DE2617199C2

DE2617199C2 - Method and device for the analog representation of significant quantities of a measurement signal

Info

Publication number: DE2617199C2
Application number: DE2617199A
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Ing. 8520 Erlangen Hassler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-04-20
Filing date: 1976-04-20
Publication date: 1978-03-30
Also published as: DE2617199B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eineThe invention relates to a method and a

Vorrichtung zur Analogdarstellung signifikanter Größen eines Meßsignals, z. B. dessen Effektivwertes, auf dem Bildschirm einer Oszillographenröhre in Form eines schmalen, in der Länge meßgrößenproportionalen Streifens.Device for the analog representation of significant quantities of a measurement signal, e.g. B. its effective value the screen of an oscilloscope tube in the form of a narrow, length-proportional Strip.

In der Elektromedizin werden zu diagnostischen Zwecken Meßgrößen am Patientenkörper abgenommen und geräteseitig angeboten, die je nach Art der Meßgröße unterschiedlich schnell veränderlich sind und die, damit gleichbedeutend, auch unterschiedlich hoheIn electromedicine, measurements are taken from the patient's body for diagnostic purposes and offered on the device side, depending on the type of Measured variables can be changed at different speeds and, thus synonymous, also with different levels Informationsmengen pro Zeiteinheit liefern. Bei den quasistatischen Meßgrößen, wie Herzfrequenz, Blutdruck, Temperatur etc, ist dabei der Informationsfluß nicht wesentlich größer als die Informationsmenge, die vom Menschen direkt aufgenommen und verarbeitetDeliver amounts of information per unit of time. In the case of the quasi-static measured variables, such as heart rate, blood pressure, temperature, etc., the flow of information is here not significantly larger than the amount of information that humans directly absorb and process werden kann. Dementsprechend ist die Präsentation der Meßgröße mittels Analoginstrument oder in digitaler Form nicht allzu problematisch. Schwieriger gestaltet sich jedoch die Situation bei den mittelschnell oder pulsatorisch veränderlichen Meßgrößen, wie z. B.can be. Accordingly, the presentation of the measured variable by means of an analogue instrument or in digital form Shape not too problematic. However, the situation is more difficult with the medium-fast or pulsatory variable measured variables, such as. B.

Meßgrößen mit Bandbreiten bis etwa 100 Hz, d.h. EKG-Pulskurven, Druckkurven, Flußkurven etc. Hier kann die Information vom Menschen entweder nur nach Datenreduktion oder Speicherung aufgenommen und verarbeitet werden. Die Datenreduktion erstreckt sichMeasured variables with bandwidths up to about 100 Hz, i.e. EKG pulse curves, pressure curves, flow curves, etc. Here the information can be taken up by humans either only after data reduction or storage are processed. The data reduction extends dabei durchweg auf bestimmte, den Diagnostiker interessierende Eigenschaften eines Meßsignals, wie z. B. Signalpolarität, Extremwerte, Mittelwert, Frequenz, Anstiegssteilheiten, Formkriterien, zeitliche Zuordnungen, statistische Parameter etc. Interessierenconsistently on certain, the diagnostician interesting properties of a measurement signal, such as. B. signal polarity, extreme values, mean value, frequency, steepnesses, shape criteria, temporal Assignments, statistical parameters, etc. Interest jedoch viele dieser Eigenschaften, d. h. soll das Ursprungssignal möglichst naturgetreu aufgezeichnet werden, so muß gespeichert werden. Für Überwachungszweclce sind hierbei Oszillographen mit Speicherzeiten im Bereich von Sekunden meistenshowever, many of these properties; H. should that The original signal is recorded as faithfully as possible, so it must be saved. Oscillographs are included for monitoring purposes Storage times in the range of seconds mostly ausreichend. Zu Diagnosezwecken, die eine Signalspeicherung Ober wesentlich längere Zeitabschnitte erfordern, werden hingegen bevorzugt Papierschreiber od. dgl. eingesetzt Insbesondere in letzterem Fall muß jedoch gesichert sein, daß das zu speichernde Signalsufficient. In contrast, paper recorders are preferred for diagnostic purposes that require signal storage over significantly longer periods of time or the like. In particular in the latter case, however, it must be ensured that the signal to be stored auch mit entsprechend guter Qualität anfällt Dies bedeutet, daß vorab dafür gesorgt werden muß, daß insbesondere der Meßsignalabnehmer am richtigen Applikationuort korrekt appliziert ist und auch sonstige Störeinflüsse, die sich beispielsweise bei Applikationis also obtained with a correspondingly good quality. This means that it must be ensured in advance that in particular the measurement signal pick-up is correctly applied at the correct application location and also others Interferences that arise, for example, during application

f>5 und Weiterverarbeitung des Signals ergeben können, vermieden werden. Wünschenswert wäre also eine Signalanzeige, anhand derer sich ohne allzu großen technischen Aufwand in groben Zügen abschätzen läßt.f> 5 and further processing of the signal can result, be avoided. It would therefore be desirable to have a signal display that can be used without overly large technical effort can be roughly estimated.

mit welcher Qualität ein gegebenenfalls zu speicherndes Signal anfällt Eine solche Anzeige verbessert die diagnostische Aussage und sie verhindert speziell bei Speicherung mittels Papierschreiber unnötigen Papierverlust. Die Anzeige soll dabei so ausgebildet sein, daß sie bei kleinstem Platzbedarf dennoch die für eine Qualitätsaussage wesentlichen Kriterien des Signals rasch und gut sichtbar anzeigt, wobei je nach Art des gewählten Kriteriums die Sichtanzeige langsam genau (±1% vom Skalenendwert) oder schnell und dabei unter Umständen nur mittelmäßig genau (±3%) sein sollte. Letztere Bedingungen sind insbesondere wesentlich bei der Doppler-Blut-Fiußmessung, wo beispielsweise eine pulsatorisch schwankende Flußkurve und ein hieraus abgeleiteter zeitlicher Mittelwert (Slutflußgeschwindigkeit als quasistatische Größe) angezeigt bzw. zur Speicherung ausgegeben werden sollen. Ist die schnell veränderliche Flußkurve fehlerhaft, so wird im allgemeinen auch der Mittelwert gestört sein. Vor Aufzeichnung von Flußkurve und Mittelwert sollte demnach beispielsweise durch eine Effektivwertmessung am einkommenden Dopplersignal als Ji^tierhilfe für die Abnehmerapplikation die Qualität der veränderlichen Flußkurve vor Speicherung bestimmt werden. Eine hinreichend genaue, schnelle Analoganzeige für diesen Wert wäre hier sinnvoll.The quality of a signal that may have to be stored. Such a display improves the diagnostic statement and it prevents unnecessary paper loss, especially when saving with a paper writer. The display should be designed so that they still have the essential criteria of the signal for a quality statement with the smallest space requirement quickly and clearly visible, depending on the type of criterion selected, the visual display slowly and accurately (± 1% of the full scale value) or fast and possibly only moderately accurate (± 3%) should. The latter conditions are particularly important in the Doppler blood flow measurement, where, for example, a pulsatory fluctuating flow curve and a Temporal mean value derived from this (slut flow velocity as a quasi-static variable) displayed or should be output for storage. If the rapidly changing flow curve is faulty, im in general, the mean value may also be disturbed. Before recording the flow curve and mean value, you should accordingly, for example, by means of an effective value measurement on the incoming Doppler signal as an aid to judging for the consumer application, the quality of the variable flow curve can be determined before storage. A sufficiently accurate, fast analog display for this value would make sense here.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren nebst Vorrichtung anzugeben, das/die eine solche Analoganzeige bei geringstmöglicher zusätzlicher Flächenbeansprung ermöglichtThe object of the invention is to provide a method and a device that enable such an analog display with the least possible additional surface area

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Analogdarstellung in Form eines Kreisbogenstreifens erfolgt, wobei zur Erzeugung des Ablenkkreises Vertikal- und Horizontalablenksystem der Oszillographenröhre in an sich bekannter Weise von zwei um 90° gegeneinander phasenverschobenen Sinusspannungen gespeist sind und wobei jedoch zur Festlegung der hellen Bogenlänge des Streifens eine Sägezahn- oder Dreieckspannung dient die bis zur Amplitudengleichheit mit der darzustellenden Meßgröße den Elektronenstrahl der Röhre jeweils helltastet Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens besteht aus einer Oszillographenröhre mit Sinusgenerator für die Erzeugung der beiden um 90° gegeneinander phasenverschobenen Sinusspannungen und einem Sägezahn- oder Dreieckspar.iiungsgenerator mit r.achgeschaltetem Komparator zum Vergleich der Sägezahn- oder Dreieckspannung mit der Amplitude der darzustellenden Meßgröße, wobei der Ausgang des Komparator mit dem Wehneltzylinder der Oszillographenröhre zur Erzeugung eines Helltastimpulses bis zur Amplitudengleichheit zwischen Sägezahn- oder Dreieckspannung und Amptitide der darzustellenden Meßgröße verbunden istThe object is achieved according to the invention in that the analog representation takes place in the form of a circular arc strip, with the vertical and horizontal deflection system of the oscilloscope tube in a known manner of two μm to generate the deflection circle 90 ° phase-shifted sinusoidal voltages are fed and, however, to determine the The device for Carrying out this process consists of an oscilloscope tube with a sine wave generator for generating the two sine wave voltages, which are phase-shifted by 90 °, and a sawtooth or Triangle saving generator with a downstream comparator to compare the sawtooth or Triangular voltage with the amplitude of the measured variable to be displayed, with the output of the comparator with the Wehnelt cylinder of the oscilloscope tube to generate a light pulse until the amplitude equals the sawtooth or triangle voltage and Amptitide of the measured variable to be displayed is connected

Die Erfindung ermöglicht je nach Bedarf eine langsame genaue oder auch eine schnelle, unter Umständen jedoch nur mittelmäßig genaue Analogdarstellung signifikanter Größen eines Meßsignals, aus der beispielsweise unmittelbar die Güte eines auf Papierstreifen zu speichernden Signals vorab geprüft werden kann. Die Analoganzeige erfolgt dabei — wie erwünscht — mit geringster Flächenbeanspruchung. Im Gegensatz zur Darstellungsform eines schmalen in der Länge meßgrößenproportionalen linearen Streifens, ermöglicht nämlich die Kreisbogenform des Streifens bei üblichen Skalenlängen bis beispielsweise 10 cm bzw. 20 cm bei bipolarer Länge geringere Anzeigefläche. Bei einer solchen Skalenlänge, die für eine Ablesegenauigkeit von 1% vom Skalenendausschlag durchaus ausreichend ist, benötigt man lediglich einen Kreisdurchmesser von höchstens etwa 3 cm. Bei gleicher horizontaler Linienlänge würde sich hingegen beiThe invention enables, depending on requirements, a slow, precise or a fast, under Under certain circumstances, however, only moderately accurate analog representation of significant quantities of a measurement signal from which for example, the quality of a signal to be stored on paper strips can be checked in advance can. The analog display takes place - as desired - with the least amount of space required. In contrast for the form of representation of a narrow linear strip proportional to the length of the measured variable, namely the circular arc shape of the strip enables usual scale lengths up to, for example, 10 cm or 20 cm with a bipolar length smaller display area. at such a scale length, which is absolutely necessary for a reading accuracy of 1% of the full scale deflection is sufficient, you only need a circle diameter of at most about 3 cm. With the same horizontal line length, however, would be gleicher Breite für Skalenbeschriftung und Linie etwa die doppelte Fläche ergeben. Die kreisbogenförmige Analogdarstellung ist jedoch nicht nur platzsparender, sie ist darüber hinaus auch einprägsamer, weil außer der Länge des Kreisbogenstreifens auch der Drehwinkelthe same width for scale lettering and line approximately give twice the area. The arc-shaped analog representation is not only more space-saving, it is also more memorable because, in addition to the length of the circular arc strip, the angle of rotation

ίο oder die Richtung zwischen Kreismittelpunkt und Streckenendpunkten meßgröQenproportional sind. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß sowohl positive als auch negative Werte auf demselben Kreis angezeigt werden können, wozu bei Streifendarstellung in geraderίο or the direction between the center of the circle and Distance end points are proportional to the measurement size. Another advantage is that both positive and Negative values can also be displayed on the same circle, for which purpose a straight line in the case of stripes Linie auf jeden Fall die doppelte Länge benötigt würde. Durch die US-PS 24 26 208 ist zwar ein sogenannter Radio-Richtungs-Aufsucher der Radartechnik vorbekannt, bei dem mittels eines Kollektors mit einer Vielzahl von Bürsten zwei um 90° gegeneinanderLine would definitely need twice the length. By the US-PS 24 26 208 is a so-called Radio direction seekers of radar technology previously known in which by means of a collector with a Multiple brushes two at 90 ° against each other phasenverschobene Sinusspannunger. arzeugt werden, die auf dem Bildschirm einer usziilo-jraphcnröhre bereits eine Kreisablenkung des Elektrodenstrahls bewirken. Wie der Name Richtungs-Aufsucher schon ausdrückt dient das Gerät jedoch zur Auffindung vonphase shifted sinusoidal voltages. be produced, those on the screen of a usziilo-jraphcetube already cause a circular deflection of the electrode beam. Like the name direction-seeker expresses the device is used to locate Objekten, z. B. fliegenden Objekten, mit Angabe der Richtung. Zu diesem Zweck werden gemäß der Radartechnik zum Objekt hin gesendete und aufgrund Reflexion vom Objekt wieder empfangene Radiosignale den Bürsten des Kollektors zugeleitet Tritt also an einerObjects, e.g. B. flying objects, specifying the Direction. For this purpose, radar technology is used to send to the object and due to Reflection from the object again received radio signals fed to the brushes of the collector so occurs at one der Bürsten ein Signal auf, so wird an der entsprechend zugeordneten Stelle des Bildschirmes der Oszillographenröhre ein Helligkeitspunkt erzeugt, der Lage und Richtung des fliegenden Objekts im Radialfeld entsprechend der Radialabtastung mit Radiowellen anzeigtthe brushes on a signal, a brightness point is generated at the correspondingly assigned point on the screen of the oscilloscope tube, the position and Indicates the direction of the flying object in the radial field according to the radial scan with radio waves Darüber hinaus ist durch die DT-PS 8 87 231 auch schon eine Meßeinrichtung vorbekannt die vorliegender Erfindung schon etwas näher steht deshalb, weil sie bereits einen Kathodenstrahloszillographen zur Wiedergabe einer Meßspannung in Kreisform beinhalIn addition, through the DT-PS 8 87 231 already a measuring device previously known to the present invention is a little closer because it already contains a cathode ray oscilloscope for reproducing a measuring voltage in circular form tet Die Wiedergabe erfolgt jedoch in Polarkoordinaten, d. h. os wird für jede Meßgröße immer ein Vollkreis am Bildschirm des Oszillographen geschrieben, wobei sich jedoch der Radius des Vollkreises mit der Amplitude der Meßgröße entsprechend ändert. Demgegenüber betet However, playback takes place in polar coordinates, d. H. os, a full circle is always written on the oscilloscope screen for each measured variable, whereby however, the radius of the full circle changes accordingly with the amplitude of the measured variable. In contrast be schreibt zwar die vorliegende Erfindung ebenfalls ein Verfahren und ein Gerät zur Analogdarstellung von Größen eines Meßsignals mittels Kreisbogenform; als Maß für die Amplitude des Meßsignals dienen jedoch weder der Radius eines Vollkreises (wie bei der DT-PS)while writing the present invention as well Method and a device for the analog representation of quantities of a measurement signal by means of a circular arc shape; as However, neither the radius of a full circle is used to measure the amplitude of the measurement signal (as with the DT-PS) noch (wie bei der US-PS) Lage und Richtung eines Helligkeitspunktes in einem Radialabtastfeld. Als Maß für die Amplitude dient gemäß vorliegender Erfindung speziell die helle Bogenlänge eines Kreisbogenstreifens, wobei zur Erzeugung eines Ablenkkreises Vertikal- undnor (as in the US-PS) position and direction of a brightness point in a radial scanning field. As a measure according to the present invention, the light arc length of a circular arc strip is used for the amplitude, whereby to generate a deflection circle vertical and Horizontalablenksystsm der Oszillographenröhre zwar ebenfalls in an sich bekannter Weise durch zwei um 90° gegeneinander phasenverschobene Sinusspannungen gespeist sind, wobei jedoch — im Unterschied zum Stand der Techni'. — zur Festlegung der hellenHorizontalablenksystsm of the oscilloscope tube though likewise in a manner known per se by two sinusoidal voltages phase-shifted by 90 ° with respect to one another are fed, but - in contrast to the state of the art. - laying down the bright Bogenlänge des Streifens eine Sägezahn- oder Dreieckspannung dient, die bis zur Amplitudengleichheit mit der darzustellenden Meßgröße den Elektronenstrahl der Röhre jeweils helltastet In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sollte alsArc length of the strip a sawtooth or triangular voltage is used, which is equal to the amplitude with the The measured variable to be represented lightens the electron beam of the tube in each case In a preferred embodiment of the invention should be as

fi.s Anzeigemittel für die jeweilige signifikante Größe des Meßsignals eine Braunsche Röhre m> einem Schirmdurchmesser von etwa 3 cm für die Kreisdarstellung dienen. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung solltefi.s display means for the respective significant size of the Measurement signal a Braun tube with a screen diameter of about 3 cm for the representation of a circle to serve. In a further advantageous embodiment, should

dabei auf dem Schirmdurchmesser eine dem Kreis zugeordnete parallaxenfrei ablesbare elektronische Skala einblendbar sein. Zur Hellsteuerung der Röhre für die Skalenmarken können dabei kurze Impulse, beispielsweise der zehnfachen Frequenz der Sinus-Schwingungen für die Kreisdarstellungen (bei Dezimalskala) dienen. Eine einblendbare elektronische Skala hat den Vorteil der leichten Umschaltbarkeit des Meßbereiches in Abhängigkeit vom jeweiligen Maximalwert des abzubildenden Signals. Wie bereits angedeutet, lassen sich mit der Kreisdarstellung über denselben Gesamtlängenbereich sowohl positive als auch negative Signalanteile gleichzeitig oder separat darstellen. In bevorzugter Ausführungsform sollte dabei die Darstellung von positiven Signalen beispielsweise rechtsdrehend und die Darstellung von negativen Signalen linksdrehend erfolgen. Zur besseren Unterscheidbarkeit positiver und negativer Signale bei gleichzeitiger Darstellung auf dem bildschirm sollten darüber hinaus positive Signale auf einem etwas größeren Kreis als negative abbildbar sein. Dies läßt sich in einfacher Weise durch geringfügige Änderung der Sinusamplituden der Sinusablenkspannungen, beispielsweise anhand eines Spannungsteilers, realisieren. Die Erfindung erfordert ferner eine phasenmäßig starre Koppelung sämtlicher Signale, also Sinusschwingungen, Sägezahnbzw. Dreieckschwingung sowie Skalenhelltastimpulse. Welches von diesen Signalen davon die Rolle des Leitsignals spielt, auf das also sämtliche anderen Signale synchronisiert werden, ist dabei prinzipiell gleichgültig. Der Entwurf von Alternativlösungen zeigt aber, daß es am wenigsten aufwendig ist, entweder die Sinusfrequenz für die Kreisablenkung an der Oszillographenröhre oder die höchste vorkommende Frequenz, d. h. die der Skalenmarken als Leitfrequenz für sämtliche anderen Schwingungsfrequenzen auszuwählen. Insbesondere in letzterem Falle lassen sich durch digitale Teilung dieser höchsten Leitfrequenz sämtliche anderen Frequenzen in definierter Phasenlage, d. h. auch die erwünschten Sinus- bzw. Dreieckschwingungen, leicht ableiten.an electronic device assigned to the circle, which can be read without parallaxes, on the screen diameter Scale can be displayed. For brightness control of the tube for the scale marks can be short pulses, for example ten times the frequency of the sinusoidal oscillations serve for the circle representations (with decimal scale). Has an electronic scale that can be faded in the advantage of the easy switchability of the measuring range depending on the respective maximum value of the signal to be mapped. As already indicated, leave with the circle representation over the same total length range both positive and negative Display signal components simultaneously or separately. In a preferred embodiment, the representation should of positive signals, for example, clockwise and the display of negative signals be done counterclockwise. To make it easier to distinguish between positive and negative signals at the same time On-screen display should also positive signals can be shown in a slightly larger circle than negative ones. This can be done in a simpler way Way by slightly changing the sine amplitudes of the sinusoidal deflection voltages, for example based on a voltage divider. The invention also requires a phase-locked coupling all signals, i.e. sinusoidal oscillations, sawtooth or Triangular oscillation as well as scale light touch pulses. Which of these signals plays the role of the pilot signal, that is, on which all the other signals are synchronized, is in principle indifferent. The draft of alternative solutions shows, however, that it the least expensive is either the sinusoidal frequency for the circular deflection on the oscilloscope tube or the highest occurring frequency, i. H. that of the scale marks as the master frequency for all to select other vibration frequencies. In the latter case in particular, digital Division of this highest master frequency all other frequencies in a defined phase position, d. H. also the desired sine or triangular waves, easily derive.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung in Verbindung mit den Unteransprüchen. Es zeigtFurther advantages and details of the invention emerge from the following description two exemplary embodiments based on the drawing in conjunction with the dependent claims. It shows

F i g. 1 eine erwünschte Analogdarstellung gemäß der Erfindung in Vorderansicht.F i g. 1 shows a desired analog representation according to the invention in front view.

F i g. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung im Prinzipschaltbild,F i g. 2 shows a first embodiment of the invention in the basic circuit diagram,

F i g. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung im Prinzipschaltbild.F i g. 3 shows a second exemplary embodiment of the invention in a basic circuit diagram.

In der Fig. 1 ist der Ablenkkreis für den Elektronenstrahl der Anzeigeröhre mit 1 gestrichelt angedeutet Die Radialstriche 2 sind eingeblendete Skalenmarken (Dezimalskala). Der Bogenstreifen 3 gibt den positiven Anteil einer darzustellenden Meßgröße rechtsdrehend wieder. Der Bogenstreifen 4 zeigt hingegen negative Anteile desselben Signals an, wobei die Anzeige linksdrehend ist und mit einem etwas geringeren Radius als die Anzeige für die positiven Anteile erfolgt.In Fig. 1 is the deflection circle for the electron beam the display tube indicated by dashed lines 1 The radial lines 2 are superimposed scale marks (Decimal scale). The arched strip 3 gives the positive one Part of a measured variable to be displayed clockwise again. The arc strip 4, however, shows negative Parts of the same signal, whereby the display is counterclockwise and with a slightly smaller radius when the display for the positive shares occurs.

In der F i g. 2 dient als Leitgenerator für sämtliche weiteren Frequenzen ein 50-Hz-Sinusgenerator 5. Die Sinusausgangsspannung des Sinusgenerators 5 wird über einen umschaltbaren Spannungsteiler 6 sowie einen Verstärker 7 einerseits in der Phase unverschoben (Sinusspannung U]) auf das Horizontalablenkplattenpaar 8 sowie andererseits in der Phase um 90° verschoben (Sinusspannung Lh) auf das Vertikalablenk-In FIG. 2 serves as a master generator for all other frequencies, a 50 Hz sine wave generator 5. The sine output voltage of the sine wave generator 5 is not shifted in phase via a switchable voltage divider 6 and an amplifier 7 on the one hand (sinusoidal voltage U]) to the pair of horizontal deflection plates 8 and on the other hand in phase shifted by 90 ° (sinusoidal voltage Lh) on the vertical deflection

plattenpaar 9 einer Oszillographenröhre 10 gegeben. Zur Phasenverschiebung ist dabei dem Vertikalablenkplattenpaar 9 ein 90°-Phasenschiebeglied 11 vorgeschaltet. Die Oszillographenröhre besitzt einen Schirmdurchmesser von etwa 3 cm. Auf die Sinusspannung des Sinusgenerators 5 sind sowohl die Impulse für eine elektronische Skala als auch die Impulse zur Erzeugung einer Sägezahn- oder Dreieckspannung für die helle Bogenlänge des jeweiligen Kreisbogenstreifens phasenstarr eingerastet. Grundlage für die Erzeugung der Skalenimpulse ist ein 500-Hz-Recheckimpulsgenerator 12. Zur Einblendung der Skalenmarken (Dezimalskala) werden die Ausgangsimpulse dieses Rechteckimpulsgenerators 12 als Helltastimpulse über ein Gatter 13 unmittelbar auf den Wehneltzylinder 14 der Röhre 10 gegeben. Zur wahlweisen Breitensteuerung der Skalenmarkenstriche dient ein 50-kHz-Rechteckgenerator, dessen Ausgangsimpulse über das UND-Gatter 16 nebst Kondensator 17 sowie Spannungsteiler 18 auf die Röhrenkathode 19 geleitet werden. Zur phasenmäßig starren Verkoppelung der Ausgangssignale des 500-Hz-Recheckgenerators 12 mit der Sinusfrequenz des Sinusgenerators 5 dient ein Phasenregelkreis mit Phasenvergleichsglied 20 und 10: 1-Frequenzuntersetzer 21. Der Frequenzuntersetzer 21 erzeugt Ausgangsspannungsimpulse Ui mit einer der Sinusfrequenz des Sinusgenerators 5 entsprechenden Folgefrequenz. Diese Impuls*: Lh werden einem weiteren Frequenzuntersetzer 22 zur 2 : 1-Frequenzuntersetzung zugeleitet. Es ergeben sich somit Spannungsimpulse Ut mit der halben Sinusfrequenz. Auf die Frequenz dieser Spannung Ua wird nun die Sägezahnspannung Ue eines Sägezahngenerators 23 phasenstarr eingeregelt. Zu diesem Zwecke ist der Sägezahngenerator 23 wiederum zusammen mit einem Phasenvergleichsglied 24 in einen zweiten Phasenregelkreis eingeschaltet, der als zweite Vergleichsspannung die Auslöseimpulse Us für die Auslösung der Sägezahnläufe der Sägezahnspannung des Sägezahngenerators 23 verwendet. Ein dem Sägezahngenerator 23 nachgeschalteter Komparator 25 (Differenzverstärker) vergleicht die Sägezahnspannung Uf, des Sägezahngenerators 23 ständig mit dem über den Meßanschluß 26 zugeleiteten Meßsignal. Der Komparator 25 erzeugt einen Ausgangsimpuls, solange bei positivem Meßsignal die hochlaufende positive Sägezahnspannung amplitudenmäßig kleiner ist als die positive Meßsignalspannung. Ist Amplitudengleichheit erreicht bzw. überschreitet die Amplitude des hochlaufenden Sägezahnes die Meßspannung, so verschwindet das Ausgangssignal des Komparators 25. Entsprechend wird bei negativen Signalanteilen durch den Komparator 25 ein Ausgangsimpuls erzeugt, sobald und solange die aus dem negativen Bereich hochlaufende negative Sägezahnspannung Us den negativen Anteil des Meßsignals amplitudenmäßig unterläuft Jeder der so erhaltenen Ausgangsimpulse des Komparators 25 dient nun als Helltastsignal für den kreisförmig umlaufenden Elektronenstrahl der Röhre 10. Ober die Gatter 27 bzw. 28 mit zugeordneten Invertierstufen 29 ist dieser Kreisumlauf des Elektronenstrahls mit dem zeitlichen Anstieg der Sägezahnspannung Lfe so synchronisiert, daß, beginnend mit dem Nulldurchlauf der Sägezahnspannung in Richtung positiver Werte, der Elektronenstrahl von einer Position oben Mitte des Röhrenbildschirmes rechtsdrehend ausgelenkt wird. Aufgrund dieser zeitlichen Zuordnung erfolgt demnach Helltastung des Elektronenstrahls bei positiven Anteilen des Meßsignals nur über das Gatter 27 im Bereich positiverplate pair 9 given to an oscilloscope tube 10. A 90 ° phase shifting element 11 is connected upstream of the pair of vertical deflection plates 9 for phase shifting. The oscilloscope tube has a screen diameter of about 3 cm. Both the pulses for an electronic scale and the pulses for generating a sawtooth or triangular voltage for the bright arc length of the respective circular arc strip are locked in phase to the sinusoidal voltage of the sinusoidal generator 5. The basis for generating the scale pulses is a 500 Hz rectangular pulse generator 12. A 50 kHz square-wave generator is used to selectively control the width of the scale mark lines. A phase locked loop is used to phase by rigid coupling of the output signals of 500 Hz Recheckgenerators 12 with the sinusoidal frequency of the sine generator 5 with phase comparator 20 and 10: 1 frequency divider 21. The frequency divider 21 produces output voltage pulses Ui with a sinus frequency of the sine generator 5 corresponding repetition rate. This pulse *: Lh is fed to a further frequency divider 22 for 2: 1 frequency scaling. This results in voltage pulses Ut with half the sine frequency. The sawtooth voltage Ue of a sawtooth generator 23 is now regulated in a phase-locked manner to the frequency of this voltage Ua. For this purpose, the sawtooth generator 23 is again switched into a second phase locked loop together with a phase comparison element 24, which uses the trigger pulses Us as a second comparison voltage to trigger the sawtooth runs of the sawtooth voltage of the sawtooth generator 23. A comparator 25 (differential amplifier) connected downstream of the sawtooth generator 23 constantly compares the sawtooth voltage Uf of the sawtooth generator 23 with the measuring signal supplied via the measuring connection 26. The comparator 25 generates an output pulse as long as, in the case of a positive measuring signal, the rising positive sawtooth voltage is smaller in amplitude than the positive measuring signal voltage. Is amplitude balance reaches or exceeds the amplitude of the high-speed saw tooth the measurement voltage, the output signal of the comparator 25. Accordingly, disappears is generated at negative signal components by the comparator 25, an output pulse, as soon as and as long as the ramped from negative negative sawtooth voltage Us to the negative portion The amplitude of the measurement signal is undershot.Each of the output pulses obtained in this way from the comparator 25 is now used as a light signal for the circular electron beam of the tube 10. Via the gates 27 and 28 with associated inverting stages 29, this circular orbit of the electron beam is synchronized with the rise in the sawtooth voltage Lfe that, beginning with the zero crossing of the sawtooth voltage in the direction of positive values, the electron beam is deflected clockwise from a position at the top center of the tube screen. Because of this temporal assignment, the electron beam is therefore light-scanned in the case of positive components of the measurement signal only via the gate 27 in the region that is more positive

Anstiege des Sägezahnes, d. h. bei Kreisumlauf des Elektronenstrahls von oben Mitte rechtsdrehend. Negative Anteile des Meßsignals führen hingegen zu Helltastungen über das Gatter 28, d. h. in Bereichen negativer Anteile des Sägezahnes LZ₅. Hinsichtlich der s Anzeige ergibt sich somit ein linksdrehender Kreisbogenstreifen für negative Signalanteile. Soll die Anzeige negrι ver und positiver Signalanteile mit unterschiedlichen Kreisradien erfolgen, so kann als Indikator für »positive« bzw. »negative« Helltastimpulse eine bistabi-Ie Kippstufe 30 dienen, die in Abhängigkeit vom Auftreten des jeweiligen polaritätsanzeigenden Impulses am Ausgang der Gatter 27 bzw. 28 den Spannungsteiler 6 auf niedrigere oder höhere Sinusamplitudenanteile umstellt.Increase in the sawtooth, ie clockwise rotation of the electron beam from the top center. In contrast, negative components of the measurement signal lead to light scanning via the gate 28, that is to say in areas of negative components of the sawtooth LZ ₅ . With regard to the s display, this results in a counterclockwise circular arc strip for negative signal components. To take place with different circle radii, the display negr ι ver and positive signal components, so can be used as an indicator of "positive" or "negative" Helltastimpulse a bistable-Ie flip-flop 30 are used, which depending on the occurrence of the respective polarity indicating pulse at the output of the gate 27 or 28 switches the voltage divider 6 to lower or higher sine amplitude components.

Im Ausführungsbeispiel nach der Fig. 3 dient als Leitgenerator für Sinus-, Sägezahn- sowie Skalenablenkspannung ein 10-kHz-Rechteckimpulsgenerator 31. Mi! diesem Rechteckirn^r*ü!s^ilrep'*^ro*^r*^r *^c* >ίΚργ -nu*»· entsprechend etwa Fig. 2 gesteuert ist. Beide Komparatoren 41 bzw. 42 stehen eingangsseitig in Verbindung mit einem Sägezahngenerator 43 (Integrator) mit Löschstufe 44. Der Sägezahngenerator 43 arbeitet unipolar, d. h. er erzeugt beispielsweise nur positive Sägezahnimpulse U_h'. Die Schaltungskonzeption ist dabei so, daß mit dem jeweils immer ersten Sägezahnimpuls das über die Klemme 26 zugeführte Meßsignal jeweils auf positive Anteile und beim nächstfolgenden zweiten Sägezahnimpuls jeweils auf negative Anteile untersucht wird. Zur zeitgerechten Zuordnung der einzelnen Anteile zu den zugehörigen Sägezahnimpulsen Ut und deren Synchronisation mit dem Kreisumlauf des Elektronenstrahls der Röhre 10 dienen eine Invertierstufe 45, ein digitaler Teiler 46 sowie Verknüpfungsgatter 47 und 48 mit Verbindungsgattern 49 und 50 zum Wehneltzylinder 14 der Röhre 10. Das Glied 51 ist ein Invertierglied für die Ausgangsspannung U'j des di^oit2!en ' 'n^!T^cetz**^rc ^* wincinhiUrh Hpr In the embodiment according to FIG. 3, a 10 kHz square-wave pulse generator 31 serves as a master generator for sinusoidal, sawtooth and scale deflection voltages. this rectangle ^r * ü! s ^ilr ep '* ^ro * ^r * ^r * ^c *> ίΚργ -nu * »· is controlled according to approximately FIG. Both comparators 41 and 42 are connected on the input side to a sawtooth generator 43 (integrator) with extinguishing stage 44. The sawtooth generator 43 operates in a unipolar manner, ie it generates, for example, only positive sawtooth pulses U _h '. The circuit design is such that with the always first sawtooth pulse the measuring signal supplied via terminal 26 is examined for positive components and for negative components at the next following second sawtooth pulse. An inverting stage 45, a digital divider 46 and linking gates 47 and 48 with connecting gates 49 and 50 to the Wehnelt cylinder 14 of the tube 10 are used for the timely assignment of the individual components to the associated sawtooth pulses Ut and their synchronization with the orbit of the electron beam of the tube 10 51 is an inverter for the output voltage U'j of the di ^o it2! En '' n ^! T ^c etz ** ^rc ^ * wincinhiUrh Hpr

IO : 1-Frequenzuntersetzer 32 und 33 ein Sinuswandler joIO: 1 frequency divider 32 and 33 a sine converter jo

34 phasenstarr gekoppelt, der aufgrund der gewählten Frequenzuntersetzung eine lOO-Hz-Sinusspannung erzeugt. Diese Sinusspannung wird über einen Verstärker34 phase-locked coupled, which generates a 100 Hz sinusoidal voltage due to the selected frequency reduction. This sinusoidal voltage is generated via an amplifier

35 einerseits in der Phase unverschoben über ein Umschaltglied 36 mit nachgeschaltetem steuerbaren Spannungsteiler 37 auf das Horizontalablenkplattenpaar 8 der Röhre 10 gegeben. Andererseits erfolgt eine Zuführung zum Vertikalablenkplattenpaar 9 in der Phase um 90° verschoben über den Phasenschieber 11 mit nachgeschaltetem steuerbaren Spannungsteiler 38. Die Spannungsteiler 37 bzw. 38 erlauben wiederum die Einstellung unterschiedlicher Kreisradien bei positiven oder negativen Meßsignalanteilen, während der Umschalter 36 zusammen mit einem weiteren Verstärker 39 sowie dem auch in F i g. 2 aufgeführten 50-kHz-Rechteckgenerator 15 mit UND-Gatter 16 und Kondensator 17 die Breitensteuerung der Skalenstriche für die einzublendende elektronische Meßskala ermöglicht. Als Synchronisierglied für das Kriterium Positiv- oder Negativanzeige dient ein UND-Gatter 40, das in Abhängigkeit von »positiven« bzw. »negativen« HeII-tastausgangsimpulsen von Komparatoren 41 bzw. 42 »positiven« rechtsdrehenden Helltastung bei positiven Signalanteilen sowie »negativer« linksdrehender Helltastung bei negativen Signalanteilen ergeben sich nun Verhältnisse wie folgt: Bei jedem jeweils ersten positiven Sägezahn des Sägezahngenerators 43 wird bei kreisförmiger Ablenkung des Elektronenstrahls der Röhre 10 im Komparator 41 dieser Sägezahn mit dem positiven Anteil des Meßsignals verglichen und bis Amplitudengleichheit beider Signale ein Ausgangsimpuls erzeugt. Dieser Ausgangsimpuls gelangt über das UND-Gatter 47 zur Helltastung an den Wehneltzylinder 14 der Röhre 10. Beim nächstfolgenden Sägezahn werden mittels des Komparator 42 die negativen Signalanteile in der oberen Spitze des Sägezahns bis zum Rückkippen des Sägezahns in die Nullage erfaßt. In diesem Falle ist das UND-Gatter 48 geöffnet, und der Ausgangsimpuls dieses UND-Gatters dient demnach jetzt zur Herstellung. Am Bildschirm der Röhre 10 ergibt sich demnach eine Analoganzeige, bei der wiederum entsprechend den F i g. 1 und 2 positive Analoganteile als Bogenstreifen rechtsdrehend und negative Analoganteile als Bogenstreifen linksdrehena dargestellt werden.35 on the one hand in the phase not shifted via a switching element 36 with a downstream controllable Voltage divider 37 applied to the pair of horizontal deflection plates 8 of tube 10. On the other hand, there is a Feed to the pair of vertical deflection plates 9 shifted in phase by 90 ° via the phase shifter 11 with a downstream controllable voltage divider 38. The voltage dividers 37 and 38, in turn, allow the Setting of different circle radii for positive or negative measuring signal components while the switch 36 together with a further amplifier 39 as well as the one in FIG. 2 listed 50 kHz square wave generator 15 with AND gate 16 and capacitor 17 the width control of the scale lines for the enables electronic measuring scale to be displayed. As a synchronizing element for the criterion positive or An AND gate 40 is used for negative display, which depends on “positive” or “negative” HeII key output pulses of comparators 41 or 42 "positive" clockwise light keying in the case of positive ones Signal components as well as »negative« counter-clockwise light keying with negative signal components now result Relationships as follows: For each first positive sawtooth of the sawtooth generator 43 is at circular deflection of the electron beam of the tube 10 in the comparator 41 of this sawtooth with the positive component of the measurement signal compared and an output pulse until the amplitudes of the two signals are equal generated. This output pulse arrives at the Wehnelt cylinder via the AND gate 47 for light keying 14 of the tube 10. At the next sawtooth, using the comparator 42, the negative Signal components in the upper tip of the sawtooth detected until the sawtooth tilts back into the zero position. In In this case, the AND gate 48 is open, and the output pulse of this AND gate is used accordingly now to manufacture. On the screen of the tube 10 there is accordingly an analog display in which again according to FIGS. 1 and 2 positive analog components as arc strips clockwise and negative analog components are shown as arc strips turn lefta.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Verfahren zur Analogdarstellung signifikanter Größen eines Meßsignals, z. B. dessen Effektivwertes, auf dem Bildschirm einer Oszillographenröhre in Form eines schmalen, in der Länge meßgrößenproportionalen Streifens, dadurch gekennzeichnet, daß die Analogdarstellung in Form eines Kreisbogenstreifens (3, 4) erfolgt, wobei zur Erzeugung des Ablenkkreises (1) Vertikal- und Horizontalablenksystem (8, 9) der Oszillographenröhre (10) in an sich bekannter Weise von zwei um 90° gegeneinander phasenverschobenen Sinusspannungen (Uu Lh bzw. U\, W) gespeist sind und wobei jedoch zur Festlegung der hellen Bogenlänge des Streifens eine Sägezahn- oder Dreieckspannung (Ue oder Lk') dient, die bis zur Amplitudengleichheit mit der darzustellenden Meßgröße den Elektronenstrahl der Röhre jeweils helltastet.1. Method for the analog representation of significant quantities of a measurement signal, e.g. B. its rms value, on the screen of an oscilloscope tube in the form of a narrow strip proportional to the length of the measurement variable, characterized in that the analog display is in the form of a circular arc strip (3, 4), with vertical and horizontal deflection systems to generate the deflection circle (1) (8, 9) of the oscilloscope tube (10) are fed in a known manner by two sinusoidal voltages (Uu Lh or U \, W) which are phase-shifted by 90 ° and a sawtooth or triangular voltage to determine the bright arc length of the strip (Ue or Lk ') is used, which brightens the electron beam of the tube until the amplitude equals the measured variable to be displayed.

2. Verfahr«; j nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Anzeigemittel für die jeweilige signifikante Größe des Meßsignalanteils eine Braunsche Röhre mit einem Schirmdurchmesser von etwa 3 cm für die Kreisdarstellung dient2. traversing «; j according to claim 1, characterized in that as a display means for the respective significant size of the measurement signal component a Braun tube with a screen diameter of about 3 cm is used for the representation of a circle

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Bildschirm der Oszillographenröhre (10) eine dem Ablenkkreis (1) zugeordnete parallaxenfrei ablesbare elektronische Skala (2) einblendbar ist, wobei zur Hellsteuerung der Röhre für die Skalenmarken (2) kurze Impulse, beispielsweise der zehnfachen Frequenz der Sinusschwingungen für die Kreisdarstellungen (bei Dezimalskala), dienen.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the on the screen Oscillograph tube (10) an electronic that is assigned to the deflection circle (1) and can be read without parallax Scale (2) can be faded in, with short pulses for the brightness control of the tube for the scale marks (2), for example ten times the frequency of the sinusoidal oscillations for the circular representations (with decimal scale).

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dt. Kreisdarstellung sowohl positive als auch negative Signalanteile gleichzeitig oder separat darstellbar sind, wobei die Darstellung von positiven Signalen vorzugsweise rechtsdrehend und die Darstellung von negativen Signalen vorzugsweise linksdrehend erfolgt4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that in German. Circular representation Both positive and negative signal components can be displayed simultaneously or separately, with the Representation of positive signals preferably clockwise and the representation of negative ones Signals preferably take place counter-clockwise

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß positive und negative Signalanteile durch Kreisbogenstreifen mit unterschiedlichen Kreisradien darstellbar sind.5. The method according to claim 4, characterized in that positive and negative signal components can be represented by circular arc strips with different circular radii.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß einer Oszillographenröhre (10) ein Sinusgenerator (5 oder 34) zugeordnet ist für die Erzeugung der beiden um 90° gegeneinander phasenverschobenen Sinusspannungen sowie ein Sägezahn- oder Dreieckspannungsgenerator (23 oder 43) vorhanden ist mit nachgeschaltetem Kompatator (25 oder 41, 42) zum Vergleich der Sägezahn- oder Dreieckspannung mit der Amplitude der darzustellenden Meßgröße, wobei der Ausgang des jeweiligen Komparator« mit dem Wehneltzylinder (14) der Oszillographenröhre zur Erzeugung eines Helltastimpulses bis zur Amplitudengleichheit zwischen Sägezahn-oder Dreieckspannung und Amplitude der darzustellenden Meßgröße verbunden ist6. Device for performing the method according to claim 1 or one of claims 2 to 5, characterized in that an oscilloscope tube (10) is assigned a sine wave generator (5 or 34) is for the generation of the two sinusoidal voltages phase-shifted by 90 ° from one another as well a sawtooth or triangular voltage generator (23 or 43) is available with a downstream Compator (25 or 41, 42) for comparing the sawtooth or triangular voltage with the amplitude of the measured variable to be displayed, the Output of the respective comparator «with the Wehnelt cylinder (14) of the oscilloscope tube for Generation of a light pulse until the amplitude is equal between the sawtooth or triangular voltage and the amplitude of the voltage to be displayed Measured variable is connected

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung von Skalenhelltastimpulsen ein Rechteckgenerator (12 bzw. 31, 32) beispielsweise der zehnfachen Sinusfrequenz des Sinusgenerators (5 oder 34) dient7. Apparatus according to claim 6, characterized in that a square-wave generator (12 or 31, 32) for generating scale light key pulses for example ten times the sine frequency of the sine generator (5 or 34)

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Breitensteuerung der Skalenstri8. Apparatus according to claim 7, characterized in that for width control of the scale stripes che dem Rechteckgenerator (12 bzw. 31,32) für die Skalensirichhelltastimpulse ein Rechteckgenerator (15) sehr viel höherer Frequenz, z. B. 50-kHz-Rechteckgenerator, zugeordnet istche the square wave generator (12 or 31,32) for the scale light scanning pulses a square wave generator (15) much higher frequency, e.g. B. 50 kHz square wave generator is assigned

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Darstellung positiver und negativer Signalanteile als Kreisbogenstreifen mit unterschiedlichen Kreisradien Spannungsteiler (6 bzw. 37,38) für die Sinusspanrmngen zur Kreisablenkung des Elektronenstrahls der Röhre vorhanden sind, die in Abhängigkeit von der Darstellungsform auf die Einstellung entsprechend unterschiedlicher Sinusamplituden der Sinusspannungen steuerbar sind.9. Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that for representation positive and negative signal components as circular arc strips with different circular radii voltage divider (6 or 37, 38) for the sinusoidal voltages for circular deflection of the electron beam of the tube are available, depending on the Representation on the setting according to different sine amplitudes of the sine voltages can be controlled.