DE1623885A1

DE1623885A1 - Elektrographischer Schreiber

Info

Publication number: DE1623885A1
Application number: DE19671623885
Authority: DE
Inventors: Lloyd William A
Original assignee: Varian Associates Inc
Current assignee: Varian Medical Systems Inc
Priority date: 1966-09-28
Filing date: 1967-09-26
Publication date: 1971-07-01
Also published as: GB1179309A; GB1222885A; DE1623885B2; FR1582819A; DE1720175A1

Description

Patantanwalt PATENTANWALT

CLAUS REINLÄNDBRr_DlpL__ING_ ^ _KLAUS BERNHARDT

8000 MÜNCHEN 23 ■ MAINZEflSTR.5 V1 P1 39 D

VARIAN ASSOCIATES " Pa,lo Alto, California V. St. v. Amerika

Elektrographischer Schreiber

Priorität: 28. September I966 - Vereinigte Staaten von Amerika Serial No. 582 767

Die Erfindung betrifft allgemein Schreiber, und insbesondere einen elektrographischen Schreiber, mit dem analoge elektrische Signale auf ein Regisbrierband mittels einer Reihe von isolierten Stiftelektroden aufgezeichnet werden. Die Stifte werden selektiv entsprechend dem Ausgang eines Analog-Digital-Konverters erregt, der auf das aufzuzeichnende Signal anspricht, so dass in der Schreibeinrichtung keine beweglichen Teile benötigt werden und damit das Frequenzverhalten des Schreibers wesentlich gegenüber bekannten Schreibern verbessert werden kann, bei denen sioh bewegende Stifte verwendet werden. Ein solcher

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Schreiber ist besonders geeignet für Hochfrequenz-Streifenschreiber, wenn auch nicht zur Verwendung bei diesen beschränkt.

Bisher sind in Schreibern bewegliche Schreibeinrichtungen verwendet worden, um auf dem Registrierstreifen zu schreiben. Bei Schreibern mit relativ niedrigen Schreibgeschwindigkeiten werden üblicherweise von einem Motor angetriebene tintengespeiste Federn verwendet, oder ein Galvanometerwerk, das einen Sehreibstift auf einem Registrierstreifen betreibt. Schreiber für relativ hohe Signalfrequenzen arbeiten mit einem Galvanometerwerk, das einen Spiegel trägt, mit dem ein Lichtstrahl über ein lichtempfindliches Registrierpapier bewegt wird. Solche Schreibgalvanometer sind zur Aufzeichnung von Signalen im Frequenzbereich bis zu einigen 10 kHz geeignet. Solche hochfrequenten Aufzeichnungen sind jedoch auf kleine Schreibbreiten begrenzt, weil die maximale Winkelablenkung des Spiegels bei solchen hohen Frequenzen durch die Trägheit des Galvanometer- und Spiegel-Systems begrenzt ist.

Es sind bereits elektrographische Schreiber vorgeschlagen worden, die mit einer stationären, lateralen Anordnung von Schreibelektroden arbeiten, die entweder gleichzeitig oder nacheinander erregt werden, um Informationen auf einem laufenden Registrierstreifen aufzuzeichnen. Bei solchen Schreibern bewegen sich die Schreibelektroden nicht, und deshalb ist die obere Grenzfrequenz nicht durch die körperliche Trägheit der Schreibeinrichtung begrenzt. Solche Schreiber sind als geräuschlose Hochgeschwindigkeits-Zeichendrucker für alpha-numerische Zeichen am Ausgang von digitalen Hochgeschwindigkeits-Rechnern "bekannt (US Patentschrift

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BAD ORIGfWAL

2 919 17Ό und als Radar-Streifendrucker zum Ausdrucken eines Radarbildes (üö Patentschrift 3 O76 968).

Der Radar-Streifendrucker arbeitet zwar mit hoher Geschwindigkeit, ist jedoch nicht für analoge Streifenaufzeichnung geeignet, weil beim Radar-Bilddrucker das Radarsignal mit der internen Linien-Ablenkung des Schreibers zeitlich synchronisiert werden muss. Das ist zum Aufzeichnen von Signalen mit unbekannten Frequenzen praktisch nicht durchzuführen. Auf der anderen Seite, in Verbindung mit der Beschreibung des erwähnten Hochgeschwindigkeits-Zeichendruckers (US Pa-tentschrif t 2 9I9 I7I) ist hervorgehoben, dass ein solcher Drucker zum Aufzeichnen der Werte variabler Daten verwendet werden kann, vorausgesetzt, dass ein nicht dargestelltes "Datenquantisiermittel" (data quantizing means) vorgesehen wird. Was unter einem solchen "Datenquantisiermittel" verstanden werden soll, wird nicht gesagt, es wird auch nicht erwähnt, in welcher Weise die Daten zu quantisieren sind. Üblicherweise liegen von einem Schreiber aufzuzeichnende Daten in analoger elektrischer Form vor, während die erwähnten elektrographischen Drucker und Schreiber zum Betrieb mit Informationen in der richtigen digitalen Form vorgesehen sind. Zur Verwendung als Schreiber für analoge Signale sind sie jedenfalls nicht geeignet.

Erfindungsgemäss wird ein elektrographischer Schreiber verfügbar gemacht, der mit einer lateralen Anordnung von Schreibelektroden arbeitet. Diese Elektroden werden selektiv entsprechend einem in analoger Form vorliegenden Eingangssignal erregt, um das Eingangssignal auf einen elektrographischen Registrierstreifen aufzuzeichnen. Ein Analog-Digital-

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Konverter, der im Schreiber enthalten ist, wandelt die analogen Eingangssignale in eine digitale Form um, um selektiv die richtigen Schreibelektroden zu erregen, um somit eine getreue Wiedergabe des Eingangssignals zu erzeugen. Ein solcher Schreiber ist für hohe Frequenzen geeignet, weil die Schreibeinrichtung keine Trägheit aufweist. Darüber hinaus ist die Aufzeichnung nicht auf kleine Schreibbreiten begrenzt, wie das bei Galvanometerschreibern der Fall ist. Mehrkanalige Aufzeichnungen werden leicht einfach dadurch erhalten, dass der Eingang des Schreibers zeitlich auf eine Anzahl unterschiedlicher Grossen aufgeteilt wird, die aufgezeichnet werden sollen.

Grundaufgabe der Erfindung ist es also, einen verbesserten Schreiber zu schaffen.

Erfindungsgemäss wird ein Analog-Digital-Konverter verwendet, um ein analoges Signal, das aufgezeichnet werden soll, in eine digitale Form umzuwandeln, und um selektiv gewisse Schreibelektroden einer Anordnung aus einer Reihe solcher Elektroden zu erregen, um das aufzuzeichnende Signal auf einen elektrographischen Registrierstreifen zu schreiben, so dass im Schreibteil des Schreibers keine sich bewegenden Teile benötigt werden, so dass relativ hohe Frequenzen aufgezeichnet werden können.

Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung enthält der Analog-Digital-Konverter eine elektronische Zählschaltung, um ein Bezugssignal zu erzeugen, das proportional der Zählung des Zählers ist, um dieses mit dem aufgezeichneten Signal zu vergleichen, so dass ein Abweichungssignal gebildet wird, das die Zählung der Zählschaltung kontrolliert, um Änderungen

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im Eingangssignal zu folgen, so dass die Präzision einer NuI1-Balance-Schaltung erreicht wird, aber mit der Geschwindigkeit einer elektronischen Zählschaltung.

Gemäss einer speziellen Weiterbildung der Erfindung öffnet der Ausgang des Analog-Digital-Konverters nach einer geeigneten Verweilzeit eine ausgewählte Gatterschaltung, um die Schreibspannung durch das Gatter an die ausgewählte Schreibelektrode der Schreibelektrodenreihe durchzuschalten, so dass der Analog-Digital-Konverter nicht die relativ, hohe Schreibspannung abzuhalten braucht, und so dass das Signal während der Zeit, in der die Schaltung aus der Mull-Balance heraus ist, nicht aufgezeichnet wird.

Gemäss einer weiteren Ausbildung der Erfindung enthält der Analog-Digital-Konverter einen bidirektionalen Zähler, um eine höhere Signalverfolgungsgeschwindigkeit zu erhalten.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung} es zeigern Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung eines Schreibers

mit Merkmalen der Erfindung;
Fig. 2 eine Detailschaltung des in Fig. 1 mit Linie 2-2 umschlossenen

Teils; -

Fig. 3 schematisch eine andere Ausführungsform des in Fig. 1 mit der

Linie 3-3 umschlossenen Teils}
Fig. 4 eine andere Ausführungsform der in Fig. 3 mit Linie 4-4 um-

schlossenen Schaltung} und
Fig. 5 eine andere Ausführungsform des in Fig. 1 mit der Linie 5-5

umschlossenen Teils. ' _A11._t«.

1.09827/0080 bad onion«.

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In Fig. 1 ist ein Schreiber 1 nach der Erfindung dargestellt. Der Schreiber weist zwei Eingangsklemmen 2 auf, über denen das aufzuzeichnende Signal Ei steht. Typischerweise liegt das Signal in analoger Form vor und repräsentiert eine Änderung in einer physikalischen Grosse, die gemessen wird, beispielsweise mechanische Spannung, Temperatur, Druck, elektrischer Strom usw. Das Eingangssignal wird einem Eingang eines Fehlerdetektors (Komparator) 3 zugeführt, in dem das Eingangssignal mit einem Bezugssignal Er verglichen wird, um ein Abweichungssignal Ee zu erhalten, das einer Gatterschaltung in einem Impulsgenerator 4 zugeführt wird, um einen Zug von Ausgangsimpulsen vom Impulsgenerator 4 ein- oder aus zu gattern oder in anderer Weise zu kontrollieren.

Die gegatterten Ausgangsimpulse vom Impulsgenerator 4» von beispielsweise 10 MHz, werden über eine Schiene 5 ^an cLie Steuereingänge einer Reihe von Binärschaltungen 6 (Flipflops) geschickt, die in eine geschlossene Schleife geschaltet sind, um ein Schieberegister oder einen Ringzähler 7 zu bilden. Geeignete Binärschaltungen sind beispielsweise Flipflops der Firma Fairchild Modell Uli 923 JK. Eine der Binärschaltungen 6¹ ist so in den Ring der Binärschaltungen 6 eingeschaltet, das sie anfänglich eine andere Ausgangsspannung zeigt als alle anderen Ausgänge, wie durch die gekreuzten Eingangs- und Ausgangs-Leitungen angedeutet ist. Diese entgegengesetzte Ausgangsspannung läuft um die Ringschaltung 7 in Sohritten von einer Binärechaltung 6 mit jedem Eingangsimpuls vom Impulsgenerator 4· Die gemeinsamen Ausgänge der Binärschaltungen 6 sind jeweils an getrennte Gatter 8 geschaltet, die ein Schreibpotential an eine Reihe von isolierten Schreilielektroden 9 durchschalten. Zur Erläu-

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terung sind nur fünf der Schreibelektroden 9 in der Zeichnung dargestellt. In einem praktischen Schreiber hoher Auflösung kann die Reihe jedoch wenigstens 100 solche Elektroden enthalten, die in einer linearen Reihe angeordnet sind, die sich lateral quer über einen Registrierstreifen 11 erstreckt, auf dem das Eingangssignal aufgezeichnet werden soll.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Gatter 8 normalerweise offen, so dass eine Spannung von +500 Volt an alle Schreibelektroden 9 angelegt ist, mit Ausnahme von einer Schreibelektrode, nämlich derjenigen, die über Gatter 8 mit dem Ausgang der Binärschaltung 7 verbunden ist, die eine andere Ausgangsspannung zeigt als alle anderen Binärschaltungen. Diese Binärschaltung mit entgegengesetzter Ausgangsspannung schliesst das angeschlossene Gatter 8, so dass die Spannung an der von ihm kontrollierten Elektrode 9 von +300 Volt auf Massepotential fällt.

Eine zweite Schreibelektrode 12 in der Form einer leitenden Platte ist gegenüber den Schreibelektroden 9 angeordnet und wird vorzugsweise auf einer relativ hohen positiven Spannung betrieben, beispielsweise +600 Volt gegen Erde. Die normalerweise vorhandene Differenz von 300 Volt zwischen den Schreibelektroden 9 und. der zweiten Elektrode 12 reicht nicht aus, um ein elektrostatisches Schreiben auf dem elektrographischen Schreibstreifen 11 hervorzurufen. Venn jedoch die Differenz von 600 Volt zwischen der geerdeten Elektrode 9 und der zweiten Schreibelektrode 12 auftritt, reicht die Spannungsdifferenz aus, ein elektrostatisches Schreiben zu bewirken, indem eine Linie negativer Ladung auf die di-

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-rad 109827/0080

elektrische Fläche des leicht leitenden Schreibpapiers 11 abgelegt wird.

Der Schreibpunkt auf dem Registrierstreifen 11 kann also entsprechend der elektronischen Verschiebung der einen Ausgangsspannung mit entgegengesetztem Vorzeichen um die Ringschaltung 7 herum seitlich verschoben werden. Das ist ausserordentlich bedeutsam, weil jetzt die Schreibgeschwindxgkext nicht durch Trägheit, mechanische Lose, Reibung usw. begrenzt ist, die mit einem sich bewegenden Schreibmechanismus verbunden ist, wie es ein Schreibstiftantrieb und Schlitten oder ein Galvanometerwerk ist. Die Schreibgeschwindigkeit ist nur durch die Zeit begrenzt, die dazu benötigt wird, ein ausreichendes Ladungsbild, das entwickelt werden kann, niederzulegen und durch die Zeit, die dazu benötigt wird, den Ausgang der Ringschaltung 7 zu verschieben.

Eine Uull-Balance-Schreiberschaltung mit geschlossener Schleife wird dadurch erhalten, dass die Ausgänge der Binärschaltungen 6 diirch Dioden

13 mit allmählich immer höherwertigen Punkten eines Widerstandes I4 verbunden werden. Eine Spannung Er wird von einem Ende des Widerstandes

14 abgenommen und dem Bezugseingang des Fehlerdetektors J zugeführt, um mit dem Eingangssignal Ei verglichen zu werden, so dass ein Differenz- oder Abweichungssignal Ee entsteht. Ersichtlich ändert sich die Bezugsspannung Er in ihrer Amplitude entsprechend der Zählung (Position des entgegengesetzten Ausgangs in der Zählschaltung 7). Die Zählung bleibt also stehen oder verweilt an einem Punkt, an dem Nullbalance erreicht ist, weil der Ausgang Ee des Fehlerdetektors 3 die Impulse vom Impulsgenerator 4 *>^ei Nullbalance abschaltet.

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Die binäre Ausgangsspannung, die dem Widerstand 14 und den Gattern 8 an dem Punkt des beweglichen Ausgangs zugeführt wird, liegt im Falle der erwähnten Flipflopstype uL 923 bei etwa 3 Volt. Eine Kollektorbetriebsspannung Tec wird den Flipflops 6 über Schiene 15 zugeführt. Diese Flipflops 6 haben eine Betriebsfrequenz von 2 MHz. '

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Ringschaltung ¹J sind der Impulsgenerator 4> der Fehlerdetektor 3 und der Widerstand 14 so geschaltet, dass bidirektional gezählt oder verschoben werden kann, so dass der sich verschiebende Ausgang nicht vollständig um die Schaltung 7 herum verschoben werden muss, wenn sich die Schreibrichtung umkehrt. Eine bidirektionale Ringschaltung 7 erhöht also die Frequenz erheblich, mit der die Schaltung dem Eingangssignal folgen kann.

In Fig. 2 ist die Gatterschaltung 8 mit mehr Einzelheiten dargestellt. Das Gatter 8 enthält einen Transistor 17 oder ein anderes geeignetes Gerät, beispielsweise einen gesteuerten Siliziumgleichrichter; der Kollektor 18 ist mit der Schreibelektrode 19 verbunden. Der Emitter ist mit Erde verbunden. Die Basis 21 ist mit dem Ausgang der Binärschaltung 6 verbunden, normalerweise Erdpotential., und zwar über einen 1 Kiloohm-Widerstand 22. Ein Strombegrenzungswiderstand 23 von 100 Kiloohm liegt zwischen dem Kollektor 18 und einer Quelle von +300 Volt Schreibspannung, beispielsweise einer Schiene 20. Wenn die Ausgangs-Schreibspannung von etwa 3 Volt von der Ringschaltung 7 ^an die Basis gelegt wird, wird der Transistor 17 leitend, so dass die Spannung an der Schreibelektrode 9 von +300 Volt auf Erdpotential fällt. Die Sohaltzeit des Transistors 17 ist so bemessen, dass sie grosser ist als die

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Betriebszeit der Binärschaltungen 6, so dass der Transistor 17 nicht getriggert wird, wenn nicht die Zählschaltung 7 verweilt, was bei fullbalance erreicht wird.

Der Teil der Schreiberschaltung 1 nach Fig. 1, der den Fehlerdetektor 3» den Impulsgenerator 4» <iie Ringschaltung 7 und- den Widerstand I4 in der dargestellten Schaltung enthält, ist als Analog-Digital-Konverter bekannt. Irgendeiner-der vielen bekannten Analog-Digital-Konverter kann in einem erfindungsgemässen Schreiber verwendet werden. Die Funktion besteht darin, das analoge Eingangssignal, das aufgezeichnet werden soll, in eine digitale Form umzuwandeln, um das Schreibpotential an die richtige Elektrode der Reihe 9 anzulegen. Gewisse bevorzugte Formen von Analog-Digital-Konverter-Schaltungen, die für einen Schreiber nach der Erfindung besonders gut geeignet sind, werden in Verbindung mit Fign. 5 und 4 noch erläutert.

Im Betrieb sorgt das Eingangssignal an den Klemmen 2 dafür, dass die Schreibelektroden 9 einen getreuen Kurvenzug des Eingangssignals auf das Registrierpapier 11 aufzeichnen. Wenn elektrostatisch auf elektrographisches Papier geschrieben wird, beispielsweise das Papier von Crown Zellerbach und Plastic Coating Corporation, wird ein Ladungsbild auf einem dielektrischen Film eines Papiers mit leicht leitender Rücksohicht niedergeschlagen. Die Elektrodenanordnung 9 kann relativ zum Streifen 11 bewegt werden, wie das in einem X-Y-Schreiber der Fall ist, der nicht dargestellt, oder das Papier kann umgekehrt an den Elektroden vorbeigeführt werden, wie in einem Streifenschreiber, wie er in Fig. 1 dargestellt ist.

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BAD

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Im Falle eines elektrograph.isch.en Streifenschreibers wird der Streifen 11 von einer Vorratsrolle 25 zwischen den Schreibelektroden 9 u^cL der zweiten Elektrode 12 mit einem motorangetriebenen Friktionsrad 24 vorbeigezogen· Das niedergeschlagene Signal-Ladungsbild 26 wird dadurch entwickelt, dass fein unterteilte, kolloidal suspensierte Pigmentpartikel aus einer dielektrischen Suspension eines Toners in Luft oder einer Flüssigkeit auf das Ladungsbild gezogen werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Partikel in eine dielektrische Flüssigkeit eingebettet wie Lösungsmittel IJr· 72 der Shell Chemical Company. Das entwickelte Bild wird dadurch fixiert, dass der befeuchtete Streifen 11 getrocknet wird.

Der flüssige Entwickler (Farbe) wird dem Streifen 11 mittels eines hohlen Farbkanals 27 zugeführt, der einen Farbgabeschlitz 28 aufweist, der durch die Unterseite des Kanals 27 geschnitten ist. Entwickler (Toner) wird einem Ende des Kanals 27 von einem nicht dargestellten Reservoir aus zugeführt und am anderen Ende von einer nicht dargestellten Pumpe unter weniger als Atmosphärendruck abgezogen. Der verringerte Druck auf dem Farbgabeschlitz 28 sorgt dafür, dass der Streifen 11 vom Luftdruck nach oben gegen den Schlitz gepresst wird, so dass der Schlitz 28 dicht abgeschlossen wird und die Farbe mit dem Bildteil des Streifens 11 in Berührung kommt, um dieses bei 29 zu entwickeln.

Venn ein elektroempfindliches Schreibpapier 11 verwendet wird, fliesst ein lokaler Strom von den Elektroden 9 in den Streifen 11. Dieser Strom ruft in einer Papiersorte ein Abbrennen einer undurchlässigen Schicht hervor, so dass eine kontrastierende, darunterliegende Schicht des Papiers freigelegt wird. Dann, ist keine anschliessende Entwicklung er-

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for&erlich, um ein sichtbares Bild zu erzeugen. Bei einem anderen elektroempfindlichen Schreibpapier 11 ruft der elektrische Strom durch Elektrolysewirkung eine Verfärbung des Papiers hervor, so dass ein sichtbares Bild des aufgezeichneten Signals erzeugt wird.

Skalenmarkierungen für Zeit und Amplitude können elektrographisch gleichzeitig mit der Signalaufzeichnung auf das elektrographische Papier gedruckt werden, wie es in den älteren Anmeldungen V 34 398 IXb/42d und T 34 396 IXb/42d beschrieben und beansprucht wurde.

Statt dessen kann das Schreibpapier 11 auch ein Vordruck sein, wie es in der Zeichnung dargestellt ist.

In Pig. 5 ist eine andere Analog-Digital-Konverter-Schaltung dargestellt als sie in Fig. 1 gezeigt ist. Bei dieser Ausführungsform unterscheidet sich der Analog-Digital-Konverter der Schreibschaltung J1 von der nach Fig. 1 darin, dass zwei binäre Dekadenzähler 32 und 33 anstelle des Schieberegisters oder Ringzählers ¹J nach Fig. 1 vorgesehen sind. Die beiden Dekadenzähler 32 und 33 bestehen jeweils aus vier Binärschaltungen 54» die so zusammengeschaltet sind, dass sie 1, 2, 4 bzw. 8 zählen. Durch unterschiedliche Kombinationen der Ausgänge der Binärschaltungen kann also von jedem Dekadenzähler 32 und 35 eine Zählung von 10 erhalten werden. Die Ausgänge der verschiedenen Binärschaltungen 34 jedes Dekadenzählers werden .in Addierschaltungen 35 addiert, die aus parallel geschalteten Widerständen bestehen, deren Leitwerte proportional im Verhältnis 1, 2, 4 bzw. 8 stehen. Die addierten Ausgangsspannungen jedes Addierers 35 werden durch einen Widerstand 36 bzw. 37» deren Leitwerte im Verhältnis 1 zu 10 stehen, geschleust, so dass dem Ausgang des ersten Zählers 32 nur ein Wert von einem Zehntel des Ausgangs des zweiten Zählers 33 zu-

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kommt. Der Ausgang des ersten Zählers stellt also Einser-Werte dar, und der des zweiten Zählers Zehner. Die Ausgänge beider Zähler Er werden im Fehlerdetektor 3 addiert und mit dem Eingangssignal Ei verglichen, um das Abweichungssignal Ee zu erzeugen, das den Impulsgeber 4 in der "beschriebenen V/eise steuert, um dafür zu sorgen, dass der Zähler weiter zahlt oder damit aufhört. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Zähler 32 und 33 so geschaltet, dass die Zählung mit einem Ausgang 9 beginnt. Wenn das nicht ausreicht, dem Eingangssignal das Gleichgewicht zu erhalten, zählt der Zähler zunächst in Zehnerechritten, d.h. 19, 29, 39, 49 usw., bis die Zählung höher ist als die Eingangsspannung, und dann wird die Zählung umgekehrt, und in Einerschritten nach unten gezählt, bis Nullbalance erhalten wird. Auf diese V/eise ist eine schnellere Zählung möglich als wenn der Zähler in Einerschritten zählen würde, bis Nullbalance erreicht wird.

Die Zähler 32 und 33 haben auch einen zweiten Ausgang, gleichwertig dem der zu den Addierern 35 führt, und dieser zweite Ausgang wird einem Decodierer 38 zugeführt. Der Decodierer 3Ö kombiniert mit einer geeigneten üblichen Diodenmatrix d^. : Gesamtheit von θ Ausgängen der Zähler 32 und 33 zu 100 getrennten AusgangsSignalen, um selektiv die betreffende Elektrode 9 der Schreibelektrodenanordnung zu erregen, die durch die Gesamtzählung der Zähler 32 und 33 bestimmt ist. Der Ausgang des Decodierers 38 wird den Gattern 8 zugeführt, die bereits in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben sind.

In Fig. 4 ist eine andere Ausfuhrungsform der Decodier- und Schreibelektroden-Anordnung nach Fig. 3 dargestellt. Bei dieser Ausführungs-

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form ist die Reihe von Schreibelektroden 9 in Zehnergruppen aufgeteilt, wobei alle Elektroden 9 in einer Gruppe mit der gleichen Zahl zusammengeschaltet sind, d.h. die Elektroden 1, 10, 20, 30 usw. Die zweite Schreibelektrode 12 ist in ähnlicher Weise in getrennt erregbare Segmente 39 unterteilt, die jeweils einer Gruppe von 10 Schreibelektroden gegenüberliegen. Jede Zählschaltung 32 und 33 hat ihre eigene Ausgangs-Decddier-Matrix 41 bzw. 42. Der "Einer"-Ausgang des ersten Decodierers 41 wird den Gatterschaltungen 43 zugeführt, die die zugehörige Schiene 44 erregen, die alle Elektroden gleicher Nummer in jeder Gruppe verbindet. Das den Elektroden über das Gatter 43 zugeführte Potential von beispielsweise -300 Volt reicht jedoch nicht aus, allein eine elektrostatische Schrift hervorzurufen. Gleichzeitig wird der Ausgang der zweiten Decodiermatrix 42 angeschaltet, um die "Zehner"-Gatter 45 so zu steuern, dass ein zweites Schreibpotential von +300 ToIt an das richtige Decodiersegment 39 gelegt wird. Die sich dadurch ergebende Spannung von -600 Volt reicht aus, eine elektrostatische Schrift auf dem tapier 11 an der betreffenden Elektrode der Reihe 9 hervorzurufen, die dem kombinierten Ausgang der Zähler 32 und 33 entspricht. Der Vorteil der Schaltung nach Fig. 4 besteht darin, dass die Elektrodenanordnung 9 einen Teil der Decoderschaltung bilden kann, so dass die Kompliziertheit der Decoderschaltungen 41 und 42 wesentlich verringert werden kann.

In Fig. 5 ist eine andere Eingangsschaltung für den erfindungagemässen Schreiber dargestellt. Genauer gesagt, ein Mehrkanalschreiber wird dadurch erhalten, dass eine Anzahl getrennter Bingangsklemmen 51 zusammen mit einem gemeinsamen Erdanschluss 52 verwendet wird. Ein elektronischer Umschalter 53 überwacht nacheinander jede der Eingangsklemmen

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und legt entsprechende Signale an den Fehlerdetektor 3« Die Ansprechzeit des Schreibers ist ausreichend klein, so dass praktisch die getrennten Signale als gleichseitig aufgezeichnet erscheinen, wenn auch die getrennten Eingangssignale nacheinander abgefragt und aufgezeichnet werden.

Der erfindungsgemässe Schreiber ist so beschrieben worden, dass 100 stiftartige Schreibeiektroden 9 verwendet werden, diese Zahl ist jedoch rein willkürlich und es können mehr oder.weniger als 100 Elektroden vorgesehen werden, je nach der gewünschten Auflösung der Aufzeichnung und der Kompliziertheit des Schreibers.

Ein erfindungsgemässer Schreiber hat ein Frequenzverhalten, das vergleichbar mit den besten verfügbaren Spiegelgalvanometerschreibern oder besser als das dieser Schreiber ist, wobei die Genauigkeit wesentlich verbessert ist und Signalgrössen breiter aufgezeichnet werden können.

/ Patentansprüche

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Claims

PATENTANWALT
DIPL.-ING. H. KLAUS BERNHARDT

8000 MÜNCHEN 23 · MAINZERSTR.5 V1 P1 39

Patentansprüche

1. Elektrographischer Schreiber mit einem Eingang, an dem aufzuzeichnende Signale gelegt werden, einer Reihe von isolierten SchreibeleKtroden, die selektiv mit elektrischen Schreibspannungen erregt werden,' um das aufzuzeichnende Signal auf ein elektrographisch.es Registriermittel aufzuzeichnen, das in der Nachbarschaft dieser Elektroden angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dasa ein elektronischer Analog-Digital-Konverter ohne bewegliche Teile, die seine Ansprechzeit begrenzen, zum Um^T.-;andeln von aufzuzeichnenden analogen EingangsSignalen in eine digitale Form so geschaltet ist, dass selektiv einzelne der Schreibelektroden mit der elektris hen Schreibspannung erregt werden, so dass das Eingangssignal auf dem Aufzeichnungsmittel aufgezeichnet wird, ohne dass eine sich bewegende Schreibelektrode erforderlich ist, um einen Schreiber mit hoher Grenzfrequenz zu schaffen.

2. Schreiber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Analog-Digital -Konverter eine elektronische Zählschaltung enthält, mit der ein Bezugssi^nal erzeugt wird, dessen Amplitude proportional der Zählung der Zählschaltung ist, eine Vergleichseinrichtung, mit der das Bezugssignal mit dem aufzuzeichnenden Signal verglichen wird, um ein Abweichungssignal zu erzeugen, das die Zählschaltung so steuert, dass diese weiterzählt, bis das Bezugssignal des Eingangssignal aus-

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balanciert, um eine Uullbalance-Zählung zu erzeugen, sowie eine auf die KuI!balance-Zählung der Zählschaltung ansprechende Schaltung, mit der das Schreibpotential an einzelne der Schreibelektroden selektiv angelegt wird, um das aufzuzeichnende Signal auf das elektrographische Registriermittel zu schreiben.

3· Schreiber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,_dass die Zählschaltung eine Reihe von Binär Schaltungen und einen Impulsgenerator aufweist, mit dem ein Impulszug aufgrund des AbweichungssignalB an die Binärschaltungen gelegt wird, um die Zählung der Zählschaltung zu steuern.

4. Schreiber nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass die Binärschaltungen zu einem Schieberegister zusammengeschaltet sind.

5· Schreiber nach Anspruch 2, 3 oder 4» dadurch gekennzeichnet, dass die Zählschaltung zur bidirektionalen Zählung geschaltet ist, so dass Änderungen des Eingangssignals schneller verfolgt werden können.

6. Schreiber nach einemcfer Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung, mit der Schreibspannung an die Blektroden gelegt wird, eine Reihe von elektronischen Gattern aufweist, die selektiv für die Schreibspannung geöffnet werden, so dass diese zur ausgewählten Schreibelektrode durchgeschaltet wird, entsprechend der Ausgangszählung der Zählschaltung, so dass die Zählschaltung die Schreibspannung nicht abzuhalten braucht. .

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7ο Schreiber nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung vorgesehen ist, mit der nacheinander eine Anzahl von aufzuzeichnenden Eingangssignalen an die Singangsklemme zeitlich versetzt gelegt werden, wobei die zeitliche Versetzung ausreichend kurz ist, so dass praktisch die aufgezeichneten Signa,le als im wesentlichen gleichzeitig aufgezeichnet erscheinen.

8. Schreiber nach einem der Ansprüche 1-7» dadurch gekennzeichnet, dass ein Vorrat für das elektrographische Registriermittel in Band-. form und eine-Einrichtung vorgesehen sind, mit der das Registrierband an der Reihe Schreibelektroden vorbeigezogen wird, wobei die Schreibelektroden lateral zu dem Band angeordnet sind, um eine Streifenregistrierung zu erhalten.

9· Schreiber nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass das Registriermittel eine dielektrische Oberfläche auf einem Band aufweist, dass die Schreibelektroden ein latentes elektrostatisches Ladungsbild auf der dielektrischen Oberfläche des Registrierbandes niederlegen, und dass eine Einrichtung vorgesehen ist, mit der ein flüssiger Entwickler dem Bild zugeführt wird, um dieses zu einer sichtbaren aufgezeichneten Spur auf dem Band zu entwickeint

10. Schreiber nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass das Registriermittel ein elektroempfindliches Band ist, und dass die Schreibelektroden einen lokalen elektrischen Strom in das Registriermittel fliessen lassen, um eine sichtbare, lokale, farblich kontrastierende Spur auf dem Registriermittel zu erzeugen.

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L e e r s e i t e