DE1025517B

DE1025517B - Anordnung zur Anzeige des Phasenunterschiedes zwischen zwei im wesentlichen sinusfoermigen Spannungen

Info

Publication number: DE1025517B
Application number: DEB38545A
Authority: DE
Inventors: Erland Wesley Rudy
Original assignee: Bendix Aviation Corp
Current assignee: Bendix Aviation Corp
Priority date: 1955-01-03
Filing date: 1955-12-31
Publication date: 1958-03-06
Also published as: US2787776A; GB795266A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Anzeige des Phasenunterschiedes zwischen zwei im wesentlichen sinusförmigen Spannungen, von welchen eine Bezugsspannung abgeleitet wird, die in der Phase gegenüber der Mitte des Phasenunterschiedes zwischen den beiden sinusförmigen Meßspannungen um 90° verschoben ist.

Bei einer bekannten Ausführung, bei welcher eine den Phasenunterschied zwischen zwei im wesentlichen sinusförmigen Spannungen anzeigende Spannung erzeugt wird, erfordern die vorgesehenen Meßanordnungen zwei genau abgeglichene Brückenschaltungen mit identischen Kondensatoren und Induktivitäten. In dieser bekannten Schaltung werden Schaltungselemente verwendet, die beispielsweise temperaturabhängig sind, so daß, abgesehen von der Schwierigkeit, genau gleiche Kapazitäten und Induktivitäten herzustellen, auch Ungenauigkeiten durch äußere Einflüsse auftreten können.

Ferner ist es bekannt, bei derartigen Anordnungen zwei Spannungen zu erzeugen, die beispielsweise an die beiden Ablenkungssysteme eines Kathodenstrahloszillographen oder an die beiden Eingangsklemmenpaare eines Quotientenmessers angelegt werden, um eine Anzeige des Phasenunterschiedes zwischen den beiden sinusförmigen Eingangsspannungen zu schaffen. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß diese Ausführungen in ihrer Wirkung sowohl von der Größe der sinusförmigen Eingangsspannungen als beispielsweise auch von der Verstärkung der Summe und des Differenzwertes der Spannungen abhängen.

Die Erfindung, die sich auf eine Anordnung zur Erzeugung nur einer Spannung bezieht, beseitigt die Nachteile der bekannten Ausführungen dadurch, daß zwei Kathodenverstärkersätze gegeneinandergeschaltet sind, von denen jeder ein Paar Kathodenverstärker aufweist, deren Kathoden direkt miteinander verbunden sind, daß eine der sinusförmigen Spannungen an dem einen Gitter des einen Kathodenverstärkersatzes über einen ersten Amplitudenbegrenzer und die andere sinusförmige Spannung an einem Gitter des anderen Kathodenverstärkersatzes über einen zweiten Amplitudenbegrenzer liegt und an den beiden anderen Gittern beider Sätze die Bezugsspannung über einen dritten Amplitudenbegrenzer liegt, und daß die zwischen den Kathoden der beiden Sätze auftretende Spannung als Maß für den Phasenunterschied zwischen den beiden Meßspannungen dient.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist somit von Einflußwerten, die sich aus der Größe der sinusförmigen Eingangsspannungen und einer Verstärkung ergeben, unabhängig.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wandeln die drei Amplitudenbegrenzer die sinusförmigen Spannungen und die Bezugsspannung in Rechteckwellen gleicher Amplituden um.

Anordnung

zur Anzeige des Phasenunterschiedes

zwischen zwei im wesentlichen

sinusförmigen Spannungen

Anmelder:

Bendix Aviation Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. H. Negendank, Patentanwalt,
Hamburg 36, Neuer Wall 41

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 3. Januar 1955

Erland Wesley Rudy, Reseda, Calif. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

Die zwischen den Kathoden der Kathodenverstärker liegende Spannung ist über einen Gegentaktgleichspannungsverstärker mit gemeinsamem Kathodenwiderstand und einem nachfolgenden Gegentaktkathodenverstärker an das erste Paar der Ablenkelektroden der Kathodenstrahlröhre geschaltet, und an das zweite Paar der Ablenkelektroden ist die Zeitablenkspannung angelegt, wobei die weiterhin als fortschreitend abnehmende negative Vorspannung den vier Gittern der beiden Kathodenverstärkersätze zugeführt ist, damit sich die an das erste Paar der Ablenkelektroden angelegte Spannung linear mit der Ablenkspannung ändert.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles hervor, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigt:

Fig. 1 ein schematisches Schaltbild eines Unterwasser-Tonfrequenz-Meßsystems, das die Erfindung enthält,

Fig. 2 eine Reihe von Vektordiagrammen mit der Darstellung der Phasenlagen zwischen Spannungen an bestimmten Stellen in der Schaltung nach Fig. 1, wenn sich der aufgenommene Schall in der Mitte befindet,

Fig. 3 eine Reihe von Vektordiagrammen mit der Darstellung der Phasenlagen zwischen den gleichen Spannungen, wenn sich der aufgenommene Schall außerhalb der Mitte befindet,

Fig. 4 eine Reihe von Diagrammen, die die Wellenform an bestimmten Stellen in der Schaltung nach Fig. 1

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zeigen, wenn sich der aufgenommene Schall in der Mitte gangsklemme 27 und die Kathoden des Satzes 26 an eine

befindet, Ausgangsklemme 28 angeschlossen. Die beiden Ausgangs-

Fig. 5 eine Reihe von Diagrammen, die die gleiche klemmen 27 und 28 sind über ein Abgleichpotentiometer

Wellenform zeigen, wenn der aufgenommene Schall 29« an Erde angeschlossen, das dazu verwendet werden

außerhalb der Mitte liegt. 5 kann, eine geringe Unsymmetrie des Systems auszu-

In Fig. 1 ist ein elektroakustischer Unterwasser- gleichen, um an den Klemmen 27 und 28 dann, wenn ein

wandler 10 bekannter Art mit einer zur Wellenlänge "In-der-MitteÄ-Schallsignal aufgenommen wird, gleiche

des Schalles im Wasser verhältnismäßig großen Fläche 10« Spannungen hervorzurufen.

schematisch (in einer Ebene) so dargestellt, daß er Rieht- Die Ausgangsspannung E_lb des Amplitudenbegrenzers eigenschaften besitzt und daher in zu seiner Fläche i° 21 α wird dem einen Gitter 25a des Satzes 25, die Aussenkrechten oder nahezu senkrechten Richtungen emp- gangsspannung E_2b des Amplitudenbegrenzers 21 δ dem fmdlicher als in anderen Richtungen ist. Solche Wandler einen Gitter 26 a des Kathodenverstärkersatzes 26 und sind sehr bekannt und bestehen gewöhnlich aus einer die Ausgangsspannung E_3b des Amplitudenbegrenzers 21c Reihe kleiner Wandlereinheiten, die mit ihren Arbeits- sowohl dem noch freien Gitter 25 δ des Satzes 25 als flächen in einer gemeinsamen Ebene 10« angeordnet 15 auch dem restlichen Gitter 26 δ des Satzes 26 zusind. Der Wandler ist in zwei Arbeitshälften 10 δ und 10 c geführt.

unterteilt, die unabhängig voneinander oder in Gleich- Die Spannungen E₆ und E₇ an den Ausgangsklemmen

klang arbeiten können, deren jede eine über eine Leitung 27 bzw. 28 haben die Form von Gleichspannungsim-

11 an Erde angeschlossene elektrische Klemme aufweist pulsen mit veränderbarer Länge. Sie werden durch Reihen- und deren jede mit einer zweiten Klemme 12 bzw. 13 20 widerstände 29 und 30 und Nebenschlußkondensatoren versehen ist. 31 und 32 gefiltert und als die Spannungen E_9a bzw. E_la

Die Klemmen 12 und 13 können durch die Kontakte den Gittern der Gleichstromverstärkerröhren 35 und 36 eines Relais 14 entweder mit den Eingangsklemmen 15 zugeführt, die mit einem gemeinsamen Widerstand 37 in

bzw. 16 oder mit einer Sendeenergiequelle 17 verbunden Gegentaktschaltung angeordnet sind; der Widerstand 37

werden. Wenn das Relais 14 erregt ist, schließt es somit 25 verbindet die Kathoden beider Röhren mit Erde. Die

die Wandlerklemmen 12 und 13 an die Quelle 17 an, Anoden der Röhren 25 und 36 sind an die entsprechenden

so daß die beiden Hälften 10 δ und 10 c des Wandlers in Gitter der Kathodenverstärkerröhren 40 und 41 ange-

einer Hilfsphasenbeziehung erregt werden, um einen schlossen, deren Kathoden an die Horizontalablenk-

Schallimpuls von der Fläche 10a auszusenden. Wenn elektroden 42 bzw. 43 einer Kathodenstrahlröhre 44 ange-

das Relais 14 stromlos gemacht wird, werden die Klemmen 30 schlossen sind.

12 und 13 an die Eingangsklemmen 15 bzw. 16 ange- Die Röhre 44 besitzt Vertikal-Ablenkelektroden 45 schlossen, so daß ihnen Signalströme zugeführt werden, bzw. 46, die von einem Ablenkgenerator 47 gespeist die von den Echos des übertragenen Schalles, der zu dem werden. Der Ablenkgenerator 47 wird ebenso wie das Wandler 10 zurückgekehrt ist, herrühren. Wenn der Relais 14 von einem Zeitkreis 48 gesteuert, der in pe-Schall von einem senkrecht zur Fläche 10« gelegenen 35 riodischer Weise das Relais 14 für einen Augenblick Gegenstand zurückgeworfen wird, trifft der Schall gleich- erregt und die Erzeugung einer steigenden Spannung zeitig auf die beiden Hälften 10 δ und 10 c des Wandlers, durch den Ablenkgenerator 47 einleitet, die ihrerseits und die den Klemmen 15 und 16 zugeführten Spannungen den vertikalen Ablenkelektroden 45 und 46 der Kathodenliegen miteinander in Phase. Wenn das Echo von einem strahlröhre 44 zugeführt und außerdem über eine Vorbezüglich der Fläche 10« des Wandlers ^außerhalb der 40 Spannungsquelle 50 und getrennte Isolierwiderstände 51 Mitte« gelegenen Gegenstand zurückkommt, wie durch den Gittern der Kathodenverstärkersätze 25 und 26 die Pfeile 19 und 18 dargestellt ist, trifft es auf die zugeführt wird.

Hälfte 10 c, ehe es auf die Hälfte 10 δ trifft, so daß die Die Arbeitsweise der Schaltung wird nun unter Bezug-

der Klemme 16 zugeleitete Spannung der der Klemme 15 nähme auf die Vektordiagramme der Fig. 2 und 3 und zugeführten Spannung in der Phase voreilt. Durch das 45 der Liniendiagramme der Fig. 4 und 5 erläutert.

Messen der Phasendifferenz zwischen den Spannungen E₁ Betrachtet man zuerst den Fall, bei dem ein aufge-

und E₂ an den Eingangsklemmen 15 bzw. 16 kann die nommenes Signal auf der Mittellinie des Wandlers 10

Richtung des Schalleinfalles bestimmt werden. Hegt, so sind die Eingangsspannungen E₁ und E₂ und die

Die Spannung E₁ an der Eingangsklemme 15 wird Summenspannung £₃ miteinander in Phase, wie durch den verstärkt, durch einen Phasenschieber 20« um —45° 50 Vektor .E₁, .E₂, ZJ₃ in Fig. 2 angegeben ist. Nachdem die

in der Phase verschoben und durch einen Amplituden- Spannungen E₁ und E₂ durch die Phasenschieber 20«

begrenzer 21 α in eine Rechteckwelle umgewandelt. In und 20δ um —45° und die Spannung E₃ durch den

gleicher Weise wird die Spannung E₂ an der Eingangs- Phasenschieber 20 c um +45° in der Phase verschoben

klemme 16 verstärkt, durch einen Phasenschieber 20 δ worden sind, liegen die resultierenden Spannungen E_la

um — 45° in der Phase verschoben und mittels eines 55 und E_2a miteinander in Phase, wie durch die Vektoren

Amplitudenbegrenzers 21 δ in eine Rechteckwelle umge- E_la, E_2a gezeigt ist, und die Spannung E_Su ist gegenüber

wandelt. Die Spannungen E₁ und E₂ werden ebenfalls den Spannungen E_la und E_2n um 90° verschoben, wie

getrennt verstärkt, addiert, durch einen Phasenschieber der Vektor E-_ia zeigt.

20c und + 45° in der Phase verschoben und in einem Nachdem die Spannungen E_1n, E_2a, E_3a durch die

dritten Amplitudenbegrenzer 21 c in eine Rechteckwelle 60 Amplitudenbegrenzer 21 a, 21 δ und 21 c hindurchgegangen

umgewandelt. sind, sind sie zu Rechteckwellen umgeformt worden, wie

Die Ausgänge dieser drei Amplitudenbegrenzer 21«, die Kurven E_Sb, E_lb, und E_2b in Fig. 4 andeuten. Es ist

δ und 21 c werden über geeignete Koppelkondensatoren zu beachten, daß diese drei Kurven allmählich von einem

den Gittern einer Kathodenverstärkerschaltung zu- Anfangswert, bei dem die Scheitel bei der Sperrspannung

geleitet. 65 der Kathodenverstärker 25 und 26 liegen, auf einen

Diese Kathodenverstärkerschaltung besitzt zwei Ka- Endwert (am Ende des Ablenkzyklus), wenn sich die

thodenverstärkersätze 25 und 26, die gegeneinander- Minimumwerte auf der Sperrspannung befinden, ansteigen,

geschaltet sind. Wie die Figur zeigt, besteht jeder Satz Diese ansteigende Spannung entsteht durch die Zuführung

aus zwei Trioden, deren Kathoden miteinander verbunden der Ablenkspannung durch die Gitterwiderstände 51 zu

sind. Die Kathoden des Satzes 25 sind an eine Aus- 70 den Gittern der Kathodenverstärker. Die genauen Pegel

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der Spannungen E_3b, E₁₁ und E_ib werden mittels des Potentialdifferenz auftritt und der Strahl der Röhre längs

Vorspannungskreises 50 eingestellt. der senkrechten Achse schwingt und so anzeigt, daß der

In den Fig. 4 und 5 sind die Wellenlängen in starkem Wandler direkt auf die Schallquelle weist. Maße übertrieben, um die Form zu zeigen. Tatsächlich Gemäß Fig. 1 wird ein Teil der Ausgangsspannung (die treten während jeder Ablenkperiode viele tausend Voll- 5 Spannung E₃J des Phasenschiebers 20c über einen Verweilen auf. stärker 52, ein Potentiometer 53 und einen Leiter 54 der

Bekanntlich folgt die Kathodenspannung eines Katho- Helligkeitssteuerelektrode der Kathodenstrahlröhre 44

den Verstärkers der Gitterspannung dicht auf. Wenn zugeführt, um den Strahl in derjenigen Stellung in seinem

daher entweder das Gitter 25« oder 255 des Satzes 25 senkrechten Schwingweg hell zu machen, die der Enteine positive, ihm zugeführte Spannung besitzt, folgen i° fernung des Gegenstandes, von dem der Schall reflektiert

die Spannungen der beiden Kathoden der größeren wird, entspricht, wodurch eine Anzeige der Entfernung

Gitterspannung, und die geringere Gitterspannung hat gegeben wird. Es ist wünschenswert, diesen ilufhellungs-

keine Wirkung. Das hat zur Folge, daß so lange, wie das impuls von der Spannung E_3a abzunehmen, die von den

eine Gitter 25« oder das andere, 255, seinen Maximal- beiden Hälften 105 und 10 c des elektroakustischen wert hat, die Spannung E₆ an der Kathode den größt- 15 Wandlers abgeleitet ist, da dadurch die Wirkung eines

möglichen Wert aufweist, und er bleibt im wesentlichen einzelnen großen elektroakustischen Wandlers erhalten

der gleiche, und zwar selbst während der Intervalle, in wird, der eine Überhöhung der Empfindlichkeit für einen

denen beide Gitter 25« und 255 ihre Scheitelspannung schärferen und längerwährenden Strahl, als ihn eine der

aufweisen. Wenn daher die Kurven E_n und E_n in Fig. 4 beiden Hälften 105 oder 10c allein besitzt, aufweist,

miteinander addiert werden, liefern sie die resultierende 20 Es sei nun angenommen, daß der Gegenstand, von dem

Kurve E₆, in der die Spannung E₆, wenn man von der der Schall reflektiert wird, bezüglich des elektroakusti-

ansteigenden Ablenkspannung absieht, auf einem kon- sehen Wandlers außerhalb der Mitte liegt und in den durch

stanten Wert bleibt, solange entweder die Kurve E_sb die Pfeile 17 und 18 angegebenen Richtungen einfällt, so

oder E_lb ihren Scheitelwert hat, und fällt nur dann auf daß er eher auf die elektroakustische Wandlerhälfte 10 c

den Minimumwert, wenn beide Spannungen E_3b und E_lb 25 trifft als auf die Wandlerhälfte 105. Das bewirkt eine

ihren Minimumwert aufweisen. Da die Spannung E_n hinter Phasendifferenz zwischen den Spannungen E₁ und E₂

der Spannung E₃₁ um 90° zurückbleibt, ist eine Über- bis zu einer Größe, die durch die Schallgeschwindigkeit

lappung der Wellen von 90° vorhanden, und die Spannung im Wasser und durch den Abstand der Mitten der beiden

E_e hat für 270° jeder Periode ihren Maximalwert und Wandlerhälften 105 und 10c bestimmt ist. Bei einem ver-

für die restlichen 90° den Wert Null. Da außerdem die 3° hältnismäßig großen elektroakustischen W^Tandler erzeugt

Spannung E_2b gegenüber der Spannung E_3b um 90° eine Abweichung der Schallrichtung von der Mittellinie

zurückbleibt, ist die Spannung E₇ mit der Spannung E₆ von nur wenigen Graden eine elektrische Phasendifferenz

identisch. zwischen den Spannungen E₁ und E₂ von verhältnismäßig

Nach der Filterung durch die Widerstände 29, 30 und beträchtlicher Größe. Im vorliegenden Beispiel wird, wie

die Kondensatoren 31, 32 werden die Spannungen E₆ und 35 Fig. 3 zeigt, angenommen, daß die Spannung E₂ gegen-

und E₇ zu den sanft ansteigenden Spannungen E_6a über der Spannung E₁ um 90° voreilt. Unter diesen Um-

und E_7a (Fig. 4), die nach dem Durchgang durch die ständen liegt die Phase der Summen spannung E₃ zwischen

Verstärkerröhren 35 und 36 und die Kathodenverstärker den Spannungen E₁ und E₂ oder weicht um 45° von jeder

40 und 41 zu den Spannungen E_6b bzw. E_7h werden. der beiden ab. Nach Durchgang durch die Phasenschieber

Es ist nun zu beachten, daß E_6h und E₇₁ einen geringeren 4·° 20« bzw. 205 und 20c eilen die Spannungen E₁ und E₂

Anstieg als die Spannungen E₆ und E₇ besitzen. Dies um 45° nach, wie die Vektoren E_la und E_2a zeigen, und die

ist erwünscht, da dadurch bewirkt wird, daß die Summenspannung E₃ eilt um 45° voraus, wie durch den

Spannungssprünge an den Ablenkelektroden 42 und 43 Vektor E_3a dargestellt ist.

in der gleichen Richtung verringert werden, und es Aus Fig. 5 kann nun entnommen werden, daß die

bewirkt für den den Röhren 35 und 36 zugeordneten 45 Spannung E_{1 b} der Spannung E_3b um 135^C nacheilt, wo-

gemeinsamen Kathodenwiderstand 37 das folgende gegen die Spannung E_2b der Spannung E₃₁ nur um 45°

Ergebnis. nacheilt. Das hat zur Folge, daß die Impulsbreite der

Wenn die den Gittern der Röhren 35 und 36 züge- Spannung E₆ viel größer ist, wogegen die Impulsbreite führten Spannungen E_6a und E₇₁₁ gleich sind, folgen die der Spannung E₇ verhältnismäßig klein ist. Der Mittel-Kathoden dieser beiden Röhren den Spannungen der 5° oder Durchschnittswert der Spannung E₆ ist verhältnis-Gitter bis zur Größe des Spannungsabfalles in dem Wider- mäßig groß, wie die Spannung E_6a darstellt, wogegen der stand 38, wodurch die Spannungsdifferenz zwischen den Mittel- oder Durchschnittswert der Spannung E₇ viel Gittern und Kathoden und die Verstärkungswirkungen kleiner ist. Nachdem die Spannungen E₆ und E₇ gefiltert jener Röhren verringert werden. worden sind, erscheinen sie als Spannungen E_6a und E₇₁₁,

Es sei nun angenommen, daß die Spannung E_6a am 55 und die Spannung E_6a hat einen eindeutig steileren AnGitter der Röhre 35 positiver als die Spannung E_7a am stieg als die Spannung E_la.

Gitter der Röhre 36 ist. Dieses hebt die Spannungen der Aus den oben hervorgehobenen Gründen werden die

Kathoden der beiden Röhren (in positiver Richtung) um Spannungsdifferenzen der Spannungen E₆,, bzw. E_7a in

den gleichen Betrag an und macht dabei die prozentuale dem aus den Röhren 35 und 36 bestehenden Verstärker

Veränderung der Spannungsdifferenz zwischen der Ka- 60 stärker hervorgehoben, so daß die Spannungen E_6b und

thode und dem Gitter der Röhre 35 in proportionaler E_7b sogar in verschiedenen Richtungen ansteigen können,

Weise viel größer als die prozentuale Änderung der wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Es ist klar, daß unter diesen

Spannungsdifferenz zwischen der Kathode und dem Gitter Umständen die Differenz zwischen den Spannungen E_6b

der Röhre 36, so daß die Ausgangsspannung E_6b der und E_7b nicht mehr Null ist, sondern durch die verhältnis-

Röhre 35 in proportionaler Weise viel größer als die Aus- 65 mäßig steil ansteigende Linie E_6b-E_7b in Fig. 5 dargestellt

gangsspannung E_7b der Röhre 36 ist. wird. Dies erzeugt eine Spannungsdifferenz zwischen den

Da die absoluten Werte der Spannungen E_6b und E_7b horizontalen Ablenkelektroden 42 und 43, was zur Folge

(Fig. 4) identisch sind, ist ihre Differenz (E_6b —E_7b) hat, daß sich der Strahl längs einer geraden Linie von der

unabhängig von ihren absoluten Werten gleich Null, so Senkrechten aus nach links bewegt und eine Spur 60, wie

daß zwischen den Ablenkelektroden 42 und 43 keine 7° sie in Fig. 1 abgebildet ist, hervorruft und dadurch anzeigt,

daß die Schallquelle (das Ziel) links von der Mitte unter einem Winkel liegt, wie er angenähert durch den Winkel zwischen der Spur 60 und der senkrechten Achse angegeben ist. Der aufgehellte Abschnitt 60« der Spur gibt die Entfernung des Zieles an. Wenn die Schallquelle auf der anderen Seite der Mittellinie des Wandlers liegt, wird sie offensichtlich die Wandlerhälfte 10 δ vor der Wandlerhälfte 10 c treffen, die Phasenbeziehung zwischen E₁ und E₂ wird umgekehrt werden, und die auf der Kathodenstrahlröhre hervorgerufene Spur wird rechts von der senkrechten Linie anstatt links liegen.

Das System kann dazu verwendet werden, Angaben über die Seite, von der sich die Schallwelle nähert, zu machen, ohne daß die sinusförmigen Wellen E_la, E_2a und E_3a in Rechteckwellen umgeformt werden, wie es in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist. Das System arbeitet auch noch zur Erzeugung einer Spannungsdifferenz zwischen den horizontalen Ablenkelektroden 42 und 43 und zeigt somit die Richtung der Phasenlage zwischen den Spannungen!^ und E₂ an.

Die Anordnung der Amplitudenbegrenzer 21«, 21 δ und 21c bringt die Vorteile der Elimination der Amplitudenunterschiede zwischen den drei Wellen E_la, E_2a und Ε_Άα und außerdem die Umwandlung der sinusförmigen Wellen in die Rechteckwellen nach den Fig. 4 und 5. Der große Vorteil der Rechteckwellen besteht darin, daß sie bewirken, daß sich die Unterschiede zwischen den Spannungen E_6b und £_7ft linear zwischen der Phasenabweichung zwischen E₁ und E₂ verändern, so daß keine besondere Eichung der Kathodenstrahlrohre erforderlich ist, um dafür zu sorgen, daß der Kathodenstrahl nicht nur die Richtung der Abweichung der Schallquelle aus der Mittellage, sondern auch die Größe der Abweichung anzeigt. Die Verwendung von Amplitudenbegrenzern zur Erzeugung rechteckiger Wellenformen bringt außerdem den zusätzlichen Vorteil, daß jegliche Unterschiede in den Amplituden der Spannungen E_lb, E_2b und E%_b, die, wenn sie vorhanden sind, Fehler in die Anzeige bringen, eliminiert werden.

Es sei bemerkt, daß die Phasenschieber 20«, 20 δ und 20 c die Aufgabe haben, von den Eingangsspannungen E₁ und E₂ eine dritte Spannung (die als Bezugsspannung angesehen werden kann) in einer Phasenlage von 90° zu der mittleren Phasenlage der Eingangsspannungen abzuleiten. Dieses gewünschte Ergebnis würde erreicht werden, wenn die Phasenschieber 20« und 20 δ fortgenommen würden und der Phasenschieber 20 c so ausgelegt sein würde, daß er eine volle 90°-Phasenverschiebung anstatt nur einer solchen von nur 45° erzeugen würde. In der Praxis ist es jedoch viel einfacher, eine Phasenverschiebung von 45° als eine von 90° zu erzeugen, und es ist bequemer, die Eingangsspannungen um 45° in der einen Richtung und die dritte Spannung um 45° in der anderen Richtung zu verschieben.

Obgleich zum Zwecke der Erklärung der Erfindung eine besondere Ausführungsform dargestellt und beschrieben worden ist, können vom Fachmann weitere naheliegende Ausführungsformen, die im Rahmen der Erfindung liegen, gewählt werden.

Claims

60 Patentansprüche:

1. Anordnung zur Anzeige des Phasenunterschiedes zwischen zwei im wesentlichen sinusförmigen Spannungen, von welchen eine Bezugsspannung abgeleitet wird, die in der Phase gegenüber der Mitte des Phasenunterschiedes zwischen den beiden sinusförmigen Meßspannungen um 90° verschoben ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kathodenverstärkersätze (25, 26) gegeneinandergeschaltet sind, von denen jeder ein Paar Kathodenverstärker (25 oder 26) aufweist, deren Kathoden direkt miteinander verbunden sind, daß eine der sinusförmigen Spannungen an dem eisen Gitter (25«) des einen Kathoden Verstärkersatzes (25) über einen ersten Amplitudenbegrenzer (21 «) und die andere sinusförmige Spannung an einem Gitter (26 a) des anderen Kathodenverstärkersatzes (26) über einen zweiten Amplitudenbegrenzer (21 δ) liegt und an den beiden anderen Gittern (25 δ, 26 δ) beider Sätze die Bezugsspannung über einen dritten Amplitudenbegrenzer (21c) liegt, und daß die zwischen den Kathoden der beiden Sätze (25, 26) auftretende Spannung als Maß für den Phasenunterschied zwischen den beiden Meßspannungen dient.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Amplitudenbegrenzer (21a, 21 δ, 21c) die sinusförmigen Spannungen und die Bezugsspannung in Rechteckwellen gleicher Amplituden umwandeln.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Kathoden der Kathodenverstärker liegende Spannung über einen Gegentaktgleichspannungsverstärker mit gemeinsamem Kathodenwiderstand und einem nachfolgenden Gegentaktkathodenverstärker an das erste Paar der Ablenkelektroden der Kathodenstrahlröhre geschaltet ist und daß an das zweite Paar der Ablenkelektroden die Zeitablenkspannung angelegt ist, die weiterhin als fortschreitend abnehmende negative Vorspannung den vier Gittern der beiden Kathodenverstärkersätze zugeführt ist, damit sich die an das erste Paar der Ablenkelektroden angelegte Spannung linear mit der Ablenkspannung ändert.

4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkspannung an die Gitter (25«, 25 5, 26«, 265) der beiden Kathodenverstärkersätze (25, 26) über eine Vorspannungsschaltung (50) angelegt wird, um die anfängliche negative Vorspannung zu schaffen, die den Gittern (25«, 255, 26«, 265) mit einem derartigen Wert zugeführt wird, daß die Scheitelspannungen der Rechteckspannungswellen, die an die entsprechenden Gitter der Kathodenverstärkersätze (25, 26) angelegt werden, diese Kathodenverstärkersätze (25,26) zu Beginn der Ablenkspannung sperren.

5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Steuergitter der beiden Eingangsverstärkerröhren (35, 36) des Ausgangsverstärkers an die Kathoden des entsprechenden Kathodenverstärkersatzes (25, 26) über ein Filter (29, 31 oder 30, 32) angeschlossen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 891028, 874078; französische Patentschrift Nr. 1077 570; USA.-Patentschrift Nr. 2 405 073.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen