DE1762093A1

DE1762093A1 - Schaltungsanordnung zum Erzeugen eines Ausgangssignals unter dem Einfluss eines Signals mit variabler Amplitude,wenn sich diese Amplitude innerhalb eines gewaehlten Bereichs befindet

Info

Publication number: DE1762093A1
Application number: DE19681762093
Authority: DE
Inventors: Olsson Tore Bertil Reinhold; Nilsson Ake Valentin
Original assignee: Bofors AB
Current assignee: Saab Bofors AB
Priority date: 1967-04-03
Filing date: 1968-03-30
Publication date: 1970-03-19
Also published as: JPS4814851B1; FR1574015A; SE323139B; US3581109A; GB1222554A; BE712741A; DE1762093B2; NL6804648A

Description

PAItNlANW¹ALI t DIPL-CHEM. DR. WERNER KOCH · DR.-ING. RICHARD GLAWE DIPL-ING. KLAUS DELFS HAMBURG-MÖNCHEN 1762093

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Aktiebolaget Bofors, Bofors/Schweden,

Schaltungsanordnung zum Erzeugen eines Ausgangseignais unter dem Einfluß eines Signals mit variabler Amplitude, wenn sich diese Amplitude innerhalb eines gewählten Bereichs befindet

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen eines Ausgangssignals unter dem Einfluß eines Signals mit variabler Amplitude, wenn sich diese Amplitude innerhalb eines gewählten Bereichs befindet, insbesondere auf eine Schaltungsanordnung mit Kathodenstrahlröhren zur Amplitudenselektion und Anzeige der gewählten Amplituden. Im einzelnen bezieht sich die Erfindung auf Schaltungsanordnungen, die eine Kathodenstrahlröhre enthalten, in der ein zeitlich veränderliches Signal dem die Helligkeit steuernden Gitter der Kathodenstrahlröhre zugeführt ist und der mit diesem Signal modulierte Kathodenstrahl gleichzeitig in wenigstens einer Richtung abgelenkt

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungsanordnung dieser Art zu schaffen, bei der während der Ablenkung des Elektronenstrahls der Röhre angezeigt wird, wenn ie das dem die Helligkeit der Röhre steuernden Gitter zugeführte Signal einen bestimmten Wert hat oder innerhalb bestimmter Grenzen liegt«

Eine solche Anzeige ist von besonderer Bedeutung bei Infrarot-Fernsehkameras , die ein Wärmestrahlen aussendendes Objekt mittels eines optischen Systems abtasten« Dabei verwendet man eine solche Detektormethode, daß ein definiertes Verhältnis zwischen dem von einem Detektor für Wärmestrahler! erhaltenen Signal und der Intensität der den Detektor zugeführten Wärmestrahlung vorhanden ist und daß die Intensität der Strahlung von der Temperatur des Punkts abhängig ist, von dem die Strahlung ausgeht« Folglich hat die Amplitude des Ausgangssignals des Detektors ein definiertes Verhältnis zu der Temperatur der Strahlungsquelle«

Infrarot-Fernsehkameras dieser Art werden mehr und mehr für diagnostische Zwecke in der Medizin verwendet, beispielsweise kann die Möglichkeit, die Temperaturverteilung in einem bestimmten Bereich festzustellen, von erheblichem Vorteil sein. Wenn durch geeignete Mittel eine Abtastung in zwei rechtwinklig zueinander stehenden Richtungen durchgeführt wird, erhält man ein Bild auf dem Schirm' der Kathodenstrahlröhre, das beispielsweise ein menschliches Gesicht wiedergibt« Es handelt sich dabei um ein Schwarz-Weiß-Bild, dessen Schwärze oder Dichte eine Funktion der Temperatur an verschiedenen Punkten des Gesichtes ist. Es ist jedoch schwer, kleine Temperaturdifferenzen auszuwerten oder alle Punkte zu bestimmen,

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an denen dieselbe Temperatur herrecht.

Mittels der vorliegenden Erfindung ist es möglich, aus dem gesamten abgetasteten Gebiet diejenigen Flächen auszuwählen, in denen dieselbe Temperatur herrscht. Diese Auswahl führt man dadurch durch, daß «mm*-aus dem Signal, das in üblicher Weise das Bild in einer Vielzahl von wiederholt auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre nachgezeichneten Linien erzeugt, wobei dieses Bild in jedem Augenblick die Temperaturbedingunyen dee abgetasteten Objekts repräsentiert, beispielsweise des Geeichte einer Person, diejenigen Teile des Signals ausgewählt werden, die einen bestimmten Wert besitzen oder sich innerhalb bestimmter Grenzen befinden.

Um diejenigen Bereiche oder Abschnitte des Schirmbildes der Kathoden-' Strahlrohre klar abzugrenzen, deren Schwärze oder Di elite dem gewühlten Wert oder Wertebereich entspricht, wird gemäß der Briindung vorgeselien, dall der Elektronenstrahl der Kathodenstrahlröhre veranlagt wird, einen bestimmten lntensit.ttswert anzunehmen, d.h» , entweder einen Wert anzunehmen, der einer starken Helligkeit oder starker Dunkelheit auf dem Schirmbild entspricht, sobald ein Bereich oder Ausschnitt erreicht wird, der den gewählten Wert aufweist.

Xn anderen Worten beruht die vorliegende Erfindung auf Amplituden- ! selektion und Anzeige der ausgewählten Amplituden bei dem Strahl

einer Kathodenstrahlröhre, der in wenigstens einer Richtung ab-' gelenkt wird. Die Erfindung ist von besonderem Vorteil bei

Infrarot—Fernsehkameras, ist aber nicht auf diesen Anwendungsfall

beschränkt.

Die erfindungsgemäße Lösung seichnet sich im weaentlichen durch ■·/, '._:>

. ■ ■■»'.' die Kombination der Merkmale aus, daß eine erste Schaltungaeinrichtung zur Erzeugung eines eraten Hilfssignals vorgesehen , ist, daa eine im weaentlichen konatante Amplitude entsprechend Amplituden dea zu erzeugenden Auagangaaignala von einer unteren

Grenze dieaea Amplitudenbereiche bis über eine obere Grenze des Amplitudenbereicha hat, daß eine zweite Schaltungseinrichtung

f ' I

zur Erzeugung einea zweiten Hilfaaignala vorgesehen ist, daa

i eine im wesentlichen konstante Amplitude entsprechend Amplituden ·

des zu erzeugenden Ausgangssignals von der genannten oberen ;

Grenze bia unter die genannte untere Grenze hat, und daß eine !

dritte Schaltungaeinrichtung vorgesehen ist, die das Ausgangs· signal dann erzeugt, wenn daa erste Hili'ssignal erzeugt wird,

die jedoch das Ausgangesignal nicht erzeugt, wenn das erste j

Hilfssignal nicht eracheint oder wenn beide Signale erseugt

werden·

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben aich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand j

. ι . der Zeichnung· Darin istt '

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Infrarot-Fernsehkamera ml*--" der erfindungagemäßen Schaltung|

Fig* 2 zeigt die Beziehung zwiachen der Amplitude des Ausgangs··

signale eines Wärmestrahlungadetektora und der Temperatur

i ■' des Punktes, von dem die Strahlung ausgeht|

Fig« 3 zeigt eine Schaltung zur Festlegung des Amplituden-Auewahlbereichs ι

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Fig. 3A stellt die Form des von dem Detektor erzeugten Signals darf

Fig. 4 ist ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zur Amplitudenselektion innerhalb eines Auewahlbereichs mit vorbestimmten Grenzen)

Fig. 4A stellt verschiedene Kurven von ausgewählten Amplitudengrößen dar und

Fig. 5 ist ein mehr ins einzelne gehendes Schaltbild der Schaltung gemäß Fig. 4.

Das Blockschaltbild der Fig. 1 ist verbunden mit einer Infrarot-Fernsehkamera, wobei die optischen Abtasteinrichtungen, die üblicherweise Spiegel beinhalten, weggelassen sind. Der Abtaststrahl, der Strahlen innerhalb des Infrarotbereichs umfaßt, beispielsweise innerhalb des Bereichs von 2 bis 5 Mikron, trifft auf einen Detektor D. In der Praxis enthält der Detektor häufig einen InSb-Kristall, der zur Verbesserung der Rauschbedingungen üblicherweise mittels flüssigen Stickstoffs auf etwa -195° C gekühlt wird· Von dem Detektor erhält man ein Signal, dessen Amplitude entsprechend der Temperatur der Strahlungsquelle schwankt.

Fig, 2 zeigt eine Kurve, die für einen bestimmten Detektor die Amplitude S des Ausgangssignals als Funktion der Temperatur T des wärmestrahlenden Punkts angibt.

Der Detektor D in Fig. 1 ist mit einem Verstärker FF und einem Zwischenverstärker MF, einem sogenannten Schwarzpegelverstärker SNF und-einem Endverstärker SF verbunden, von dem die verstärkten

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Signale der die Helligkeit steuernden Elektrode einer Kathoden·» Strahlrohre KS zugeführt werden«

Der Elektronenstrahl dieser Kathodenstrahlröhre wird in einer Infrarot-Fernsehkamera vertikal für die vertikale Abtastung des Bilds und seitlich für die Zeilenabtastung abgelenkt| di-es wird dadurch erreicht, daß den Ablenkelektroden der Kathodenstrahlröhre Ablenksignale von einer Ablenkungseinrichtung SVG zugeführt werden, die in dem vorliegenden Beispiel sowohl Ablenkungssignale für die vertikale Ablenkung als auch für die horizontale Ablenkung abgeben muß.

Mittels des beschriebenen Systems kann man auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre ein Bild erhalten, das, da es sich aus dem beschriebenen Bereich der Infrarotstrahlung ergibt, selbstverständlich nicht völlig einem gleichzeitig aufgenommenen, normalen fotografischen Bild desselben Objekte entspricht, das aber so große Ähnlichkeiten aufweist, daß eine eingehende Identifizierung einzelner Details für medizinische oder technische Zwecke beispielsweise möglich ist·

Schaltungselemente und Schaltungseinheiten, die für die genannte Anordnung geeignet sind, sind in der Technik wohlbekannt und brauchen nicht näher beschrieben zu werden·

Wie bereits erwähnt, ist die Amplitude des Ausgangssignals des Detektors ein Haß für die Temperatur des Punkts, von dem die Wärmestrahlung ausgeht«

Bs sei nun angenommen, daß man auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre K8 eine ausgeprägte Angabe derjenigen Punkte auf dem abgetasteten

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BAD ORtGiNAL

Object «rhaltcn will, die «in« Temperatur innerhalb der Temperaturgrenzen Tl und T2 haben· Wie aue Fig, 2 ersichtlich ist, entspricht dieser Temperaturbereich denjenigen Detektorsignalen, deren Amplitude «wischen den Grenzen Sl und S2 liegt.

Das Problem, da· von der vorliegenden Erfindung gelöst wird, besteht darin, daß alle von dem Detektor eingehenden Signale, die innerhalb der Aaplitudengrenzen Sl und S2 liegen, einen Qrenswert - beispielsweise weiß oder schwarz - hinsichtlich der Punkte auf dem Bildschirm erzeugen, der von dem Elektronenstrahl getroffen wird, so daß man "die Reproduktion des thermischen Bandes" erhält«

Zu diesem Zweck ist eine Schaltungseinrichtung AU einem Verstärker parallel geschaltet, im vorliegenden Fall dem Schwarzpegeiverstärker MP* Die Schaltungseinrichtung AU wird nun näher beschrieben.

Fig· 3A aeigt das von dem Detektor D eraeugte Signal als Kurve A, das eine Funktion der Zeit oder in anderen Worten eine Funktion der Abtastung von beispielsweise einer horizontalen Reihe ist, die auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre durch eine Linie • reproduziert wird, deren Schwarze oder Dichte entsprechend der ;

0 I

Kurve A variiert»

Öle Abschnitte, die in einer bestimmten Höhe liegen, sollen aus der Kurve A ausgewählt werden, wobei im vorliegenden Fall der

mit S3 bezeichnete Abschnitt interessiert. Es ist offensichtlich

von Fig· 3A, daß die Kurve A den gewählten Wert bzw. die gewählte j Amplitude S3 in den Zeitpunkten ti und t2 hat. Wenn das von den

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Detektor erzeugte Signal den gewählten Amplitudenwert durchläuft,

nuß die zur Amplitudenwahl dienende Schaltungseinrichtung tätig werden, um einen völlig hellen oder völlig dunklen Punkt auf dem Bildschirm su erzeugen»

Ba iat selbstverständlich wünschenswert, daß der gewählte Wert oder die gewählte Amplitude - im vorliegenden Fall SJ - auf einen gewünschten Wert eingestellt werden kann| diesem Zweck dient die in Fig· 3 dargestellte Schaltungseinriohtung·

Die in Fig« 3 gezeigte Schaltung hat einen Eingang MF, von dem man aich vorstelle, daß er mit dem Ausgang des Zwiachenverstärkere ' NF in der in Fig· 1 dargestellten Weise verbunden iat· Der Auagang U der in Fig. 3 gezeigten Schaltung ist mit dem Eingang I der Schaltung gemäß Fig« 4 und 5 verbunden und gibt an diese Schaltung ein geeignetes Signal ab«

Die in Fig. 3 gezeigte Schaltung enthält einen Rechenverstärker F mit zwei Eingängen, der zwischen den Eingang MF und den Ausgang U · geschaltet ist· Das von dem Detektor kommende Signal wird von . dem Eingang MF über einen Widerstand R2 einem ersten Eingang des Rechenverstärkere F zugeführt, während an dem zweiten Ein·* gang des Rechenverstärkers F über einen Widerstand R3 Brdpotential liegt* Der Rechenverstärker F hat weiterhin eine negative Rück·* kopplung zwischen seinem Ausgang U und dem ersten Eingang über einen Widerstand Rm. Zwischen Erdpotential und eine niedrige Spannung, die mit -Vl bezeichnet ist, ist ein Potentiometer R5 geschaltet, das einen beweglichen Abgriff hat, der mit dem ersten Eingang des Rechenverstärkers F über einen Widerstand R4 verbunden ist.

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Entsprechend kann die Höhe des vom Verstärker F erhaltenen, verstärkten_t rückgekoppelten Signals mittels des Potentiometers R5 so eingestellt werden, daß es dann, wenn es dem Bereich bei S3 in Fig. 3A entspricht, einen Wert hat, der zwischen der Betriebsgrenze von beispielsweise +-2,5 Volt bezüglich eines Bezugspegels der Schaltung gemäß Fig« 4 und 5 liegt, so daß diese letzterwähnte Schaltung einen Grenzwert in einer später zu beschreibenden Weise erzeugt. Daraus ergibt sich, daß das Auegangssignal von Fig« 4 bzw. 5t das mit dem Gesamtsignal - im vorliegenden Fall - dem Endverstärker SF (Fig. l) zugeführt wird, das normale Signal in dem Endverstärker ausschaltet und dadurch einen völlig hellen oder völlig dunklen Punkt auf dem Bildschirm verursacht. Es wird nun unter Bezugnahme auf das Blockschaltbild der Fig. 4 und das Schaltbild der Fig. 5 beschrieben, auf welche Weise der Grenzwert erzeugt wird.

Fig. 4a zeigt Kurven für eine Mehrzahl repräsentativer Einstellungen· Die durchgezogene horizontale Linie O repräsentiert den gewählten Bezugspegel, der einer bestimmten Strahlungstemperatur entspricht) die gestrichelten Linien +V und -V repräsentieren die Grenzen des Bereichs, innerhalb dessen man einen Grenzwert für die Steuerelektrode der Kathodenstrahlröhre erhalten will. Drei Einstellungen sind gezeigt. Einstellung 1 zeigt ein unterhalb der unteren Grenzlinie -V beginnendes Signal, das durch den gesamten Bereich hindurchlauft und bei höheren Werten andauert« Offensichtlich wünscht man in diesem Fall den Grenzwert zwischen den Punkten t la und t Ib zu erhalten. Bei der zweiten Einstellung 2 steigt das Signal

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von einem Vert unterhalb des Bereichs in den Bereich hinein und fällt dann wieder darunter« Bei dieser Einstellung ist der Grenzwert zwischen den Punkten t 2a und t 2b zu erhalten· Bei der Einstellung 3 ist ein Signal gezeigt, das von einem wert unterhalb des Bereichs durch diesen hindurch auf einen Wert· oberhalb des Bereichs ansteigt und dann unter den Bereich zurückkehrt· Offensichtlich will man in diesem Fall den Grenzwert zwischen den Punkten t 3* und t 3b sowie entsprechend zwischen den Punkten t 3c und t 3d erhalten, nicht jedoch zwischen den Punkten t 3b und t 3c.

Pig· 4 zeigt eine Schaltung zur Erzeugung des erwähnten Grenzwerts· Signale im Punkt I, von dem angenommen sei, daß er mit Punkt U in Fig. 3 verbunden sei, werden über die Widerstände R6, R7, R8 bzw· R9, RIO, RIl den Differentialverstärkern Dl und D2 zugeführt* Unter den Bedingungen des gewählten Beispiels verursacht ein dem Differentialverstärker D2 zugeführtes Signal ein Ausgangesignal am Verstärker, wenn es den Vert -V überschreitet! dabei ist dieses Ausgangssignal bei sämtlichen Eingangssignalen vorhanden, die oberhalb -V liegen, also auch dann, wenn diese Signale oberhalb +V liegen»

Das dem Differentialverstärker Dl über die Widerstände R6, R7 und R8 zugeführte Signal verursacht ein Ausgangssignal an diesem Verstärker, wenn es sich oberhalb der Grenze +V befindet· Die von dem Differentialverstärker Dl kommenden Signale werden über •inen Verstärker Fl dem Differentialverstärker D2 in solcher Weis« zugeführt, daß man für alle Signale oberhalb -V ein Aus-

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gangssignal von dam Ve-rstärker Ü2 erhält. Venn jedoch ein Signal oberhalb der Grenze +V erscheint, wird mittels des vom Verstärker Dl stammenden Ausgangssignals in Verbindung ■it dem Verstärker Fl das Ausgangssignal des Verstärkers D2 gelöscht« Durch Weiterleitung des Ausgangssignals dee Differentialverstärkers D2, durch den das Ausgangssignal nur dann vorhanden ist, wenn ein Signal mit einem Wert qberhalb -V, jedoch unterhalb +V₁ nicht jedoch wenn ein Signal unterhalb -V oder oberhalb +V

vorliegt, kann das gewünschte Signal von einem Differentialverstärker DJ erhalten werden, nämlich ein Ausgangssignal von dem Verstärker D3, das lediglich dann erscheint, wenn die den Eingang I ■ugefUhrten Signale einen Wert «wischen den Grenzen -V und +V haben·

Bs ist einfach, eine solche Verstärkung vorsusehen, daß das Auegangssignal des Verstärkers D3, wenn es des Endverstärker SF (Fig· l) gemeinsam mit den von dem Verstärker SNF eingehenden vollständigen Signalen zugeführt wird, diese Signale beherrscht, indes) entweder die Steuerelektrode der Kathodenstrahlröhre auf einen positiven Grenzwert gelangt, wodurch ein intensiv heller Punkt auf dem Schirm erreicht wird, oder zu einem negativen Grenzwert, in welchem Fall der fragliche Schirmpunkt dunkel wird« Damit ist das beabsichtigte Ergebnis erreicht.

Fig· 5 veranschaulicht die Schaltungsanordnung gemäß Fig· 4 in ihren Einzelheiten.

Es sei angenommen, daß das dem Eingang 1 zugeführte Signal anfangs einen beträchtlich negativen Wert gegenüber Erdpotential hat und

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dann auf Erdpotential ansteigt, um danach beträchtlich positive

.» ■ Werte gegenüber Brdpotential su erreichen«

Zunächst wird der den Verstärker D2 in Fig· 4 entsprechende Differentialverstärker beschrieben, der die npn-Transistören T3 und T4 enthält· Die Basis des Transistors T4 wird mit einer gegebenen, negativen Spannung über die Widerstände R18 und R19 versorgt, und der Transistor T4 erhält Strom über einen Widerstand Rl6, eine Diode D4 und einen Widerstand R15, wobei dieser :

Strom sich selbst derart steuert, daß infolge des Spannungsabfalls am Widerstand R15 die Emitterelektroden der Transistoren T3 und Τ4 annähernd die gleiche Spannung haben wie die Basis des Transistors Τ4· Die Verbindung zwischen den Widerständen R16 und RI7 liegt an einer höheren Spannung als die Basis des Transistors T4, jedoch sind die Spannungeabfälle a*n einem Transistor und einer Diode gering· Da das Signal beim Eingang I gegenüber Erdpotential immer weniger negativ wird, wird ein Punkt erreicht, bei dem der bis dahin nichtleitende Transistor TJ j

leitend wird und innerhalb eines kursen Zeitintervalls einen

t Spannungsabfall solcher Größe an dem Widerstand R15 verursacht, daß der Emitter des Transistors T4 im Vergleich mit der Basis des Transistors T4, die eine feste Spannung hat, positiv wird· Der Strom durch den Transistor T4 fällt nun auf Null, der Spannungsabfall am Widerstand RI6 ist gleichfalls Null und der Verbindungspunkt swisehen den Widerständen RK und R17 nimmt ein stark positives Potential an·

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BAD OWGINAl

Diese Bedingung herrscht, wenn das Signal am Eingang I im Sinne steigend positiver Werte anwächst· Die Spannung an der Basis des Transistors TJ wird durch einen Widerstand Rl4 und eine Diode DIl daran gehindert, stärker positive Werte als Brdpotential anzunehmen·

Wenn das Signal an Eingang I sich bis Erdpotential ändert und dann stärker positive Werte annimmt, wurde die Basis des Transistors T6 infolge des Widerstands R13 und der Diode DI2 auf näherungsweise Erdpotential gehalten, kann dann aber zusammen mit dem Signal auf Werte oberhalb Erdpotential ansteigen«

Ein Transistor T6 und ein pnp-Transistor T7 sind Bestandteile eines anderen Differentialverstärkers, der dem Verstärker Dl in Fig. 4 entspricht· Wenn sich die Basis des Transistors T6 auf Erdpotential befindet, fließt Strom durch den Transistor T6 und verursacht einen Spannungsabfall solcher Größe an dem Widerstand R2O, daß der Emitter des Transistors T6 sich wenig oberhalb Erdpotential befindet. Die Basis des Transistors T7 hat vermittelst der Widerstände R21 und R24 eine positive Vorspannung infolge der Tatsache angenommen, daß der Emitter des Transistors T7, der mit dem Emitter des Transistors T6 verbunden ist, anfänglich nahezu Erdpotential hat. Damit ist Transistor T7 nichtleitend und veranlaßt somit keinen Spannungsabfall am Widerstand R23· Wenn das Signal am Eingang 1 in Richtung stärker positiver Werte anwächst, erscheint eine solche Spannung an der Basis des Transistors T6, daß der Strom durch diesen Transistor fällt und schließlich völlig aufhört» Der Spannungsabfall am Wider-

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stand R20 wird da*it derart vermindert, daß der Transistor T7 nichtleitend wird und dadurch einen Spannungsabfall aa Widerstand R23 verursacht, der annähernd der Spannung an der Basis des Transistors T7 entspricht* Es erscheint soait τοη sinsr bestimmten positiven Spannung bei· Eingang I ab ein Ausgangs« signal aa Widerstand R23 und bleibt bei allen stärker po'sitiven Spannungen am Eingang I*

Es wurde schon beschrieben, wie von einer bestirnten negativen Spannung gegenüber Brdpotential an und bei stärker positiven Spannungen am Eingang I ein Ausgangssignal an den Verbindungspunkt zwischen den Widerständen Rl6 und R17 in Form eines Spannungsanstiegs auf einen erheblich positiven Wert erscheint, der in wesentlichen nit der Speisespannung übereinstimmt. Bs soll nun dies Ausgangseignal von den Transistor T4 beendet werden, wenn die Spannung am Eingang I so positiv geworden ist, daß ein Ausgangssignal für den Transistor T7 in der Form einer positiven Spannung an oberen Ende des Widerstands R23 angestiegen ist· Um dies au erreichen, wird die soeben erwähnte positive Spannung an oberen Ende des Widerstands R23 über einen Widerstand R22 der Basis eines npn-Transistors T5 zugeführt, der dadurch leitend wird und einen Stromweg über den Widerstand Rl6 und eine Diode DI3 - eine Zener-Diode zur Erlangung fester Spannungsbedingungen - einen Transistor T5 und eine Diode D5 öffnet. Ein anderer Spannungsabfall erscheint am Widerstand Rl6, und der Verbindungspunkt zwischen den Wider-

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ständen Rl6 und R17 erhält eine niedrigere Spannung als dann, wenn die Spannung am Eingang I einen solchen Wert hatte, daß der Transistor Tk nichtleitend war*

Bei einer bestimmten, erheblich negativen Spannung gegenüber Erdpotential am Eingang I hat der Verbindungspunkt zwischen den Widerstanden Rl6 und RI7 somit eine Spannung, die niedriger ist als die Speisespannung, die von einem bestimmten negativen Spannungswert gegenüber Brdpotential am Eingang I an, der als dem Vert -V in Pig· 4 entsprechend angesehen werden kann, in eine erheblich positive Spannung übergeht, die im wesentlichen der Speisespannung gleicht und so lange bleibt, bis die Spannung ati der besagten Verbindungsstelle wieder auf einen niedrigeren Wert als die Versorgungsspannung sinkt, wenn die Spannung am Eingang I über einen positiven Vert (+V in Fig. 4) gegenüber Erdpotential ansteigt.

Un die variierenden Spannungsbedingungen an dem Verbindungspunkt •wischen den Widerständen RI6 und RI7 nutzbar machen zu können, ist ein dritter Üifferentialverstärker entsprechend D3 in Fig. vorgesehen· Dieser dritte Verstärker enthält zwei pnp-Transistören ΤΘ und T9. Die beiden Transistoren sind über einen Widerstand R25 ■it ihren beiden untereinander verbundenen Emitterelektroden an die positive Versorgungsspannung angeschlossen und jeder ist ait einem Kollektorwideretand R26 bzw· R31 versehen. Der Transistor ΤΘ erhält über den Widerstand R17 ·η seiner Basis die Spannung des Verbindungspunkts zwischen den Widerständen RI6

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und RI7. Die Baeia de· Transistors T9 erhält vermitteletder

Widerstände R27 und R28, die in Reihe mit den Wideretand Ra6

für den Traneietor T8 geechaltet sind, eine geeignete Vorspannung ^ sowie die Spannungeänderungen, die am Wideretand R26 aufgrund dee

Betriebe dee Traneietore T8 erscheinen«

Wenn die Spannung an dem Verbindungepunkt »wischen den Widerständen RI6 und RI7 niedri« ist, erhält der Traneistor TB Strom und veranlaßt einen bestimmten Spannungsabfall an dem Widerstand R26| aufgrund dieees Spannungeabfalle und des susätslichen Spannungsabfalls an dem Wideretand R28 wird der Strom durch den Transistor T9 sehr gering oder Null und wird der Span*· nungeabfall am Wideretand R3I eehr klein· Die Spannung an Punkt U3 ' unterscheidet eich nur wenig von Brdpotential· Die Spannung an Punkt U2 hat einen bestimmten positiven Vert aufgrund dee Spannung·» abfalle am Wideretand R26.

Venn aufgrund der Tatsache, daß der Transistor X4 nichtleitend *

ist, die Spannung an dem Verbindungepunkt swieohen den Viderständen RI6 und RI7 einen Vert nahe der poeitiven Versorgungsspannung erreicht hat, hört offensichtlich der StromflttB durch

j den Traneietor TS auf und verechwindet su eine« groSen Teil der

Spannungsabfall an dem Videretand R26, und der Punkt Ut erhält Brdp^tential. Gleichseitig erhöht sich der Stromflu* durch dem Transistor T9 und es erscheint ein erheblicher Spannungsabfall an dem Videretand R31, wodurch Punkt Ü3 von Brdpotential Huf

einen poeitiven Spannungewert kommt»

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Wenn der Transistor T5 leitend geworden ist bei Eingangsspannungswerten oberhalb des Wertes +V, fällt die Spannung an dem Verbindungapunkt awiachen den Widerständen R16 und RI7 entsprechend den obigen AuafUhrungen auf einen geringeren positiven Wert» Dieser positive Wert ist so niedrig gewählt, daß der Transistor T8

Strom erhält und einen Spannungsabfall an dem Widerstand R26 !

und damit die Betätigung des Transistors T9 in solcher Weise

veranlaßt, wie es vorher für den Fall beschrieben wurde, wenn aufgrund der Tatsache, daß der Transistor T4 leitend ist, der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen RI6 und RI7 einen geringen Spannungewert hat) d.h., daß der Punkt U2 nunmehr einen positiven Spannungswert annimmt und Punkt U3 näherungsweise Erdpotential erhält.

Der Ausgangspunkt U2 hat also einen positiven Spannungswert bei Signalen am Eingang I, die stärker negativ sind als der Spannungswert -V, und bei Werten zwischen -V und +V näherungsweise Erdpotential, während bei stärker positiven Werten als +V die Spannung am Ausgangspunkt U2 wieder einen positiven Wert erreicht.

Der Ausgangspunkt l>3 hat bei Signalen am Eingang I unterhalb -V näherungsweise Erdpotential, während bei Signalen innerhalb

des Bereichs zwischen -V und +V eine positive Spannung vor- _; liegt) bei stärker positiven Signalen als +V^ nimmt der Ausgangspunkt l>3 wiederum Erdpotential an*

Es zeigt sich also, daß an den Ausgängen U2 und U3 Signale erhältlich sind, die innerhalb des Gebiets zwischen -V und +V

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einen ersten Vert, jedoch außerhalb die··· Bereich· einen anderen Wert aufweisen· Aa Ausgang U2 aind der erste Vert etwa gleich Erdpotential und der zweit· Vert positiv, während am Auegang U3 der erste Vert positiv und der zweite Vert etwa entsprechend Erdpotential sind· Das Signal wird in der in Fig· I gezeigten Weise von den Ausgängen U2 oder U3 de» Bndverstärker SF zugeführt, und es besitzt eine ausreichende Stärke, um das von dem Verstarker SNF eingehende Signal zu unterdrücken· Das letzterwähnte Signal enthält den vollständigen, abgetasteten Amplitudenbereich, so daß beispielsweise bei Signalen mit Spannungswerten zwischen -V und +V die Steuerelektrode der Kathodenstrahlröhre KS vollen Strom erhält und diese Signale also einem hellen Lichtfleck auf dem Bildschirm entsprechen·

Bs zeigt sich also, daß die beschriebene Anordnung die Auswahl und Anzeige von Signalen gestattet, die einem schalen, ausgewählten Amplitudenband oder Temperaturband auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre entsprechen.

Schließlich wird erwähnt, daß einige der in Fig. 5 gezeigten Dioden nicht beschrieben wurden, da sie aus Sicherheitsgründen und zur Spannungsstabilisierung lediglich vorgesehen sind und daher für eine Schaltungsanordnung der erfindungsgemäßen Art nicht wesentlich sind· '

Die Erfindung wurde zwar unter Bezugnahm· auf ein bestimmtes, mit besonderen Vorzügen ausgestattetes Beispiel beschrieben| es versteht sich aber für den Fachmann, der die Erfindung verstanden hat, daß verschiedene Änderungen und Abweichungen ohne . · Abweichung von dem Brfindungegedanken möglich sind·

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Claims

is

Patentansprüche V/ 6 2 O 9 3

/ l)T)lBohaltungsahordnung zum Erzeugen eint η A- ?angs~. signale unter dem Einfluß eines Signale mit variabler Amplitude, wenn sicli diese Amplitude innerha.ll -sines gewählten Bereiohs befindet, gekennzeichnet duroh die Konbinatlon der Merkmale_f

daß eine erste Sohaltungseinriohtung (Ry, HiO₁ RIl und R12) zur Erzeugung eines ersten Hilfssignals vorgesehen ist, das eine la wesentlichen konstante Amplitude entsprechend Amplituden des zu erzeugenden Ausgangssignals von einer unteren Grenze (-V) dieses Ampli'tudenberelchs bis über eine obere Grenze i-t-V) de· Aaplitudenbereiohs hat,

daß eine zweite Sohaltungseinriclitung (a6, R7, ΗΘ und Dl) zur Erzeugung eines zweiten Hilfssignals vorgesehen ist, das eine im wesentlichen konstante Amplitude entsprechend Amplituden des zu erzeugenden Ausgangssignals von der genannten oberen Grenze (+Y) bis unter die genannte untere Grenze (-V) hat, und

dafi eine dritte Schaltungseinrichtung vorgesehen ist, •die das Ausgangesignal dann erzeugt, wenn das erste liilfssignal erzeugt wird, die jedooh das Ausgangssignal nicht erzeugt, wenn das erste Hilfesignal nioht erscheint oder wenn beide Signale erzeugt werden.

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2) Schaltungsanordnung naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Schaltungeeinrichtung je einen Differentialverstärker (D2, T3, ¹M bzw. Di, T6_t T?) mit jeweils zwei Eingängen umfassen, von denen je ein Eingang so geschaltet ist, daß er ein konstantes, bestimmtes Signal erhält, während der andere Eingang so geschaltet ist, daß er ein Signal veränderlicher Größe erhält, wobei die Eingänge ein im wesentlichen konstantes Signal erzeugen, wenn das Eingangssignal mit veränderlicher Amplitude eine bestimmte Amplitude im Vergleich mit den bestimmten, konstanten Signal hat.

3.) Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Differentialverstärker zwei Transistoren (T3, Tk bzw. T6, T7) mit jeweils einer Basis, einem Kollektor und einem Emitter sowie einen gemeinsamen Widerstand (R15 bzw. R2O) für die Emitter der beiden Transistoren enthält und daß das Signal mit veränderlicher Amplitude der Uasis eines der Transistoren (T3 bzw. Tb) jedes Verstärkers zugeführt ist und das konstante Signal der Basis des anderen Transistors (Tk bzw. T7) jedes Verstärkers zur Bildung als konstante Vorspannung an der BtsLs dieses anderen Widerstandes zugeführt ist, wobei das konstante, bestimmte Signal das erste nilfesignal bildet und das zweite Hilfssignal durch einen Spannungsabfall an einem Widerstand (Rl6 und R23) erzeugt wird, der mit den Kollektoren der beiden anderen Transistoren (¹Tk und T7) verbunden ist.

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>ί, ) Schaltungsanordnung nach Anspruch 3i dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen zwei Punkten konstanten Potentials liegender Spannungsteiler (1118 _f Uly und R2i) zur Erzeugung des konstanten Vorspnnnungssignals mit einem zwischen den ueidon Punkten konstanten Potentials liegenden Punkt mit den Hasen der heiden anderen Transistoren (T4 und TV) verbunden ist.

¹J.) Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Basen der beiden Transistoren (Tj und T(>) eine Einrichtung (lll't, Uli und R13, 1)12) zur Uegrenzung des der Uasis dieser Transistoren zugeführten Signals verander Liclier Amplitude auf eine Seite eines der beiden Grenzwerte (-V oder +V) verbunden ist.

u.) Schaltungsanordnung nacli Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Signalbegrenzung einen Widerstand (ft±3, Ri^) umfaßt, der zwischen eine Quelle (i) iiir Signale veränderlicher Amplitude und die Hasen der Transistoren (Tj, T6) geschaltet ist, wobei Dioden (DU, 1)12) zwischen diesen Basen und einem Punkt konstanten Potentials vorgesehen sind.

/.) Schaltungsanordnung nach Ansprucli 3_f dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Schaltuiigseinrichtung einen Verstarker (Fi) enthalt, der mit den entsprechenden Diifercntialverstarkern derart verbunden ist, daß er von dem Diiferentiaiverstiirker (Di) das zweite Hilfssignai

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erhält und dasselbe zur Verstärkung dem zur Erzeugung des ersten Iliifssignals dienenden DiIferentialverstärker (l)2) zur Verstärkung zuführt, wodurch das erste llilfssignal gelöscht wird, wenn das zweite üilissignal erscheint unbeschadet der Fähigkeit des Dillerentialverstärkers (D2), das erste llilfssignal zu erzeugen.

8.) Schaltungsanordnung nach Anspruch /, dadurch gekennzeichnet, daU der Verstärker (Fx) einen frans is tor (T~j) mit einer Üasis, einem Emitter und einem Kollektor enthält, dessen lias is ::iiL einem Widerstand (n'i'j) ziisaiii.iengeschai te t ist, und daii der kollektor fies anderen Transistors (T/) des Differential Verstärkers (Tb, T/; zur Erzeugung des zweiten Iliifssignals und der Emitter—Kollektor des einen Transistors (T5) mit dera Kollektor des anderen Transistors ('Th) des Differential Verstärkers (Tj, Th) zur Urzeugung des ersten Hilfssignals zusannuengesehal tet ist.

9.) Schaltuugsanordnung naca Anspruch ti, dadurch gekennzeichnet, daU der Transistor (tj) des Verstärkers mit dem anderen Transistor (T/) des Differentialverstärkers zur Erzeugung des zweiten Iliifssignals über wenigstens eine Diode (üh) verbunden ist.

10.) Schaltungsanordnung nach Anspruch £, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (¹Vj) des Verstärkers mit dem anderen Transistor (T/) des-Differentialverstärkere zur Erzeugung des zweiten Hillssignais über wenigstens eine Zener-Diode (DIi) verbunden ist.

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Ii.) Schaltungsanordnung nacli Anspruch /, dadurch gekennzeichnet, daü sie eine Einrichtung (DIt) zur l'hasenuuikelir entiiält, dall das erst« Hilfssignal, das von dem Dill erentialveretärker (1J2) erzeugt wird und das durch das Erscheinen des zweiten Hilfssignals auslöschbar ist, der Einrichtung (D3) zur Phasenumkehr zugeiührt ist, die dem Aus//angssignul eine vorher bestimmte Charakteristik verleiht.

12.) Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekenn-

sich
zeichnet, daß/das Ausgangesignal durch die Anwesenheit eines

Stroms auezeichnet.

13·) Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daü sich das Äusgangssiiznal durch die Abwesenheit eines Strome auszeichnet.

14.) Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dall das Ausgangesignal eine positive Spannung ist.

1^:). ) Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daU das Ausgangssi.uial eine negative S])aiinung ist.

10.) Schaltungsanordnung nach Anspruch I5, dadurch <_:ekennzeichnet, daU die Einrichtung zur Phasenumkehr einen UiIf ereilt i al· verstarker Bit zwei Transistoren (Tb₁ l'ij umiaüt, die je eine Basis, einen Emitter und einen kollektor aulweisen, daU ein Widerstand (H25) gemeinsam für die Emitter beider Transistoren und je ein Widerstand (R 2b bzw. H31J für den Kollektor jedes Transistors vorgesehen ist, dall der Spaununusablall an dem entsprechenden Kollektorwiderstand entsprechend der gewünschten

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Charakteristik des Ausgangssignals einstellbar ist, und daß der Spannungsabfall an den Kollektorwiderstand (R26) des einen Transistors (Τβ), der von dem Differentialverstärker (D2, Tk) ein Signal zur Erzeugung des ersten Hilfssignals erhält, der Basis des anderen (T9) dieser Transistoren zufiihrbar ist.

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