DE1941238C3 - Schaltungsanordnung zur Darstellung von Kennlinien eines Prüflings - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Darstellung von Kennlinien eines Prüflings, die von einer Abszissen- und einer Ordinaten-Mcßinfortnation gebildet werden, bei gleichzeitiger Darstellung von kartesischen Koordinaten pui dem Bildschirm einer Elektronenstrahlröhre.

Bei der Darstellung von Kennlinien eines Prüflings auf einer Elektronenstrahlröhre sind Koordinaten erforderlich, weiche Bezugslinien für den Nullstrom oder die Nullspannung repräsentieren. Bei den üblichen derartigen Schaltungsanordnungen werden die Koordinaten so dargestellt, daß vor dem Schirm eine transparente Platte mit den Koordinaten entsprechenden Linien aufgestellt werden oder aber es werden die Koordinaten nur in Abhängigkeit von der manuellen Betätigung eines Umschalters auf dem Schirm dargestellt. Im ersteren Fall besteht die Gefahr, daß die relative Lage zwischen der Kennlinienspur auf dem Bildschirm und den Koordinatciinien auf der transparenten Platte vom exakt richtigen

ίο Wert abweicht. Dies führt dann zu fehlerhaften Feststellungen bezüglich der Kennlinien des Prüflings. Im zweiten Fall kann die Kennlinienspur des Prüfsings während der Zeitspanne, während der die Koordinaten dargestellt werden, nicht beobachtet wer-

den. Diese Schaltungsanordnungen haben deshalb den Nachteil, daß sie nur eine lückenhafte Beobachtung der Kennlinien zulassen und ein oftmaliges manuelles Umschalten erfordern.

In der Zeitschrift »Elektronic Engineering«, Vol. 39, October 1965, Seiten 644 bis 649 ist eine Schaltungsanordnung zur Darstellung von Kennlinien eines Prüflings offenbart, die von einer Abszissen- und einer Ordinatenmeßinformation gebildet werden, wobei auf dem Bildschirm der Elektronenstrahlröhre gleichzeitig die kartesischen Koordinaten dargestellt werden. Diese Gatter als Schaltelemente verwendende Anordnung weist jedoch den Nachteil auf, daß zwischen den Koordinatenlinien und den Kennlinien eine feste, unveränderbare Zuordnung besteht. Damit ist diese Anordnung nicht für diejenigen Fälle geeignet, bei denen die Kennliniendarstellung sich verschieben kann, beispielsweise dann, wenn durch den Prüfling ein Nebenstrom fließt.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, die zuletzt genannte Schaltungsanordnung dahingehend zu verbessern, daß trotz gleichzeitiger Darstellung der Kennlinien des Prüflings und der kcordinatenlinien die Koordinatenlinien unabhängig von den Kennlinien verstellbar sind.

4' Die Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch das Zusammenwirken folgender vier Gatter,

einem ersten Gatter, das abwechselnd in gleichmäßigen Zeitintervallen eine Einstellspannung für ein Ordinaten-Koordinatensignal und ein Abszissen-Koordinatensignal, dessen Kurvenform eine schwache Neigung wenigstens an deren Beginn oder an deren Ende hat, durchläßt, wobei das Ausgangssignal dieses Gatter*· einem dritten Gatter zugeführt wird; einem zweiten Gatter, das während der Zeitspanne, in welcher das erste Gatter die Einstellspannung für dr>.s Ordinaten-Koordinatensignal durchläßt, ein Ordinaten-Koordinatensignal mit einer dem Abszissen-Koordinatensigna! gleichen Wellenform und in der Zeitspanne, in welcher das erste Gatrer das Abszissen-Koordinatensigna! durchläßt, eine Einstellspannung für ein Abszissen-Koordinatensignal durchläßt, wobei das Ausgangssignal dieses Gatters einem vierten Gatter zugeführt wird; dem dritten Gatter, das abwechselnd in regelmäßigen Zeitabständen die Abszissen-Meßinformation und das Ausgangssignal des ersten Gatters durchläßt, wobei das Ausgangssignal dieses Gatters dem Horizontalablenkeingang zugeführt wird und dem vierten Gatter, das während der Durchlaßzeit des dritten Gatters für die Abszissen-Meßinformation

die Ordinaten-Meßinformation und während der Durchlaßzeit des dritten Gatters für das Ausgangssignal des ersten Gatters das Ausuanassianal des zweiten Gatters durchläßt, wobcfdal Ausgangssignal dieses Gatters dem

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im einzelnen in der nachfolgenden Beschreierläuterte Arbeitsweise dieser Sehahungsanordbewirkt, daß auf dem Bildschirm der Elek-Strahlröhre zugleich die Kennlinien des Prüf- und die Koordinatenlinien erscheinen und die .-hkeit besteht, ohne Beeinflussung der Kenndie Koordinatenlinien zu verstellen. der Zeichnung sind Ausfi nrungsformen der ¹.»^ beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt , ; ein Blockschaltbild zur Erläuterung einer nung dem Gatter G₂ über einen Trans einen variablen Widerstand I^ als ^

ordinaten.ignal aufgeprägt. ^ü*™°" _KoordmatCn-Einstellspannung fur das ^Dszishi. ^^

signal dem Gatter G₂ über einenι va _das

nung für das Abszissen-Koordinattnsigna ^u _bncn

wendung des Ausganpsignals *, _des Gatters G,

Kreises BC derart, daß am Ausgd"t . _d j-

ein vertikales ^f^Zc^l« cTtS C₁ diesem Fall sind die Scha'tpcnoden, α

und G₂ derart ^^'.f^SnaT abwählt, das G₁ ^s Abszjssen-Koo^natens.gnal _ssen.

!5 Gatter G₂ die ^E'^nslf P,™^g _v^_ablen Widerstand Koord.natens.gnaK also die *™*™ _während dann, VR_n eingestellte Spnj.»»^ _{für das}

^ϊΗ zur Erläuterung

Ausführungsform,

* ein Zeitdiagramm zur Erläu'-rung der v.^se der Ausführungsformen von Fig. 1

4 die Darstellung der Kennlinien und der Koo lin^tenlinien auf dem Bildschirm und ^K _F j „ 5 \. 5 B und 5 C weitere Beispiele von Dar-,tellunec-. der Kennlinien und der Koordinaten auf dem BiUs,hirm.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird eine von einer Wechselspannungsquelle 5 zugefuhrte Wechselspannung auf einen geeigneten Wert ge-1-,,,-ht und zwar mit Hilfe eines einstellbaren Trans-"matoisT... Die Ausgangsspannung des Transfor-/,"rs Γ, wird mittels eines Gleichrichters D gleich-,1 et worauf die gleichgerichtete Halbwellen-χ",,n^pannung über einen Widerstand/?, und i ,„ VS iderstand Λ, einem Prüfling SA aufgeprägt _v„_d Pin durch den Prüfling ^ fließender Strom . _ir i an. Widerstand R., in eine Spannung umgesetzt. S I Spannung wird in einem Verstärker A, derart "Urkt. daß ein Stromsignal am Ausgang des Ver_st;_trkas ,1., erhalten wird, das die Meßinformation e, _für die Ordinate darstellt. Eine Spannung über den Prüflma.SVl wird mittels eines DifTerential-Dampfungsgliedcs auf einen geeigneten Spannungswert ralht. wobei das Dämpfungsglied aus Widcrstand R btht und dann in einem Differenzdie Abszissen-

gebralht. wobei das Dämpfungsglied aus Widcr dcn R, und R₄ besteht, und dann in einem Differenzvcrstärker A_x derart verstärkt, daß ein Spannungs-_Sli,nal am Ausgang des Verstärkers A erhalten wird das die Meßinformation e_v für die Abszisse darstellt. Andererseits erregt ein bistabiler Multivibrator MUl. einen bistabilen Kreis BC. Das Ausgangssignal v, des bistabilen Kreises BC wird, wie aus Fig. ersichtlich, auf Gatter G₁ und G₂ gegeben. Die von der WechselspannungsquelleS zugefuhrte Wechselspannung wird dem Gatter G₁ über einen Transfo matorT, und einen variablen Widerstand KR₁ als Signal fur-dieAbszissen-Koordinatenlinie aufgeprag Eine Einstcllspannung für das Ordinatcn-Koordi-„atensignal wird Unfalls dem Gatter G /^geführt und zwar über einen variablen Widerstand VR_x Das GatterG, schaltet das Abszissen-Koord.natensignal und die Einstellspannung für das Ord.naten-Koordjnatensignal unter Verwendung des Ausgangss.gna s _Va des bistabilen Kreises BC derart daß em Signal v„ für die horizontale Koordinate am Ausgang des Gat_lcrs G₁ erhalten wird. Andererseits wirddie von der Wechselspannungsquelle S zugeführte Wechselspan-

^ ^ ^ _die

Gatter G das O^naten-K~«ta^g ^ am variablen Widerstand VK, eingc

^Das Ausgangssignal v,,des

tors MW. »!!jf ^^^^S, die signal zugeführt, so daß das ua _Koordinaten-

meßmformation e, und da»homo η _Ußn

s.gnal v, derart «hatat. daß e.r^ _ffinfor.

d dß ^s Gatter O d _{inatcnsignal V|}.

das ^vtrt _{erhalten wird}.

über die Verstärker vertikale

ÄöS gegeben.

^tp"_{nings S}A, dargestellt T für die Abszisse ^;J^y_{nddas die} Meßinforde^ Spannungssignal und _Stromsignal,

maüon e, fur die^Ordmate α _{Elektroncnstrah}i-

wird somit auf ^de™»'^ld™_ner gestrichelten Ab-

lJ™[^strichelten Or- ^St" wie in F i g. 4 ^f ^_{n d}ie^ Wiederholungsfrequenz des gezeigt ist. Wenn m _{MultivibratorsM}i//. auf eine Ausgangssignals ****™^ eingestellt ist, bcispielsgenügend J°Je Frauen j _Tausendf_achc der weise auf das Hu:"&™£ _{denn werden dic} ge-

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tiingcn der ernspr ^ _Kenn,_illicnspuren

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dian .^en· «^twa _heincn-

^«_Γ ^_{00 VR und} VR., dienen dazu, die Die W.dtrstana

entsprechenden Längen der Koordinatenlinien einstellen zu können. Die Widerstände VR_n und RV_a dienen dazu, die Darstcllungslagc des Schnittpunkts der Koordinatcnlinicn derart einstellen zu können, daß dieser Schnittpunkt dem ursprünglichen Nullstrahl entspricht, wenn weder ein horizontales noch ein vertikales Eingangssignal auftritt.

F i g. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei welcher dem Prüfling SA eine zusätzliche Gleichspannung, nachfolgend Zusaf/spannung genannt, zugeführt wird, und zwar von einer Gleichstromquelle E. Wenn nun dem Prüfling SA sowohl die von der Quelle S über den Transformator T., die Diode D, die Widerstände /?, und R., und durch die Glciehspannungsqucllc E zugeführte Gleichspannung sowie die erwähnte Glcichstrom-Zusatzspannung zugeführt sverden und diese beiden Spannungen gleich sind, so wird der Elektronenstrahl in horizontaler Richtung nicht abgelenkt, und die vertikale Koordinatenlinie wird deshalb in der ursprünglichen Lage des Strahls dargestellt.

Wenn also dem Prüfling SA zusätzlich eine Zusatz-Gleichspannung zugeführt wird, dann werden die Ausgangspunkte der Kcnrsünicnspur und der vertikalen Koordinatcnlinie einander nicht entsprechen, wie dies aus den F i g. 5 A und 5 B hervorgeht. In diesen Fällen werden also die Koordinatcnlinien so dargestellt, daß sie die Beobachtung der Kcnnlinicnspurcn nicht beeinträchtigen können, insbesondere die Beobachtung der Anfangspunkte der Kcnnlinienspurcn. Mit anderen Worten, der Ausgangspunkt der Kcnnlinienspurcn entspricht nicht dem Punkt der Nullspannung und des NuUstromcs. Dies wird entweder dadurch erreicht, daß dem Prüfling SA von einer zusätzlichen Stromquelle E eine Zusatzspannung zugeführt wird, oder dadurch, daß der Prüfling SA mit einer sinusförmigen Welle an Stelle der gleichgerichteten Halbwelle beaufschlagt wird, womit dann der Nullpunkt so liegt, wie in F i g. 5 C dargestellt ist.

Bei beiden Ausführungsformen nach den F i g. 1 und 2 können der Ausgang ν,ι dem Multivibrators MUL und der Ausgang v_:l des bistabilen Kreises OC miteinander vertauscht werden. Bei den obigen Ausführungsbeispiclen wurde eine sinusförmige Welle

ίο von der Wcchselspannungsnucllc S den Transformatoren 7', und 7'_a zugeführt. Es können jedoch auch andere Wcllcnformen Verwendung finden, vorausgesetzt, daß sie mindestens am Anfang (Anstiegsperiode) oder am Ende (Abfallpcriodc) eine vcr- gleichsweise flache Steigung aufweisen, wie dies etwa bei Dreieck-Wellen und Sägczahn-Wcllcn der Fall ist. Darübcrhinaus ist es nicht erforderlich, daß die Schaltpcriodcn der Gatter G, und G_a mit den Schaltpcriodcn der Gatter G_a und G₁ zusammen-

ao fallen. Deshalb können auch zwei astabile Multivibratorcn an Stelle des einen aslabilen Multivibrators MUL verwendet werden, derart, daß der eine dieser Mullivibratorcn das an die Gatter G₁ und G., zu legende Steuersignal und der andere Mullivibra-

»5 tor da^r an die Gatter G₁ und G₄ zu legende Steuersignal erzeugt.

Da die Vorrichtung nach der Erfindung gleichzeitig die durch die Meßinformation für die Abszisse und die Meßinformation für die Ordinate gegebene Kcnnlinienspur und die durch die entsprechenden Bezugspegcl der Meßinformation für die Abszisse und der Meßinformation für die Ordinate gegebenen Koordinatcnlinicn darstellt, ergeben sich bedeutende technische Vorteile, wenn die Erfindung bei einer Kennliniendarstellung eines Prüflings Anwendung findet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schaltungsanordnung zur Darstellung von Kennlinien eines Prüflings, die von einer Abszissen- und einer Ordinatenmeßinformation gebildet werden, bei gleichzeitiger Darstellung von kartesischen Koordinaten auf dem Bildschirm einer Elektronenstrahlröhre, gekennzeichnet durch das Zusammenwirken folgender vier Gatter:

   einem ersten Gatter (G₁), das abwechselnd in gleichmäßigen Zeitintervallen eine Einstellspannung für ein Ordinaten-Koordinatensignal und ein Abszissen-Koordinatensignal, dessen Kurvenform eine schwache Neigung wenigstens an deren Beginn oder an deren Ende hat, durchläßt, wobei das Ausgangs.'it nal (ν,,) dieses Gatters (G₁) einem dritten Gatter (G.,) zugeführt wird; einem zweiten Gatter (G₂), das während der Zeitspanne, in welcher das erste Gatter (G₁) die Einstellspannung für das Ordinaten-Koordinatensignal durchläßt, ein Ordinaten-Koordinatensignal mit einer dem Abszissen-Koordinatensignal gleichen Wellenform und in der Zeitspanne, in welcher das erste Gatter (G₁) das Abszissen-Koordinatensignal durchläßt, eine Einstellspannung für ein Abszissen-Kuordinatensignal durchläßt, wobei das Ausgangssignal (v,._; dieses Gatters (G₂) einem vierten Gaiter (G₄) zugeführt wird;

   dem dritten Gatter (G₃) das abwechselnd in regelmäßigen Zeitabständen die Abszissen-Meßinformation (e_v) und das Ausgangssigna] (vi,) des ersten Gatters durchläßt, wobei das Ausgangssignal (V,.) dieses Gatters (G.,) dem Horizontalablenkeingang zugeführt wird

   und dem vierten Gatter (G₄), das während der Durchlaßzeit des dritten Gatters (G₃) für die Abszissen-Meßinformation e_v die Ordinaten-Meßinformation e, und während der Durchlaßzeit des dritten Gatters (G₃) für das Ausgangssignal (v,,) des ersten Gatters (C₁) das Ausgangssignal (v,.) des zweiten Gatters (G₃) durchläßt, wobei das Ausgangssignai (v,) dieses Gatters (G₄) dem Vertikalablenkeingang zugeführt wird.