DE1516323A1 - Einrichtung fuer Kathodenstrahloszillographen zur Entnahme von Proben aus HF-Signalen mit einem eine gesteuerte Vorschaltung aufnehmenden Tastkopf - Google Patents

Description

PateniauwcilT

Karl A. Brose

Dipl -Ing.
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ΐ/νΙη/ΐο München-Pullach, 14. Juni 1968

Aktenzeichen: P 15 16 323.2
Anmelder: Tektronix, Inc.

NEUE UNTERLAGBK

Einrichtung für Kathodenstrahloszillographen zur Entnahme von Proben aus HP-Signalen mit einem eine gesteuerte Vorschaltung aufnehmenden Tastkopf.

Die Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf eine elektrische Einrichtung, die ein hochfrequentes Eingangssignal dadurch als niederfrequentes Ausgangssignal wiedergibt, dass sie von unterschiedlichen Teilen des Eingangssignals Proben entnimmt und diese Proben zur Bildung des Ausgangssignals wieder zusammensetzt. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Übertragungsleitung, um die mittels eines Tastkopfes erhaltenen Probeentnahmen eines Signals einem Differentialverstärker zuzuführen, der ausserhalb des Tastkopfes und entfernt von der im Tastkopf angeordneten Torschaltung gelegen ist.

Die erfindungsgemässe Einrichtung kann besonders vorteilhaft bei der Entnahme von Proben aus einem Signal für den Vertikalverstärker eines mit Probeentnahme arbeitenden Kathodenstrahloszilloskops verwendet werden. Bei bekannten Einrichtungen der eingangs genannten Gattung und insbesondere bei Tastköpfen, die ohne eine Vorverstärkung im Tastkopf selbst arbeiten und bei der die Notwendigkeit einer Vorverstärkung des Probesigna-, Ies durch eine zweckmässige Torschaltung umgangen wird, war es erforderlich die Probesignalübertragungsleitung sowohl im¹ Tastkopf selbst als auch am Eingang des Oszilloskops entsprechend mit einem Widerstand und einem Kondensator abzu-

Unterlagen^.9 $ 2be| 3^01 && θ des Änderungeoes. v. 4.9.1967)

schliessen. Beim Anschluss eines anderen Tastkopfsystems war es daher erforderlich, die Abschlussimpedanzen dem jeweiligen Abtastsystem anzupassen und am Eingang des Oszilloskops umzuschalten. Dies war aufwendig und umständlich, und es entstanden sehr häufig Fehler in der Anzeige des Oszilloskops, wenn vergessen wurde die Übertragungsleitung entsprechend der Impedanz des jeweiligen Tastkopfsystems umzuschalten. Es wurden daher sehr häufig Fehler in einem Meßobjekt vermutet, die jedoch nicht ihren Ursprung im Meßobjekt selbst, sondern aus den oben erwähnten Gründen hatten. Es war daher sehr wünschenswert, ein Tastkopfsystem zu schaffen, welches klein in den räumlichen Ausmassen ist, dass den HF-mässigen Anforderungen entspricht und mit möglichst geringem Bedienungsaufwand betriebsfähig ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die reflecionsfreie elektrische Verbindungsieitung zwischen Tastkopf und Oszilloskops aus einem in einer Abschirmung verlaufendem Widerstandsdraht besteht, der über die Länge der Leitung einen verteilten Serienwiderstand bildet.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnung, in welcher ein schematisches Schaltbild einer Ausführungsfcrm einer Probeentnahmeeinrichtung mit der erfindungsgemässen elektrischen Verbindungsleitung veranschaulicht ist.

Die veranschaulichte Ausführungsform einer Probeentnahmeeinrichtung enthält eine innerhalb des Tastkopfes 1 angeordnete Prcteentnahmetorschaltung 14, deren Eingangsklemme direkt mit dem inneren Leiter 15 verbunden ist, der über die Spitze des Tastkopfes hinaus vorsteht. Die Probeentnahme-Torschaltung

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kann als eine Brücke mit vier Dioden ausgebildet sein, welche zwei Eingangsdioden 2 und 3 und zwei Ausgangsdioden 4 und 5 enthält. Die Eingangsdioden 2 und 3 sind mit der Anode bzw. Kathode mit dem inneren leiter 15 verbunden, während die Anode bzw. Kathode der Ausgangsdiode 4 bzw. 5 an die Ausgangsklemme 16 der Probeentnahme-Torschaltung angeschlossen ist. Dadurch, dass die Probeentnahme-Torschaltung 14 innerhalb des Tastkopfes anstatt innerhalb des daran angeschlossenen Üszilloskops untergebracht wird, kann eine Verzerrung des Eingangssignals durch das erfindungsgemässe Verbindungskabel bei der Entnahme eines Teils dieses Signals durch das Probeentnahme-Tor 14 vermieden werden.

Zusätzlich wird auch eine merkliche Belastung der Signalq.uelle durch die Kabelimpedanz vermieden, da die Probeentnahme-Torschaltung 14 normalerweise so vorgespannt ist, dass sie sich im nichtleitenden Zustand befindet.

Der wirkungsgrad bei der Probeentnahme durch die Probeentnahme-Tor schaltung 14 ist beträchtlich geringer als 100$, da die mit dem Ausgang dieser Torschaltung verbundene Kapazität 17 über den V/iderstand der Signal quelle und der Torschaltung geladen wird .

Die Probeentnahmeeinrichtung verwendet einen Differenzialverstärker 13, um die ίίοΐwendigkeit zu umgehen, innerhalb des Tastkopfgehäuses einen Verstärkerkreis unterbringen zu müssen* wie. dies bisner bei einer anderen Ausführungsform, des Abtastsystem® zum Ausgleich einer Abschwächung bei der Übertragung des abgetasteten Signals zum Oszilloskopeingang der EaIl ist.

Der DIf ferntialver stärker 13 ist mit einer seiner Eingangskiemmem über das- ViMerstandskabel Τΐ nach der Erfindung mit der

Ausgangsklemme 16 der Probeentnahme-Torschaltung 14 verbunden. Nach Übertragung des Probensignals zur Auegangsklemme 16 des · Probensignals zur Ausgangsklemme 16 des Probentores 14 wird es momentan in einen zwischen der Ausgangsklemme und Erde eingeschalteten Speicherkondensator 17 gespeichert. Die iurde kann dabei beispielsweise durch den äusseren Abschirmleiter 18 des Tastkopfes 1 gebildet werden. Dieser Abschirmleiter ist gegen den inneren Leiter 1b des Tastkopfes in üblicher Weise durch eine Nasenkappe 18 aus Plastikmaterial oder anderem geeigneten Isoliermaterial isoliert. Es soll darauf hingewiesen werden, dass durch die in· diesem Speicherkondensator 17 verausgehend gespeicherte Bezugsspannung festgelegt wird, ob beim Anlegen eines Abfrageimpulses an das Probenentnahmetof durch dieses ein Probensignal übertragen wird und auch welche Grosse dieses Probensignal hat, da das der Eingangsklemme des Tores zugeführte Eingangssignal eine andere Amplitude als die Amplitude der Bezugsspannung am Speicherkondensator aufweisen muss, bevor ein Probensignal erzeugt wird. Ein Teil der z-eitweilig im Speicherkondensator 17 gespeicherten Probensignals wird längs des erfindungsgemässen Kabels 11 zur Eingangsklemme des Differentialverstärkers 13 übertragen, nachdem das Probenentnahmetor in den nichtleitenden Zustand verbracht oder geschlossen worden war. Das Kabel 11 nach der Erfindung besteht · aus einer Widerstandsdrahtleitung 12, die von einer Hülse aus isolierendem Material 10 umgeben ist, und daß isolierende Material 10 ist seinerseits von einem Abschirmleiter 9 bedeckt, so daß eine Übertragungsleitung nach Art eines Koaxialkabels gebildet wird. Der Widerstandsdraht 12 bildet den signalführenden Leiter der Übertragungsleitung. Über die Länge dieser Übertragungsleitung ist ein grosser Widerstandwert verteilt angeordnet, so dass eine durch Reflexionen des Probensignals an den nicht abgeschlossenen Enden der Übertragungsleitung her-

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rührende wille Schwingung vermieden wird. Der Widerstandsdraht 12 übt somit die Funktion eines Abschlusswiderstandes aus. Die Leitungsdrähte 6 und 7 sind in entgegengesetzten Richtungen miteinander verdrillt und innerhalb des Abschirmleiters 9 zusammen mit dem Widerstandsdraht 12 angeordnet, so dass sie zwei Übertragungsleitungen ausserst kleiner Abmessungen bilden. Die Ausgangsenden der verdrillten Leitungsdrähte 6 und 7 · sind an das der Probeentnahme dienende Tor 14 angeschlossen. Um jedoch eine transformatorische Trennung zu erhalten sind die verdrillten Leitungsdrähte einfach durch einen kleinen ringförmigen Ferritkern 8 geführt. Dadurch kann der Tastkopf 1 in sehr kleinen räumlichen Ausmassen, ausgeführt werden.

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Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Einrichtung für Kathodenstrah.loszillograph.en zur Entnahme von Proben aus HF-Signalen (Sampling-Oszillygraph.) mit einem eine gesteuerte Torschaltung aufnehmenden Tastkopf, die mit ihrem Eingang unmittelbar an die Proben erfassenden Leiter des Tastkopfes und mit ihrem Signalausgang an einer reflexionsfreien Leitung liegt, welche die Proben den Verstärkern zur Weiterverarbeitung zuleitet, dadurch gekennzei cn net, dass die reflexionsfreie Leitung aus einem in einer Abschirmung (9) verlaufender Widerstandsdraht (12) besteht, der über die Läng-e der Leitung einen verteilten Serienwiderstand bildet.

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   Neue Unterlagen (Art. Ί % iAbs. 2 Nr. I Satz 3 d.s Änderung«»* v. 4.9.1967)