DE1097025B

DE1097025B - Arrangement for generating symmetrical breakover voltages for the time deflection of a cathode ray oscilloscope tube with the aid of a controllable recharging circuit that works with capacitors and amplifier elements

Info

Publication number: DE1097025B
Application number: DEL29026A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Werner Jaskula
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1957-11-05
Filing date: 1957-11-05
Publication date: 1961-01-12

Description

Anordnung zum Erzeugen. Arrangement for generating.

-erdsymmetrischer Kippspannungen für die Zeitablenkung einer Kathodenstrahl-Oszillographenröhre mit Hilfe einer steuerbaren, mit Kondensatoren und Verstärkerelementen arbeitenden Umladeschaltung Für die Untersuchung einmalig und sehr schnell verlaufender Vorgänge müssen El ektronenstrahl röhren mit hohen Anodenspannungen verwendet werden, um eine ausreichende Aufzeichnung in allen Einzelheiten auf dem Bildschirm der Röhre zu erhalten. Mit der Erhöhung der Anodenspannung verringert sich jedoch die Empfindlichkeit der Ablenksysteme, so daß ausreichende Ablenkspannungen zur Verfügung stehen müssen. Es kommt weiter hinzu, daß in neuerer Zeit auf dem Elektronenstrahl-Oszillographengebiet immer mehr der Zug zu großen Bildschirmen besteht. Um eine ausreichende Auslenkung des Elektronenstrahles zu erreichen, werden bei derartigen Hochleistungs-Oszillographen Ablenkspannungen in der Größenordnung von 1000 V benötigt. - symmetrical breakover voltages for the time deflection of a cathode ray oscilloscope tube with the help of a controllable, working with capacitors and amplifier elements Reloading circuit For the examination of one-off and very fast processes Electron beam tubes with high anode voltages must be used a sufficient record of every detail on the screen of the tube to obtain. However, as the anode voltage increases, the sensitivity decreases the deflection systems, so that sufficient deflection voltages must be available. It is further added that more recently in the electron beam oscilloscope field The trend towards large screens is increasing. To get sufficient deflection of the electron beam are achieved in such high-performance oscilloscopes Deflection voltages on the order of 1000 V are required.

Die Erzeugung derartig hoher Ablenkspannungen macht besonders für die Abszissenrichtung Schwierigkeiten. Die bisher bekannten Zeitahlenkgeneratoren benötigen daher einen relativ großen Aufwand. Außer der Notwendigkeit einer großen Ablenkspannung müssen derartige Generatoren noch weitere wichtige Forderungen erfüllen. Die Meßgröße selbst wird im allgemeinen unmittelbar an die Meßplatten der Röhre gelegt werden. Die Auslösung des Zeitablenkgenerators erfolgt nun durch die Meßgröße. Dabei ist ohne besondere Maßnahmen eine bestimmte Auslöseverzögerung des Zeitablenkgenerators nicht zu vermeiden. The creation of such high deflection voltages makes especially for the abscissa difficulty. The previously known timing generators therefore require a relatively large amount of effort. Except the need for a big one Deflection voltage, such generators must meet other important requirements. The measured variable itself is generally directly applied to the measuring plates of the tube be placed. The time deflection generator is now triggered by the measured variable. Without any special measures, there is a certain trigger delay of the time deflection generator can not be avoided.

Andererseits ist es in vielen Fällen gerade wichtig, den Beginn des zu untersuchenden Vorganges einwandfroi aufzuzeichnen. Die Ansprechverzögerungszeit des Zeitablenkgenerators soll somit schon ohne zusätzliche Maßnahme möglichst gering sein. Eine weitere Forderung besteht darin, daß die Zeitablenkplatten der Röhre mit einer erdsymmetrischen Spannung beaufschlagt werden, um damit Verzeichnungen und Unschärfen des auf dem Bildschirm der Röhre dargestellten Vorganges zu vermeiden. Schließlich ist neben der linearen Zeitablenkung in vielen Fällen auch noch eine Zeitablenkung im logarithmischen Maßstab erwünscht.On the other hand, in many cases it is important to know the beginning of the to be investigated. The response delay time of the time deflection generator should therefore be as small as possible even without additional measures be. Another requirement is that the time baffles of the tube A voltage symmetrical to ground can be applied in order to avoid distortions and to avoid blurring of the process displayed on the screen of the tube. Finally, in addition to the linear time deflection, in many cases there is also a Time deflection on a logarithmic scale is desirable.

Durch die Erfindung wird ein Zeitablenkgenerator geschaffen, der bei mäßigem Aufwand eine Zeitablenkspannung ausreichender Amplitude für eine Hochleistungs-Elektronenstrahlröhre erzeugt. Ferner ist diese Ablenkspannung erdsymmetrisch. Schließlich weist der Generator eine so geringe-Ansprechverzöge rungszeit auf, daß die sonst benötigten Mittel für die Verringerung derselben, wie Laufzeitkabel od. dgl., vermieden sind. Durch eine einfache Umschaltung und ohne zusätzlichen Aufwand -wird schließlich eine Zeitablenkung mit linearem und logarithmischem Maßstab erreicht. The invention provides a timing generator which with moderate effort, a time deflection voltage of sufficient amplitude for a high-performance cathode ray tube generated. Furthermore, this deflection voltage is symmetrical to earth. Finally, the generator instructs such a low response delay time that the funds otherwise required for the reduction of the same, such as runtime cables or the like, are avoided. By a simple switching and no additional effort will ultimately be a time diversion achieved with linear and logarithmic scale.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Erzeugen erdsymmetrischer Kippspannungen für die Zeitablenkung einer Kathodenstrahl-Oszillographen- röhre mit Hilfe einer steuerbaren, mit Kondensatoren und Verstärkerelementen arbeitenden Umladeschaltung, insbesondere für die Darstellung einmaliger Vorgänge. Die Erfindung besteht darin, daß unter Anwendung zweier bezüglich ihrer Stromversorgung parallel geschalteter, an sich bekannter Reihenschaltungen aus je einer steuerbaren Laderöhre und einem durch eine steuerbare Entladeröhre entladbaren, eine der beiden Kippspannung liefernden Kondensator jede der Laderöhren mit der zugehörigen Entladeröhre, wie ebenfalls bekannt, über je einen Widerstand in Reihe liegt, und die Steuerelektrode jeder Laderöhre an die Anode der zugehörigen Entladeröhre angeschlossen ist, daß zur Erzeugung von gegenphasigen, amplitudengleichen Kippspannungen an den Kondensatoren auf die 5 teuerel ektroden der beiden Entladeröhren gegenphasige Rechteckimpulsspannungen wirken, daß die Entladeröhre der einen Reihenschaltung und die baderöhre der anderen Reihenschaltung Pentoden mit konstanter Schirmgitterspannung sind und daß das Steuergitter der einen Reihenschaltung so hoch negativ vorgespannt ist, daß diese Röhre sperrt, wenn die mit ihrer Steuerelektrode auf Kathodenpotential liegende Entladeröhre der anderen Reihenschaltung ihren Entladestrom führt. Zweckmäßig sind an Stelle der Pentoden Trioden verwendet. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung dient zum Steuern der beiden Reihenschaltungen eine monostabile Kippschaltung. The invention relates to an arrangement for generating earth-symmetric Breakover voltages for the time deflection of a cathode ray oscilloscope tube with With the help of a controllable recharging circuit that works with capacitors and amplifier elements, especially for the representation of one-off processes. The invention consists in that using two connected in parallel with regard to their power supply, known series connections each consisting of a controllable charging tube and one one of the two breakover voltages can be discharged through a controllable discharge tube Capacitor each of the charge tubes with the associated discharge tube, as well known to each have a resistor in series, and the control electrode each Charging tube is connected to the anode of the associated discharge tube that for generating of anti-phase, equal amplitude breakover voltages on the capacitors to the 5 expensive electrodes of the two discharge tubes anti-phase square wave voltages act that the discharge tube of one series connection and the bath tube of the other Series connection are pentodes with constant screen grid voltage and that the control grid the one series circuit is negatively biased so high that this tube blocks, when the discharge tube with its control electrode is at cathode potential other series connection leads their discharge current. Instead of Pentode triodes used. Serves according to a further advantageous embodiment a monostable multivibrator to control the two series connections.

Es ist bereits eine Ze-itablenkscllal-tung bekannt, bei der zur Erzeugung einer erdsymmetrischen Kippspannung eine einzige steuerbare Röhre verwendet wird, in deren Anodenkreis und Kathodenkreis je ein Kondensator angeordnet ist. Die Röhre wirkt wie ein Schalter, der einerseits bei Anlegung eines Steuerimpulses den Kondensator im Kathodenkreis entlädt und den Kondensator im Anodenkreis auflädt. Dies geschieht unter weiterer Verwendung eines Autotransformators, der gleichfalls im Anodenkreis der Röhre angeordnet ist, wobei an dessen Sekundärwicklung die Kippspannung entgegengesetzter Polarität entsteht. A time deflection circuit is already known for generating a balanced breakover voltage, a single controllable tube is used, a capacitor is arranged in each of the anode and cathode circuits. The tube acts like a switch, which on the one hand the capacitor when a control pulse is applied discharges in the cathode circuit and charges the capacitor in the anode circuit. this happens with further use of an autotransformer, which is also in the anode circuit the tube is arranged, wherein the breakover voltage is opposite at the secondary winding Polarity arises.

Durch die benötigten Induktivitäten ergeben sich große Zeitkonstanten und damit große Ansprechverzögerungszeiten. Die Schaltung ist ferner keineswegs für die Erzeugung genau zeitproportionaler Spannungen geeignet. Für die moderne Hochleistungs-Oszillographentechnik scheidet die relativ alte Schaltungsanordnung vollkommen aus.The required inductances result in large time constants and thus long response delay times. The circuit is also by no means suitable for generating voltages that are precisely proportional to time. For the modern High-performance oscilloscope technology separates the relatively old circuit arrangement completely off.

Es ist auch eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer Impulsreihe mit paarigen, dicht nebeneinanderliegenden Impulsen gleicher Polarität bekannt. It is also a circuit arrangement for generating a pulse train known with paired, closely spaced pulses of the same polarity.

Die Schaltung macht Gebrauch von zwei Kippschaltungen, wobei jeweils ein Ladewiderstand und ein Kondensator vorgesehen sind, wobei dem Kondensator der einen Kippschaltung eine nicht steuerbare Entladungsstrecke und der anderen eine steuerbare Entladungsstrecke parallel geschaltet ist. Beide Kippschaltungen steuern eine Flip-Flop-Schaltung, die wiederum zwei im Ausgangszustand nichtleitende, parallel geschaltete Röhren steuert, wobei am Ausgang dieser beiden Röhren paarige Impulse gleicher Polarität auftreten.The circuit makes use of two flip-flops, each being a charging resistor and a capacitor are provided, the capacitor being the one flip-flop a non-controllable discharge path and the other one controllable discharge path is connected in parallel. Control both flip-flops a flip-flop circuit, which in turn has two in the initial state non-conductive, in parallel Switched tubes controls, with paired impulses at the output of these two tubes occur with the same polarity.

Es sind ferner Schaltungsanordnungen zur Erzeugung gegen Erde symmetrischer zeitproportionaler Spannung bekannt, bei der über Widerstände aufgeladene Kippkondensatorsätze oder ein Kippkondensator über eine Mehrpolröhre entladen wird, wobei diese Röhre über eine Relaisröhre gesteuert wird. Es ist vorgeschlagen, gegebenenfalls zwei Entladeröhren oder aber nur einen Kippkondensator zu verwenden. There are also circuit arrangements for generation to earth more symmetrical time-proportional voltage is known in the case of the breakover capacitor sets charged via resistors or a tilt capacitor is discharged through a multipole tube, this tube is controlled via a relay tube. It is suggested, if necessary, two To use discharge tubes or just a tilt capacitor.

Bei einer weiter bekannten Schaltungsanordnung zur Erzeugung hochfrequenter Kippschwingungen ist eine Laderöhre, der der Kippkondensator parallel geschaltet ist, mit einer Entladeröhre in Reihe geschaltet. Die Steuerung der Entladeröhre erfolgt mittels einer dritten Röhre. Diese Schaltungsanordnung ist nur für die Erzeugung periodischer Kippschwingungen geeignet und im wesentlichen von einem astabilen Multivibrator abgeleitet. Ferner erzeugt die Anordnung keine symmetrische Kippspannung. Ihrem ganzen Aufhau nach ist auch diese Anordnung nicht für die Erzeugung einmaliger symmetrischer Ablenkspannungen großer Amplitude und geringer Ansprechverzögerung geeignet. In a further known circuit arrangement for generating high-frequency Breakdown oscillations is a charging tube with which the breakdown capacitor is connected in parallel is connected in series with a discharge tube. The control of the discharge tube takes place by means of a third tube. This circuit arrangement is for generation only suitable for periodic tilting vibrations and essentially from an astable multivibrator derived. Furthermore, the arrangement does not generate a symmetrical breakover voltage. Your According to the whole structure, this arrangement is also not more symmetrical for the production of one-offs Deflection voltages of large amplitude and low response delay are suitable.

Schließlich ist eine aus der letztgenannten Anordnung abgeleitete Schaltungsanordnung zur Erzeugung periodischer Kippschwingungen bekannt, bei der gleichfalls wieder Entlade- und Laderöhre in Reihe geschaltet sind. Auch diese Anordnung stellt einen selbstschwingenden astabilen Multivibrator dar, der für die Erzeugung einmaliger zeitproportionaler Spannungen nicht geeignet ist. Der Anordnung ist ferner keine symmetrische Kippspannung entnehmbar. Finally, one is derived from the latter arrangement Circuit arrangement for generating periodic breakover oscillations known in which Likewise, the discharge and charging tubes are again connected in series. This arrangement too represents a self-oscillating astable multivibrator, which is used for the generation one-time time-proportional voltages is not suitable. The arrangement is also no symmetrical breakover voltage can be obtained.

Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher eriäutert. The invention is shown schematically on the basis of one in the drawing Embodiment explained in more detail.

Der dargestellte Zeitablenkgenerator besteht aus Röhren 1,2,3,4, wobei die Röhren 1, 2 und die Röhren3, 4 in Reihe geschaltet sind. Beide Reihen- schaltungen sind wieder parallel geschaltet und an eine Gleichspannungsquelle geschaltet, die durch Klemmen 5, 6 angedeutet ist. Zwischen der Kathode der Röhre 1 und der Anode der Röhre 2 ist ein Widerstand 7 angeordnet. Das Gitter der Röhre 1 ist über eine Leitung 8 mit der Anode der Röhre 2 verbunden. The illustrated time base generator consists of tubes 1,2,3,4, the tubes 1, 2 and the tubes 3, 4 being connected in series. Both series circuits are again connected in parallel and connected to a DC voltage source, the is indicated by terminals 5, 6. Between the cathode of the tube 1 and the anode a resistor 7 is arranged in the tube 2. The grid of the tube 1 is about a Line 8 connected to the anode of tube 2.

Das Schirmgitter der Röhre2 ist an einen Schalter9 geführt. Durch diesen Schalter kann das Schirmgitter entweder an die Anode der Röhre 2 oder an einen aus WiderständenlO, 11 bestehenden Spannungsteiler geschaltet werden, der an der Gleichspannung 5, 6 liegt.The screen grid of the tube 2 is connected to a switch 9. By this switch can either be connected to the anode of tube 2 or to the screen grid a voltage divider consisting of resistors 10, 11 can be switched, the on the DC voltage 5, 6 is.

Parallel zur Reihenschaltung von Widerstand 7 und Röhre 2 ist ein Kippkondensator 12 angeordnet. Das Steuergitter der Röhre 2 ist einerseits über einen Widerstand 13 an eine negative Spannung geschaltet und andererseits über einen Kondensator 14 an eine Klemme 15 geführt.Parallel to the series connection of resistor 7 and tube 2 is a Breakdown capacitor 12 is arranged. The control grid of the tube 2 is on the one hand over a resistor 13 connected to a negative voltage and on the other hand via a Capacitor 14 connected to a terminal 15.

Zwischen der Kathode der Röhre 3 und der Anode der Röhre 4 ist gleichfalls ein Widerstand 17 angeordnet. Das Steuergitter der Röhre 3 ist über eine Leitung 18 unmittelbar mit der Anode der Röhre 4 verbunden. There is likewise between the cathode of the tube 3 and the anode of the tube 4 a resistor 17 is arranged. The control grid of the tube 3 is via a line 18 connected directly to the anode of the tube 4.

Parallel zur Reihenschaltung von Widerstand 17 und Röhre 4 ist ein weiterer Kippkondensator 19 angeordnet. Das Schirmgitter der Röhre 3 ist an einen Schalter 20 geführt, der zweckmäßig mit dem Schalter 9 mechanisch gekuppelt ist. In der dargestellten Stellung des Schalters 20 ist an das Schirmgitter eine Gleichspannung geschaltet, die an Klemmen 21, 22 liegt, wobei die Klemme 22 mit der Kathode der Röhre 3 verbunden ist. In der anderen Stellung des Schalters20 ist das Schirmgitter der Röhre 3 mit der Anode der gleichen Röhre verbunden. Zwischen dem Steuergitter und der Kathode der Röhre 4 ist ein Widerstand 23 angeordnet. Das Steuergitter dieser Röhre ist ferner über einen Kondensator 24 an eine Klemme 16 geführt.In parallel with the series connection of resistor 17 and tube 4 is a further tilt capacitor 19 is arranged. The screen grid of the tube 3 is on one Switch 20, which is expediently mechanically coupled to switch 9. In the illustrated position of the switch 20, a direct voltage is applied to the screen grid connected, which is connected to terminals 21, 22, the terminal 22 to the cathode of the Tube 3 is connected. The screen grid is in the other position of switch 20 of tube 3 is connected to the anode of the same tube. Between the control grid and a resistor 23 is arranged on the cathode of the tube 4. The control grid of this The tube is also led to a terminal 16 via a capacitor 24.

An Klemmen 26, 27 ist eine erdsymmetrische Kippspannung abnehmbar. Mit 28 ist eine monostabile Kippschaltung bezeichnet, der beispielsweise ein negativer Schaltimpuls zugeführt wird und deren Ausgang an die Eingangsklemmen 15, 25 des Zeitablenkgenerators geschaltet ist.A balanced breakover voltage can be removed from terminals 26, 27. With a monostable multivibrator is referred to, for example, a negative Switching pulse is supplied and its output to the input terminals 15, 25 of the Time deflection generator is switched.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Die Röhre 2 ist im Ruhezustand der Anordnung durch eine negative Vorspannung gesperrt. Dadurch kann sich der Kondensator 12 über die Röhre 1 auf die volle Gleichspannung der Quelle 5 6 aufladen. Wird nun die Röhre 2 durch einen positiven Rechteckimpuls stromführend, so wird der Kondensator über diese Röhre entladen. Durch die Stromführung der Röhre 2 tritt am Widerstand 7 ein Spannungsabfall auf, der die Röhre 1 sperrt, so daß ein Nachladen des Kondensators 12 während der Entladungsperiode mit Sicherheit vermieden ist. Die Sperrung dieser Röhre 1 wird durch die Rechteckspannung am Eingang der Anordnung gesteuert. Ist diese Spannung wieder negativ geworden, so ist gleichzeitig die Röhre 2 wieder gesperrt und die Röhre 1 stromführend, so daß die erneute Aufladung des Kondensators 12 beginnt. Am Kondensator 12 wird somit eine Kippspannung mit negativer Polarität erzeugt. The mode of operation of the arrangement is as follows: The tube 2 is in Rest state of the arrangement blocked by a negative bias. This can the capacitor 12 via the tube 1 to the full DC voltage of the source 5 6 charging. If the tube 2 is now energized by a positive square pulse, so the capacitor is discharged through this tube. Through the current conduction of the tube 2 occurs across the resistor 7, a voltage drop that blocks the tube 1, so that recharging of the capacitor 12 during the discharge period is avoided with certainty is. The blocking of this tube 1 is caused by the square wave voltage at the input of the Arrangement controlled. If this tension has become negative again, it is at the same time the tube 2 locked again and the tube 1 energized, so that the renewed charging of the capacitor 12 begins. A breakover voltage is thus also applied to the capacitor 12 negative polarity generated.

Zur gleichen Zeit, in der an der Klemme 5 eine positive Rechteckspannung wirkt, wirkt an der Klemme 16 eine negative Rechteckspannung gleicher Größe und Dauer. Im Ruhezustand der Anordnung liegt der zweite Kippkondensator 19 an der sehr geringen Anodenspannung der stromführenden Röhre 4. Wird diese Röhre nun durch die am Gitter wirkende negative Rechteckspannung gesperrt, so lädt sich der Kondensatori9 über die Röhre 3 auf. Mit der Größe der negativen Vorspannung am Widerstand 17 wird der Innenwiderstand der Röhre 3 derart festgelegt, daß sich ein geringer Ruhestrom einstellt. Hört die Rechteckspannung auf zu wirken, so nehmen die Röhren 3,4 4 wieder ihren Ausgangszustand ein, und der Kondensator 19 wird entladen. Die über den Klemmen 26, 27 entstehende Kippspannung wird den Zeitablenkplatten einer Elektronenstrahlröhre 25 zugeführt. At the same time, at the terminal 5 a positive square wave voltage acts, a negative square-wave voltage of the same size acts on terminal 16 Duration. In the idle state of the arrangement, the second breakover capacitor 19 is at the very low anode voltage of the live tube 4. If this tube is now through the negative square-wave voltage acting on the grid is blocked, the capacitor i9 charges via the tube 3. With the size of the negative bias on resistor 17 the Internal resistance of the tube 3 set such that a low quiescent current. If the square-wave voltage stops working, take it the tubes 3, 4, 4 return to their original state, and the capacitor 19 is discharged. The breakover voltage that arises across the terminals 26, 27 becomes the time deflection plates a cathode ray tube 25 supplied.

Je nach der Stellung der Schalter 9, 20 werden die Röhren 2 bzw. 3 als Pentoden oder Trioden betrieben, so daß sich entweder eine lineare Ablenkspannung oder eine mit logarithmischem Maßstab ergibt. Depending on the position of the switches 9, 20, the tubes 2 or 3 operated as pentodes or triodes, so that there is either a linear deflection voltage or one on a logarithmic scale.

Die Erfindung ist unter Anwendung von Röhren beschrieben. Diese sind jedoch nur als Beispiel für steuerbare Verstärkerelemente allgemein anzusehen. The invention is described using tubes. These are but only to be regarded as an example of controllable amplifier elements in general.

Claims

PATENT CLAIMS 1. Arrangement for generating symmetrical breakover voltages for the time deflection of a cathode ray oscilloscope tube with the help of a controllable recharging circuit working with capacitors and amplifier elements, in particular for the representation of one-off processes, characterized in that using two connected in parallel with regard to their power supply known series connections of one controllable charging tube (1, 3) and one one of the two breakover voltages which can be discharged through a controllable discharge tube (2, 4) supplying capacitor (12, 19) each of the charging tubes (1, 3) with the associated discharge tube (2, 4), as is also known, over one each Resistance (7, 17) is in series and the control electrode of each charging tube (1, 3) to the anode of the associated discharge tube (2, 4! Is connected that for the generation of anti-phase, equal amplitudes Kippspannungeii on the capacitors (12, 19) on the control electrodes of the two Discharge tubes (2> 4) anti-phase square wave voltages act that the discharge tube (2) one series connection and the charging tube (3) the other series connection Pentodes with constant screen grid voltage are, and that the control grid of the Discharge tube (2) of a series circuit is negatively biased so high that this tube blocks when the one with its control electrode is at cathode potential Discharge tube (4) of the other series circuit carries its discharge current.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that in place the pentodes (2,3) triodes are used.

3. Arrangement according to claim 1 for one-time deflection, characterized in that that a monostable multivibrator is used to control the two series connections.

Considered publications: German Patent Specifications No. 691 732, 761 057, 905 410, 913 078, 922 840; French patent specification No. 916 343; U.S. Patent Nos. 2,420,200, 2,452,549; "Funk u. Ton", 7 (1953), issue 11, Pp. 565 and 566.