des Eingangssignals, wie sie jeweils während des unmittelbar vorangehenden Abtastintervalles abgetastet und gespeichert werden. Wie bereits in Figur 1 wurden auch in Figur 2 2um Zwecke der besseren Erläuterung die verschiedenen Strichsegmente mit einem übertriebenen Abstand entlang der Leitachse dargestellt. Tatsächlich wird das Aufzeichnungsblatt 20 vor dem Fiberoptikstreifen 19 der Kathodenstrahlröhre mit einer solchen Geschwindigkeit bewegt, daß die aufeinanderfolgenden Strichsegmente genügend dicht beeinanderliegen, wodurch die durch diese Segmente gebildete resultierende Kurve einen im wesentlichen fortlaufenden Linienzug ergibt.

Di© tatsächliche Überlegenheit des Verfahrens und der Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung im Vergleich mit der zuvor beschriebenen bekannten Anordnung ergibt sich klar bei einer Betrachtung der Ereignisse, wie sie insbesondere innerhalb des 5. und 6» Abtastintervalles A- und B- auftreten. Gemäß Figur 2

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steigt das Eingangssignal S während des Intervalles A_ von einem niedrigen Wert e bis auf einen Spitzenwert f und fällt anschliessend auf einen niedrigen Wert g ab. Während der Abtastung Nr. 6 des unmittelbar folgenden Intervalles B₇ erzeugt der Kathodenstrahl der Röhre das Strichsegment 8 in der gleichen Weise, wie dies zuvor hinsichtlich der Erzeugung der Strichsegmente 4 bis beschrieben wurde. Das Strichsegment 8 wird somit zwischen Punkten erzeugt, die den Minimalwert g und den Maximalwert f entsprechen, die das Eingangssignal während des vorangegangenen Intervallos A₇ erreichte. Da sich das Strichsegment 8 zwischen den Wertare und f erstreckt, bildet es exakt die Veränderung des Wertes des Eingangssignales S nach, welche während des fünften Abtastintervalles A₇ auftrat, ungeachtet der abrupten Richtungsänderung und des erreichten Amplitudenmaximums des Signales S während dieses Intervalles. Die praktische Bedeutung dieser Arbeitsweise wird durch einen Vergleich mit Figur 1 ersichtlich, aus der man erkennt, daß das Strichsegment 8Ά bei der bekannten Methode die Änderungen des analogen Eingangssignales nicht berücksichtigt. Der Spitzenwert f des Eingangssignales S wird weder während dieser noch während der nachfolgenden Abtastperioden berücksichtigt, so daß die durch die Strichsegmente gemäß Figur 1 aufgezeichnete Kurve diese Information nicht enthält. Gemäß Figur 2 enthält jedoch die durch die erfindungsgemäße Anordnung erzeugte Aufzeichnung diesen Spitzenwert f des Eingangssignales S, so daß die Aufzeichnung insgesamt wesentlich originalgetreuer ist.

Ein weiteres Beispiel für die Überlegenheit der Vorrichtung gemäß der Erfindung ergibt sich bei einem Vergleich des Strichsegmentes 9 gemäß Figur 2 mit dem Strichsegment 9A gemäß Figur 1 _r welche die Veränderungⁿdes Wertes des Eingangssignales S während der achten Abtastperiode darstellen. Während dieses Abtastintervalles fällt das Signal S auf den Wert j. Das durch die erfindungsgemäße Vorrichtung erzeugte Strichsegment 9 berücksichtigt diese Tatsache, während das durch die bekannte Vorrichtung

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erzeugte Strichsegment 9A sowie auch alle nachfolgenden Strichsegmente diesem Extremwert keine Rechnung tragen.

Zusammenfassend ergibt sich die überlegene Wirkungsweise der Anordnung gemäß Figur 3 durch die komplementäre Wirkungsweise der Kanäle A und B. Während abwechselnd aufeinanderfolgender Abtastintervalle stellt jeweils ein Kanal den Minimal- und Maximalwert im Verlauf des Eingangssignales S fest und speichert diese Werte während des zugeordneten Abtastintervalls, während der jeweils andere Kanal die im vorangegangenen Abtastintervall gespeicherten Extremwerte als Ausgänge an die zugeordneten Vergleicher gibt) wodurch sich eine Auszeichnung ohne merkliche Abweichung vom tatsächlichen Eingangssignal ergibt. Nachdem die Werte des einen Kanales zur Aufzeichnung abgegeben worden sind, wird dieser Kanal auf Null zurückgestellt, um sodann in dem darauffolgenden Abtastintervall erneut den Minimal-und Maximalwert des Eingangssignales zu speichern. Durch abwechselnde Funktionsänderungen zwischen der Speicher- und Aufzeichnungsoperation hinsichtlich der Kanäle A und B ergibt sich,daß ein Kanal jeweils der Abtastung und Speicherung der Extremwerte des Eingangssignales und der jweils andere Kanal der Aufzeichnung der zuvor ermittelten Extremwerte dient.

Obwohl die Anordnung gemäß Figur 3 lediglich der Aufzeichnung eines einzelnen Eingangssignales dient, liegt es auf der Hand, daß eine solche Anordnung so modifiziert werden kann, daß sie eine gleichzeitige Mehrkanal-Aufzeichnung der Werte einer Vielzahl von Eingangssignalen ausführen kann. Dies kann in einfacher Weise durch die Verwendung einer Zeitmultiplextechnik verwirklicht werden, wie dies in der eingangs erwähnten DT-OS 2 100 beschrieben ist.

Gemäß Figur 4 ist eine Schaltungsanordnung dargestellt, die der Erzeugung einer Sägezahnspannung sowie der Erzeugung eines rechteckförmigen Taktsignales dient. Die in Figur 4 dargestellte Schaltungsanordnung entspricht dem Signalgenerator 13 gemäß Figur 3 und enthält Monoflops 50 und 51, einen Transistor 52, Widerstände 53 und 54, eine Diode 55, einen Kondensator 56,

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eine Spannungsquelle in Form einer Batterie 57 und einen Sägezahn-Signalverstärker 58. Das Monoflop 50 weist eine Schaltperiode auf, die den gewünschten Abtastintervallen A~, B„ usw. entspricht, während das Monoflop 51 eine Schaltperiode entsprechend den gewünschten Rückführintervallen A~ , B., usw. aufweist. Die Summe der Schaltperioden der Monoflops 50 und 51 entspricht somit den vollständigen Abtastperioden-Intervallen A. , B.. usw.

Der Ausgang Q des Monoflops 50 ist mit dem Triggereingang des Monoflops 51 verbunden, während der Ausgang Q des Monoflops 51 mit dem Triggereingang des Monoflops 50 verbunden ist. Der Ausgang Q des Monoflops 50 ist über den Widerstand 53 mit der Basis des Transistors 52 verbunden, während der Emitter des Transistors 52 an die mit den Monoflops 50 und 51 gemeinsame Masse über eine Leitung 59 angeschlossen ist. Der Kollektor des Transistors 52 ist in Reihe zu der Ablenkspule 18 der Kathodenstrahlröhre geschaltet, wobei die Leitung 46 über den Widerstand 54 an die positive Klemme der Batterie 57 gelegt ist. Die negative Klemme der Batterie 57 ist an die an Masse liegende Leitung 59 angeschlossen. Die Diode 55 und der Kondensator 56 sind parallel zueinander zwischen den Kollektor und den Emitter des Transistors 52 geschaltet. Die Eingangsklemmen des \ferstärkers 58 sind an den Widerstand 54 angeschlossen, während der Ausgang dieses Verstärkers an die die Sägezahnspannung führende Leitung 47 angeschlossen ist. Der Ausgang Q des Monoflops 50 ist zusätzlich an die Leitung 48 angeschlossen, die'das Taktsignal führt.

Wie zuvor bereits erläutert, dient der Generator 13 der Erzeugung der sägezahnförmigen Spannung, welche der Ablenkspule 18 über die Leitung 46 zugeführt wird, sowie des sägezahnförmigen Rampensignales, welches den Vergleichern 33 und 34 über die Leitung 47 zugeführt wird und schließlich der Erzeugung des rechteckförmigen Taktsignales, welches an die Eingangsklemmen der Inverter 37 und 38, an das Flip-Flop 39 und die UND-Gatter 40 und 41 über die Leitung 48 angelegt wird. Der Generator 13 erzeugt diese Signale in einer Art und Weise, wie dies nachstehend beschrieben wird.

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Die miteinander verbundenen Monoflps 50 und 51 erzeugen über den Widerstand 53 ein Impulssignal, welches während der Abtastintervalle A_?, B~, usw. einen hohen Wert und während der Rückführintervalle A₃, B₃, usw. einen niedrigen Wert einnimmt. Dieses Signal steuert den Transistor 52 an seiner Basis an, welcher seinerseits in Zusammenarbeit mit der Diode 55 und dem Kondensator 56 den erforderlichen Ablenkstrom durch die Spule 18 und den Widerstand 54 erzeugt. Der durch die Spule 18 und den Widerstand 54 fließende Strom erzeugt einen Spannungsabfall über den Widerstand 54, der der Ablenkung des Kathodenstrahles proportional ist. Diese Spannung wird durch den Verstärker 58 verstärkt, der seinerseits das Rampensignal auf der Leitung 47 abgibt. Wie zuvor bereits erwähnt, entspricht die Schaltperiode des Monoflops 51 dem Rückführintervall A₃, B₃, usw. Als Folge hiervon nimmt das am Ausgang Q des Monoflops 50 und somit auf der Leitung 48 anstehende Signal während jedes Rückführintervalles einen hohen Wert und während jedes Abtastintervalles einen niedrigen Wert ein. Dieses Signal bildet somit das gewünschte Taktsignal, wie es zuvor beschrieben wurde und in Figur 2 in Form des Impulszuges C dargestellt ist.

Gemäß Figur 5 ist der Hell-Tastverstärker 14 gemäß Figur 3 in näheren Einzelheiten dargestellt. Der Verstärker 14 umfaßt einen Transistor 60, Widerstände 61 und 62 und eine Spannungsquelle in Form einer Batterie 63. Bei diesem Verstärker ist die eine Ausgangsleitung des Exklusiv-ODER-Gatters 15 mit der Basis des Transistors 60 verbunden, während die andere Ausgangsleitung des Gatters an den Emitter des Transistors angeschlossen ist und zugleich eine der Leitungen der Ausgangsverbindung 44 bildet. Die andere Leitung der Ausgangsverbindung 44 ist an den Kollektor des Transistors angeschlossen. Der Widerstand 61 verbindet die Basis des Transistors mit der positiven Klemme der Batterie 63, während der Widerstand 62 den Kollektor des Transistors ebenfalls an die positive Klemme der Batterie 63 legt. Die negative Klemme der Batterie 63 ist mit dem Emitter des Transistors verbunden.

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Im Betrieb dient der Hell-Tas.tverstärker 14 der Helltastung der Kathodenstrahlröhre 12 zu den Zeiten, in denen ein Signal am Ausgang des Gatters 15 ansteht. Wenn kein Signal am Ausgang des Gatters 15 vorhanden ist, ist der Transistor 60 ausgeschaltet und es wird über die Leitungsverbindung 44 kein Signal ausgegeben, das an dem dunkelgesteuerten Zustand der Kathodenstrahlröhre 12 etwas ändern könnte. Wenn jedoch am Ausgeing des Gatters 15 ein Signal auftritt, so schaltet dieses Signal den Transistor 60 durch. Dadurch wird die Kathode 17 der Kathodenstrahlröhre 12 hinreichend negativ ausgesteuert, so daß Elektronen emittiert werden und die Kathodenstrahlröhre hellgetastet wird.

Gemäß Figur 6 ist der Kanal A von Figur 3 in näheren schaltungstechnischen Einzelheiten dargestellt. Der Kanal A enthält das analoge Eingangsgatter 25, den Detektor 27 und die analogen Ausgangsgatter 29 und 30. Gemäß Figur 6 dient die obere Hälfte 64 der Erzeugung eines Maximum-Ausgangssignales, welches dem Maximalwert des von dem Verstärker 24 abgegebenen Eingangssignales entspricht und die untere Hälfte 65 dient der Erzeugung eines Minimum-Ausgangssignales, welches dem Minimalwert des durch den Verstärker 24 abgegebenen Eingangssignales entspricht. Der Kanal B gemäß Figur 3. kann in völlig analoger Weise aufgebaut werden.

Die obere, der Maximumermittlung dienende Hälfte des analogen Eingangsgatters 25 umfaßt einen Widerstand 66, der die Eingangsklemme des Gatters mit einer zugleich die Ausgangsklemme des Gatters bildenden Leitung 67 verbindet. Die Leitung 67 bildet zugleich die Eingangsklemme der oberen Hälfte des Detektors 27. Die Leitung 67 ist ferner mit der Senke eines Feldeffekttransistors 68 verbunden, dessen Quellenelektrode an die der Einrichtung gemeinsame^ Masse angeschlossen ist. Die Steuerelektrode des Feldeffekttransistors 68 ist mit dem Kollektor eines Transistors 69 verbunden und zusätzlich über einen Widerstand 70 an eine Versorgungsspannungsklemme 71 gelegt, die an -10 V angeschlossen ist. Die Basis des Transistors 69 ist an das gemeinsame Massepotential angeschlossen. Der Emitter des Transistors 69 ist über eine Diode 72 mit einer Steuerleitung 73 verbunden, die ihrerseits an die

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Ausgangskiemine eines Inverters 74 angeschlossen ist. Die Eingangsklemme des Inverters 74 bildet den Steueranschluß des Gatters 25, an welchen das zuvor beschriebene Signal SPEICHERN A angelegt ist. Die Steuerleitung 73 ist ferner über einen Widerstand 75 an eine auf +5 V liegende Versorgungsklemme 76 angeschlossen.

Die untere Hälfte des Gatters 25 weist einen Widerstand 77 auf, der die Eingangsklemme des Gatters mit einer anderen Ausgangsleitung 78 des Gatters verbindet. Die Ausgangsleitung 78 bildet den Eingangsanschluß für die untere Hälfte des Detektors 27. Die Ausgangsleitung 78 ist ferner mit der Quelle eines Feldeffekttransistors 79 verbunden, dessen Senke an eine auf +5 V liegende Anschlußklemme 80 angeschlossen ist. Die Steuerelektrode des Feldeffekttransistors 79 ist über eine Zenerdiode 81 mit dem Kollektor eines Transistors 82 verbunden, wobei dieser Kollektor ferner über einen Widerstand 83 an eine auf -10 V liegende Anschlußklemme 84 angeschlossen ist. Die Steuerelektrode des Feldeffekttransistors 79 ist ferner über einen Widerstand 85 an eine auf +10 V liegende Versorgungsklemme 86 angeschlossen. Die Basis des Transistors 82 liegt an der gemeinsamen Masse. Der Emitter des Transistors 82 ist über eine Diode 87 einerseits mit der zuvor erwähnten Steuerleitung 73 verbunden und andererseits über einen Widerstand 88 an eine auf +5 V liegende Versorgungsklemme 89 angeschlossen.

Die obere Hälfte des Detektors 27 weist einen Operationsverstärker 90 mit hohem Eingangswiderstand auf. Die nicht-invertierende Eingangsklemme des Verstärkers 90 ist an die Eingangsleitung 67 angeschlossen und der Verstärkerausgang ist über eine Diode 91 und einen Speicherkondensator 92 an Masse gelegt. Der Verbindungspunkt zwischen der Diode 91 und dem Kondensator 92 ist über eine Leitung 93 nach außen geführt und bildet die Maximum-Ausgangsklemme des Detektors 27. Zudem ist dieser gemeinsame Verbindungspunkt auf den invertierenden Eingang des Verstärkers 90 zurückgeführt. Die Senke des Feldeffekttransistors 94 ist an die Ausgangsleitung 93 angeschlossen. Die Quelle des Feldeffekttransistors 94 liegt an Masse. Die Steuerelektrode des Feldeffekt-

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transistors 94 ist über einen Widerstand 95 an eine auf -10 V liegende Versorgungsklemme 9 6 geschaltet und mit dem Kollektor des Transistors 97 verbunden. Die Basis des Transistors 9 7 liegt an Masse. Der Emitter des Transistors 97 liegt über eine Diode an einer Rückstelleitung 99. Die Ruckstelleitung 99 bildet den Rückstellanschluß des Detektors 27, welcher an das zuvor erläuterte Signal RÜCKSTELLEN A angeschlossen ist. Ferner ist die Rückstelleitung 99 über einen Widerstand 100 an eine auf +5 V liegende Klemme 101 angeschlossen.

Die untere Hälfte des Detektors 27 weist einen Operationsverstärker 102 mit einem hohen Eingangswiderstand auf. Der nicht invertierende Eingang des Verstärkers 102 ist an die Eingangsleitung angeschlossen und der Ausgang des Verstärkers 102 ist über eine Diode 103 und einen Speicherkondensator 104 an Masse gelegt. Der gemeinsame Verbindungspunkt zwischen der Diode 103 und dem Kondensator 104 bildet die Minimum-Ausgangskleinme des Detektors 27, welche als Leitungsanschluß 105 herausgeführt ist. Die Leitung ist zusätzlich an den invertierenden Eingang des Verstärkers 102 angeschlossen. Die Quelle eines Feldeffekttransistors 106 ist mit der Ausgangsleitung 105 verbunden, während die Senke des Feldeffekttransistors 106 mit einer auf +5 V liegenden Versorgungsklemme 107 verbunden ist. Die Steuerelektrode des Feldeffekttransistors 106 ist über einen Widerstand 108 an eine auf -10 V liegende Versorgungsklemme 109 angeschlossen und mit dem Kollektor eines Transistors 110 verbunden. Die Basis des Transistors liegt an Masse, während der Emitter dieses Transistors über eine Diode 111 an die Rückstelleitung 99 angeschlossen ist. Die Diode 111 ist ferner über einen Widerstand .112 an eine auf +5 V liegende Versorgungsklemme 113 angeschlossen.

Die Maximum-Ausgangsleitung 93 bildet den Eingangsanschluß für das analoge Ausgangsgatter 29. In dem Gatter 29 verbindet der Quellen-Senkenpfad eines Feldeffekttransistors 114 die Eingangsleitung 93 mit einer Ausgangsleitung 115, die zugleich den Ausgangsanschluß des Gatters 29 bildet. Wie zuvor bereits erläutert, wird dieser Anschluß 115 mit einem der Eingangsklemmen des Maximum-

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Vergleichers 33 verbunden.

Eine Leitung 116 bildet den Steueranschluß des Gatters 29, wobei dieser Anschluß an das zuvor erwähnte Signal AUFZEICHNEN A angeschlossen ist. Die Leitung 116 ist über eine Zenerdiode 117 und einen Widerstand 118 an die Basis eines Transistors 119 angeschlossen. Der Emitter des Transistors 119 ist über eine Leitung 120 an eine auf +15V liegende Versorgungsklemme 121 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 119 ist über eine spannungsabhängige Kapazitätsdiode 122 mit der Steuerelektrode des Feldeffekttransistors 114 verbunden und zusätzlich über einen Widerstand 123 an eine Leitung 124 gelegt, die ihrerseits an eine auf -15V liegende Versorgungsklemme 125 angeschlossen ist. Eine Diode ist zwischen dem Kollektor und der Basis des Transistors 119 angeordnet und ein Widerstand 127 ist zwischen die Basis und den Emitter dieses Transistors geschaltet. Die Minimum-Ausgangsleitung 105 bildet zugleich den Eingangsanschluß des analogen Ausgangsgatters 30, dessen Schaltungsanordnung mit derjenigen des Gatters 29 übereinstimmt. Hinsichtlich des Gatters 30 verbindet demnach der Quellen-Senkenpfad eines Feldeffektranssitors 128 die Eingangsleitung 105 mit einer Ausgangsleitung 129. Die Ausgangsleitung 129 bildet zugleich den Ausgangsanschluß des Gatters 30 und dieser Anschluß ist mit einer der Eingangsklemmen des Minimum-Vergleichers 34 verbunden. Das Gatter 30 v/eist ferner einen Transistor 130 auf, dessen Basis über einen Widerstand und eine Zenerdiode 132 mit der das Signal AUFZEICHNEN A führenden Leitung 116 verbunden ist. Die Basis des Transistors 130 ist über einen Widerstand 133 mit dem Emitter des Transistors verbunden, welcher seinerseits an die Leitung 120 angeschlossen ist. Der Kollektor des Transistors 130 ist über eine spannungsabhängige Kapazitätsdiode 134 mit der Steuerelektrode des Feldeffektran-' sistors 128 verbunden und zusätzlich über einen Widerstand 135 an die Leitung 124 gelegt. Eine Diode 136 ist zwischen dem Kollektor und der Basis des Transistors 130 angeordnet.

Die Gatter 29 und 30 gemäß Figur 6 können beispielsweise vom Typ CAG13 sein, wie sie auf Seite 158.10 der Veröffentlichung:

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"Crystalonics Silicon Semiconductor Devices Annual Catalog for Fall" aus dem Jahre 1968 dargestellt und beschrieben sind.

Zur Erläuterung der Schaltungsanordnung gemäß Figur 6 sei von der Annahme ausgegangen, daß keine Signale SPEICHERN A, AUFZEICHNEN A und RÜCKSTELLEN A auf den zugeordneten Leitungen anstehen und daß die Kondensatoren 92 und 104 entladen sind. Der Kanal A ist demnach bereit, die Maximum- und Minimumwerte des Eingangsignales zu speichern, welche dieses während des nächsten Speicherintervalles hinsichtlich des Kanales A einnimmt. Wie zuvor erwähnt, ist bei fehlendem Signal SPEICHERN A das Gatter 25 gesperrt und verhindert somit, daß das Signal des Verstärkers 24 den Detektor 27 erreicht. Das ausbleibende Signal SPEICHERN A an der Eingangsklemme des Inverters 74 veranlaßt diesen zur Abgabe eines positiven Signals auf der Steuerleitung 73. Dieses Signal schaltet den Transistor 69 durch, wodurch das Potential an der Steuerelektrode des Feldeffekttransistors 68 annähernd auf sein entsprechendes Quellenpotential angehoben wird.- Als Folge hiervon schaltet der Feldeffekttransistor 68 durch und verbindet die Ausgangsleitung 67 und den nicht-invertierenden Eingang des Verstärkers 90 mit Masse. Demgemäß ist die obere, das Maximum feststellende Hälfte, des Detektors 27 von dem Ausgang des Verstärkers 24 entkoppelt.

Das positive Signal auf der Steuerleitung 73 schaltet ebenfalls den Transistor 82 durch. Hierdurch wird auch der Feldeffekttransistor 79 durchgeschaltet, wodurch die Ausgangsleitung 78 und der nicht-invertierende Eingang des Verstärkers 102 auf etwa +5 V gelegt werden. Dementsprechend ■ ist die untere, das Minimum feststellende Hälfte des Detektors 27 ebenfalls wirksam von dem Ausgang des Verstärkers 24 entkoppelt.

Wenn demnach kein Signal SPEICHERN A vorliegt, ist das Gatter 25 gesperrt, da beide Feldeffekttransistoren 68 und 79 durchgeschaltet sind, wodurch beide Hälften des Detektors 27 vom Ausgangssignal des Verstärkers 24 abgetrennt werden.

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Der Auftritt des Signales SPEICHERN A am Eingang des Inverters 74, welcher beispielsweise mit dem BEginn des Intervalles A₁ zusammenfällt, veranlaßt die Durchschaltung des Gatters 25. Durch dieses Speichersignal wird das Ausgangssignal des Inverters 74 veranlaßt, den Wert Null einzunehmen. Beim Vorliegen eines Null-Signales auf der Leitung 73 werden die Transistoren 69 und 82 nichtleitend, wodurch die nachgeschalteten Feldeffekttransistoren 68 und 79 ebenfalls ausgeschaltet werden. Als Folge hiervon wird das Eingangssignal auf den Leitungen 67 und 78 dem nachgeschalteten Detektor 27 zugeführt.

Infolge des Eingangssignales auf der Leitung 67 tritt an dem zuvor entladenen Maximum-Speicherkondensator 92 eine Spannung auf, wobei diese Spannung bis zu dem durch das Eingangssignal während des anliegenden Speichersignales vorgegebenen Höchstwert ansteigt. Aufgrund des hohen Eingangswiderstandes des Verstärkers 90 und der Tatsache, daß der Feldeffekttransistor 94 in dieser Zeit ausgeschaltet ist, fällt die Spannung über dem Kondensator 92 zwischen verschiedenen Maxima des Eingangssignales nicht ab. Es wird somit auf der Ausgangsleitung 93 während des Signales SPEICHERN A ein Signal erzeugt, welches dem positivsten Wert des Eingangssignales während dieses Intervalles entspricht.

Vor dem Auftritt des Signales SPEICHERN A und dem dadurch ausgelösten Auftreten des Eingangssignales auf den Leitungen 67 und 78 sei der MinimumSpeicherkondensator 104 auf eine Spannung von +5 V geladen, wie dies nachstehend noch näher erläutert wird. Diese Spannung von +5 V entspräche dem angenommenen Maximalwert hinsichtlich des Eingangssignales. Infolge des Vorliegens eines Eingangssignales auf der Leitung 78 entlädt sich der Kondensator 104 und seine Spannung fällt auf einen Minimalwert ab, welcher durch den von dem Eingangssignal während des Signales SPEICHERN A erreichten Minimalwert abhängig ist. Aufgrund des gewählten Schalt-■ kreises mit dem Kondensator 104 erfährt die Spannung des Kondensators keine durch Amplituden^'raaxima des Eingangssignales verursachte Spannungserhöhung. Auf der Leitung 105 tritt somit ein

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Signal auf, dessen Wert dem durch das Eingangssignal während des Speicherintervalles erzielten Minimalwert entspricht.

Wenn das Signal SPEICHERN A beispielsweise am Ende des Intervalles A. verschwindet, werden die Feldeffekttransistoren 68 und 79 durchgeschaltet und bringen das Gatter 25 in den zuvor beschriebenen gesperrten Zustand. Hierbei verbindet der Feldeffekttransistor 68 die Leitung 67 mit Masse und der Feldeffekttransistor 79 verbindet die Leitung 78 mit der auf +5 V liegenden Versorgungsklemme 80. Das Anlegen der Leitung 78 an die Spannung von +5 V stört nicht den gespeicherten Minimalwert auf dem Kondensator 104 und ist andererseits erfoderlich zum Ausladen des Kondensators 104 auf +5 V während der Rückstellperiode, wie dies nachstehend noch beschrieben wird.

Bei gesperrtem Gatter 25 sind beide Hälften des Detektors 27 wiederum von dem Verstärker 24 entkoppelt. Der Kanal A speichert nun den Maximal- und Minimalwert des Eingangssignales, wobei diese beiden Werte während der vorangegangenen Speicherperiode ermittelt wurden. Der Maximalwert, vorgegeben durch die Ladung auf dem Kondensator 92, steht auf der Leitung 93 an. Andererseits ist der durch die Ladung des Kondensators 104 vorgegebene Minimalwert auf der Leitung 105 verfügbar. Während des durch das Signal SPEICHERN A bestimmten Intervalles sind die Gatter 29 und des Kanales A aufgrund des fehlenden Signales AUFZEICHNEN A gesperrt. Bei ausbleibendem Signal AUFZEICHNEN A auf der Leitung befinden sich die Feldeffekttransistoren 114 und 128 im ausgeschalteten Zustand, so daß auf den Leitungen 115 und 129 kein Signal entnommen werden kann.

Beim Auftreten des Signales AUFZEICHNEN A auf der Leitung 116, beispielsweise während des Intervalles A₂ werden die Feldeffekttransistoren 114 und 128 durchgeschaltet. Als Folge hiervon tritt das Maximum-Signal auf der Leitung 115 und das Minimum-Signal auf der Leitung 129 auf. Dieser Zustand dauert solange an, wie das Signal AUFZEICHNEN A.

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Während der zuvor beschriebenen Intervalle, in denen die Signale SPEICHERN A und AUFZEICHNEN A vorliegen, liegt das Signal RÜCKSTELLEN A auf der Leitung 99 nicht vor. Als Folge hiervon, sind die Transistoren 97 und 110 ausgeschaltet. Dementsprechend sind auch die Feldeffekttransistoren 9 4 und 106 ausgeschaltet, so daß die Ladungen auf den Kondensatoren 9 2 und 104 nicht beeinflußt werden. Mit dem Ende des Signales AUFZEICHNEN A tritt ein Signal RÜCKSTELLEN A auf der Leitung 99 auf, welches beispielsweise während des Intervalles A^ vorliegt. Dieses Rückstellsignal veranlaßt die Durchschaltung der Transistoren 97 und sowie der Feldeffekttransistoren 94 und 106. Der Feldeffekttransistor 94 schließt nunmehr den Kondensator 92 kurz. Hierdurch wird der Kondensator 92 vollständig entladen, so daß der in der oberen Hälfte des Detektors 27 gespeicherte Maximalwert gelöscht wird. Andererseits gibt der durchgeschaltete Feldeffektransistor 106 die Spannung von +5 V der Versorgungsklemme 107 an den Kondensator 104. Hierdurch wird der Kondensator 104 auf +5 V aufgeladen, was einer Löschung des in der unteren Hälfte des Detektors 27 gespeicherten Minimalwertes entspricht. Bei Beendigung des Signales RÜCKSTELLEN A werden die Transistoren 97 und 110 sowie die Feldeffekttransistoren 94 und 106 wiederum ausgeschaltet, so daß der Kanal A bereit ist, während des nächsten Signales SPEICHERN A seine Speicheroperation durchzuführen.

R 0 9 8 3 B / 0 B 2 U

Claims

-so - 260S686

Patentansprüche

Verfahren zum Aufzeichnen der Amplitudenänderungen eines Analogsignales auf einem Aufzeichnungsträger mittels eines Aufzeichnungsgerätes, wobei das Analogsignal mit einer Abtastspannung verglichen wird und die Abtastspannung - gesteuert von dem Analogsignal - zur Aufzeichnung freigegeben wird; *" dadurch gekennzeichnet, daß während einer Abtastperiode der erreichte Minimal- und Maximalwert der Analogspannung speichert wird und daß während der nächsten Abtastperiode die Abtastspannung zwischen dem zuvor erzielten Minimal- und Maximalwert zur Aufzeichnung freigegeben wird, während gleichzeitig die in dieser Abtastperiode auftretenden Extremwerte der Analogspannung zwecks Steuerung der Aufzeichnung innerhalb der folgenden Abtastperiode gespeichert werden usw.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch mit einem Elektronenstrahlszillographen als Aufzeichnungsgerät und einem lichtempfindlichen Band als Aufzeichnungsträger, gekennzeichnet durch eine erste Einrichtung (25-32, 35-43, 48) zur sich wiederholenden Abtastung des Analogsignales zwecks Feststellung der Minimal- und Maximalwerte des Signales in aufeinanderfolgenden Abtastperioden, wobei eine an den Oszillographen angelegte sägezahnförmige Abtastspannung nur zwichen diesen Extremwerten hellgesteuert wird.

* nach P 21 00 518.5,

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine zweite Einrichtung (12-22, 33, 34, 44-47) zur Erzeugung von hellen Strichen (4-9) auf dem Oszillographen (12), wobei diese zweite Einrichtung zwei Vergleicher (33,34) und ein nachgeschaltetes Logikgatter (15) aufweist und der eine Vergleicher (33) mit dem Maximalwert und der andere Vergleicher (34) mit dem Minimalwert des Analogsignales während einer vorangegangenen Abtastperiode sowie beide Vergleicher mit dem Signal des Abtast-Signalgenerators

(13) beaufschlagt sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Logikgatters (15) über einen Hell-Tastverstärker (14) auf den Oszillographen (12) geschaltet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung zwei Meß- und Speicherkanäle (A, B) aufweist, die abwechselnd in aufeinanderfolgenden Abtastperioden den Minimal- und Maximalwert des Analogsignales messen und speichern.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung ferner einen synchron mit dem Abtastsignal betätigten Steuerkreis (35) zur Abgabe von Speicher-, Aufzeichnungs- und Rückstellsignalen für die Meß- und Speicherkanäle (A, B) aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kanal (A, B) der Meß- und Speichereinrichtung (11) ein an das Analogsignal angeschlossenes Eingangsgatter (25,26) , einen nachgeschalteten Maximum/Minimumdetektor (27,28) sowie zwei an die ermittelten Extremwerte an-

• geschlossene Ausgangsgatter (29,3O;31,32) aufweist, und daß der Steuerkreis (35) die Eingangsgatter (25,26), die Detektoren (27,28) und Ausgangsgatter (29,3O;31,32) mit den getrennt erzeugten Speicher-, Rückstell- und Aufzeichnungssignalen (A,B) beaufschlagt.

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