DE1075736B

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Publication number: DE1075736B
Application number: DENDAT1075736D
Authority: DE
Publication date: 1960-02-18

Description

Hilfsvorrichtung zum Erzeugen von Spannungs- oder Strom-Eichmarken bei Oszillographen, insbesondere Elektronenstrahloszlltographen Für zahlreiche Aufgaben der elektrischen Meßtechnik erweisen sich registrierende Meßverfahren als besonders vorteilhaft. Unter diesen nimmt der Elektronenstrahloszillograph eine Sonderstellung ein, die teils durch die Trägheitslosigkeit der Anzeige und teils durch die Vergänglichkeit der Kurven auf dem Bildschirm gekennzeichnet ist, die sich zwangläufig dann ergibt, wenn man auf die relativ umständliche photographische Auswertung der Oszillogramme verzichtet. Diese Vergänglichkeit der Kurven macht es wünschenswert, dem Kurvenbild unmittelbar und mit einer der Trägheitslosigkeit der Anzeige entsprechenden Geschwindigkeit die erforderlichen quantitativen Angaben zu entnehmen.
Zu diesem Zwecke ist bereits bekannt, mit Hilfe eines vor dem Bildschirm angeordneten Rasters die Auslenkung des Elektronenstrahles unmittelbar zu messen. Man hat auch auf oder unter der Leuchtstoffschicht des Bildschirmes Raster vorgesehen. Ferner ist es bekannt, auf den Leuchtschirm von außen her einen Raster zu projizieren. Jedoch sind diese Verfahren nur beschränkt brauchbar, da die Ablesegenauigkeiten nur relativ gering sind und bei der Aufnahme komplizierter Kennlinien die Messung von mehreren Nebenparametern erforderlich ist, wodurch der Vorteil der oszillographischen Methode zum Teil wieder verlorengeht.
Um diesem Nachteil abzuhelfen, ist es weiterhin bekannt, mit Hilfe von Elektronenschaltern, Relais oder ähnlichen Anordnungen auf dem Bildschirm der Röhren einen Raster oder ein veränderliches Fadenkreuz zu schreiben, wobei es möglich ist, die den Koordinaten des Schnittpunktes entsprechenden elektrischen Werte an zwei Instrumenten unmittelbar abzulesen.
Hilfsvorrichtungen dieser Art benötigen jedoch einen erheblichen Aufwand an Bauelementen und sind in der Regel nur für die speziellen Aufgaben brauchbar, für die sie konstruiert worden sind. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist es außerdem unzweckmäßig, mehr als ein Fadenkreuz in das Bild einzublenden, was sich im übrigen auch wegen der Größe des erforderlichen Aufwandes verbieten würde, obgleich eine gleichzeitige Kennzeichnung mehrerer Kennlinienpunkte für viele Meßaufgaben durchaus vorteilhaft wäre.
Es ist ferner bekannt, mittels periodisch wirkender Umschalter abwechselnd mit der Meßspannung eine Eichspannung an die senkrechten Ablenkplatten einer Oszillographenröhre zu geben. Auch dieses Verfahren setzt die Übersichtlichkeit des Bildes unter Umständen ganz erheblich herab.
Bei einem Verfahren zum Erzeugen von Spannungs-oder Strom-Eichmarken bei Oszillographen, insbesondere Elektronenstrahloszillographen, bei dem die Meßspannung bzw. der Meßstrom mit einer einstellbaren und meßbaren Gleichspannung bzw. einem Gleichstrom verglichen wird, werden die genannten Nachteile erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß in einem Impulsgenerator erzeugte Impulse ausgelöst und als Eichmarken wirksam gemacht werden, wenn der Momentanwert der Meßspannung bzw. des Meßstromes mit der eingestellten Gleichspannung bzw. mit dem Gleichstrom übereinstimmt. Diese Impulse können dann für die Hell- oder Dunkelsteuerung des Elektronenstrahles einer Oszillographenröhre verwendet werden, sie können aber auch gegebenenfalls zu einer entsprechenden Kennzeichnung der betreffenden Punkte bei anderen registrierenden Meßgeräten Verwendung finden.
Als Ergebnis der Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung sieht man auf dem Bildschirm der Oszillographenröhre an denjenigen Stellen der jeweils untersuchten Kennlinie, die der eingestellten, zeitlich konstanten Spannung entspricht, eine Lücke oder eine Aufhellung des Kurvenbildes. Durch Anderung der zeitlich konstanten, einstell- und meßbaren Spannung läß sich dieser Dunkel- bzw. Helligkeitspunkt auf der betreffenden Kennlinie verschieben, so daß eine Abtastung und Ausmessung der Kennlinie Punkt für Punkt möglich ist. Zur vollständigen Abtastung einer derartigen Kennlinie ist es dann lediglich erforderlich, daß je Koordinate der oszillographischen Anzeige zumindest ein Impulsgenerator in der erfindungsgemäßen Weise vorgesehen ist, wobei sich bei der üblichen zweidimensionalen Anzeige der eine Punkt von rechts nach links, der andere von oben nach unten bewegt, wenn die diesen Punkten entsprechenden zeitlich konstanten, einstellbaren Spannungen geändert werden.
Um die den beiden Koordinaten zugeordneten Impulse voneinander unterscheiden zu können, ist es zweckmäßig, den der einen Koordinate zugeordneten Impuls zur Dunkelsteuerung des Elektronenstrahles zu verwenden, während der andere zur Hellsteuerung des Strahles benutzt wird. DieAbtastung des Kurvenbildes auf der Oszillographenröhre geht dann in der Weise vor sich, daß zunächst durch Änderung der einen zeitlich konstanten Bezugsspannung der Dunkelpunkt in Übereinstimmung mit dem jeweils interessierenden Punkt der Kurve gebracht wird, während danach durch Änderung der anderen Bezugsspannung der Hellpunkt derart über den Dunkelpunkt in Übereinstimmung mit dem jeweils interessierenden Punkt der Kurve gebracht wird, während danach durch Änderung der anderen Bezugsspannung der Hellpunkt derart über den Dunkelpunkt gebracht wird, daß sich die Wirkung der beiden Impulse nahezu oder völlig aufhebt. Dabei läßt sich die Ablese- und Einstellgenauigkeit noch dadurch weiter verbessern, daß man die zeitliche Dauer des einen Impulses etwa doppelt so groß wählt wie die des anderen.
Für überschlägliche oszillographische Untersuchungen kann es zweckmäßig sein, dem Dunkel- oder Hellsteuerimpuls eine solche zeitliche Dauer zu geben, daß das Kurvenbild auf dem Oszillographenschirm eine etwas längere Lücke erhält, wobei die Länge der Lücke zugleich als Maßstab für die entsprechenden Koordinaten benutzt wird. Dazu ist erforderlich, daß die Impulsdauer annähernd mit derjenigen Zeitdauer übereinstimmt, in der von der zeitlich veränderlichen Spannung ein bestimmter, insbesondere einstellbarer Spannungsbereich durchlaufen wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sichbeispielsweise durchführen, indem zur Auslösung oder Erzeugung der Impulse eine Diodenschaltung verwendet wird, die zumindest zwei Diodenstrecken enthält, deren Stromkreise einen vorzugsweise reelen Widerstand gemeinsam haben. Die verwendeten Dioden können Elektronenröhren-, aber auch Halbleiterdioden sein.
Aus den am Arbeitswiderstand des Diodenpaares auftretenden Spannungen lassen sich in bekannter Weise die zur Dunkel- oder Hellsteuerung erforderlichen Impulse durch Differentiation erzeugen. Es ist auch eine Anordnung möglich, bei der für jeden zu erzeugenden Impuls zwei Diodenstreckenpaare angewendet werden, denen in geeigneter Weise verschiedene (oder gleiche) Vorspannungen zugeführt werden, und daß die an den Arbeitswiderständen der Diodenpaare auftretenden trapezförmigen Impulsspannungen derart gegeneinandergeschaltet werden, daß am Ausgang des Impulsgenerators die Impulsform der Differenz der an den beiden Arbeitswiderständen auftretenden Spannungen entsteht.
In der Abbildung ist in schematischer Weise ein Beispiel für die Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung wiedergegeben. Zwischen zwei Buchsen 1 und 2 liegt die zeitlich veränderliche Spannung U1, zwischen zwei Buchsen 2 und 3 die zeitlich konstante, einstell- und meßbare Spannung U2. Wenn die zeitlich veränderliche Spannung U1 mit der zeitlich konstanten Spannung U2 übereinstimmt, wird die Potentialdifferenz zwischen den Buchsen 1 und 3 gleich Null. In diesem Augenblick soll erfindung gemäß der Hell- bzw. Dunkelsteuerungsimpuls ausgelöst werden. Dies geschieht mit Hilfe zweier Diodenstreckenpaare 4 und 5, welche je einen Kathodenwiderstand 6 bzw. 7 gemeinsam haben und die mit Hilfe zweier Spannungsquellen 11 und 12, welche eine Spannung der Größenordnung von wenigen Volt liefern, geeignet vorgespannt werden. An zwei Arbeitswiderständen 8 bzw. 9 der beiden Diodenpaare 4 bzw. 5 treten die beiden Spannungen U3 bzw. U4 auf, deren zeitlicher Verlauf einer Folge von trapezförmigen Impulsen relativ großer Impulsbreite entspricht, wobei die Impulsbreite bei der Spannung U3 von derjenigen von U4 abweicht. In einem Achtpol 10 wird aus den beiden Spannungen U3 und Uq die Differenz gebildet, welche bei gleicher Amplitude von U3 und U4 die zur Dunkel- oder Hellsteuerung erforderliche Impulsform besitzt. Die Größe der Spannungen U3 und U4 wird durch Widerstände 6 und 8 und durch die Spannungsquelle 11 bestimmt, während die Impulsdauer zumindest größenordnungsmäßig mit derjenigen Zeitdauer übereinstimmt, in der von der zeitlich veränderlichen Spannung derjenige Spannungsbereich durchlaufen wird, der der Spannung der Spannungsquelle 12 entspricht.

Claims

PATENTANsPRÜcHE: 1. Verfahren zum Erzeugen von Spannungs-oder Strom-Eichmarken bei Oszillographen, insbesondere Elektronenstrahloszillographen, bei dem die Meßspannung bzw. der Meßstrom mit einer einstellbaren und meßbaren Gleichspannung bzw. einem Gleichstrom verglichen wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Impulsgenerator erzeugte Impulse ausgelöst und als Eichmarken wirksam gemacht werden, wenn der Momentanwert der Meßspannung bzw. des Meßstromes mit der eingestellten Gleichspannung bzw. mit dem Gleichstrom übereinstimmt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsdauer stets zumindest größenordnungsmäßig mit derjenigen Zeitdauer übereinstimmt, in der von der zeitlich veränderlichen Spannung (Stromstärke) ein bestimmter, insbesondere einstellbarer Spannungs- bzw. Strombereich durchlaufen wird.
3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgeber nacheinander mehrere Impulse liefert, die verschiedenen zeitlich konstanten Bezugsgrößen zugeordnet sind.
4. Verfahren nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß je Koordinate des Oszillographen mindestens ein Impulsgenerator vorgesehen ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung oder Auslösung der Impulse eine Elektronenröhrenschaltung verwendet wird, die zumindest zwei Diodenstrecken enthält, deren Stromkreise einen vorzugsweise reellen Widerstand gemeinsam haben.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Dioden Halbleiterdioden sind.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden zu erzeugenden Impuls zwei Diodenstreckenpaare angewendet werden, denen verschiedene Vorspannungen zugeführt werden, und daß die an den Arbeitswiderständen der Diodenpaare auftretenden trapezförmigen Impulsspannungen bzw. -ströme derart gegeneinandergeschaltet werden, daß am Ausgang des Impulsgenerators die Impulsform der Differenz der an den beiden Arbeitswiderständen auftretenden Impulsspannungen bzw. -ströme entspricht.
8. Verfahren nach Anspruch 5 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß je Impuls nur ein Diodenstreckenpaar verwendet wird und daß der Nutzimpuls in bekannter Weise durch Differentiation der an demArbeitswiderstand auftretenden Impulsspannung gewonnen wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 841. 478, 932 806; USA.-Patentschriften Nr. 2280 531, 2 44i 246, 2540 179; »Funkschau« (1953), H. 23, S. 470; Rider, John F., Uslan, Seymour D., »Encyclopedia On Cathode-key Oszilloscopes And Their Uses, John F. Rider Publisher, Inc., New York (1950), S.514,515; Chance, Britton usw., »Waveforms«, McGraw-Hill Book Comp., Inc., New York (1949), S. 181, 182.