DE2223672C2 - Triggerschaltung, insbesondere für Oszillografen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Triggerschaltung, insbesondere für Oszillografen, zum wiederholten Auslösen einer Signalfunktion durch Auslösesignale, die von periodischen Eingangssignalen abgeleitet sind, wenn diese einen vorbestimmten Signalpegel erreichen, mit einer Triggerschaltung zur Aufnahme der Fingangssignale und zur Abgabe von Triggersignalen, wenn das Eingangssignal einen vorbestimmten Signalpegel erreicht, einer Auslöseschaltung zur Abgabe von Auslösesignalen an einen Funktionsgeber zum Erzeugen der Signalfunktion und einer Sperrschaltung, welche an die Auslöseschaltung Sperrsignale ausreichender Dauer abgibt, urn die Abgabe eines Auslösesignals an den Ftinktionsgeber zu verhindern, bis die von diesem abgegebene Signalfunktion einen definierten Startzustand erreicht hat. Bei vielen Anwendungen, vorzugsweise in Oszillngrafen, kommt es darauf an, daß periodische Signalfolgen bei Ablauf eines möglichst konstanten Zeitintervalles nach Erreicher, eines definierten Signalpegels einen anderen Voigang in einer Schaltung ίο auslösen. Dieses Zeitintervall ist bedingt durch die unvermeidbare Schaltzeit der den Vorgang auslösenden Schaltelemente. Nachdem der ausgelöste Vorrang beendet ist, wird die Schaltung wieder in den Startzustand zurückgebracht und die erneute Auslösung d^s gewünschten Vorganges freigegeben. Dabei hat der von dem Signalverlauf abgeleitete Auslöseimpuls eine endliche Breite und das Freigabesignal eine enuliche Flankensteilheit. Fällt nun der Auslöseimpuls zeitlich mit der Flanke des Freigabesignals zu-

ao sammen, so ist bei herkömmlichen Schaltungen kein konstanter zeitlicher Zusammenhang zwischen dem Auftreten des Auslöseimpulses und dem effektiven Auslösen des gewünschten Vorganges gegeben. Dies führt beispielsweise bei Oszillografenschaitungen

a5 dazu, daß der Auslöseimpuls für die die Horizontalablenkung bestimmende Rampenfunktion zeitlich um einen Teil der Abfallzeit der Rückflanke des Sperrimpulses verschoben wird und das Oszillografenbild zittert.

Um die Wahrscheinlichkeit herabzusetzen, daß sich die Auslöseimpulse und Teile der Freigabeimpulse zeitlich überlappen und zu unerwünschten Zeitverschiebungen führen, hat man bisher mit hohem Kostenaufwand Schaltungen für schmale Auslöseimpulse und steile Freigabeimpulse verwendet. Bei Oszillografenschaitungen hat man darüber hinaus ein manuell betätigbares Stellglied zur Veränderung der Breite der Sperr-Impulse vorgesehen. Diese Sperr-Impulse dienen allgemein dazu, ein erneutes Triggern des Rampengenerators zu verhindern, bis er wieder in seinen Startzustand zurückgekehrt ist. Dieses Stellglied nimmt Platz auf der Gerätefrontplatte in Anspruch und muß beim Übergang zu anderen Signalfrequenzen in der Regel feinfühlig und zeitaufwendig nachgestellt werden.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 2111661 ist eine Schaltungsanordnung bekannt, bei welcher der Kippgenerator für die Horizontalablenkung in dem Zeitpunkt getriggert wird, in welchem eine Eingangs-

jo funktion einen vorbestimmten Schwellwert erreicht. Hierzu ist gemäß einer Ausführungsform eine Auslöseschaltung mit einem UND-Gatter vorgesehen, welches das um einen konstanten Betrag verzögerte Triggersignal nur dann an den Kippgenerator durchschaltet, wenn es vorher durch ein Freigabesignal von einer ersten bistabilen Kippstufe vorbereitet worden ist. Dieses Freigabesignal wird von einer Detektorschaltung abgeleitet, die auf das Erreichen eines oberen Schwellwertes der Rampenfunktion anspricht, wobei

So das Detektorsignal über eine weitere bistabile Kipp- :*"fe und eine monostabile Kippstufe einem weiteren UND-Gatter zugeführt wird, dessen anderer Eingang dann jeweils einen unverzögerten Triggerimpuls durchschaltet und die erste bistabile Kippstufe setzt.

6j Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung der eingangs beschriebenen Art dahingehend zu verbessern, daß in schaltungstechnisch vereinfachter Weise eine genaue Zuordnung zwischen

dem Erreichen bestimmter Sdwellwerte einer periodischen Eingangsfunktion und dem Auslösen einer Signaifunküon erreicht wird. Im Fall von üszilln^rafen so!! sichergestellt werden, daß die Rampenfunkiion stets genau bei Ablauf eines konstanten Zeitintervallesnach Erreichen eines vorbestimmten Signalpegels ausgelöst wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß dadurch gelöst, daß zwischen der Tnggerschaltung und dem Funktionsgeber eine Teilerschaltung angeschlossen ist, deren Eingangs-Impulsfrequenz gleich einem ganzzahligen Vielfachen η der Xusgangs-Impulsfrequenz ist, die Teilerschaltung einen" mit der Sperr-,chaltung verbundenen Ausgang aufweist and gesperrt ist, bis die SperTschaltung und damit der Funktionsgeber wieder in den Startzustand zurückgekehrt ist und die Teilerschaltung nach ihrer Freigabe i:ach Empfang von η Eingangsimpulsen ein Auslöse- -ignal für den Funktionsgeber abgibt. Bei dieser einfa-. πέη Lösung wird also keine konstante Verzögerung :cr Triggersignale sondern eine V Tzögerungszeit orgesehen, die ein konstantes ganzzahliges Vielfa-. hes der Frequenz der Eingangssignale beträgt.

Dabei bereiten gleichsam η Eingangsimpulse am :■ ingang der Teilerschaltung stets die Abgabe eines Jen Funktionsgeber tatsächlich auslösenden Signals -or. Eine etwaige Phasenverschiebung des ersten \ orbereitungsimpulses unter dem Einfluß der Sperrchaltung ist dabei unkritisch, da dieser das Auslösesi- : nal nicht direkt hervorruft. Der >ne Impuls bewirkt Jie Auslösung des Funktionsgebers und kann nicht nehr durch teilweise zeitliche Überlappung mit dem Sperrsignal zeitlich verschoben sein.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer bekannten TriggerscKjltung für die Horizontalablenkung eines Oszillograf en,

F i g. 2 a bis g Zeitfoliendiagramme der in der Triggerschaltung nach Fig. 1 auftretenden Signale,

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Tnggerschaltung für die Horizontalablenkung eines Oszillografen,

Fig. 4a bis g Zeitfoliendiagramme der in der Schaltung gemäß Fig. 3 auftretenden Signale.

Gemäß Fig. 1 enthält eine bekannte Schaltung zur Horizontalablenkung eines Oszillografen die Reihenschaltung eines Triggerimpulsgenerators 1, einer logischen UND-Verknüpfung 2 und eines Funktionsgebers (7), der aus einem Rampenschalter 3 und einem Rampengenerator 4 besteht. Ein Eingang der UND-Verknüpfung und ein Sperreingang des Rampenschalters sind mit dem Ausgang einer Sperr-Schaltung 5 verbunden, die von dem Rampengenerator angesteuert ist. Der Triggerimpulsgenerator 1 kann einen Schmitt-Trigger und einen Impulsformer und der Rampengenerator einen durch eine Konstantstromquelle gespeisten Kondensator aufweisen.

Zur Erläuterung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe wird die Funktion dieser Schaltung bei einem periodischen Eingangssignal erläutert:

Jedesmal wenn das signalförmige Eingangssignal gemäß Fig. 2a einen vorgegebenen Signalpegel erreicht, wird der Schmitt-Trigger im Triggerimpuls-Generator betätigt und gibt einen Impuls ab, dessen Rückflanke ausgelöst wird, wenn das Eingangssignal wieder auf einen bestimmten Signalpegel abfällt (Fig. 2 h). Durch einen nicht dargestellten Impulsformer, der ebenfalls einen Teil des Triggerimpulsgenerators bildet, wird vom Ausgangssignal des Schmitt-Triggers ein steiler Impuls möglichst kurzer Dauer abgeleitet (Fig. 2cj, dessen ansteigende Flanke den Rampenschalter 3 betätigt, der an den Rampengenerator 4 ein Betätigungssignal abgibt, das die Rampenspannung zeitlich festlegt (Fig. 2d, e). Wenn die ansteigende Flanke der Rampenfunktion einen bestimmten Schwellwert erreicht, wird durch den Rampenschalter der Rampengenerator umgeschaltet, und die Rampenfunktion fällt ab und die Sperr-Schaltung 5 gibt ein Sperrsignal gemäß Fig. 2f an das UND-Gatter 2 ab, um dieses und den Rampenschaiter wenigstens solange zu sperren, bis sich der Rampengenerator wieder in der Startstellung für einen neuen Ablenkzyklus befindet, um dann ein Betätigungssignal für den Rampengene; itor abzugeben.
Die endlichen Ansprechzeiten der genannten Impulsschaltung summieren sn.h dabei in der Regel zu einer im wesentlichen konstanten Gesamtschaltverzögerung AtI zwischen dem Erreichen des vorgenannten Signalpegels und dem Beginn der Rampenf'inktion. Wenn jedoch gemäß dem rechten Teil von Fig. 2 am UND-Gatter während der Rückflanke des Sperrsignals ein Triggerimpuls end icher Breite gemäß Fig. 2c, f, ansteht, so wird die Rampenfunklion nicht mehr in dem Zeitpunkt ausgelöst, in dem der Triggerimpuls gerade seine volle Amplitude erreicht, sondern dann, wenn die Rückflanke des Sperrsignals im v.esentlichen abgefallen und der Freigabezustand erreicht ist. Das somit gebildete Zeitintervall AtI zwischen dem Erreichen des vorbestimmten Signalpegels des Eingangssignals und dem Auslösen der Rampenfunktion ist gegenüber dem Zeitintervall All um einen Betrag At vergrößert, der au.' dem Oszillografenschirm zu zwei um Al phasenverschobcnen Darstellungen der Eingangssignalfolge führt.

Bei bekannten Oszillografenschaltungen hat man über einen externen Schalter die Sperrzeit derart verändert, daß die Rückflanke der Sperrsignale nicht mehr zeitlich mit den Triggf rsip,nalen zusammenfallen kann. Die bekannte Veränderung der Sperrzeit hat die Nachteile, daß sie entsprechend der Frequenz des darzustellenden Signals manuell angepaßt werden muß und dabei nicht sichergestellt wird, daß nicht mehrere Signalperioden ausgeblendet werden und damit die Helligkeit des Oszillografenbildes abnimmt.

In Fig. 3 ist die erfindungsgemäße Schaltungsan-Ordnung am Beispiel einer Triggerschaltung für einen Oszillografen dargestellt. Diese Schaltung unterscheidet sich von der bekannten Schaltung gemäß Fir;. I im wesentlichen nur dadurch, daß an Stelle des UND-Gatters eine Teilerschaltung 6 vorgesehen ist, die einen mit dem Triggerimpulsgenerator verbundenen Signa'jingang und einen mit der Sperrsrhaliung verbundenen Löscheingang aufweist.

Solange am Löscheingang kein Löschsignal auftritt, erscheinen am Ausgang der Teilersclnltung entsprechend dem eingestellten ganzzahiigen Teilerverhältnis Auslöseimpulse für den Rampenschalter, deren Frequenz kleiner als diejenige der Triggerimpulse ist. Erhält die Teilerschaitung 6 von der Sperrschaltung 5 jedoch ein Löschsignal, so wird während der Dauei des Löschsignals von der Teilerschaltung kein Auslosesignal an den Rampenschalter weitergegeben. Nach dem Fortfall des Löschsignals muß erst wieder die dem Teilerverhältnis entsprechende Anzahl von Impulsen

an die Teilerschaluing abgegeben werden, bevor diese einen weiteren Ausinseimpuls abgibt. Im einzelnen ergibt sieh gemäß Fig. 4a bis g folgende Funktionsweise:

Erreicht das Eingangssignal zum zweiten Mal einen vorbestimmten Signalpegel (Fig. 4a), so wird die Vorderflanke eines Ausgangsimpulses des Schmitt-Trigger abgegeben (Fig 4b). und dieser Ausgangsimpuls löst wiederum einen Ausgangsimpuls der Teilerschaltung bei einem Teilerverhältnis von 1 : 2 aus (Fig. Ic). Dabei beträgt die Dauer des Ausgangsimpulses der Teilerschaltung zwei Perioden des Eingangssignals, bzw. /ι Perioden bei einem Teilerverhältnis I : /ι. Durch die Teilerschaltung wird der Rampenschalter betätigt. Schließlich wird durch das Ausgangssignal des Rampenschalters der Rampengcnerator mit einer Zeitverzögerung Δ/1 gegenüber dem Erreichen des Triggcrpegels des Eingangssignals ausgelöst (Fig. 4 e).

iJer zweite Triggerimpuls des Schmitt-Triggers löst in der Teiierschaltung 8 keinen Ausgangsimpuls aus, während der dritte Triggerimpuls vom Schmitt-Trigger wieder jenen kritischen Fall darstellt, bei dem der Triggerimpuls zeitlich mit der Rückflanke des Ausgangssignals der Sperrschaltung zusammenfällt. Sobald die Sperrschaltung in den Freigabezustand zurückgekehrt ist, wird gemäß F ig. 4c, rechter Teil, von der Teilerschaltung eine Impulsflanke abgegeben, die der Rtickflanke eines Teilerimpulses entspricht und den nur auf Vorderflanken ansprechenden Rampenschalter nicht auslöst. Die Teilerschaltung wird vielmehr vorbereitet, um bei dem vierten Triggerimpuls wieder eine Impulsvorderflanke abzugeben, welche den Rampenschalter betätigt, und da zu diesem Zeitpunkt am Rampenschalter kein Löschsignal anliegt, wird damit auch der Rampengenerator ausgelöst. Wie

ίο sich aus F ι g. 4 ergibt, ist dabei die Rampe um ein Zeitintervall AtI gegenüber dem Erreichen des vorbestimmten Signalpegels der Eingangsfunktion verschoben, das genau so groß ist wie das Zeitintervall in den unkritischen Fällen, bei denen der Übergang des Löschsignals in das Freigabesignal nicht mit Triggerimpulsen zusammenfällt. Es ergibt sich gemäß F i g. 4 g auf Grund der erreichten exakt periodischen Triggerung ein der Eingangsfunktion entsprechender Kurvenzug auf dem Oszillografen, der nicht durch

ao zeitverschobene Triggerung verfälscht ist.

Die Erfindung wurde an Hand einer Triggerschal tung für Oszillografen erläutert, und es versteht sich daß sie beispielsweise auch in Steuer- oder Regel schaltkreisen verwendbar ist, wenn periodische Si gnile bestimmte Vorgänge wiederholt auslösen odei regenerieren sollen, ohne diese in ihrer zeitlichei Phasenlage zu verfälschen.

Hierzu I Blatt Zeichnunccn

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Triggerschaltung, insbesondere für Oszillografen, zum wiederholten Auslösen einer Signalfunktion durch Auslösesignale, die von periodischen Eingangssignalen abgeleitet sind, wenn diese einen vorbestimmten Signalpegel erreichen, mit einer Triggerschaltung zur Aufnahme der Eingangssignale und zur Abgabe von Triggersignalen, wenn das Eingangssignal einen vorbestimmten Signalpegel erreicht, einer Auslöseschaltung zur Abgabe von Auslösesignaien an einen FunkUonsgeber zum Erzeugen der SignalfunHtion und einer Sperrschaltung, welche an die Auslöseschaltung Sperrsignale ausreichender Dauer abgibt, um die Abgabe eines Auslösesignales an den Funktionsgeber zu verändern, bis die von diesem abgegebene Signalfunktion einen definierten Startzustand erreicht hat, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Triggerschaltung (1) und dem Funktionsgeber (7) eine Teilerschaltung (6) angeschlossen ist, deren Eingangsimpulsfrequenz gleich einem ganzstrahligen Vielfachen η der Ausgangsimpulsfrequenz ist, die Teilerschaltung einen mit der Sperrschaltung (5) verbundenen Ausgang aufweist und gesperrt ist, bis die Sperrschaltung (5) und damit der Funktionsgeber (7) wieder in den Startzustand zurückgekehrt ist und die Teilerschaltung (6) nach ihrer Freigabe nach Empfang von η Eingangsimpulsen ein Auslösesignal für den Funktionsgeber ; I) abgibt.

2. Verwendung der Schaltung nach Anspruch 1 in einem Oszillografen, bei dem der Funktionsgeber (7) einen Rampengenerator (4) aufweist, und die Sperrschaltung (5) ein Sperrsignal an die Teilerschaltung (6) abgibt, solange sie und damit der Rampengenerator (4) nicht in die Startstellung zurückgekehrt sind.

3. Verwendung der Schaltung nach Anspruch 2 in einem Oszillografen, bei welchem dem Rampengenerator (4) ein RampenschaUer (3) vorgeschaltet ist, der im einen Schaltzustand die Erzeugung der Rampenvorderflanke und im anderen Schaltzustand die Rampenrückflanke auslöst.

4. Verwendung der Schaltung nach Anspruch 3 in einem Oszillografen, bei welchem der Rampenschalter (3) eine Kippstufe aufweist, die einen der Teilerschaltung (6) nachgeschalteten Signaleingang und einen mit der Sperrschaltung (S) verbundenen Löscheingang aufweist.