DE1025637B

DE1025637B - Vorrichtung fuer Oszillographen, vorzugsweise vom Typ des elektromechanischen Direktschreibers, zur Erfassung von Signalspannungen, deren Frequenzen oberhalb des vom Oszillographen aufzeichenbaren Frequenzspektrums liegen

Info

Publication number: DE1025637B
Application number: DESCH8861A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Schwarzer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-02-22
Filing date: 1952-02-22
Publication date: 1958-03-06

Description

Vorrichtung fü Oszillographen, vorzugsweise vom Typ des elektromechanischen Direktschreibers, zur Erfassung von Signalspannungen, deren Frequenzen oberhalb es vom Oszillographen aufzeichenbaren Frequenzspektrums liegen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Oszillographieren, insbesondere zur mechanischen Aufzeichnung von Schwingungsvorgängen, wie sie unter derBezeichnungDirektschreiber bekannt sind. Das eigentliche Registrierorgan solcher einrichtungen basiert auf der Konstruktion'des Siemens-Tinten-Schinellschreibers. Solche Einrichtungen haben bekanntlich trotz sorgfältigster Bemessung infolge der zu bewegenden Massen bei tragbarem Verstärkerleistungsaufwand nur einen beschränktenFrequenzumfang, der etwa von 0bis80Hz, ußerstenfalls aber (bei einer neuen Trockenschreibapparatur) bis 200 Hz reicht. Jede Vergrößerung dieses Bereiches bedeutet eine Erhöhung des Leistungsaufwandes nach einer höheren Potenz. Für viele Zwecke, insbesondere für die Registrierung physiologischer Vorgänge und hier wiederum besonders bei der Phonokardiographie, reicht dieser Frequenzbereich nicht aus, um alle bedeutungsvollen Phänomene erkennbar machen zu können.
Es ist nun bereits bekannt, den Frequenzbereich dadurch zu erweitern, daß mittels eines Überlagerers nicht wiedergebbare Frequenzbereiche in den wirksamen Aufzeichnungsbereichtransponiert werden.
Dieser Maßnahme lag die Erkenntnis zugrunde, daß es z. B. bei der Phonokardiographie und vielen anderen Registrieraufgaben nicht von Bedeutung ist, die Kurvenform des Einzelimpulses abbilden zu können, was ohnehin bei den üblichen Registrierstreifengeschwindigkeiten bei höheren Frequenzen infolge des germen Auflösungsvermögens bzw. der Zusammendrängung der Schriftzüge nur noch unvollkommen möglich ist, daß vielmehr sich die analytische Betrachtung im wesentlichen auf den zeitlichen Intensitätsablauf, d. h. also auf die Form der Hüllkurve, beschränkt.
Der Vollständigkeit halber ist zu erwähnen, daß es mit an sich bekannten Einrichtungen, wie etwadem Pegelschreiber, bei geeigneter Bemessung möglich wäre, diese Hüllkurve selbst als Linie aufzuzeichnen, um sie dann. zur Deutung zu benutzen.
Die erstgenannte Maßnahme der Transponierung g führt jedoch zu Schwierigkeiten bei solchen aufzuzeichnenden Frequenzen bzw. Frequenzgebeiten, bei denen die Resultierende des Transponierungsvorganges eine so tiefe Frequenz ergibt, daß eine Auflösung der einzelnen langsamen Amplituden zur Verwirrung des Bildes führt. Zudem sind insbesondere beim Beispiel der Phonokardiographie die Geräusche von so stark aperiodischem Charakter, daß die Einschwingzeiten die Ausbildung einer korrekten Aufzeichnung nicht zulassen. Die letztgenannte. Maßnahme hat dagegen den Nachteil, daß die Darstellung nur einer Linie, die in mehr oder weniger unregelmäßiger Form auf dem Registrierband erscheint, zu stark von dem gewohnten Bild einer unmittelbaren Oszillographie abweicht, so daß hire Deutung zu schwierig wird.
DievorliegendeErfindung geht nun von der gleichen Erkenntnis aus, wie sise dem Uberlagerungsverfahren zugrunde liegt, stellt aber eine Lösung auf anderer Basis dar. Erfindungsgemäß sind an sich bekante Mittel vorgesehen, durch die dem Schreiborgan an Stelle der Originalsignale den Amplituden des Originalsignals proportionale Hilfssignale von vorzugsweise monofrequentem Charalçter und einer solchen Frequenz zugeführt werden, die innerhalb dea Frequenzbereiches des verwendeten Oszillographen liegt. Praktisch werden beispielsweise zu diesem Zweck die Orignalsinale gleichgerichtet und mit bekannten integrierenden Mitteln die Hüllkurve geglättet, wobei die Ausgangssp, annung zur Steuerung einer ihr amplitudenproportionalen Trägerspannung, etwa wie von der Modulation von Sendern her bekannt,benutzt wird.
In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens werden über ebenfalls an sich bekannte Weichen der Endstufe zur Steuerung des Schreiborgans die tiefen Frequenzen unmittelbar, die hoheren Frequenzen dagehgen mittelbar unter Einschaltung einer nach den obengeschilderten Gesichtspunkten aufgebauten Zusatzeinrichtung zugeführt. Auf diese Weise entsteht ein zumindest annäherndes Kontinuum des Amplitudenfrequenzganges bzw. der Aufzeichnung.
Man kann nun noch einen Schritt weitergehen, indem man den bereits erwähnten Gedanken, durch gleichgerichtete Impulse eine Oszillator zu steuern, verallgemeinert. Wird nämlich überhaupt darauf verzichtet, die Spannungssignale direkt zu registrieren und statt dessen im gesamten Frequenzbereich nur die Steuerung des Oszillators durch die Nutzsignale zu bewirken, so braucht das Registriergerät nur für dessen Schwingfrequenz bemessen zu sein. Dies bedeutet aber einen außerordentlichen Vorteil ; denn es kann dann mit einem reinen Resonanzsystem gearbeitet und dadurch mit einem erheblich verringerten Steuerloistumgsau-fwand ausgekommen werden. In diesem Falle würde das Bild einer Herzschallkurve das Aussehen, wie in Fig. 1 dargestellt, besitzen. Praktisch ist erkennbar, daß trotz der grundsätzlichen Verschiedenheit der Darstellung des sekundären Bildes im kartesischen Koordinatensystem der bildliche eindruck nicht wesentlich vom üblichen Herztonbild abweicht.
Ein praktisches Ausführungsbeispiel eines mit der beanspruchten vorichtung ausgerüsteten Phonokardiographen ist als Blockschema in der Fig. 2 dargestellt. Der übliche Vorverstärker a steuert die Vorrichtung f, bestehendausGleichrichterundGlättungseinrichtung einerseits sowie Oszillatormodulator andererseits,wieobenbeschrieben. Dieses Organ gibt dementsprechend eine monofrequente Spannung von den Originalsignalen proportionaler Amplitude an die Leistun, gsstufe d ab, die ihrerseits das Registriersystem e speist.
Zur Vermeidung von Schwebungen bei unvollkommener Siebung kann der Hilfsoszillator auf an sich bekannte Weise leicht gewobbelt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Vorrichtung für Oszillographen, vorzugsweise vom Typ des elektromechanischen Direktschreibers, der auf fortlaufende Registrierfolie aufzeichnet, zur Erfassung von Signalspannungen, deren Frequenzen oberhalb des vom Oszillographen aufzei, chenbaren Frequenzspektrums und oberhalb des erforderlichen Auflösungsvermögens für den einzelnen Wellenzug in bezug auf die Zeitachse liegen, dadurch gekennzeichnet, daß an sich bekannte Mittel vorgesehen sind, durch die dem Schreiborgan an Stelle der originalsignale den Amplituden des Originalsignals proportionale Hilfssignale von vorzugsweise monofrequentem Charakter und einer solchen Frequenz zugeführt werden, die innerhalb des Frequenzbereiches des verwendeten Oszillographen liegt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Gleichrichtereinrichtung in Verbindung mit Integrationsmitteln an sich bekannter Art, deren Ausgangsspannung zur Bildung einer derseiben amplitudenproportionalen Trägerspannung. vorzugsweise als Modulationsspannung für einen Hilfsoszillator, verwendet wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mittelbare Schreibung durch Aufzeichnen der Hilfssignale für den gesamten Frequenzbereich angewendet wird unter Verwendung eines auf dieFrequenz des Oszillators abgestimmten Resonanzschreibsystems.
4. Vorrichtung nach Anspruch l bis 3, gekennzeichnet durch zusätzliche, an sich bekannte Mittel zur Wobbelung des Oszillators.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Vereinigung mit an sich bekannten elektrischen Weichen, die der das Schreiborgan speisenden Leistungsstufe das direkt registrierbare Frequenzspektrum unmittelbar, das oberhalb der Registrierfähigkeit des Schreiborgans liegende Frequenzspektrum mittelbar über die die Hilfssignale erzeugende Vorrichtung zuführen.

In Betracht gezogene Druckschriften : Deutsche Patentschriften Nr. 825 008, 874 357, 936 525 ; ATM J 035-1 (März 1933) ; V 132-4 (Okt. 1932), Ll T 146 ; V 3162-8 (1938), Ll T 85/86 ; » Zeitschrift fiir Biologie «, 1944 (Bd. 102), S. 5.