DE1766186A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Bemustern einer sich staendig wiederholenden Wellenform - Google Patents

Description

!irma Cambridge Consultants, Limited, Cmbmdge/England

Verfahren und "Vorrichtung zum Bemustern einer sich ständig wiederholenden Wellenform

Die Erfindung "bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bemustern einer sich ständig wiederholenden Wellenform.

Oszillographen, die durch eingebaute Zeifbasen gesteuert werden, werden gewöhnlich zur Aufzeichnung sich wiederholender Wellenformen zum Zwecke der Beobachtung und der Wellenformanalyse verwendet<, Jedoch liegt die obere !Frequenzgrenze sogar bex den besten Oszillographen ungefähr bei 100 MHz, und eine typische Anstiegszeit, welche verarbeitet werden liarm, ist 8 bis 110 nano aek_e Deshalb ist zum Zwecke der Aufzeichnung sehr viel höherer Frequenzen und Impulse mit schnelleren Anstiegszeiten ein besonderes Verfahren erforderlich,, ,"■

u siehl; sowohl eü< VerfahL-eir al,, auch eine vor, die e Lrie iiono 'i'ücIuj-Ll-. zinn iiemaubevn einer

109825/0589

BAD ORfGiNAL

1766195

sich ständig wiederholenden Wellenform verwenden, die es ermöglicht, Signale herzustellen, die zur Aufzeichnung einer Wellenform verwendet werden können»

Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren zum Bemustern einer sich ständig wiederholenden Wellenform vorgesehen, das folgende Stufen aufweist: Bemustern der Wellenform in auf- ^ einanderfolgenden Zeitpunkten, Speicherung eines Signals, das auf einem ersten Muster beruht, und Änderung des gespeicherten Signals in Übereinstimmung mit der Differenz zwischen dem gespeicherten Signal und einem au-f ein folgendes Muster bezogenen Signal, wobei ein Ausgang vorgesehen ist, der in der Amplitude aufeinander folgenden Punkten in einem Zyklus der Wellenform entspricht„

Gemäß der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zum Bemustern

einer sich ständig in aufeinanderfolgenden Zeitpunkten wiederholenden Wellenform vorgesehen, die ein Differentialtor, an dessen einen Eingang die Wellenform angelegt wird, eine Speichervorrichtung, die mit einem Ausgang des Tores verbunden ist, eine Rückkopplung von der Speichervorrichtung zu einem zweiten Eingang des 'lores und Steuermittel aufweist, um das !'or üu den aufeinanderfolgenden Zeitpunkten zu öffnen, wobei von dem Tor eine Ausgangsleistung erhalten wird ^, die von der Di£levenz in der Amplitude «wischen den aufeinanderfolgenden

109825/0569 BAD i

"■⁵" 1766106

Mustern ■ abhängig ist, und von der Speichervorrichtung eine ■ Ausgangsleistung erhalten wird, die in der Amplitude auf- ,

einanderfölgenden Spitzen in einem Zyklus der Wellenform entspricht. '".."'■

Die Benutzung dieser Technik des Bäaausterns ermöglicht es, sbh wiederholende Wellenformen aufzuzeichnen, die sehr viel

höhere Frequenzen und schnellere Anstiegszeiten haben, als ; ~ es sonst möglich sein würde.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind mit den erfindungswesentlichen Merkmalen in den Figuren dargestellt» Es !Zeigen/

Fig. 1 schematisch ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Bemustern einer Wellenform,,

Fig. 2 schematisch ein Blockschaltbild einer Zeitbasisanordnung, die in der Vorrichtung gemäß Figo 1 verwendet g wird,

Fig. 5 und 4 schematisch monostabile Stromkreise für die Zeitbasis gemäß Fig. 2,

Fig. 5a und 5b eine bekannte Verstärkeranordnung und eine

für den Gebrauch in der Vorrichtung gemäß , Fig. 1 geeignete Verstärkeranordnung,

Fig. 6a und 6b gesperrte Differentialverstarkerahordnungeii

für die Vorrichtung gemäß Fig. 1 und

^BAD

7 66136

7 eine Schaltung zur Erzeugung einer Sägezahnwellenform_o

Die in Figo 1 dargestellte Schaltung weist einen Eingangsanschluß 1 auf, dem eine sich ständig wiederholende Wellenform zugeführt wird₀ Von dem Anschluß 1 wird die Wellenform direkt einem Bemusterungstor 2 zugeführt, und Bemusterungsimpulse, die von dem Eingang durch eine Zeitbasisanordnung 3 abgezweigt werden, um die Bemusterungszeitpunkte zu steuern, werden auch über eine Leitung 4 dem Bemusterungstor 2 zugeführt. Der Ausgang des Bemusterungstores ist über eine Leitung 5 an einem Differentialverstärker 6 angelegt, und der Ausgang des Verstärkers 6 ist über einen Kondensator 7 an einen Eingang eines zweiten DifferentialVerstärkers 8 ange- , schlossen- Ein zweiter Eingang für den Differentialverstärker ergibt sich von einem Synchronisierungsimpulsgenerator 9» und ein dritter Eingang für den Differentialverstärker 8 ergibt sich als Rückkopplung von dem Ausgang des Verstärkers über einen Speicherkondensator 0 quer zu einem Widerstand Rio Ein Signal von dem Speicherkondensator 0 wird auch einem nichtumkehrenden Verstärker 10 mit hohem Eingangssoheinwiderstand zugeführt, und der Ausgang dieses Verstärkers 10 ist an die Eingänge eines virtuellen Erdrüokkopplungsverstärkers 11 über einen Widerstand 12 und eines virtuellen Erdrüokkopplungsverstärkers 15 über einen Widerstand 14- gelegt. Ein

109S2S/0S69 BADORJGfNAI* -

- ³ ' 1766188

Ausgangsanschluß 15, der mit dem Ausgang des Verstärkers 11 Tei'bv.nden ist, ist für den Ausgang des Signals von dem Speicherkondensator G vorgesehen, welches sich in der Amplitude entsprechend der Amplitude der aufgenommenen Muster ändert, und ein Ausgangsanschluß 16 ist für den Ausgang einer senkrechten Ablenkspannung vorgesehen, die von dem Ausgang des Verstärkers 10 über einen Widerstand 17 für die Verwendung in einer Aufzeichnungsvorrichtung erhalten iird. λ

Ein Ausgang des Verstärkers 13 ist mit einer Vorspannungsschaltung 20 rückgekoppelt, und ein Ausgang dieser Vorspannung sschaltung ist über eine Leitung 21 an den Eingang des Bemusterungstores 2 gelegt, und ein zweiter. Ausgang ist über eine Leitung 22 an den Ausgang des Bemusterungstores 2 auf der Leitung 5 gelegt, die mit dem Eingang des Verstärkers' 6 verbunden ist, und ein dritter Ausgang ist über eine Leitung 23 an einen zweiten Eingang des Differentialver- ^

stärkers 6 gelegt.

Diese Schaltung sieht eine Wellenform-Bemusterungsvorrichtung vor, die es ermöglicht, einen ÜJeil einer Eingangswellenform in einer Zeit zu prüfen, welche im Vergleich mit der Wellenformpariode kurz 1st, und eine Spannung zu speichern, welche in der Amplitude proportional dem l'eil des Eingangssxgnals für eine Zeit ist, welche.im Vergleich zu der Eingangswellen-

formperiode lang sein kann,. Die Schaltung verwendet ein Verfahren, in welchem zu jeder Zeit, in der ein Muster genommen wird, ein Ausgangssignal erhalten wird,welches von dem Differentialsignal zwischen dem vorhergehenden Muster und dem in dieser Zeit genommenen Muster abhängig ist. Dies vermeidet die Notwendigkeit der Erzeugung einer gespeicherten Wellenform, Vielehe zu jeder Zeit von Null aus entsteht, wenn ein Muster genommen wird. Das System verwendet ein Rückkopplungiüverfahren, um zwischen den aufeinanderfolgenden Mustern ein Fehlersignal zu erzeugen.

Im Betriebe wird das Tor 2 für eine kurze Zeit im Zeitpunkt der Bemusterung durch die Bemusterungssteuerimpulse geöffnet, welche über die Leitung ^LV vom Generator 3 erhalten werden. Wenn nicht die Spannungen, die von der Torspannungsschal tung 20 dem Bemusterungstor 2 über die Leitung 21 und den zwei Eingängen des Verstärkers 6 zugeführt werden, derart sind, daß das Bemusterungstor ausgeglichen ist, erscheint ein !fehlersignal in der Leitung 5 an dem Eingang des Terstärkers 6» Die von dem Verstärker 6 erhaltene Ausgangsleistung ist eine Umkehrung der Eingangsleistung. Diese verstärkte Ausgangsleistung des Verstärkers 6 wird einem Eingang des Differentialverstärkerü 8 zugeführt. Von dem Ausgang des Differentlalverstärkerü 8 wird ein IFehlerspamiungssignal erhalten, welches sich auf die Differenz zwischen der Amplitude des ^ aufend entnommenen Musters und der Amplitude des vorhergehenden Husterii

10982S/0S69
BAD ORIGINAL

"⁷V 1766188

bezieht ΛDer Verstärker 8 ist ein Spezialverstärker, der einen'Strom verursacht, der gleich ist der Spannung an seinem Ausgang, dividiert durch den Widerstand H1 und der in den Speicherkondensator G hineinfließt, während der Verstärker "eingeschaltet¹¹ ist, so daß er leitet und kein Strom zu anderen Zeiten fließt. Die im Kondensator G auf-

gespeicherte und dem Eingang des Verstärkers 8 zugeführte Spannung ist so typisch für die Spannung des vorhergehenden "™ Küsters, die durch die Fehlerspannung verändert wird_o Diese Spannung am Kondensator G wird über den nicht umkehr enden Trennverstärker 10 mit hohem Eingangsscheinwiderstand, den Widerstand 14- und den virtuellen Erdrückkopplungsνerstärker 13 der Vorspannungsschaltung 20 zugeführt. Ein Signal von dem Verstärker 10 wird über den Widerstand 12 und den Verstärker dem Ausgangsanschluß 15 für die Benutzung durch das Kontrollinstrument zugeführt, das normalerweise ein Oszillograph ist. Eine Ausgangsleistung wird an dem Anschluß 16 über die Wider- (| stände 14 und 17 zur Steuerung der vertikalen Ablenkung des Oszillographen erhalten.

Die Empfindlichkeit des Systems wird durch die gleichzeitige Änderung der Verstärkungen der Verstärker 6 oder 8 und 13 verändert, während die Verstärkung des Verstärkers 11 in solch einer Weise konstant gehalten wird, daß die effektive Schleifenverstärkung auf der Basis von Muster zu Muster für ein Fehler-

109 8 2 6/0569

. i.

signal konstant ist und einen Wert von etwa 0,1 bis 2,0 hat, der von der verlangten Geräuschpegelsprungcharakteristik abhängt. Im normalen Betriebe belastet das das Bemusterungstor passierende Fehler signal die Eingangskapaziiät des Verstärkers 6 mit einer dem Fehler proportionalen Spannung„ Der Kondensator beginnt dann, sich entsprechend der Zeitkonstanten des Stromkreises zu entladen, und wenn diese Zeitkonstante genügend klein ist, verglichen mit der Torperiode, so daß der Zuwachs in dieser Periode die im Speicherkondensator 0 gespeicherte Ladung nicht beträchtlich beeinflußt, dann ist die effektive Verstärkung des Systems unabhängig von der Torperiode, vorausgesetzt, daß keine positive Rückkopplung im Bereich der den Verstärker 13 enthaltenden Schleife vorliegt. Wenn jedoch die effektive Schleifenveräbärkung für ein Fehlersignal in der Größenordnung von +1 sein muß, kann diese Bedingung nicht erfüllt werden, wenn nicht die Schleifenverstärkung für das Rückkopplungssignal viel kleiner

'

^w als dieses ist. Dies wird erreicht durch die Zuführung des Signals zu beiden Eingängen des Differentialverstärkers 6 durch die Vorspannungsschaltung 20 in solch einer Weise, daß das übliche Ausgangssignal des Verstärkers 6 auf Grund dieses Rüokkopplungssignals sthr klein ist, wodurch eine sehr kleine Schleifenverstärkung für dieses Signal während der Torperiode gegeben ist und sich nur das Fehlersignal an dem Eingang auf der Leitung 5 ergibt, das beträchtlich verstärkt ist. Wenn es keine Änderung in eier Amplitude zwischen dem in aufein-

109825/0569

anderfolgenden Zeitpunkten genommenen- Muster gibt», bleiben die Eingangsleistungen des DifferentialVerstärkers 6 konstant, und es ergibt sich keine Ausgangsleistung des Verstärkers 6 und keine Änderung in der Höhe der Ausgangsleistung an dem Anschluß 15· Es ist natürlich wichtig, daß die IFuktion der Abtastspannung im Oszillographen, die Zeitpunkte der Be- · musterung durch das Tor 2 und die Zeitpunkte der Schaltung des Verstärkers 8 synchronisiert sind, und die Methode, > ^j durch welche diese Synchronisierung erreicht wird, geht klar aus der folgenden Beschreibung der einzelnen Stroinkreisanordnungen hervor.

Es ist ein System vorgesehen, das einen Differentialeiiigangsveretärker, wie bei 6 gezeigt, aufweist, der sicherstellt, daß die Schleifenverstärkung für ein Rückkopplungssignal über einen bei 13 dargestellten Verstärker für einen £orStromkreis, der am Eingang des Differentialverstärkers 6 (| angeordnet ist, viel kleiner als 1 ist, während die Verstärkung für ein Fehlersignal annähernd gleich 1 ist. Die Anordnung eines gesperrten Verstärkers 8, der eine Rückkopplung verwendet, um sicherzustellen, daß der Ladestrom, . der dem Spöicherkondensator 0_m zugeführt wird, sich genau auf das lehlerspanmingssignal bezieht, zusammen mit der Anordnung der Verstärker 6,10 und 13, um die Rückkopplungsschleife zu vervollatändigen, ermöglicht ein Ausgangssignal

10982 5/0 5 69
BAD ORIGINAL

welches nur proportional der Spannung am Speicherkondensator G_m ist.

Mehrere Muster sind notwendig, um einen Zyklus der Wellenform wieder herzustellen, wenn diese zusammen vermischt werden sollen, um ein Signal mit flacher Kennlinie vorzusehen, aber es ist nicht notwendig, jeden nachfolgenden Zyklus der Wellenform zu bemustern, der in aufeinanderfolgenden Zeitpunkten in allen "N"-Zyklen bemustert werde;:; kann. Weiterhin besteht kein Grund dafür, warum die Bemusterung nacheinander an Punkten der Wellenform stattfinden soll, welche später in dem Zyklus liegen. Die Bemusterurig kann entweder in zunehmenden oder abnehmenden Zeitintervallen erfolgen, und die Aufzeichnungsanordnungen können eine solche Bemusterung berücksichtigen, um den Zyklus in seiner genauen Darstellung oder umgekehrt aufzuzeichnen.

In l⁷ig. 2 sind innerhalb der gestrichelten Linie die wesentlichsten Merkmale der Zeitbasis 5 der Jig« 1 dargestellt. Eine auf den Anschluß 1 gegebene Eingangsleistung wird einem Irigger-Stromkreis 25 zugeführt, der einen quadratischen Wellenausgang erzeugt, der entweder auf die Eingangsfrequenz abgestimmt oder durch denselben Punkt auf die Eingangswellenform getriggert ist. Die Ausgangsleistung des Sriggenr-Stromkreises 25 wird auf einen monostabilen

10982S/0569

BAD ORIGiNAi,

..Stromkreis 26 übertragen, der durch die Vorderflanke der quadratischen Ausgangsleistung von dem Trigger-Stromkreis eingeschaltet und durch einen Rückstellimpuls, der von einem nicht dargestellten Sperroszillator erhalten wird, ausgeschaltet wird. Die "-Funktion des Sperroszillators wird durch ■ einen Synchronisierungsxmpuls gesteuert, der von der Frequenz der Eingaiigswellenform abhängig ist. Der mono stabile Stromkreis weist ferner eine Anordnung auf, durch die es -

möglich ist, die Trigger-Impulsausgangsleistung zu sperren oder für bestimmte Perioden zu unterbrechen. Der Ausgang des monostabilen Stromkreises 26 ist an einen Sägezahn-Generator 27 gelegt, der als schneller Sägezahn-Generator bekannt ist. Der Ausgang des Generators 2? ist an einen Komparator 28 und der Ausgang eines zweiten Sägezahn-Generators. 29 ist ebenfalls an den Komparator 28 angelegt. Der Generator 29 ist als langsamer Sägezahn-Generator bekannt. Der Generator erzeugt eine Sägezahnform, die eine ,Vorderflanke aufweist,

die sehr schnell ansteigt im Vergleich mit dem Anstieg der Wellenform des Generators 29» Die Wellenform des Generators 27 hat gewissermaßen eine schnelle Rampe, während die Wellenform des Generators 29 eine langsame Rampe aufweist. Die Fallgeschwindigkeit der Rückflanken der Wellenformen ist in Qedem Falle in üblicher Weise sehr schnell. Die Wellenformen der Generatoren 27 und 29 werden an den Komparator 28 an der gleichen Stufe angelegt, und von dem Komparator wird ein Ausgangsimpuls jedesmal dann erhalten, wenn das Signal mit ,

109825/0569

der schnellen Rampe das Signal mit der langsamen Rampe schneidet, und es ist deshalb klar, daß die Wiederholfrequenz des Generators mit der schnellen Rampe größer sein muß als die Wiederholfrequenz des Generators mit der langsamen Rampe. Der Beginn des Signals mit der schnellen Rampe muß immer in dem Zeitpunkt liegen wie dieselbe Bezugsspitze auf der bemusterten Eingangswellenform, und entweder die Frequenz des Generators mit der schnellen Rampe muß mit der

^ Eingangssignalfrequenz synchronisiert werden, was bedeutet, daß die Bemusterung in allen H-Mustern stattfindet, oder das Signal mit der schnellen Rampe muß getriggert werden durch eine besondere Spitze der Eingangsimpuls-Wellenform, was bedeutet, daß die Synchronisierung nicht wichtig ist, aber daß die Triggerspitze sehr stabil sein muß. Die Signale mit der langsamen Rampe werden auch an die "X"-Anschlüsse der Aufzeichnungsvorrichtung gelegt. Ein Ausgang des Komparators 28 ist an einen schnellen Schalter 29a gelegt, von dem ein

P Signal einem Bemusterungs-Impuls-Generator JO und von dort dem Bemusterungstor 2 zugeführt wird. Die Steilheit der schnellen Rampe kann eingestellt werden, um das Auslesemaß der Impulse zu ändern, die dem Bemusterungstor zugeführt werden. Ein zweiter Ausgang des Komparators kann an den nicht dargestellten, oben erwähnten Sperroaaillator angelegt werden, um eine Synchronisierung vorzusehen. Ein Ausgang des Schalters 29a kann an den Verteiler 31 angelegt werden, von dem synchronisierende Impulse für den Gebrauch in dem System er-

109825/0569

BAD ORJGINAl.

.kalten werden können. Ein Einlaß auf der Leitung 32, der auf die Wiederholfrequenz der Eingangswellenform "bezogen ist, ist an den Generator 29 mit der langsamen Eanipe ange- .. " ■ legt, um den Generator 29 zu synchronisieren.

Im Betriebe wird ein Eingangssignal an den Anschluß 1 gelegt und auf den !Trigger-Stromkreis 25 übertragen, von dem ein quadratisches Ausgangssignal erhalten wird, das ent- < ™ v/eder mit der Eingangsfrequenz des Eingangssignals synchronisiert oder durch eine Spitze seiner Wellenform getriggert wird. Dieses quadratische Signal wird dann einem ersten lunnel-'diodenstromkreis in dem Stromkreis 26 zugeführt, und eine quadratische Ausgangsleistung, die schnelle, negativ verlaufende blanken aufweist, wird von diesem Stromkreis mit einer Widerholgeschwindigkeit erhalten, die von der Eingangsyignalfrequenz abhängig ist. Die Ausgangsleistung von diesem ersten lunneldioderistromkreis wird dann auf einen zweiten ™

IHiiineldiodenstromkreis übertragen, der monostabil ist und eine viel größere Relaxationszeit aufweist als der erste lunneldiodenstromkreis. Dieser zweite iunneldiodenstromkreis sieht eine einstellbare Einrichtung zum Geschlossenhalten vor, um die Zeit einzustellen, bei welcher Ausgängsimpulse erhalten werden und damit die Zeit, in welchen die Bemusterung erfolgt» Wie oben erläutert worden ist, wird dieser Stromkreis durch einen Etiokstellimpiils ausgeschaltet, der

109825/0560

BAD

1/66186

von einem nicht dargestellten Sperroszillator erhalten wird ο

Die Ausgangsleistung des monostabilen Stromkreises wird dem Generator 27 mit der sohneilen Rampe in solch einer Weise zugeführt, daß eine lineare, sehr schnelle Rampe an dem Ausgang des Generators 28 während der Zeit, in der der monostabile Stromkreis eingeschaltet ist, erzeugt wird.

Eine Spannung mit langsamer Rampe von dem Generator 29, die durch Impulse auf der leitung 32 synchronisiert ist, wird dem Komperator 28 zusammen mit dem Ausgang des Generators 27 mit der schnellen Rampe so zugeführt, daß, wenn die Spannung mit der schnellen Rampe die Bezugsspannung erreicht, die durch die Wellenform mit der langsamen Rampe vorgesehen ist, ein Bemusterungsimpuls erzeugt wird. Dieser Bemusterungsimpuls wird dem schnellen Schalter 29a und dann einem Bemusterungsimpulsgenerator 30 und dem Tor 2 augeführt.

Der Generator mit der langsamen Rampe kann tatsächlich eine Treppenwellenform erzeugen, so daß die Rampe durch die Treppe gebildet wird, und ein Impuls von dem Sperroszillator kann dazu benutzt werden, den Q&nk. ator mit .der langsamen Rampe zu triggern und die aufeinanderfolgenden Stufen in der Treppe zu erzeugen.

109825/0569

BAD Ä ^{i: U :}

Daraus ist ersichtlich, daß ein Stromkreis vorgesehen ist, in dem bei einer Bezugszeit die Vorderflanke der Hoch- ■ frequenzwellenform, die an den Eingangsanschluß 1 gelegt ist, den TriggerStromkreis 25 triggert und einen schnellen Impuls erzeugt, der den monostabilen Stromkreis 26 einschaltet und den Generator 27 mit der schnellen Rampe, welcher bereits seinen Ausgang in der Nähe des Generators 29 mit der langsamen Rampe hat, veranlaßt, einen Ausgangsimpuls des Komparators 28 zu triggern. Der Sperroszillator wird auch getriggert, wobei er die erste Stufe in der Treppe mit der langsamen Rampe herstellt und den monostabilen Stromkreis zurückstellt , so daß der Generator mit der schnellen Rampe auf Null zurückgestellt tjercbn kann. Zu der gleichen Zeit, o.a. der Komparatorimpuls entsteht, wird ein Bemusterungsimpuls erzeugt, wodurch das Tor geöffnet und das erste Muster erzeugt wird,

•W-Zyklen später wird gemäß der Einstellung des geschlossen« gehaltenen Stromkreises der nächste Trigger-Impuls hergestellt, der dieselbe Eolge der Ereignisse bewirkt, aber in dieser Zeit ist die Ausgangsleistung des Komparators leicht versögert§ denn es dauert etwas länger, bis die schnelle Rampe die erste ßtufenhöhe der langsamen Rampe erreicht. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis die langsame Rampe eine vortaestimmte Spannung erreicht hat, an welchem

10982 5/0,8 69 BADORlGtNAi

Punkt tin· Anordnung in dem Generator für di· langsam· Ramp· ihn auf sein· Anfangsepannung zurückstellt. Dar vollständig· Vorgang wiederholt sieh nun selbst und setzt sich so lang· fort, solang· di· Hoohfrequenzwellenform gegeben ist· So ist eine Serie von Hustern vorgesehen, wobei di· Muster in Zeitpunkt· genommen werden, di· sieh auf die Wiederholfrequenz der £ingangew*ll«nform bezieht, aber in «inta Zyklu» im Hlnblitk auf die Lage des Mustere leieht verzögert ist, da« in eine* vorhergehenden Zyklus genommen wurde· Di· schnelle Schalt stufe 29a weist einen ,.

Lawinentransistor auf, der sehr schnell schaltet, und die j Stufe stellt eine Anzahl von Ausgangsleistungen her. Eine j

Ausgangsleistung dieser Stuf· kann dazu benutzt werden, •ine Bemusterungsimpulsgeneratbrstufe anzutreiben, die eine schnell ausschaltende Diode oder eine andere schnell schaltendeVorrichtung aufweist, um Bemusterungsimpulse in der oben beschriebenen Weise vorzusehen. Alternativ kann diese Ausgangsleistung impulsformenden Stromkreisen direkt zugeführt werden, welche den verlangten Bemusterungsimpuls bzw. Impulse liefern. Eine zweite Ausgangsleistung dieser Stufe 29a treibt einen Impulsgenerator 1 31 an, d«r dazu verwendet werden kann, Impulse zu liefern, um den langsamen Abtaetgeneratorstromkreiß zu synchronisieren und den Stromkreis mit der schnellen Rampe wieder herzustellen, um die virtuelle Erdverstärkungsstufe 8 für die Bemusterungsvorrichtung

10982 5/05 69

BAD ORIGiNAl.

[ zu schließen und, wie verlangt, eine Oszillographenröhre ;| auszusteuern«, Der Stromkreis verwendet Lawinentransi stören», "um den Generator mit der schnellen Rampe zu schalten und im

Komparator einen, schnellen Ausgangsimpuls vorzusehen, wenn j die Spannung mit der schnellen Rampe gleich der Spannung mit :f der langsamen Rampe wird*

'.·', Die Eingangstriggerstufe 25 schließt die Herstellung eines ■j Impulses ein, der äußerst schnell schaltet. Das Signal,

• f - ■ -^: -.■■■■ i das dem Generator mit der schnellen Rampe zugeführt wird, •j hat eine Spannungsstufe mit einem sehr kurzen Zeitanstieg, ^r| die eine Klemmdiode für einen Kondensator im Generator um- \ gekehrt vorspannt, wodurch sich der Kondensator aufladen kann

und die Ausgangsspannung mit der schnellen Rampe herstellte

' i . ■' ■ ■

/ ■ ■ ■ -

; In fig. 3 ist der erste Tunneldiodenstromkreis dargestellt, ⁱ,; der einen Teil des monostabilen Stromkreises 26 bildet, der in bezug auf fig<> 2 erwähnt worden ist«, Der Stromkreis ent-Mit eine Tunneldiode 35, die zwischen einem Eingangsanschluß 36 und Erde über eine Induktivität L mit dem Emitter des Transistors 39 verbunden ist» Die Basis des Transistors liegt an einer Spannung VI«, Die Induktivität Ij ist über einen praktisch konstanten Strom oder einen Generator 37 mit konstanter Spannung mit einem Ausgangsr

1 anschluß 38 verbunden»

'j BAD ORlGINAl

J 109825/0569

Der Stromkreis weist Mittel für die nicht lineare Vorspannung einer TunneldioSe unter dem nicht linearen Scheinwiderstand eines Transistors auf. Wenn also die Tunneldiode 35 durch das ankommende Signal in ihren Niederspannungszustand geschaltet wird, erscheint die Vorspannungsversorgung als ein Konstantstromgenerator, während dann, wenn die Diode sich im Hoohspannungszustande befindet, die Vorspannungsversorgung als ein Konstantspanngenerator erscheint. Es wird verlangt, daß der Wert der effektiven Spannung des Konstantspanngenerators so ist, daß die Diode nicht stabil im Hoohspannungszustande verbleiben kann. In der dargestellten besonderen Stromkreisanordnung stellt die durch die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 39 gebildete Diode das niohtlineare Element dar, und eine Änderung des Basispotentials V1 des Transistors 39 ermöglicht es, das effektive Grenzpotential der Stromquelle zu andern. Der Scheinwiderstand des Spannungsteilers an der Basis des Transistors 39 kann großer sein als der Scheinwiderstand der entsprechenden Spannungsteilerschaltung, die bei Abwesenheit des Transistors mit einem !faktor versehen sein kann, der annähernd gleich ist der übliohen Baitterstrom- -.-y verstärkung eines Transistors. Da ferner di· Emitttr-Baeis-Kapazität eines Transistors normalerweise beträchtlich kleiner ist als die Kapazität einer hoohl«itfähigen Diode, die alternativ verwendet werden kann, ist es dem Stromkreis

109825/0569 BAD ORlGfNAt.

möglich, Schwingungen von höherer frequenz, el· ei anderweitig der fall «ein würde, bu erfragen. Sine Synchroni«ierung mit einem Eingangssignal kann durch Modulation der Stromquelle über die Singangsstromkreise erreicht werden. Der Ausgang des Stromkreises 1st, wenn Signale von dea Triggtrstromkreia an ihn angelegt werden, ein quadratieehee Signal mit einer iohnellen, negativ verlaufenden flanke, das eine von der liogaogeeignalfreeueu abhängig· Uieaeraolungedauer aufweist.

In !"ig. 4 ist ein Stromkreis dargestellt, der dazu benutzt werden kann, um die ankommende Folge der Impulse von dem Stromkreis der fig. 3 für ein vorbestimmtes Intervall, welches gleich sein kann mit mehreren Zyklen der Singangswellenform, zu unterbrechen oder zu sperren. Solch eine Aktion kann auch als Zurückhalten der Signale bezeichnet werden. Der Stromkreis hat einen Singangsansohluß 40, der über «inen Kodensator 01 alt einer Tunneldiode 41 verbunden ist. Sine Vorspannungsversorgung ist an einem Anschluß 42 mit der Tunneldiode 41 über eine Induktivität L1 verbunden, line Ausgangsleistung kann an einem Anschluß 43 über einen Kondensator 02 erhalten werden.

Venn das Potential an dem Eingangsanschluß 40 bis zu einem solchen Wert ansteigt, daß ein Strom mit einer Amplitude erzeugt wird, welche ungefähr 20 % von dem

109825/0563 BAD

" ^ffl" 1766188

Spitzenstrom der Tunneldiode beträgt, dann sohaltet die Tunneldiode von ihrem unteren Spannungszustand in ihren höheren Spannungszustand, in dem sie so lange verbleibt, bis der Strom durch die Induktivität IA solch einen Wert erreicht hat, daß der Strom duroh die Tunneldiode unter ihren Talstrom sinkt· Die Tunneldiode sohaltet dann surüok in ihren NiederBpannungszustand und bleibt darin· Der Vorspannung sstrom über die Induktivität wächst von dem Talstrom bis zu einem Buhewert mit einer Zeitkonstanten an, die duroh den Wert der Induktivität IA und den Wert des äußeren Vorspannungsversorgungssoheinwiderstandes bestimmt wird. Das Potential am Ausgangsansohluß weist eine Änderung des Ruhewertes auf und kehrt dann zurück.

Im Betriebe wird auf den Anschluß 40 eine sich wiederholende Wellenform übertragen, und der ablaufende, oben erwähnte Zyklus der Ereignisse folgt dem Erscheinen des Signals über der erwähnten Amplitude, Wenn jedoch normalerweise die Frequenz der Eingangswellenform so ist, daß mehrere Impulse an dem Anschluß 40 erscheinen, bevorldie Zeitkonstante des Stromkreises es erlaubt, die vorgeschriebene Höhe zu erreichen, dann bewirken diese aufeinanderfolgenden Impulse nicht eine Änderung des Potentials am Ausgangsanschluß 4J, so daß diese Impulse tatsächlich verloren sind· So iüt ein Stromkreis vorgesehen, der nur bestimmten Impulsen einer

109825/0569 BADORlGiNAi

Reihenfolge erlaubt, in regulären Intervallen zu passieren, und es ist möglich, eine Wellenform einer einzigen Wiederholungsfolge in eine identische Wellenform niedriger Frequenz mit Hilfe dieses Zurückhaltungsstromkreises umzuformen«

In den ffig. 5a u&d 5"b ist ein Verstärkerstromkreis dargestellt, der eine Stufe in einem der Verstärker bildet, z.B. im Verstärker 8 oder im Verstärker 10, die in 3?ig. 1 dargestellt sindo In tfig« 5a ist ein einzelner, bekannter Iransistor-Rüokkopplungsverstärker dargeäBllt, der einen !Transistor 45 und Widerstände R1 und R2 aufweist und in dem die Ausgangsgleichspannung Vo in Beziehung zur .Eingangsspannung Vin etwa durch folgende Gleichung gebracht ist»

Vo -

V₁ - Vin R₁

Der Effektiveingangsscheinwiderstand für ein Signal, das der Basis des 'i'ransistors 45 zugeführt ist, isb eine Funktion des Rückkopplungsfaktors und des gewöhnlichen Bmitter-Eingangssoheinwiderstandes des Iransistors beim verwendeten Kollektorstrom.

Et; iüt häufig nicht günstig, V₁ zu ändern, um Ä

niillötrom für eine besondere Eirigangsapannurig Vin zu geben.

j ,109825/0589

K& BAD ORIGiNAU

Die Verwendung einer üblichen Basisstufβ am Eingang des Verstärkers, wie in Fig. 5b dargestellt ist, ermöglicht es, dies durch .Änderung des Basispotentials eines Transiators zu erreichen. In Fig. 5b ist ein Transistor 47 dargestellt, der einen Ausgangsansohluß Vo aufweist. Der Emitter-Kollektor-Stromkreis des [Transistors 46 ist in den Rüokkopplungspfad für den Transistor 47 eingeschlossen. Der Emitter-Kollektor-Stromkreis des Transistors 46 ist auoh über Konstantstromquellen 48 und 49 mit einem Arbeitspotential verbunden. Der Eingang zu dem Stromkreis erfolgt über einen Anschluß Vin. Der Eingang zu der '.. Basis des Transistors 47 wird durch einen hohen Scheinwiderstand über den Transistor 46 bestimmt, während der Eingang zu dem Stromkreis bei dem Anschluß Vin als ein niedriger Scheinwiderstand erscheint. Der effektive Eingangsscheinwiderstand des Verstärkers ist nunjeine Funktion des Rüokkopplungsfaktors und des übliohen Basiseingangsoheinwiderstandes des Transistors 46. So ist es möglioh, sich dem idealen virtuellen Erdpunkt des Eingangskreises des Transistors

r f,v ■'*'-. ' ■ ■ "

47 zu nähern, da der Eingangssoheinwiderstand des Transistors 46 sehr viel kleiner ist als der des Transistors 47. Die Anordnung der Fig. Jb macht klar, daß es möglioh ist, einen Verstärker vorzusehen, der eine übliche Basiseingangestufe und eine oder sogar mehr als eine dem Transistor 46 entsprechende Transistorstufe hat, die eine Phasenumkehr «wischen dem Eingangsstrom und der Ausgangsspannung vorsieht und die die Spannung ermöglicht, die dem Nulleingangspotential für den

109825/0569 BAD ORIGINAL

- 23- 1/66186

Verstärker entaprloht und die duroh Inderung des Baslepotentials dee Treneistore 46 geändert wird. Sie ermöglioht ebenfalls einen sehr niedrigtn Singangssoheinwlderstand, wie oben erläutert wurde, durch Einführen eines Stromes, der beträeihtlioh größer ist eis der Eingangssignal at rom, in den Emitter des Transistors 46 und durch Abziehen eines gleichen oder verschiedenen Stromes vom Sollektor des Sransiitors 46· |

In Fig. 6a ist sohematisoh die Stromkreisanordnung des Verstärkers 8 der Fig. 1 dargestellt, der den Speioherkondensator 0 verwendet. Der Eingang dieses Stromkreises liegt zwischen zwei Anschlüssen 51 und 52, und in Fig. 6b ist ein TeilStromkreis gezeigt, der der Anordnung der Fig. 6a entspricht. Fig. 6b zeigt zwei Anschlüsse £1 und 52» duroh welche ein Eingangssignal mit einem Transistor 53 verbunden werden kann, der zusammen mit einem Transistor 54 _Λ einen Differentialverstärker bildet, der durch Taktimpulse, die an den Kollektor des Transistors 53 über eine Diode 60 von den Anschlüssen 61 und 62 angelegt werden, gesperrt wird. Der Ausgang der Basis des Transistors 54 ist über den Kondensator Om an den Anschluß 55 gelegt. Der Widerstand R^ ist zwischen der Basis des Transistors 54 und dem negativen ßpannungsansohluß des Stromkreises über einen Transistor verbunden. Der Differentialverstärker hat einen sehr hohen Ausgangssoheinwiderstand, der einen Strom bewirkt, der in

109825/0569

~24- i/66186

den Speicherkondensator Cm hineinfließt, wenn der Verstärker eingeschaltet ist. Der Kondensatorstrom entwickelt am Widerstand R^ ein Potential, welches als ein negatives Rückkopplungssignal an einem zweiten Eingang des Differentialverstärkers so angelegt wird, daß der Kondensatorstrom in

Vin erster Linie durch das Verhältnis lern * -.. bestimmt

wirdβ Weiterhin ist ein Paar Transistoren ^7 und 58 der in 3?ig. 6b gezeigten Anordnung mit einem Anschluß des Kondensators Om verbunden, und der Strom, der in den Speicherkondensator hineinfließt, wenn der Verstärker gesperrt ist, ist die Differenz zwischen dem Kollektorreststrom des Transistors 58, der durch Impulse gesteuert wird, die an die Anschlüsse 6J und 64 angelegt werden, und dem Kollektorreststrom des Transistors 57» und dieser Strom kann kleiner sein als 0,1 η Amp. für einen geeigneten Transistor. So ist ein Verstärker vorgesehen, der es dem Strom erlaubt, in den Speicherkondensator Om zu fließen, während der Verstärker eingeschaltet ist und praktisch kein Strom vom Ausgang zu allen anderen Zeiten fließt»

In Fig. 7 ist ein Sägezahngenerator dargestellt, der mit einer ankommenden Signalwellenform synchronisiert werden kann. Der Stromkreis weist einen Kondensator 0,. auf, der über eine Stromquelle 74 mit konstantem StrOai aufgeladen wird. Die Kondensatorspannung wird von einem Transistor 70 abgetastet, der tatsächlich aus einem oder mehreren Transistoren

109825/0569 BAD ORIGINAL

~^φ~ Γ/66186

bestehen kann^ die als ein Verbundemitterfolger verbunden sind und einen hohen Scheinwiderstand für den Kondensator G-

und einen niedrigen Scheinwiderstand für den Ausgang Yo darstellen»

Die Basis des Transistors 70 ist über einen Transistor 71 und eine Diode D^ mit dem Kondensator 01 verbundene Wenn die Spannung am Kondensator G^ einen Wert überschreitet, der durch zwei Widerstände R^ und R2 zusammen mit dem Durchlaß« widerstand der Diode D^ und dem Scheinwiderstand der Basis-Emitter-Diode des Transistors 71 bestimmt wird, leitet der Transistor 71 einen Strom in die Basis des Transistors 70, wodurch sich eine Rückkopplung um die Schleife ergibt, die die Transistoren 70 und 71 einschließt, und der Stromkreis veranlaßt wird, in einen Zustand zu schalten, in welchem er einen sehr niedrigen Scheinwiderstand für den Kondensator G^ darstellt, woduroh dieser entladen wird, bis die Spannung an der Kathode von D^ die Versorgungsspannung Vs erreicht» ^ Zwei Transistoren 75 und 76 sind miteinander verbunden, die einen Rückkopplungsstromkreis bilden und so sicherstellen, daß der Stromkreis rückkoppelnd in seinen Zustand mit dem

t hohen Scheinwiderstand sogar dann zurückschaltet, wenn der Ladestrom durch die Konstantstromgeneratorquelle 74- den Dauersbrom des Stromkreises überschreitet.

Wenn der Kondensator G^ entladen ist, erreichen die Spannungen an der Basis und am Emibber dea Transistors 76 schnell die

109825/0569

Γ/66186

Versorgungsspannung Vs₁ aber bevor dies geschieht, veranlaßt die Spannung an der Emitter-Sperrschicht des Transistors 75 den Strom, in die Basis des Transistors 73 hineinzufließen, wo er verstärkt wird, und bewirkt eine Spannung am Widerstand Rj im Basisstromkreis des !Transistors 71\ dies kehrt die Vorspannung der Emitter-Basis-Sperrsohicht des Transistors 71 um und veranlaßt den Stromkreis, in seinen Zustand mit dem hohen Scheinwiderstand zurückzuschalten. Außer der Verwendung eines sehr weiten Bereiches des Ladestromes ermöglicht dieser Stromkreis auch sowohl Maximum- als auch Minimumpotentiale an dem Kondensator Q-j, die duroh den Potentialteiler bestimmt werden, der aus den Widerständen R-j, H2, ity. und B5 besteht.

Ein Anschluß 72 ist mit der Basis des Transistors 71 verbunden, und um diesen Stromkreis als einen Sägezahngenerator zu verwenden, werden Synohronisierungsimpulse die aus kurzen positiven Impulsen in gleichmäßigen Intervallen bestehen, an den Anschluß 72 in Zeitpunkten angelegt, die mit dem Zeitpunkt zusammenfallen, in dem ein zusätzlicher Stromimpuls in den Kondensator O^ eingeführt wird. Dies bietet die Gewähr dafür, daß sogar, wenn der Mittelwert des Ladestromes durch den Konstantstromgenerator 74 vollkommen unterhalb des Grenzstroms für die Funktion der bistabilen Vorrichtung, bestehend aus den Transistoren 70 uud 71, liegt der Stromkreis dennoch durch Rückkopplung schalteb, wenn der positive Impuls, der an den Anschluß 72 gelegt wird, den Transistor 7I veran-

109825/0569 BAD

laßt, genügend vorderseitig vorgespannt zu werden, um genügend Strom in den Transistor für den Stromkreis einzuführen, damit dieser durch Rückkopplung schaltet.

Die Stronikreisanordnung besteht so aus einem "bistabilen Transistorpaar, das aus den !Transistoren 70 und 71 gebildet wird, die so angeordnet sind, daß sie den Kondensator C^ entladen können, wenn das Kondensatorpotential das Schwellpotential des Stromkreises überschreitet und aus einer Emitterfolgerausgangsstufe 76 und aus einer Rückkopplung sschleife die die Transistoren 75 und 75 enthält, um den bistabilen Stromkreis sogar dann zurückzustellen, wenn der Ladestrom den Dauerstromdes bistabilen Stromkreises übersteigt_o

109825/0569 BAD ORiQlNAL

Claims (1)

1. - 28 -
   Patentansprüche t ®

   Ί· Verfahren zum Bemustern einer sich ständig wiederholenden Wellenform, dadurch gekennzeichnet, daß es die Stufen der Bemusterung der Wellenform in aufeinanderfolgenden Zeitpunkten der Speicherung eines Signals das auf einem ersten Muster beruht und der Inderung des gespeicherten Signals in Übereinstimmung und der !Differenz zwischen dem gespeicherten Signal und einem Signal aufweist, das auf ein folgendes Muster bezogen ist, wobei eine Ausgangsleistung vorgesehen ist, der Amplitude aufeinanderfolgenden Spitzen in einem Zyklus der Wellenform entspricht.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Stufe der Zuführung des gespeicherten Signals zurück zu einer Eingangstorschaltung und des Erhalts eines Ausgangssignals von der !Torschaltung aufweist, d^s eine !Punktion der Diffeiaaz zwischen dem Wert des zurückgeführten Signals und dem Wert des näühstfolgenden Musters ist.

   5o Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es die Stufe der konstanten Zunahme der Intervalle zwischen den Zeiten aufweist, an welchen Muster über einen Zyklus des Ausgangseisnals entnommen werden.

   109825/056 9 BAD

   4«, Vorrichtung zum Bemustern einer sich ständig wiederholenden Wellenform in aufeinanderfolgenden Zeitpunkten, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Differentialtor (2) an dessen einen Eingang die Wellenform angelegt wird, eine Speichervorrichtung (8, Om), die mit einem Ausgang des lores verbunden ist, eine Rückkopplung (13) von der Speichervorrichtung zu einem zweiten Eingang (21) des Tores (2) und Steuermittel (3) aufweist, um das Tor in den aufeinanderfolgenden Zeitpunkten zu öffnen, wobei eine Ausgangsleistung von dem Tor erhalten wird, die von der Amplitudendifferenz zwischen aufeinanderfolgenden Mustern abhängig ist, und eine Ausgangsleistung von der Speichervorrichtung erhalten wird, welche in der Amplitude aufeinanderfolgenden Spitzen in einem Zyklus der Wellenform entspricht»

   5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

   daß die Steuermittel (3) zur öffnung des Tores in aufein- ™ anderfolgenden Zeitpunkten eine Zeitbasis aufweisen, die mit einem Sägezahngenerator (29) mit langsamer Kampe mit einem Sägezahngenerator (27) mit schneller Rampe und einem Komparator (28) versehen ist, wobei die Ausgänge der Generatoren (27, 29) an den Komparator (28) angelegt sind und die Ausgangsimpulse vom Komparator in den Zeitpunkten erhalten werden, in denen das Signal mit der schnellen Rampe daa Signal mit der langsamen Rampe schneidet.

   109825/Qe.§9 BAD 0RK3INÄI

   - 50 -

   6. Vorrichtung nach Anspruoh 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Speiehervorriohtung (am) ein Kondensator ist» der mit dem Ausgangastromkreis eines Verstärkers (ß% verbunden ist.

   7· Vorrichtung nach Anspruch 6, daduroh gtkennzeiohnjjtt;, daß. der den Kondensator (Om) enthaltende, VerstärkerStromkreis (8) ein Mfferentialverstärkerstromkreis (55,^4) ist und_: daß ein Rüokkopplungspfad für das gespeicherte- Signal, zu einem Eingang des DifferentialVerstärkers vorgesehen ist und Mittel (57|58) vorhanden sind, um die Entladung d.e#, Kondensators (Om) während des normalen Betriebes zu verhindern, wobei die Iiadung im Kondensator entsprechend der Differenz zwischen den Werten der Muster als eine, Funktion der Hert-; änderung der bemusterten Impulse geändert wird»

   8ο Vorrichtung naoh einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rüokkopplungsschleife, die die Speichervorrichtung (Om) enthält, und das !or (2) /einen Differentialverstärker (6) aufweisen, an dessen beide Eingänge ein Signal angelegt wird, das eine Funktion des ge>speioherten Signals ist, wobei die Sohleifenverstärkung für das Rüokkopplungssignal niedrig ist, verglichen mit der Sohleifenverstärkung für das Signal, das die Differenz zwischen den aufeinanderfolgenden Mustern und dem von der Speichervorrichtung zurückgeführten Signal ist·

   109825/0569 BAD ORIGINAL

   9. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitbasisstromkreis eine ühinneldiodenstufe (41) aufweist, um ein gleichmäßiges Zurückhalten der ihr zugeführten Signale vorzusehen.

   10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4· bis 9, aaurch gekennzeichnet, daß der Hückkopplungspfad von der Speichervorrichtung (Om) zu dem zweiten Eingang (21) des lores (2) einen Verstärker enthält, der eine Rückkopplung und einen Eingangs Stromkreis aufweist, der einen virtuellen Erdpunkt vorsieht und einen niedrigen Eingangsscheinwiderstand hat.

   11. Vorriohtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß ein Generator in dem ZeitbasisStromkreis (3) ein Sägezahngenerator ist, der ein bistaMles Paar von Iransistoren (70, 71) aufweist, die so angeordnet sind, daß sie einen Kondensator (G<j) entladen und in Übereinstimmung mit einem Synchroni slBcungsimpuls getriggert werden«

   109825/0569 BAD OR)GJNAL

   Leerseite