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Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Markierungen mit Hilfe elektronischer
Mittel auf dem Aufzeichnungsträger eines Oszillographen Die Erfindung bezieht sich
auf eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Markierungen mit Hilfe elektronischer
Mittel auf dem Aufzeichnungsträger eines mit kartesischer Darstellung arbeitenden
Oszillographen, insbesondere dem Schirm eines Elektronenstrahl-Oszillographen.
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Bekanntlich ist es oft wichtig, auf dem Aufzeichnungsträger eines
Oszillographen, beispielsweise dem Beobachtungsschirm eines Elektronenstrahl-Oszillographen,
zusätzlich zu der Darstellung des elektrischen Informationssignals Markierungen
sichtbar zu machen, die unabhängig von der dargestellten Information sind und beispielsweise
zur Markierung eines bestimmten festen oder beweglichen Punktes des Bildes dienen.
Im allgemeinen sind jedoch bisher diese Markierungen auf dem Aufzeichnungsträger
feststehend.
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In bestimmten Fällen ist es aber erwünscht, über Markierungszeichen
zu verfügen, die sich auf dem Aufzeichnungsträger bewegen.
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Dies kann beispielsweise dort vorteilhaft sein, wo sich auch die
Darstellungen bestimmter Informationssignale über den Aufzeichnungsträger bewegen.
Ein Beispiel hierfür sind die Lichtpunkte, die bewegte Ziele auf dem Schirm eines
Panorama-Radargeräts darstellen. Wenn man über bewegte Markierungen verfügt, kann
man beispielsweise eine bestimmte Markierung auf einen Zielpunkt einstellen und
mit gleicher Geschwindigkeit über den Schirm laufen lassen. Es ist dann jederzeit
leicht möglich, diesen Zielpunkt wiederzufinden, selbst wenn man ihn voriibergehend
aus den Augen gelassen hat.
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Das Ziel der Erfindung ist daher die Schaffung einer Anordnung, mit
der auf dem Aufzeichnungsträger des Oszillographen Markierungen in Form einer Folge
paralleler Markierungslinien erzeugt werden können, die mit bestimmter Geschwindigkeit
über das Bild wandern, gegen eine feste Bezugsrichtung geneigt sind und einen bestimmten
Abstand voneinander haben.
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Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß zwei Sägezahageneratoren
vorgesehen sind, die Impulse stark unterschiedlicher Sägezahnperiode erzeugen, sowie
eine Überlagerungsstufe für diese Impulse und Mittel, die der damit erzeugten Treppenspannung
eine von Periode zu Periode derselben sich stetig in der Größe ändernde Anfangsstufe
geben, und daß die Treppenspannung und die Sägezahnspannung kleinerer Periodendauer
als Ablenksignale dienen.
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Die nach der Erfindung auf dem Aufzeichnungsträger erzeugten Markierungslinien
ergeben sich aus
einer Kombination von einfachen Grundsignalen; sie sind daher mit
einem verhältnismäßig einfachen Schaltungsaufwand genau reproduzierbar. Die Wanderungsgeschwindigkeit
ergibt sich dabei aus der Anderung der Größe der Anfangs stufe der Treppenspannung.
Diese Größenänderung ist stufenlos einstellbar und ermöglicht somit eine stufenlose
Einstellung der Wanderungsgeschwindigkeit von dem Wert Null aus in beiden Richtungen.
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Eine bevorzugte Maßnahme zur Einstellung der Geschwindigkeit besteht
darin, daß als Mittel zum Erzeugen der sich ändernden Anfangsstufe eine sich stetig
ändernde Phasenverschiebung der beiden Sägezahnimpulse dient.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Anordnung Mittel
zum Ändern der Amplitude der Stufen des treppenförmigen Signals. Dadurch kann der
gegenseitige Abstand der Markierungslinien verändert werden, und zwar ohne Einfluß
auf die eingestellte Bewegungsgeschwindigkeit.
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Vorzugsweise enthält die Anordnung ferner Mittel zum Ändern der Amplituden
der beiden Sägezahnimpulse im gleichen Verhältnis. Auch durch diese Maßnahme kann
der Abstand der Markierungslinien
völlig unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit
eingestellt werden.
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Schließlich ist es auch möglich, die Neigung der Markierungslinien
gegen die Bewegungsrichtung zu verändern. Zu diesem Zweck enthält die Anordnung
vorzugsweise Mittel zur Änderung der Amplitude des Sägezahnimpulses kürzerer Periodendauer
und Mittel zum Überlagern derselben mit der Treppenspannung.
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Eine wesentliche Eigenschaft dieser Anordnung besteht darin, daß
eine Änderung eines Parameters (Geschwindigkeit, Abstand, Neigung) keinen Einfluß
auf die übrigen Parameter hat. Die drei Parameter können also unabhängig voneinander
eingestellt werden.
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Die Erfindung wird an Hand des in der Zeichnung dargestelIten Beispiels
erläutert. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung
zur Erzeugung der Markierungslinien, Fig. 2 mehrere Zeitdiagramme von Signalen,
die an verschiedenen Punkten der Schaltung von Fig. 1 erscheinen, und Fig. 3 ein
Beispiel für die auf dem Aufzeichnungsträger erscheinenden parallelen Markierungslinien.
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Bei der in Fig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung ist angenommen,
daß die Markierungslinien auf dem Schirm eines Elektronenstrahl-Oszillographen jeweils
nur während der Totzeiten der Übertragung der eigentlichen Informationssignale gebildet
werden. Der Beginn dieser Totzeit wird durch die Aussendung eines Impulses eines
Organs 1 gekennzeichnet; dieser Impuls löst dann den ganzen Vorgang der Bildung
der Markierungslinien aus.
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Der vom Organ 1 abgegebene Impuls löst einen Sägezahngenerator 2
aus, der daraufhin einen einzigen, kurzen Sägezahnimpuls abgibt (Kurve b von Fig.
2); der vom Generator2 abgegebene Sägezahnimpuls b1 wird in einer Vergleichsschaltung
3 mit einem Sägezahnsignal g (Fig. 2) verglichen, dessen Dauer sehr groß gegen die
bereits erwähnten Signale ist und sich über mehrere Totzeiten erstreckt. In Fig.
2 ist dies durch den unterbrochenen Zeitmaßstab im Diagramm g angedeutet. Das Sägezahnsignal
g wird von der Schaltung 5 abgegeben. In der Vergleichsschaltung 3 wird ein sehr
kurzer Impuls c1 (Kurve c von Fig. 2) erzeugt, wenn die beiden Eingangssignale b1
und g gleich groß sind. Wie sich aus Fig. 2 ergibt, ist daher der Impuls c1 gegen
den Beginn der Totzeit verzögert, der dem Zeitpunkt Null (Kurve a von Fig. 2) entspricht.
Dieser verzögerte Impuls c1 steuert über die Schaltung 4 eine Kippschaltung 6 mit
zwei stabilen Zuständen, durch deren Auslösung ein Sägezahngenerator 7 in Gang gesetzt
wird, der Sägezahnsignale mit kurzer Periode (Kurve d von Fig. 2) abgibt.
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Der Ausgangsimpuls der Schaltung 1 löst ferner über eine bistabile
Kippschaltung 8 im Zeitpunkt Null einen Sägezahngenerator 9 aus, dessen Sägezahnsignal
(Kurve a von Fig. 2) eine wesentlich größere Periode als das Sägezahnsignal b des
Generators 2 und das Sägezahnsignal d des Generators 7, aber eine wesentlich kleinere
Periode als das Sägezahnsignal g des Generators 5 hat.
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Die beiden von den Generatoren 7 und 9 abgegebenen Sägezahnsignale
a und d werden in einer Schaltung 10 gemischt, aus der ein treppenförmiges Signal
abgegeben wird (Kurve e von Fig. 2).
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Die Anfangs stufe der Treppenspannung e ist dadurch bestimmt, daß
das Sägezahnsignal a im Zeitpunkt Null beginnt, das Sägezahnsignal d dagegen erst
im Zeitpunkt des Impulses c. Je nach dem Abstand zwischen diesen Zeitpunkten wird
also die Anfangsstufe der Treppenspannung e verschieden groß sein. Das Auftreten
des Impulses c zu Beginn jeder Totzeit ist durch die Überlagerung der Sägezahnsignale
b und g bestimmt (Kurve g von Fig. 2). Die Impulse cl, c2. .. . c,» erscheinen daher
in aufeinanderfolgenden Zyklen immer später (Kurve h von Fig. 2), und dementsprechend
wächst die Anfangs stufe der Treppenspannung e von Zyklus zu Zyklus (Kurve i von
Fig. 2), bis schließlich das Sägezahnsignal g nach mehreren Zyklen wieder auf den
Anfangswert zurückspringt.
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Bei der Treppenspannung e von Fig. 2 ist angenommen, daß die Sägezahnsignale
a und d einander entgegengesetzt derart überlagert werden, daß der Anstieg der Kurve
d jeweils gerade den Anstieg der Kurve a kompensiert, so daß die Oberkante jeder
Treppenstufe genau horizontal verläuft. Dies läßt sich durch eine entsprechende
Amplitudenregelung stets erreichen. Wenn diese Bedingung nicht genau eingehalten
wird, sind die Oberkanten der Treppenstufen gegen die Horizontale etwas geneigt.
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Die Treppenspannung e wird in einem Verstärker 11 verstärkt und über
eine Schaltung 15, deren Zweck noch erläutert wird, bei 16 dem Horizontalablenksystem
des Oszillographen zugeführt, während die Sägezahnspannung d von der Schaltung 7
unmittelbar bei 17 dem Vertikalablenksystem zugeführt wird. Man erhält dann folgende
Wirkung: Während jeder Treppenstufe der Spannung e bleibt die Horizontalablenkspannung
konstant. In dieser Zeit lenkt ein Sägezahn der Spannung d den Lichtpunkt von unten
nach oben über den Bildschirm. Dies ergibt als Darstellung eine senkrechte Linie.
Dann springt die Horizontalablenkspannung auf den nächsten Wert, und der folgende
Sägezahn der Vertikalablenkspannung erzeugt eine weitere senkrechte Linie, die in
einem gewissen Abstand von der ersten Linie liegt. Man erhält also während eines
Zyklus eine Anzahl von parallelen, senkrechten Markierungslinien in gleichmäßigen
Abständen, die durch die Höhe der Treppenstufen der Spannung e bestimmt sind.
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Im folgenden Zyklus, der durch den nächsten Ausgangsimpuls der Schaltung
1 ausgelöst wird, wird wieder die gleiche Anzahl von senkrechten Markierungslinien
erzeugt, die wieder in den gleichen Abständen voneinander liegen. Diese neue Folge
von Markierungslinien ist aber gegen die vorherige Folge etwas verschoben, weil
die Anfangs stufe der Treppenspannung eine andere Größe hat (vgl. Kurve 1 von Fig.
2). Diese Verschiebung setzt sich von Zyklus zu Zyklus fort. In der Darstellung
auf dem Bildschirm entsteht daher der Eindruck, daß die Markierungslinien mit einer
bestimmten Geschwindigkeit über den Bildschirm wandern.
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Die Wanderungsgeschwindigkeit der Markierungslinien ist durch die
fortschreitende Anderung der Anfangsstufe der Treppenspannung bestimmt, die ihrerseits
von dem Anstieg der Sägezahnspannung g abhängt. Durch entsprechende Steuerung des
Generators 5 ist daher eine stufenlose Einstellung der Wanderungsgeschwindigkeit
möglich.
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Der Abstand der Markierungslinien hängt von der Höhe der Treppenstufen
der Spannung e ab. Diese
Stufenhöhe ist einerseits durch das Verhältnis
der Amplituden der beiden überlagerten Signale a und d und andererseits durch die
Verstärkung im Verstärker 11 bestimmt. Es ist daher eine stufenlose Veränderung
dieses Abstands dadurch möglich, daß die Verstärkung des Verstärkers 11 entsprechend
eingestellt wird; dieser ist dann als Regelverstärker ausgeführt, dem ein Steuersignal
zugeführt wird, das der gewünschten Amplitude proportional ist. Eine andere Möglichkeit
zur Einstellung des Abstandes der Markierungslinien besteht darin, daß die Amplituden
der beiden Sägezahnsignale a und d im gleichen Verhältnis geändert werden, bevor
sie der Mischstufe 10 zugeführt werden.
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Die vom Verstärker 11 gelieferte Treppenspannung wird außerdem in
eine Vergleichsschaltung 12 geschickt, in der sie mit einer bestimmten festen Spannung
verglichen wird; diese Maßnahme hat den Zweck, die Zahl der Markierungslinien zu
begrenzen, die auf dem Schirm erscheinen. Sobald die Treppenspannung eine vorgegebene
Höhe erreicht hat, gibt die Schaltung 12 ein Signal ab, das die Kippschaltungen
6 und 8 wieder in den Ruhezustand zurückstellt. Der Vorgang der Bildung der Markierungslinien
ist damit für diesen betreffenden Zyklus beendet und wird erst wieder durch einen
erneuten Ausgangsimpuls der Schaltung 1 eingeleitet. Wenn die Oberkanten der Stufen
der Treppenspannung e nicht genau horizontal verlaufen, stehen die Markierungslinien
auf dem Schirm nicht senkrecht, sondern sind um einen entsprechenden Winkel a gegen
die Horizontale geneigt (vgl. Fig. 3). Man kann diese Neigung absichtlich herbeiführen
und nach Wunsch einstellbar machen. Diesem Zweck dient die Schaltung 15, in der
das Ausgangssignal des Sägezahngenerators 7 der Treppenspannung überlagert wird.
Die erzielte Neigung der Treppenstufen und dementsprechend der Markierungslinien
hängt dabei von dem Amplitudenverhältnis der einander überlagerten Signale ab. Deshalb
wird das Ausgangssignal des Generators 7 (Kurve e von Fig. 2) zunächst durch einen
Verstärker 14 geschickt, dessen Verstärkung entsprechend dem gewünschten Neigungswinkel
a stufenlos einstellbar ist. Außerdem macht der Verstärker 14 das Sägezahnsignal
symmetrisch (vgl. Kurve f von Fig. 2). Dadurch wird erreicht, daß die Markierungslinien
Pi, P2 ...
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<Fig. 3) bei einer Amplitudenänderung des Sägezahnsignals um ihre
Mittelpunkte lt, 12 . In gekippt werden.
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Die Neigung der Markierungslinien kann dadurch umgekehrt werden,
daß - das dem Vertikalablenksystem zugeführte Signal umgepolt wird.
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Natürlich kann die Zuführung der Signale zu den beiden Ablenksystemen
auch vertauscht werden. Man erhält dann waagerechte oder entsprechend geneigte Markierungslinien,
die von oben nach unten oder umgekehrt wandern.