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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Steuerung der
Horizontalablenkung und der Helltastung der Bildröhre eines Oszilloskops in Abhängigkeit
von einem ersten Triggerimpuls oder einem diesem folgenden zweiten Triggerimpuls,
bei dem einem Ablenksignalverstärker und einem Helltastimpulsverstärker mittels
einer Umschaltvorrichtung Ablenksignale und Helltastimpulse zuführbar sind, deren
Dauer entweder mit einem ersten Zeitdauersignal oder mit einem später auftretenden,
zweiten Zeitdauersignal gleicher Frequenz, aber gegenüber dem ersten Zeitdauersignal
kleinerer Impulslänge übereinstimmen, mit einem Zeitdauer-Flipflop, das beim Auftreten
des ersten Triggerimpulses gesetzt wird, ein Ausgangssignal über eine Zeitdauersignalleitung
an ein einstellbares Zeitbasis-Zeitglied abgibt und beim Ansprechen dieses somit
beim Auftreten des ersten Triggerimpulses ausgelösten Zeitbasis-Zeitgliedes
zurückgesetzt
wird, mit einer Verzögerungsschaltung, die eine einstellbare Verzögerungszeit nach
Auftreten des ersten Triggerimpulses ein verzögertes Signal erzeugt und mit einem
Auslöse-Flipflop, das beim Vorhandensein des verzögerten Signals und beim Auftreten
des zweiten Triggerimpulses gesetzt wird und ein den Beginn des zweiten Zeitdauersignals
bestimmendes Auslösesignal erzeugt.
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Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (Philips-Manual PM 3250)
sind zwei Zeitbasen vorhanden, die je in üblicher Weise ein Zeitbasis-Zeitglied
in der Form des auch das Ablenksignal erzeugenden Sägezahngenerators und ein Freihalte-(holdoff)-Zeitglied
aufweisen. Die Ausgänge dieser Zeitbasen werden über die Umschaltvorrichtung an
den Ablenksignalverstärker und den Helltastimpulsverstärker gelegt. Das Verzögerungssignal
wird mit Hilfe eines aus der ersten Zeitbasis stammenden Ablenksignals gewonnen.
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Mit dieser Vorrichtung ist es möglich, Ausschnitte aus komplizierten
Signalen, z. B. einem Videosignal, mit hoher Auflösung darzustellen, auch wenn das
Signal jittert. Mit Hilfe des vom ersten Triggerimpuls ausgelösten ersten Zeitbasissignals
kann das gesamte zu untersuchende Signal dargestellt werden. Der zweite Triggerimpuls
wird von der ersten nach Ablauf der Verzögerungszeit brauchbaren Flanke des zu untersuchenden
Signals abgeleitet und löst das zweite Zeitbasissignal aus, das nach Umschalten
den gewünschten Signalausschnitt auf dem Bildschirm erscheinen läßt. Nachteilig
ist hierbei jedoch der hohe Aufwand, der insbesondere durch die Verwendung zweier
Zeitbasen mit den entsprechenden Zeitgliedern und der für die Einstellung notwendigen
Schaltungsbestandteile hervorgerufen wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung dieser
Art anzugeben, die die gleichen Vorteile bietet, aber mit nur einem Zeitbasis-Zeitglied
auskommt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verzögerungsschaltung
ein vom Zeitbasis-Zeitglied unabhängiges, einstellbares Verzögerungszeit-Zeitglied
aufweist und für beide Zeitdauersignale nur ein Zeitbasis-Zeitglied vorgesehen und
dieses mittels der Umschaltvorrichtung nicht nur in Abhängigkeit vom Auftreten des
ersten Triggerimpulses, sondern auch wahlweise in Abhängigkeit vom Auftreten des
zweiten Triggerimpulses auslösbar ist.
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Bei dieser Anordnung wird nur ein einziges Zeitbasis-Zeitglied benötigt,
so daß sich trotz der zwei zu verschiedenen Zeitpunkten getriggerten Zeitbasissignale
ein verhältnismäßig geringer Aufwand ergibt.
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Die Doppelausnutzung des einzigen Zeitbasis-Zeitgliedes ist möglich,
weil die Verzögerungsschaltung hiervon unabhängig ist, also je nach der gewünschten
Darstellung auf die Erzeugung des ersten oder zweiten Zeitbasissignals eingestellt
sein kann.
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Ein besonders einfacher Aufbau ergibt sich, wenn dem Zeitbasis-Zeitglied
ein Gatter vorgeschaltet ist, das das in der Zeitbaissignalleitung auftretende Signal
in einem Zustand der Umschaltvorrichtung ungehindert und in einem anderen Zustand
nur beim Vorhandensein des Auslösesignals hindurchläßt. Hierbei wird in üblicher
Weise der Anfang des ersten Zeitdauersignals durch den ersten Triggerimpuls und
das Ende durch die Ansprechvorrichtung des Zeitbasis-Zeitgliedes bestimmt. Der Anfang
des zweiten Zeitdauersignals dagegen wird durch das Auslösesignal festgelegt, während
das Ende wiederum durch die Ansprechvorrichtung des auf einen anderen Wert eingestellten
Zeitbasis-Zeitgliedes bestimmt ist.
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Zweckmäßigerweise ist das Verzögerungs-Zeitglied vom Ausgangssignal
des Zeitdauer-Flipflops auslösbar. Sobald dieses Signal auftritt, beginnt die Verzögerungszeit
zu laufen.
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Eine Alternative besteht darin, das Verzögerungs-Zeitglied von einem
Triggerimpuls auszulösen.
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Bei Verwendung eines zusammen mit dem Zeitbasis-Zeitglied einstellbaren
Freihalte-Zeitgliedes mit zugehörigem Freihalte-Flipflop, das ein Freihaltesignal
zum zeitweiligen Sperren des Zeitbasis-Flipflops abgibt, sollte der Anschluß des
Freihalte-Zeitgliedes an die Zeitdauersignalleitung vor dem Gatter vorgesehen sein.
Hierdurch ist auf einfache Weise sichergestellt, daß auch die Freihalte- oder hold-off-Zeit
beiden Zeitbasissignalen in passender Weise nachgeordnet ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Verzögerungsschaltung
ein Verzögerungs-Flipflop auf, das einen beschaltbaren preset-Eingang, einen mit
einem Ausgang des Verzögerungs-Zeitgliedes verbundenen time-Eingang und einen mit
der Zeitbasissignalleitung verbundenen clear-Eingang besitzt.
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Dieses Flipflop wird durch den Ausgangsimpuls des Verzögerungs-Zeitgliedes
gesetzt und durch die abfallende Flanke eines Zeitdauersignals zurückgesetzt.
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Das Auslöse-Flipflop sollte einen beschaltbaren preset-Eingang, einen
mit dem Ausgang des zweiten Triggerimpulsgebers verbundenen time-Eingang und einen
mit dem Q-Ausgang des Verzögerungs-Flipflop verbundenen clear-Eingang besitzen.
Das Flipflop wird daher durch den zweiten Triggerimpuls gesetzt und durch das Ende
des verzögerten Signals zurückgesetzt. Dies bedeutet auch, daß das Auslösesignal
jeweils mit dem auf der Zeitdauersignalleitung auftretenden Signal endet und daher
mit dem zweiten Zeitdauersignal übereinstimmt.
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Mit Vorzug weist die Umschaltvorrichtung ein Schaltglied zum Anschalten
des Auslösesignals und ein Schaltglied zum Anschalten des verzögerten Signals an
das Gatter auf. Dies erlaubt es, außer dem Normalbetrieb mit dem ersten Zeitdauersignal
zwei Betriebsarten mit dem zweiten Zeitdauersignal durchzuführen, das entweder direkt
nach Ablauf der Verzögerungszeit oder erst bei der Triggerung nach Ablauf der Verzögerungszeit
auftritt.
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Sodann ist es zweckmäßig, wenn dem Helltastimpulsverstärker ein zweites
Gatter vorgeschaltet ist, das in einem Zustand der Umschaltvorrichtung das in der
Zeitdauersignalleitung anstehende Signal ungehindert und in einem anderen Zustand
nur beim Vorhandensein eines Durchlaßsignals hindurchläßt. Dies hat den Vorteil,
daß er Helltastimpulsverstärker unabhängig von dem Zeitbasis-Zeitglied ansteuerbar
ist, sei es, um durch Dunkeltastung den Beginn des zu vergrößerten Abschnitts zu
kennzeichnen, sei es um andere Steuereinflüsse wirksam zu machen, wie »chopper blanking«-Steuerung
oder eine externe Modulationssteuerung.
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Besonders günstig ist es, wenn die Umschaltvorrichtung ein Schaltglied
zum Anschalten des Auslösesignals und ein Schaltglied zum Anschalten des verzögerten
Signals an das zweite Gatter aufweist. Man kann dann durch Dunkeltastung während
der Verzögerungszeit den gewünschten Ausschnitt der zu untersuchenden Kurve sehr
genau bestimmen und an-
schließend die Helltastung dem zweiten Zeitdauersignal
genau anpassen.
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Eine weitere Vereinfachung ergibt sich dadurch, daß bei Speisung
der beiden Triggerimpulsgeber aus zwei verschiedenen Signalquellen über je eine
Schaltstufe ein gemeinsamer Triggerverstärker vorgesehen ist und die Schaltstufen
abwechselnd durch ein Umschaltsignal aus der das Zeitbasis-Zeitglied steuernden
Schaltung durchschaltbar ist. Ein solcher umschaltbarer Triggerverstärker kann verwendet
werden, da die Triggerungen jeweils zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfolgen.
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Innerhalb der Steuerschaltung stehen genügend Signale zur Verfügung,
von denen das Umschaltventil abgeleitet werden kann. Insbesondere kann das Umschaltsignal
über ein Verzögerungsglied von der Zeitdauersignalleitung abgenommen werden.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten,
bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 ein Blockschaltbild
der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 2 eine Tabelle über die Schaltzustände der
Umschaltvorrichtungen, Fig. 3 den Signalverlauf bei Normalbetrieb, Fig. 4 den Signalverlauf
beim Suchbetrieb, und Fig. 5 den Signalverlauf beim Lupenbetrieb.
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Über eine Eingangsleitung 1 wird ein zu untersuchendes Signal Y zugeführt.
Ein erster Triggerimpulsgeber KM erzeugt beim Erreichen einer Amplitude M erste
Triggerimpulse TM. Ein zweiter Triggerimpulsgeber KD erzeugt beim Erreichen einer
Amplitude D zweite Triggerimpulse TD.
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Ferner sind vier Flipflops vorgesehen, nämlich ein Freihalte-Flipflop
FF1, ein Zeitdauer-Flipflop FF2, ein Verzögerungs-Flipflop FD3 und ein Auslöse-Flipflop
FF4. Diese Flipflops sind sämtlich vom gleichen Typ. Sie besitzen einen P- oder
preset-Eingang; der, wenn er beschaltet ist, das Flipflop setzt, einen T- oder time-Eingang,
der bei Auftreten eines Impulses und freilaufendem P-Eingang das Flipflop setzt,
und einen C- oder clear-Eingang, der das Flipflop mit der abfallenden Flanke eines
Signals rückstellt.
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Mit dem Ausgang des Zeitdauer-Flipflops FF2 ist über eine Umkehrstufe
N1 eine Zeitdauersignalleitung 2 verbunden. Diese steht mit dem C-Eingang des Verzögerungs-Flipflops
FF3 und dem Eingang eines einstellbaren Zeitgliedes MS in Verbindung, das hier die
Form eines monostabilen Multivibrators hat, der nach Ablauf der eingestellten Zeit
einen verzögerten Impuls D abgibt. Ferner ist die Zeitdauersignalleitung 2 mit dem
einen Eingang eines ersten Gatters Gl und mit dem einen Eingang eines zweiten Gatters
G2 verbunden, die beide als NAND-Glieder aufgebaut sind.
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Der zweite Eingang des Gatters G1 ist über einen Widerstand R1 an
positive Spannung angeschlossen und kann mittels elektronischer Schalter ES1 und
ES2 mit einer Ausgangsleitung 3 des Auslöse-Flipflops FF4 bzw. der Ausgangsleitung
4 des Verzögerungs-Flipflops FF3 verbunden werden. In ähnlicher Weise ist der zweite
Eingang des Gatters G2 über einen Widerstand R2 an positive Spannung angeschlossen
und kann mittels elektronischer Schalter ES3 und ES4 mit den beiden genannten Leitungen
verbunden werden. Diese elektronischen Schalter gehören zu einer Umschaltvorrichtung
5.
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Das Gatter speist ein einstellbares Zeitbasis-Zeitglied SZ in der
Form eines Sägezahngenerators, der das Ablenksignal XS erzeugt und unmittelbar einem
Ablenksignalverstärker XE zuführt. An den Klemmen X-X einer Bildröhre 6 liegt daher
die verstärkte Ablenkspannung XS an.
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Bei Erreichen einer vorgegebenen Amplitude spricht ein Schaltglied
7 an, daß das Freihalte-Flipflop FF1 über den P-Eingang setzt. Da dessen Q-Ausgang
über die Leitung 8 mit dem C-Eingang des Zeitbasis-Flipflop FF2 verbunden ist, wird
letzterer zurückgesetzt und ein erneutes Setzen verhindert, solange auf der Leitung
8 das hold-off- oder Freihaltesignal HO vorhanden ist. Die Dauer des Signals HO
wird durch ein Freihalte-Zeitglied H bestimmt, das einerseits an die Zeitdauersignalleitung
vor der Umkehrstufe N1 angeschlossen ist und andererseits mit seinem Ausgang ein
Schaltglied 9 beaufschlagt, das beim Erreichen einer vorgegebenen Amplitude anspricht
und einen Impuls an den C-Eingang des Freihalte-Flipflops FF1 abgibt, um dieses
zurückzustellen.
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Der Ausgang des Gatters G2 ist über eine Umkehrstufe N2 mit einem
Helltastimpulsverstärker ZE verbunden, der an die Bildröhre 6 einen verstärkten
Helltastimpuls gibt.
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Die Anschlüsse y-y für die Vertikalablenkung stehen mit einem Ablenksignalverstärker
YE in Verbindung, dem das Signal über einen Vorverstärker YV zugeführt wird. Ein
ähnlicher Vorverstärker TV ist auch in der Triggersignalleitung 1 vorgesehen.
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Im vorliegenden Fall sind die Signale Y aus den Abschnitten zweier
Signale Y1 und Y2 zusammengesetzt. Eine Umschaltvorrichtung 10 mit vier Schaltstufen
a, b, c und d sorgt dafür, daß die Signalabschnitte abwechselnd eingespeist werden.
Der Steuerteil 11 dieser Umschaltvorrichtung 10 wird über ein Verzögerungsglied
12 von dem Signal auf der Zeitdauersignalleitung 2 betätigt. Diese Funktionsweise
wird später noch erläutert.
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Geht man von einem einheitlichen Signal Y aus, so können drei Betriebszustände
unterschieden werden, die nachstehend in Verbindung mit den Fig. 3 bis 5 näher erläutert
werden. In diesem Beispiel wird davon ausgegangen, daß das Signal Y ein Videosignal
ist, das einen negativen Synchronisierungsimpuls und sechs positive Impulse aufweist.
Ferner wird angenommen, daß die Ansprechamplitude m negativ und die Ansprechamplitude
d positiv ist.
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1. Im Normalbetrieb (No) sind die Schalter 13 und 14 an den P-Eingängen
des Verzögerungs-Flipflop FF3 und des Auslöse-Flipflop FF4 geschlossen. Daher haben
die auf den Leitungen 3 und 4 anstehenden Signale Q und D und QTD durchgehend Potential.
Die elektronischen Schalter ES1 bis ES4 sind sämtlich offen, wie es in der obersten
Zeile der Fig. 2 durch leere Kreise veranschaulicht ist. Die beiden zweiten Eingänge
der Gatter G1 un G2 liegen über die Widerstände R1 bzw. R2 an hohem Potential.
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Wenn nun der Triggerimpulsgeber KM aus dem zu untersuchenden Signal
Y den ersten Triggerimpuls TM ableitet, erzeugt das Zeitbasis-Flipflop FF2 auf der
Leitung 2 das Signal QM. Dieses wird ungehindert durch das Gatter G1 hindurchgelassen
und umgekehrt, so daß sich anschließend das Signal X ergibt, das mit Hilfe des Zeitbasis-Zeitgliedes
SZ das sägezahnförmige Ablenksignal XS hervorruft. In ähnlicher Weise wird über
das zweite Gatter G2 der Helltastim-
puls Z erzeugt. Demzufolge
erscheint auf dem Bildschirm das Signal YB.
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Sobald der Ansprechwert des Schaltgliedes 7 erreicht ist, wird durch
Setzen des Freihalte-Flipflop FF1 das Zeitdauer-Flipflop FF2 zurückgesetzt, wodurch
das Signal QM und damit das Ablenksignal XS und der Helltastimpuls Z beendet werden.
Durch den Wechsel des Potentials am Q-Ausgang des Flipflops FF2 wird das Freihalte-
oder hold-off-Zeitglied H gestartet, so daß sich an dessen Ausgang das Signal HOS
ergibt, das in der Leitung 8 zum Freihaltesignal HO führt. Erst danach ist das Zeitbasis-Flipflop
FF2 wieder setzbar.
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Damit ergibt sich ein über die Grundperiode toto hinausgehendes erstes
Zeitdauersignal X1 mit einem entsprechenden Freihaltesignal HO1.
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2. Beim Such- oder search-Betrieb (Se) ist der Schalter 14 geöffnet.
Man hat die Wahl: bei geschlossenem Schalter 13 ergibt sich ein freilaufender betrieb
(f), bei geöffnetem Schalter 13 ein getriggerter Betrieb (g). Die Schaltzustände
der elektronischen Schalter hierfür, ersieht man aus Fig. 2. In Fig. 4ist der Suchbetricb
mit Triggerung nach Verzögerung veranschaulicht. Wie beim Normalbetrieb erzeugt
der erste Triggerimpuls TM das Signal QM auf der Leitung 2.
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Gleichzeitig wird hierdurch das Verzögerungs-Zeitglied angestoßen,
so daß sich an seinem Ausgang das Signal D einstellt. Dies ergibt auf der Leitung
4 das verzögerte Signal QD. Der zweite Triggerimpulsgeber KD erzeugt eine Reihe
von zweiten Triggerimpulsen TD, von denen derjenige das Auslöse-Flipflop FF4 setzt,
der nach dem Auftreten des verzögerten Signals QD als erster erscheint. Hierdurch
ergibt sich das Auslösesignal QTD auf der Leitung 3. Dieses Signal wird, weil der
elektronische Schalter ES3 eingeschaltet ist, benutzt, um durch das Gatter G2 nur
einen Teil des Signals QM hindurchzulassen, so daß sich ein verkürzter Helltastimpuls
Z ergibt. Das Signal X und das Ablenksignal XS haben demgegenüber die gleiche Länge
wie beim Normalbetrieb. Dies hat zur Folge, daß lediglich ein Teil des Signals aus
YB auf dem Bildschirm sichtbar ist, und zwar der unmittelbar an der zweiten Triggerung
anschließende Teil. Man ersieht daraus, daß die Verzögerung bis zum Zeitpunkt @
reicht und die anschließende Triggerung zum Zeitpunkt t2 erfolgt. Das erste Zeitdauersignal
X1 und das zugehörige Freihaltesignal HO1 sind mit demjenigen der Fig. 3 identisch.
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3. Der Verzögerungs- oder delay-Betrieb (De) erfolgt wiederum bei
geöffnetem Schalter 14, wobei bei geöffnetem Schalter 13 der getriggerte (g) und
bei geschlosscnem Schalter 13 der freilaufende (f) Betrieb sich ergibt. Die Zustände
der elektronischen Schalter sind in der letzten Zeile De der Fig. 2 veranschaulicht.
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Wiederum wird beim Auftreten des ersten Triggerimpulses TM das Signal
QM erzeugt, das das Verzögerungs-Zeitglied MS anstößt, so daß sich das Signal D
und in Abhängigkeit davon das verzögerte Signal QD einstellt. Beim nächstfolgenden
zweiten Triggerimpuls TD tritt auch das Auslösesignal QTD auf. Da letzteres diesmal
nicht nur auf den zweiten Eingang des Gatters G2, sondern auch auf den zweiten Eingang
des Gatters G1 wirkt, tritt das Signal X nicht schon beim Auftreten des Signals
QM, sondern erst beim Auftreten des Signals QTD auf. Das Zeitbasis-Zeitglied SZ
ist auf eine wesentlich kürzere Zeit eingestellt. Infolgedessen ergibt sich ein
steileres Ablenksignal XS. Demzufolge ist lediglich der Lupenausschnitt des Signals
YB auf der Bildröhre sichtbar. Beim Ansprechen des Schaltgliedes 7 wird über das
Freihalte-Flipflop FF1 und das Zeitbasis-Flipflop FF2 das Signal QM wieder umgeschallet,
was nichl nuf@ Einfluß auf das Signal X hat, sondern durch Rückstellung des Verzögerungs-Flipflop
FF3 und des Auslöse-Flipflop FF4 auch das verzögerte Signal QD und das Auslösesignal
QTD beendet. Damit ergibt sich ein zweites Zeitdauersignal X2 und ein zugehöriges
Freihaltesignal H02 von wesentlich kürzerer Dauer. Dies erlaubt es, bereits zu Beginn
der nächsten Periode erneut mit einem ersten Triggerimpuls die Verzögerungsschaltung
in Lauf zu setzen und somit in jeder Periode den Lupenausschnitt abzubilden.
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Bei den letzten beiden Betriebsarten ergibt sich im Freilaufbetrieb
gegenüber den veranschaulichten Impulsdiagrammen lediglich der Unterschied, daß
die Gatter G1 bzw. G2 nicht vom Auslösesignal QTD, sondern vom verzögerten Signal
QD angesteuert werden, also die Triggerung nach der Verzögerung nicht mehr berücksichtigt
wird.
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In Fig. 5 ist außerdem ein Signal QS veranschaulicht, das aus dem
Signal QM auf der Leitung 2 durch Verzögerung in der Verzögerungsschaltung 12 und
nach Umkehrung sich ergibt. Hiermit wird der Steuerteil 11 der Umschaltvorrichtung
10 betätigt. Das hat zur Folge, daß das Signal Y sich aus zwei Teilen YI und YII
zusammensetzt. Man kann daher ein stark verrauschtes Signal YI untersuchen, aber
die erste Triggerung von einem frequenzgleichen Signal mit eindeutigen Synchronisationsimpulsen
ableiten.
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Mit Hilfe eines Schalters 15 kann ein automatischer Betrieb also
ohne Triggerung durchgeführt werden.
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An einer Klemme 16 können dem Helltastimpulsverstärker andere Signale
als QTD oder QD zugeführt werden, beispielsweise ein chopper blanking-Signal oder
ein externes Modulationssignal.
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Die Flipflops FF1 bis FF4 können vom Typ SN74 (L)S74,das Verzögerungszeiglied
FS vom Typ SN74 (L) S122, die Gatter und Umkehrstufen vom Typ 74LS 00 und die Triggerimpulsgeber
KM und KD vom Typ NE529 (SN 72710) sein. Die Zeitglieder sind mit RC-Kombinationen
ausgestattet. Zumindest einige können jedoch auch digital arbeiten. Wenn die Gatter
in TTL-Logik aufgebaut sind, können die Widerstände R1 und R2 auch entfallen, weil
ein unbeschalteter Eingang ohnehin auf logisch 1 liegt. Die elektronischen Schalter
können beispielsweise Transistoren sein.