DE1516318C - Schaltung zur zeitgedehnten Wiedergabe einer vielfach wiederholt auftretenden Impulswellenform - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Abtastschaltung zur impuls gleich der Differenz zwischen den gespeicherzeitgedehnten Wiedergabe einer vielfach wiederholt ten Pegel und diesem anderen Pegel ist, so daß folgauftretenden hochfrequenten Eingangswellenform in lieh jeder Eingangssignalimpuls nicht eine Amplitude Form einer niederfrequenten Ausgangswellenform, aufweisen muß, die gleich dem gewünschten Ausmit einer normalerweise gesperrten bipolaren Tor- 5 gangspegel ist. Weiter kann das Ausgangssignal entschaltung, die positive und negative Impulse durch- weder positiv oder negativ sein und auch die Einlassen kann und der der momentane Wert eines Ein- gangssignalimpulse können positiv oder negativ gegangswellenformabschnittes zugeführt ist, wobei die- richtet sein. Die Eingangssignalimpulse werden algeser momentane Wert durch die Verwendung eines braisch dem Ausgangssignal hinzugefügt, so daß der Abfrageimpulses in einer weiteren Abtasttorschal- io Miller-Integratorkreis bezüglich eines beliebigen tung erzeugt wird, und welcher über eine Treiberstufe Ausgangssignalpegels sowohl ein nach oben als auch Öffnungsimpulse zugeführt werden, deren zeitliches nach unten laufender Integratorkreis ist, und zwar Auftreten und deren Dauer dem zeitlichen Auftreten innerhalb weiter Grenzwerte des Ausgangssignal- und der Dauer des Abfrageimpulses entspricht, und pegels.

dessen Ausgangsgröße einer Speicherschaltung züge- 15 Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung beführt wird. steht darin, daß der Miller-Integrator zur Speiche-Es ist bereits eine derartige Schaltung bekannt, rung von Ladungen beider Vorzeichen ausgebiljedoch ist bei dieser bekannten Schaltung eine Mit- det ist.

kopplungsschleife vorgesehen, die unter anderem Um eine möglichst geringe Ausgangsimpedanz zu

auch eine Gatterschaltung aufweist, die zur Vorspan- 20 erzielen, kann die Erfindung zweckmäßig noch da-

nungssteuerung einer Treiberstufe in Form einer Ka- durch weiter ausgestaltet werden, daß der Miller-

thodenfolgerschaltung dient. Diese Vorspannung, die Integrator parallel zu dem Kondensator eine Katho-

also dieser Treiberstufe zugeführt wird, hängt von denfolgerstufe, eine dieser nachgeschaltete transisto-

dem rückgekoppelten Spannungswert ab und damit risierte Stufe in Emitterschaltung und eine weitere

vom Ladezustand der als Speicher dienenden Lade- 25 transistorisierte Stufe in Emitterfolgerschaltung auf-

kapazität (USA.-Patentschrift 3 011 129). weist.

Es ist auch grundsätzlich bekannt, einen Miller- Um die Wirkungsweise einer anderen Ausfüh-

Integrator in Verbindung mit einer Abtastschaltung rungsform der Erfindung und insbesondere bei einer

zu verwenden, jedoch dient die hierbei ebenfalls ver- Ausführungsform, wie sie im folgenden beschrieben

wendete Rückkopplungskapazität des Miller-Integra- 30 wird, zuverlässig zu gestalten und ebenfalls, um eine

tors nicht direkt der Speicherung von entnommenen niedrige Ausgangsimpedanz einer solchen Schaltung

Signalproben, sondern die Signalproben werden in zu erzielen, kann die Erfindung dadurch noch eine

einer weiteren Ausgangskapazität gespeichert, die besonders zweckmäßige Ausführungsform erhalten,

nach jeder Probeentnahme vollständig entleert wird daß die erste transistorisierte Stufe als Basisverstär-

(britische Patentschrift 850 700). 35 ker ausgebildet und dlic zweite transistorisierte Stufe

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe be- eine Emitterschaltung ist.

steht darin, bekannte Abtastschaltungen der eingangs Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung

genannten Art weiter zu verbessern, und zwar so- ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung

wohl hinsichtlich Stabilität und Genauigkeit als auch von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnun-

hinsichtlich dem elektronischen Aufwand. 40 gen. Es zeigt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- F i g. 1 ein schematisches Schaltbild eines getaste-

löst, daß die Speicherschaltung in an sich bekannter ten Speicherkreises gemäß einer Ausführungsform

Weise die Form eines Miller-Integrierverstärkers auf- der vorliegenden Erfindung,

weist, der eine zwischen Verstärkereingang und Ver- Fig. 2 ein schematisches Schaltbild einer weiteren

Stärkerausgang geschaltete Gegenkopplungskapazität 45 Ausführungsform des getasteten Speicherkreises der

aufweist, daß die Gegenkopplungskapazität als Spei- vorliegenden Erfindung und

eher dient, so daß dadurch eine getastete Speicher- F i g. 3 ein teilweise schematisch und teilweise als schaltung mit einer treppenförmigen Ausgangsspan- Blockschaltbild dargestelltes Schaltbild eines elektrinung an der Gegenkopplungskapazität vorgesehen sehen Signalprobenkreises, in dem einer der beiden wird, und daß eine Spannungsvergleichsschaltung 50 in den Fig. 1 und 2 veranschaulichten getasteten vorgesehen ist, die zwischen den Verstärkerausgang Speicherkreise zur Anwendung gelangt,
und den Ausgang des Abtasttores zum Vergleichen Wie die Fig. 1 zeigt, enthält die eine Ausfühder zuvor in der Rückkopplungskapazität gespeicher- . rungsform des Sperr-Speicherkreises einen als Millerten Ausgangsspannung mit der momentanen Span- Integrator ausgeführten Speicherverstärker 10 zusamnung der Eingangswellenform eingeschaltet ist, um 55 men mit einem Koppelkondensator 12, um einen daraus ein Diifcrenzsignal zu erzeugen, das den Mo- Funktionsverstärker zu schaffen. Zwischen diesen mentanwert des abgetasteten Abschnitts der Ein- Koppelkondensator und der Eingangsseite des Speigangswellenform bildet, so daß die Ausgangsspan- cherverstärkers 10 ist eine Speicher-Torschaltung 14 nung des Verstärkers treppenförmig wird, und deren eingeschaltet. Die Eingangsimpulse werden über den Einhüllende die reproduzierte Eingangswellenform 60 Eingangskondensator 12 und die Speicher-Torschalnur in Niederfrequenzkomponenten darstellt. tung 14 dem Miller-Integrator zugeführt. Diese Im-Der Speicherkreis nach der vorliegenden Erfindung pulse können aus Differenzsignalen bestehen, die daist somit ein addierend wirkender Speicherkreis, des- durch erhalten werden, daß die Ausgangssignale des sen Ausgangssignal auf dem Pegel verbleibt, welcher getasteten Speicherkreises mit Teilen eines Signals durch einen vorhergehenden Eingangssignalimpuls 65 verglichen werden, den Proben entnommen werden eingestellt wurde. Um eine Änderung des Ausgangs- sollen, wie in bezug auf die F i g. 3 an späterer Stelle Signals auf einen anderen Pegel zu bewirken, ist es erläutert wird. Der getastete Speicherkreis enthält nur erforderlich, daß der nächste Eingangssignal- auch noch einen Treiberverstärker 18 für die

Speicher-Torschaltung, welcher mit der Speicher-Torschaltung 14 transformatoren gekoppelt ist.

Der Verstärker 10 enthält . eine Eingangs-Vakuumröhre 20, wie beispielsweise aine Triode, d: 2 als Kathodenfolger geschaltet ist und die einen der Unterdrückung wilder Schwingungen dienenden Widerstand 22 aufweist, der einerseits mit der Anode der Röhre und andererseits bei 24 mit einer positiven Gleichstromquelle für die Anodenspannung verbunden ist. Ein Kathodenladewiderstand 26 ist einerseits bei 28 an eine negative Gleichspannungsquelle angeschlossen und andererseits mit der Kathode der Eingangsröhre 20 verbunden, und zwar über ein Hochfrequenzkompensationsnetzwerk, das aus einem parallel zu einem veränderbaren Kondensator 32' geschalteten Widerstand 30 besteht. Der Speicherverstärker 10 enthält auch einen PNP-Transistor 34, der als Verstärker mit gemeinsamen Emitter geschaltet ist. Die Basiselektrode des Transistors 34 ist somit mit der Kathode der Röhre 20 über den Widerstand 30 und den Kondensator 32 verbunden, während die Emitterelektrode über einen Widerstand 37 bei 36 an eine positive Gleichspannungsquelle angeschlossen ist. Der Kollektor dieses Transistors ist über einen Ladewiderstand 42 an eine negative Gleichstrom-Vorspannungsquelle bei 40 angeschlossen. Eine bei 39 an eine Gleichstromquelle niedrigerer Spannung mit ihrer Kathode angeschlossene Diode 38 hält die Spannung am Emitter des Transistors 34 auf dieser niedrigeren Spannung. Wie an späterer Stelle erläutert wird, bildet die Diode 38 auch noch einen Teil des Begrenzerkreises für die Eingangssignalspannung.

Der Ausgang des Emitterverstärkertransistors 34 ist an die Basis eines PNP-Ausgangstransistors 44 angeschlossen, dessen Emitter bei 46 an eine positive Emittergleichspannungsquelle über einen Ladewiderstand 48 angeschlossen ist, so daß dieser Ausgangstransistor als Emitterfolger wirkt. Der Kollektor des Ausgangstransistors 44 ist über eine Zenerdiode 50 mit einer eine im wesentlichen konstante negative Spannung liefernde Quelle verbunden. Diese Diode ist mit ihrer Kathode bei 52 an eine negative Spannungsquelle und mit ihrer Anode über einen Widerstand 54 mit Erde verbunden, so daß die dem Kollektor des Transistors 44 zugeführte Gleichspannung im wesentlichen konstant ist. Der Widerstand 54 ist durch einen Kondensator 56 wechselstrommäßig nach Erde überbrückt.

Ein Speicherkondensator 58 ist als Rückkopplungskondensator zwischen den Emitter des Emitterfolgertransistors 44 an der Ausgangsseite des Miller-Integratorverstärkers 10 und das Gitter der Vakuumröhre 20 an der Eingangsseite dieses Verstärkers eingeschaltet. Dieser Speicherkondensator hält die Spannung am Gitter der Röhre 20 auf der algebraischen Summe der Spannung des Emitters des Transistors 44 und der am Kondensator 58 anliegenden Spannung. Da die Rückkopplung in negativem Sinne wirkt und der Kondensator 58 bei geschlossener Torschaltung 14 weder geladen noch entladen werden kann, so bleiben die Spannungen an diesem Gitter und an diesem Emitter konstant, wenn die Torschaltung 14 geschlossen ist. Wenn die Torschaltung 14 offen ist und durch sie zur Ladung oder Entladung des Kondensators 58 ein Impuls übertragen wird, so ändert sich die Gitterspannung der Röhre 20 sehr wenig, und es entstehen am Ladewiderstand 48 Signale, die sehr weitgehend gleich der Spannungsänderung am Kondensator 58 sind, welche durch Änderung seiner Ladung- hervorgerufen werden. Dies beruht auf der von den Transistoren 34 und 44 G hervorgerufenen Verstärkung. Am Widerstand 48 können daher sehr große Spannungsausschläge erzeugt werden. Für den Fall, daß der Basis des Transistors 34 eine positive Spannung zugeführt wird, wird sein Kollektor negativ und bewirkt einen 2unehmenden Stromlluß durch den Transistor 44 und dem Widerstand 48 und die Erzeugung einer negativ werdenden Spannung am Emitter des Transistors 44. Falls der Basis des Transistors 34 eine negativ werdende Spannung zugeführt wird, so wird wegen des erhöhten Stromflusses durch den Widerstand 42 der Kollektor dieses Transistors positiv. Dieses positiv werdende Signal wird für eine richtige Arbeitsweise des getasteten Speicherkreises nicht mit genügender Geschwindigkeit von der Basis zum Emitter des Transistors 44 übertragen. Zwischen die Basis und den Emitter des Transistors 44 ist daher eine Diode 60 eingeschaltet, die die Ladung des Speicherkondensators 58 durch positive Ausgangssignale beschleu-' nigt. Dadurch ergibt sich ein Verstärker hoher Ver-Stärkung, der mit niedriger Durchschnittsleistung arbeitet, da zu jedem Zeitpunkt ein wesentlicher Strom nur durch einen Transistor 34 oder 44 Hießt und nur ein sehr geringer Stromfluß durch jeden der beiden Transistoren vorhanden ist, wenn ein Signal der Größe Null vorhanden ist. Die Ausschläge der Ausgangsspannung des Miller-Integrators 10 werden in positiver Richtung durch eine Diode 62 begrenzt, deren Anode mit dem Emitter des Transistors 44 und deren Kathode mit Erde über eine Zenerdiode 64 verbunden ist. Diese Zenerdiode legt diese obere Grenze der positiven Ausgangsspannung fest. Die negative Ausgangsspannung ist durch die mit dem Ausgangstransistor 44 verbundene negative Spannungsversorgung mit relativ kleinem Wert begrenzt.

Die Speicher-Torschaltung 14, welche die Arbeitsweise des Speicherverstärkers 10 steuert, enthält zwei Tordioden 70 und 72, deren Anode bzw. Kathode an den Speicherkondensator 58 sowie an das Gitter der Vakuumröhre 20 angeschlossen ist, so daß die Tordiode 70 nur negative Eingangssignale und die Tordiode 72 nur positive Eingangssignale übertragen kann, weiche die Ladung auf dem Speicherkondensator zu ändern vermögen. Diese Tordioden erhalten normalerweise beide eine in Sperrichtung wirkende Vorspannung über einen Spannungsteiler, der einen in Reihe mit der Zenerdiode 76 geschalteten Widerstand 74, einen festen Widerstand 78 und einen veränderbaren Widerstand 80 enthält. Ein Ende dieses Spannungsteilers ist bei 82 mit einer positiven Gleichspannungsquelle und das andere Ende mit Erde Verbunden. Die an der Zenerdiode 76 anliegende Spannung bleibt konstant, so daß dadurch die an den Tordioden 70, 72 anliegende Gesamtspannung konstant gehalten wird. Die Dioden werden vorzugsweise so ausgewählt, daß die letztgenannte Spannung halbwegs zwischen den beiden positiven Gleichspannungen an der Kathode und Anode der Zenerdiode 76 liegt. Es soll darauf hingewiesen werden, daß das Gitter der Vakuumröhre 20 im wesentlichen auf der gleichen Spannung bleibt, und zwar unabhängig vom Eingangssignal, da sich die Eingangsspannung des Miller-Integrators wegen der

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durch den Kondensator 58 gebildeten großen nega- durchfließt, so daß diese Wicklungen für den Impuls

tiven Rückkopplung nicht ändern kann. nur einen Kreis niedriger Impedanz darstellen.

Der Wjdcrstandswert der Widerstände 78 und 80 Nach Beendigung des der Basis des Treibertranmuß klein genug sein, damit der Eingangskoppel- sistors 92 zugeführten negativen Tastimpulses wird kondensator 12 geladen und entladen werden kann, 5 dieser Transistor wieder nichtleitend, und der Stromso daß die Gingangsspannung an der Torschaltung fluß in der Primärwicklung beginnt auf Null zu auf einen durchschnittlichen konstanten Spannungs- . fallen. Die dadurch hervorgerufene Abnahme des wert zurückkehren kann, falls die Torschaltung 14 Magnetflusses im Transformatorkern induziert in der geschlossen ist. Dieser Kondensator 12 ist zwischen Primärwicklung 90 eine Spannung, deren Polarität die Anode der Zenerdiode 76 und die Eingangs- io gleich derjenigen der ursprünglich angelegten Span-' klemme 84 des getasteten Speicherkreises cingeschal- nung ist. Diese induzierte Spannung trachtet, die dem let. Da die Tordioden 70 und 72 normalerweise in Kollektor des Treibertransistors 92 zugeführte nega-Sperrichtung .vorgespannt sind, läuft ein der Ein- tive Spannung weit über die normale Rückwärtsgangsklemme 84 zugeführtes Eingangssignal, das oder Sperrvorspannung zu erhöhen und dadurch über den Koppelkondensator 12 übertragen wird, 15 einen Durchbruch im Transistor hervorzurufen. Diese nicht durch die Spcicher-Torschaltung 14 zum Miller- induzierte Spannung wird wirkungsvoll durch eine Integrator 10. Um diese Sperr-Vorspannung an den Übcrbrückungsdiode 112 kurzgeschlossen, deren Ka-Tordiodcn 70 und 72 zu entfernen und somit die thode mit dem Kollektor des Treibertransistors und Torschaltung 14 zu öffnen, sind diese Dioden jeweils deren Anode über einen Widerstand 114 mit der in Reihe mit einer getrennten Sekundärwicklung 86 20 anderen Seite der Primärwicklung 90 verbunden ist. bzw. 88 eines Transformators geschaltet, dessen Pri- Der Spannungsausschlag des den Tordioden 70 märwicklung 90 in Reihe mit dem Kollektorkrcis und 72 der Speichcr-Torschaltung 14 zugeführten eines PNP-Trcibcrtransistors 92 geschaltet ist, der Eingangssignals wird durch die Dioden 118 und 120 einen Teil des Treiberverstärkers 18 der Speicher- begrenzt. In dem dargestellten Stromkreis bleibt die Torschaltung bildet. Die Basis des Treibertransistors 25 Spannung am Gitter der Röhre 20 sehr nahe bei 92 ist an die Tastimpuls-Eingangsklemme 94 über dem Wert von +19 Volt konstant. Die Zenerdiode eine Kopplungsdiodc 96 angeschlossen, die nur ne- 76 hält eine feste Spannung von 6 Volt zwischen gative Tastimpulse durchläßt. Die Basis des Treiber- ihren Klemmen aufrecht, was bedeutet, daß die Span-Iransistors 92 ist über einen veränderbaren Wider- nung beim Signal Null an der Kathode der Tordiode stand 100 und einen festen Widerstand 102 bei 98 30 70 -f 22 Volt und die Spannung beim Signal Null an eine positive Gleichspannungsquelle angeschlos- an der Anode der Tordiode 72 +16VoIt beträgt, sen, wodurch eine Sperrvorspannung zur Basis des wodurch eine Sperrvorspannung von 3 Volt beim Transistors gelangt, so daß dieser normalerweise im Signal Null an jeder der Tordioden 70 und 72 ernichtlcitcnden Zustand ist. Die Emitterelektrode des zeugt wird. Da die Anode der Begrenzerdiode 118 Treibertransistors 92 ist mit Erde verbunden, wäh- 35 an eine durch die Diode 38 bereitgestellte konstante rend die Kollektorelektrode dieses Transistors über positive Spannung von 19 Volt angeschlossen ist, einen Ladewiderstand 108, die Primärwicklung 90 weist die Diode 118 ebenfalls eine Sperrvorspannung und einen Vorspannungswiderstand 106 an eine ne- von-3 Volt beim Signal Null auf. Negative Signale gative Gleichspannungsquelle bei 104 angeschlossen mit größerer Spannung als 3 Volt, welche über die ist, wobei die Kollektorspannungsquelle mittels eines 40 Zenerdiode 76 übertragen werden, werden somit von Überbrückungskondensators 109 entkoppelt ist. der Diode 118 auf 3 Volt begrenzt. Die Begrenzer-Wenn an die Basis des Treibertransistors 92 ein diode 120 ist mit ihrer Kathode an eine Klemme 122 negativer Impuls angelegt wird, so wird dieser Tran- einer positiven Bezugsspannungsquelle von 19 Volt sistor* leitend gemacht und in den Sättigungsbereich angeschlossen, während ihre Anode mit der Anode gebracht, so daß an seinem Kollektor ein verstärkter 45 der Tordiode 72 verbunden und über einen Widerpositiver Tastimpuls erscheint, dessen Breite durch stand 126 an eine positive Gleichspannungsquelle die Speicherzeit des Treibertransistors bestimmt wird. (Klemme 124) angeschlossen ist, so daß diese zweite Dieser verstärkte Tastimpuls ergibt einen Stromfluß Begrenzerdiode ebenfalls normalerweise eine gleichdurch die Primärwicklung 90, der in den Sekundär- gerichtete Sperrvorspannung von etwa 3 Volt aufwicklungen 86 und 88 durch transformatorische Wir- 50 weist. Positive Signale, die über 3 Volt hinausgehen, kung Spannungen erzeugt. Diese Spannungen sind werden somit von der Diode 120 auf 3 Volt begrenzt, additiv und wirken in einer Richtung, daß sie die Es soll darauf hingewiesen werden, daß die die Im-Diodcn70 und 72 in Durchlaßrichtung vorspannen pulssignale begrenzenden Dioden 118 und 120 nur und bewirken, daß in diesen ein Strom in Durchlaß- dann erforderlich sind, wenn die Speicher-Torschalrichtung fließt. Die beiden Sekundärwicklungen 86 55 tung 14 geschlossen ist. Wenn diese Torschaltung ge- und 88 werden durch einen Kopplungskondensator schlossen ist, werden im wesentlichen die vollen 110 überbrückt, der für diesen Strom einen Pfad Spannungen der den Koppelkondensator 12 ernicdrigcr Impedanz darstellt. Dadurch wira" die reichenden Impulse der Torschaltung 14 zugeführt, Speicher-Torschaltung 14 geöffnet, wodurch ein be- da die Torschaltung eine hohe Impedanz darstellt, liebiger, über den Eingangskoppelkondensator 12 an- 60 Die Begrenzerdioden begrenzen derartige Spannunkommender Impuls über diese Torschaltung über- gen auf einen Wert, der die 3 Volt Sperrvorspannung tragen werden kann, der den Speicherkondensator 58 auf jeder der Tordioden 70 oder 72 nicht überschreilädt oder entlädt. Die Torschaltung 14 schließt mit tet. Wenn die Torschaltung 14 durch Anlegung einer Beendigung des an sie gelieferten Tastimpulses, be- in Durchlaßrichtung wirkenden Vorspannung an die vor der Eingangssignalimpuls endigt. Es soll darauf 6₅ Tordioden 70 und 72 über die Transformatorwickhingcwicscn werden, daß der Strom des Eingangs- lung 86 und 88 in vorstehend besprochener Weise Signalimpulses die beiden Transformatorsekundär- geöffnet wird, haben diese Dioden und die Wicklunwicklungcn 86 und 88 in entgegengesetztem Sinn gen eine niedrige Impedanz. Die Impedanz des Ein-

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ganges am Miller-Speicherkreis ist im wesentlichen . Die Speicher-Torschaltung 14' nach F i g. 2 unter-NuIl, da sich die Spannung an diesem Punkt nicht scheidet sich von der Speicher-Torschaltung 14 nach merklich ändert. Dies bedeutet, daß die Spannung Fig. 1 dahingehend, daß den Tordioden 70 und 72 der Eingangsimpulse in den ganzen Torkreisen sehr die Sperrvorspannung durch einen Stromkreis zugegering ist und daß die durch das Tor übertragenen 5 führt wird, der zwei in Reihe geschaltete Vorspan-Impulse Stromimpulse sind. Der Sperr-Speicherkreis nungswiderstände 150 bzw. .152 enthält, die parallel nach F i g. 1 addiert Stromimpulse zu einer beliebi- zur Zenerdiode 76 geschaltet sind. Die gemeinsame gen Ladung auf dem Speicherkondensator 58 oder Verbindungsstelle dieser Widerstände 150 und 152 subtrahiert sie davon, und zwar abhängig von der ist geerdet. Der restliche Stromkreis ist so ausge-Polarität dieser Ladung und der Polarität der Im- io bildet, daß eine positive Gleichstrom-Vorspannung pulse. Stromimpulse in einer Richtung werden zu am Widerstand 150 und eine negative Gleichstromeiner positiven Ladung addiert und von einer nega- Vorspannung am Widerstand 152 entsteht. Somit tiven Ladung subtrahiert, was auch im umgekehrten wird die negative Gleichstrom-Vorspannung am Sinn für Stromimpulse entgegengesetzter Richtung Widerstand 152 von einem Widerstand 154 geliefert, zutrifft. Jegliche der Ladung auf den Kondensator 58 15 der bei 156 an eine negative Gleichspannungsquelle hinzugefügte oder von dieser abgezogene Ladung angeschlossen ist, während die positive Gleichstrombewirkt eine entsprechende Änderung der Ausgangs- Vorspannung des Vorspannungswiderstandes 150 spannung des Miller-Speicherkreises. Die Ausgangs- über den Widerstand 74 geliefert wird, der bei 82 spannung des getasteten Speicherkreises weist somit an eine positive Spannungsquelle angeschlossen ist. die Form einer treppenartigen Spannungskurve auf, 20 Die gesamte an den Widerständen 150 und 152 andle, ausgehend von irgendeinem vorhergehenden liegende Spannung wird durch die Zenerdiode 76 Wert der Ausgangsspannung innerhalb des Betriebs- festgelegt.

bereiches des Stromkreises nach oben oder nach un- Die an den Widerständen 150 und 152 anstehende ten verläuft. Die Stufen brauchen dabei keine ein- Spannung erteilt auch den Begrenzerdioden 118 und heitliche Größe zu haben, und die Ausgangsspan- 35 120 eine Vorspannung in umgekehrter Richtung, die nung bleibt in Abwesenheit von Eingangsimpulsen im mit ihrer Anode bzw. Kathode an eine Begrenzerwesentlichen konstant. bezugsspannung angeschlossen sind. Die Anode der In der Fig. 2 ist eine zweite vereinfachte Aus- Begrenzerdiode 118 ist an einen Zwischenpunkt eines führungsform des erfindungsgemäßen getasteten Spannungsteilers angeschlossen, der einen spannungs-Speicherkreises veranschaulicht, welche ebenfalls 30 mindernden Widerstand 158 und einen Vorspaneinen Speicherverstärker 10' vom Typ eines Miller- nungswiderstand 160 enthält. Der Widerstand 158 ist Integrators, einen Koppelkondensator 12', eine bei 162 an eine positive Gleich-Bezugsspannung und Speicher-Torschaltung 14' und eine Treibereinrich- der Widerstand 160 an Erde angeschlossen, wobei tung 18' für die Speicher-Torschaltung enthält. Da den Widerstand 160 ein Überbrückungskondensator die Ausführungsform des getasteten Speicherkreises 35 164 überbrückt. In ähnlicher Weise ist die Kathode nach F i g. 2 in ähnlicher Weise wie der bereits im der Begrenzerdiode 120 an einen Zwischenpunkt Zusammenhang mit F i g. 1 beschriebene Stromkreis eines Spannungsteilers angeschlossen, der einen spanwirkt, werden nur die Unterschiede zwischen den nungsmindernden Widerstand 166 und einen Vorbeiden getasteten Speicherkreisen erläutert. Im Spannungswiderstand 168 enthält. Dieser Spannungs-Miller-Integrator 10' nach Fig. 2 ist die Kathode 40 teiler ist mit seinem einen Ende bei 170 an eine der Eingangsvakuumröhre 20 mit dem Emitter eines negative Gleich-Bezugsspannung und mit seinem anals Basisverstärker geschalteten Transistors 130 ver- deren Ende an Erde angeschlossen, wobei ein Überbunden, der vom Typ PNP sein kann. Die Basis die- brückungskondensator 172 den Widerstand 168 überses Transistors 130 ist bei 132 an eine positive brückt.

Gleichspannung über einen Spannungsteiler ange- 45 Der Treiberverstärker 18' der Speicher-Torschalschlossen, der einen festen Vorspannungswiderstand tung nach Fig. 2 enthält einen NPN-Treibertran-134 und ein Potentiometer 136 enthält, dessen eine sistor 174, dessen Basis über eine Kopplungsdiode Seite mit Erde und dessen beweglicher Kontakt mit mit der Eingangsklemme 94 für die Tastimpulse verder Basis verbunden ist. Vom beweglichen Kontakt bunden ist. Die Anode dieser Diode ist mit der Eindes Potentiometers 136 zur Erde führt ein Über- 5° gangsklemme 94 verbunden, so daß sie positive Tastbrückungskondensator 138. Der Kollektor des Tran- impulse überträgt, die vom Treibertransistor 174 umsistors 130 ist über einen Ladewiderstand 140 an gekehrt und verstärkt werden, so daß sie als negative eine negative Gleichspannungsquelle bei 138 ange- Tastimpulse am Kollektor dieses Transistors erschlossen. Das Ausgangssignal dieses Transistors scheinen. Der Kollektor dieses Treibertransistors ist wird der Basis eines Ausgangstransistors 142 züge- 55 über einen Ladewiderstand 178 mit Erde und über führt, der als Verstärker mit gemeinsamen Emitter einen Widerstand 180 mit der Primärwicklung 90 geschaltet ist. Der Ausgangstransistor 142 ist mit verbunden. Der Emitter des Treibertransistors 74 ist seinem Emitter bei 144 an eine negative Vorspan- über einen Emittervorspannungswiderstand 184 bei nungsquelle angeschlossen, während seine Basis über 182 an eine negative Gleichspannungsquelle angeeinen Widerstand 146 und einen Blockkondensator ⁶° schlossen, während die Basis dieses Transistors über 148 ebenfalls mit dieser negativen Spannungsquelle einen Widerstand 188 mit einer negativen Spcrrvorvcrbunden ist. Es soll darauf hingewiesen werden, spannung bei 186 verbunden ist, so daß der Kollekdaß der Ausgangstransistor nicht durch eine Über- torkreis dieses Treibertransistors normalerweise nicht brückungsdiode überbrückt ist, die positive Signale leitet.

über diesen Transistor hinwegführt, wie dies bei der 65 Die allgemeine Wirkungsweise des getasteten Spci-

Ausführungsform nach Fig. 1 der Fall ist, so daß chcrkreises der Fig. 1 und 2 kann am besten mit

sowohl positive als auch negative Signale durch den Bezug auf den in Fig. 3 veranschaulichten Probcn-

Ausgangstransistor verstärkt werden. kreis für elektrische Signale erläutert werden, welcher

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in einem Kathodenstrahloszilloskop zur Anwendung plitude der Signalwellenform an diesen Zeitpunkt gelangen kann, das mit Probeentnahme arbeitet. und der vorstehend genannten Rückkopplungsspan-Wenn der Eingangsklemme 192 des Probenkreises nung ist. Der Probenimpuls 212 hat eine geringere ein sich wiederholendes Eingangssignal 190 zugeführt Amplitude, als die Differenz zwischen diesen Spanwird, so entnimmt ein Auslösesignal-Abnahmekreis 5 nungen an der Eingangsseite und der Ausgangsseite 194 einen Teil dieses Eingangssignals und überträgt dieser Torschaltung entspricht, da der Abtastwirihn auf einen Auslöse-Regeneratorkreis 196, in dem kungsgrad der Torschaltung 206 geringer als dieser Teil des Eingangssignals zur Erzeugung von 100% ist.

Auslösesignalimpulsen verwendet wird, die bezug- Der Probenimpuls 212 wird von einem ersten Verlieh der Signalwellenformen, denen aufeinanderfol- io stärker 214 verstärkt, welcher so eingestellt werden gencl Proben entnommen werden sollen, das gleiche kann, daß er die Amplitude des Probenimpulses so zeitliche Verhältnis aufweisen. Der schnelle Säge- weit erhöht, daß diese im wesentlichen gleich der tatzahngenerator verzögert die aufeinanderfolgenden sächlichen Differenz zwischen der Signalspannung Auslösesignalimpulse um zunehmend größere Be- und der Rückkopplungsspannung bei dem Signalteil träge hinsichtlich der Wellenformen des Eingangs- 15 ist, der durch die punktierte Linie 210 angegeben ist. signals, denen aufeinanderfolgend Proben entnom- Der verstärkte Probenimpuls wird über ein Dämpmen werden sollen, so daß unterschiedlichen Ab- fungsglied 216 geführt, welches vorzugsweise als schnitten der Wellenformen des Eingangssignals Pro- Stufenpotentiometer ausgeführt ist. Dieses Dämpben entnommen werden. Die Ausgangsimpulse des fungsglied bildet einen Teil der Steuerungseinrichschnellcn Sägezahngenerators und Vergleichers 198 20 tung, mit der die Größe der Vertikalablenkung des werden einem Sperrschwinger 200 zugeführt, der nor- Elektronenstrahls in der Kathodenstrahlröhre des malerwcise nichtleitend ist und durch jeden Aus- Sampling-Oszillographs für eine vorgegebene Spangangsimpuls leitend wird und einen Tastimpuls er- nung des Eingangssignals eingestellt werden kann, zeugt, der der Treibereinrichtung 18 der Speicher- Der vom Dämpfungsglied 216 kommende Proben-Torschaltung eines getasteten Speicherkreises, wie er 25 impuls wird in einem zweiten Verstärker 218 nochin den F i g. 1 oder 2 veranschaulicht ist, und gleich- mais verstärkt und dem Koppelkondensator des gefalls einem Abfrageimpulsgenerator 202 zugeführt tasteten Speicherkreises nach Fig. 1 oder 2 zugewird. führt. Ein Teil dieses Probenimpulses wird dann über Der Abfrageimpulsgenerator kann einen Lawinen- die Speicher-Torschaltung 14 dem Speicherkondentransistor, eine Speicherschaltdiode oder eine andere 3° sator 58 zugeführt, falls diese Speicher-Torschaltung Vorrichtung enthalten, die einen sehr schmalen, von einem Tastimpuls 220 geöffnet wird, den die schnell ansteigenden Abfrageimpuls 204 erzeugt. Die- Treibereinrichtung 18 der Speicher-Torschaltung geser Abfrageimpuls wird als positiver Impuls der einen steuert von dem Tastsignal des Sperrschwingers 200 seitlichen Klemme einer Proben-Torschaltung 206 liefert.

und als negativer Impuls der an der gegenüberliegen- 35 Das durch die stufenartige Wellenform veranschauden Seite befindlichen Klemme dieser Proben-Tor- lichte Ausgangssignal 222 des Miller-Speicherkreises schaltung zugeführt, so daß er jede der vier nor- 10 ist die Summe der gesamten Anzahl von Differenzmalerweise in Sperrichtung vorgespannten Dioden, signalproben, die zur Wiedergabe der gesamten Einaus denen die Proben-Torschaltung besteht, in gangssignalwellen 190 benötigt werden. Der Einfluß Durchlaßrichtung vorspannt. Die Proben-Torschal- 40 des Probenimpulses 212 auf das Ausgangssignal 222 tung 206 ist normalerweise durch eine in Sperrich- ist durch die punktierte Zeitlinie 224 dargestellt und lung wirkende Gleichvorspannung gesperrt, die den ist, wie ersichtlich ist, eine einzige positive Treppen-Dioden dieser Torschaltung über die vorstehend er- stufe. Dieses Ausgangssignal 222 wird von der Auswähnten seitlichen Klemmen zugeführt wird. Das gangsklemme 226 des in F i g. 3 dargestellten Proben-Eingangssignal 190 wird der Eingangsseite dieser 45 kreises durch einen (nicht dargestellten) Vertikalver-Torschaltung über eine Verzögerungseinrichtung stärker zu den Vertikalablenkplatten der Kathodenoder eine Verzögerungsleitung 208 zugeführt, die strahlröhre übertragen, die im Sampling-Oszillograph Verzögerungen kompensiert, die das Auslösesignal zur Anwendung gelangt. Es wird auch noch ein Teil beim Durchlaufen der Stromkreise 194, 196, 198, des Ausgangssignals zur Proben-Torschaltung 206 200 und 202 erfährt. Dieses Signal kann normaler- 5o übertragen, und zwar über eine Rückkopplungsweise die Proben-Torschaltung nicht passieren. Wenn schleife, die den Rückkopplungswiderstand 209 und den einander gegenüberliegenden Klemmen der Pro- ein zweites Stufendämpfungsglied 228 enthält, welben-Torschaltung 206 ein Abfrageimpuls 204 züge- ches mit dem ersten Dämpfungsglied 216 gekuppelt führt wird, um diese während einer kurzen Zeit- ist und desesn einzelne Stufen genau auf einen solspanne zu öffnen, erzeugt jede Spannungsdifferenz 55 chen Wert festgelegt sind, daß die Gesamtverstärkung zwischen dem Teil des Eingangssignals, das dann der Rückkoplungsschleife mit den Kreisen 214, 216, der Eingangsscite der Torschaltung zugeführt wird 218, 12, 14, 10, 228 und 209 multipliziert mit dem und der vom Ausgang des Miller-Integrators der Abtastwirkungsgrad der Proben-Torschaltung 206 Ausgangsklemme der Torschaltung 206 über einen gleich Eins ist. Für einen vorgegebenen Proben-Rückkopplungswiderstand 209 zugeführten Rück- ^6o impuls 212 ist daher die Amplitude des Teiles des kopplungsspannung einen Probenimpuls am Aus- Ausgangssignals, das durch dieses zweite Dämpfungsgang der Torschaltung. Wenn daher der Abfrage- glied zurückgekoppelt wird, für alle Einstellungen der impuls 204 die Proben-Torschaltung 206 beispiels- Dämpfung 216 und 228 die gleiche, auch wenn sich weise hinsichtlich des Eingangssignals 190 zu der das Ausgangssignal wegen der Einstellung dieser durch die strichlicrtc Linie 210 angegebenen Zeit ⁶5 Dämpfungsglieder ändert. Dieser Teil des Ausgangserreicht, wird ein Probenimpuls 212 von dieser Aus- signals wird der Torschaltung 206 über die Rückgangsseite der Torschaltung erzeugt, dessen Ampli- kopplungswidcrstände 209 und 230 zugeführt, damit tude proportional der Differenz zwischen der Am- dieser Teil des Ausgangssignals des Miller-Integrator-

Speicherkreises 10 mit dem Teil der nächsten Signalwellenform verglichen wird, dem eine Probe entnommen wird. Nur die Differenz zwischen diesem Ausgangsignal und diesem Teil der Wellenform, der die Probe entnommen wird, erzeugt einen Probenimpuls, der dem Verstärker 214 zugeführt wird. Die Ausgangsspannung 222 des getasteten Speicherkreises erhöht oder vermindert sich daher in Form von gesonderten Treppenstufen, welche positiv oder negativ sein können, und zwar abhängig von der Polarität des Probenimpulses, der durch Ermittlung der Differenz zwischen dieser Ausgangsspannung und dem Teil der Signalwellenform, der Proben entnommen werden, erzeugt wird. Die Amplitude jeder dieser Treppenstufen ist dem entsprechenden Differenzsignal proportional. Der durch das Dämpfungsglied 228 zurückgekoppelte Teil des Ausgangssignals wird auch noch über ein Abgleichpotentiometer 230 den mit dem Abfrageimpulsgenerator verbundenen Klemmen der Torschaltung 206 zugeführt, um die diese Torschaltung bildende Brücke abzugleichen.

Es ist klar, daß in den Einzelheiten der veranschaulichten bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verschiedene Änderungen durchgeführt werden können, ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   l! Abtastschaltung zur zeitgedehnten Wiedergabe einer vielfach wiederholt auftretenden hochfrequenten Eingangswellenform in Form einer niederfrequenten Ausgangswellenform, mit einer normalerweise gesperrten bipolaren Torschaltung, die positive und negative Impulse durchlassen kann und der der momentane Wert eines Eingangswellenformabschnittes zugeführt ist, wobei dieser momentane Wert durch die Verwendung eines Abfrageimpulses in einer weiteren Abtasttorschaltung erzeugt wird, und welcher über eine Treiberstufe Öffnungsimpulse zugeführt werden, deren zeitliches Auftreten und deren Dauer dem zeitlichen Auftreten und der Dauer des Abfrageimpulses entspricht, und dessen Ausgangsgröße einer Speicherschaltung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherschaltung in an sich bekannter Weise die Form eines Miller-Integrierverstärkers (10) aufweist, der eine zwischen Verstärkereingang und Verstär- ~ kerausgang geschaltete Gegenkopplungskapazität (58) aufweist, daß diese Gegenkopplungskapazität (58) als Speicher dient, so daß dadurch eine getastete Speicherschaltung mit einer trcppenförmigen Ausgangsspannung an der Gegenkopplungskapazität (58) vorgesehen wird, und daß eine Spannungsvergleichschaltung (209, 228) vorgesehen ist, die zwischen den Verstärkerausgang und den Ausgang des Antasttores (206) zum Vergleichen der zuvor in der Rückkopplungskapazität (58) gespeicherten Ausgangsspannung mit der momentanen Spannung der Eingängswellenform (190) eingeschaltet ist, um daraus ein Differenzsignal (212) zu erzeugen, das den Momentanwert des angetasteten Abschnittes (210) der Eingangswellenform bildet, so daß die Ausgangsspannung (222) des Verstärkers (10) treppenförmig wird, und deren Einhüllende die reproduzierte Eingangswellenform nur in Niederfrequenzkomponenten darstellt.
2. 2. Abtastschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Miller-Integrator zur Speicherung von Ladungen beider Vorzeichen ausgebildet ist.
3. 3. Abtastschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Miller-Integrator parallel zu dem Kondensator (58) eine Kathpdenfolgerstufe (20), eine dieser nachgeschaltete transistorisierte Stufe (34) in Emitterschaltung und eine weitere transistorisierte Stufe (44) in Emitterfolgerschaltung aufweist (F i g. 1).
4. 4. Abtastschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste transistorisierte Stufe (130) als Basisverstärker ausgebildet und die zweite transistorisierte Stufe eine Emitterschaltung ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen