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Anordnung zur Erzeugung von Zeitmarken bei der Untersuchung des zeitlichen
Ablaufs periodischer Vorgange mit einem Elektronenstrahl-Oszillographen Bei der
Untersuchung der Abhängigkeit zweier elektrischer Größen voneinander mit Hilfe des
Elektronenstrahloszillographen ist es sehr oft erwünscht, auch den zeitlichen Verlauf
dieser Größen zu kennen. Man kann diesen in der Weise messen, daß man beide Größen
einzeln in Abhängigkeit von der Zeit oszillographiert. Durch Eliminierung der Zeit
erhält man dann auch die gegenseitige Abhängigkeit der beiden elektrischen Größen.
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Die Zeitablenkung des Elektronenstrahl es erfolgt bei der Feststellung
der Abhängigkeit einer Größe von der Zeit mittels der bekannten Kippschwingungseinrichtungen.
Abgesehen davon, daß dieses Verfahren recht umständlich ist, ist es auch in vielen
Fällen zu ungenau, um bestimmte Gebiete der gegenseitigen Abhängigkeit der beiden
elektrischen Größen untersuchen zu können.
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Es sind bereits Anordnungen zur Erzeugung einer Steuerspannung bei
Elektrnnenstrahloszillographen zur Untersuchung des zeitlichen Ablaufs periodischer
Vorgänge bekannt, bei denen dem Wehneltzylinder bzw. der Anode der Elektronenstrahlröhre
eine NVechsel- oder intermittierende Gleichspannung, deren Frequenz ein Vielfaches
der Frequenz des zu untersuchenden Vorganges beträgt, zugeführt wird. Auf diese
Weise wird die Intensität des Elektronenstrahles moduliert, so daß die Kurve nicht
gleichmäßig, sondern periodisch mit bald stärkerer und bald schwächerer Lautstärlçe
gezeichnet wird. Der Abstand zweier Leuchtstärkenmaxima entspricht der Zeit einer
Periode der modulierenden Wechselspannung. Durch Abzählen dieser Maxima läßt sich
der zeitliche Verlauf des aufgenommenen Vorgangs ohne weiteres angeben.
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Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß sich der Abstand
der Leuchtstärkenmaxima nicht sehr genau bestimmen läßt. Bei Oszillographenröhren,
bei denen sich nicht nur die Helligkeit, sondern auch die Schärfe des Leuchtpunktes
mit der Spannung am Wèhneltzylinder ändert, macht es sich weiterhin unangenehm bemerkbar,
daß die Kurve nur punktweise scharf ist, im übrigen aber verwaschen erscheint.
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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erzeugung von Zeitmarken
bei der Untersuchung des zeitlichen Ablaufs periodischer Vorgänge mit einem Elektronenstrahloszillow
graphen mit Hilfe einer dem Wehneltzylinder
oder der Anode der Elektronenstrahlröhre
zugeführten rechteckförmigen Steuerspannung.
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Erfindungsgemäß stößt ein von dem Vorgang synchronisierter Kippschwingkreis
einen zweiten Schwingkreis von höherer Eigenfrequenz an der mittels gedämpfter Schwingungen
den richtigen Einsatz der insbesondere durch Röhrenübersteuerung oder in einer mit
zwei Gasentladungsröhren arbeitenden Wechselrichterschaltung erzeugten rechteckförmigen
Steuerspannung bewirkt. Auf diese Weise läßt sich sehr einfach die Phasenlage der
Steuerspannung in bezug auf den zu untersuchenden Vorgang konstant halten.
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Es ist bereits eine Anordnung zur Erzeugung elektrischer Schwingungen
bekannt, bei der zum Anstoßen eines in sich geschlossenen Schwingkreises eine die
Stoßfrequenz erzeugende Entladungsröhre benutzt wird. Es handelt sich jedoch nicht
um eine rechteckförmige -Spannungen erzeugende Anordnung, die von einem periodischen
Vorgang synchronisiert wird und zur Erzeugung von Zeitmarken für einen Kathodenstrahloszillographen
dient.
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Ferner sind auch Multivibratorschaltungen bekannt. Bei diesen Schaltungen
soll jedoch nicht mit dem dem Rücklauf entsprechenden Impuls eine höhere Frequenz
angestoßen werden. Zudem handelt es sich bei den bekannten Schaltungen nicht um
die Steuerung einer Elektrode des Elektronenstrahloszillographen mit der Rechteckspannung
für den Zweck der Zeitmarkierung.
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Endlich ist es auch bekannt, rechteckförmige Spannungen durch Übersteuerung
von stärkeranordnungen zu erzeugen.
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In Abb. I der Zeichnung ist eine Ausführuiigsforni der Anordnung
nach der Erfindung wiedergegeben. Sie besteht im wesentlichen aus einem Kippschwingkreis,
der einen Aufladewiderstand R1, einen Kondensator C1 und eine gittergesteuerte Gasentladungsröhre
Th, vorzugsweise mit Glühkathode, zur Entladung des Kondensators enthält. Durch
Xnderung von R1 und (bzw. oder) C1 kann die Frequenz der Kippschwingungen der Frequenz
der zu untersuchenden Wechsel spannung angepaßt werden. Dadurch, daß dem Gitter
der Gasentladungsröhre eine kleine Wechselspannung aufgedrückt wird, die der gleichen
Stromquelle entstammt wie die zu untersuchende Spannung, werden die Kippschwingungen
in an sich bekannter Weise mit dieser synchronisiert. Nach Äbb. 1 wird die Gitterwechselspannung
beispielsweise über den Transformator Tr dem Netz entnommen, das auch die Wechselspannung
für den zu untersuchenden Vorgang liefert. In Abb. 2 stellt die Kurve A beispielsweise
die synchronisierende Wechselspannung, Kurve B die Spannung am Kondensator C1 dar.
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Jede Kondensatorentladung, die über die Spule L1 und die Röhre Th
erfolgt, löst nun in dem an L1 angekoppelten zweiten Schwingungskreis L2, C höherer
Frequenz eine gedämpfte Schwingung aus (Abb. 2, Kurve C), deren Frequenz sich in
bekannter Weise aus den Schaltelementen dieses Kreises ergibt und durch Veränderung
dieser Schaltelemente auf einen beliebigen Wert eingestellt werden kann Für die
Wirkungsweise der Anordnung ist es am günstigsten, wenn die Frequenz des Kreises
-, C2 ein ganzzahliges Vielfaches der Frequenz der Kippschwingungen ist, da dann
die Schwingungsamplitude im Kreise L2, C2 am größten ist. An sich ist dies jedoch
nicht erforderlich, da die Phasenlage der gedämpften Schwingung in jeder Kippschwingungsperiode
durch das Anstoßen des Kreises L2, C2 neu bestimmt wird.
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Die Wechselspannung des Kreises L2, C2 wird dem Gitter einer Hochvakuumverstärkerrohre
t aufgedrückt, die so gewählt wird, daß sie von den Schwingungen des Kreises L2,
C stets übersteuert wird, so daß ihr Anodenstrom einen annähernd rechteckförmigen
Ver lauf annimmt (Abb. 2, Kurve D). nun nun zu vermeiden, daß die Amplitude der
gedämpften Schwingung so klein wird, da'.') man keine rechteckförmigen Kurven erhiilt,
muß die Dämpfung des Kreises L2, C2 möglichst klein gehalten werden. Zu diesem Zweck
wird in den Gitterkreis der Röhre ein Hochohmwiderstand R2 eingeschaltet.
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Die durch den Anodenstrom von V am Widerstand R3 hervorgerufene Spannung
wird nun dem Wehneltzylinder der Braunschen Röhre zugeführt. Durch die Rechteckform
dieser Modulationsspannung wird erreicht, daß die auf dem Schirm des Oszillographen
geschriebene Kurve aus einzelnen scharf begrenzten Strichen besteht. Dadurch ist
einer seits die Form der Kurve in allen Einzelheiten gut zu erkennen, andererseits
läßt sich ihr zeitlicher Ablauf sehr genau ermitteln.
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Diese Anordnung läßt sich in mancher Hinsicht abändern. Beispielsweise
können in Kippschwingkreis der Widerstand R1 und die Röhre Th ohne weiteres vertauscht
werden.
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Allerdings ist es zweckmäßig, die Spule L1 stets zwischen Röhre und
Kondensator zu schalten. Auch kann an Stelle des AViderstandes R1 eine Elektronenröhre
verwendet werden. Ferner kann eine andere Anordnung zur Erzeugung von Kippschwingungen,
beispielsweise die Dynatronschaltung, an Stelle der beschriebenen verwendet werden.
Bei Braunschen Röhren höherer Betriebsspannung wird es notwendig, die durch die
Röhre f7 erzeugte Rechteckspannung weiter zu verstärken. Schließlich kann an Stelle
der Röhre V gegebenenfalls auch eine andere Vorrichtung
zur Erzeugung
einer rechteckförmigen Spannung verwendet werden, beispielsweise eine mit zwei Gasentladungsröhren
arbeitende Wechselrichterschaltung, die sich ebenfalls in einfacher Weise durch
die Wechselspannung des Kreises L2, C2 steuern läßt. Alle diese Modifikationen ändern
nichts an dem Grundgedanken der Erfindung, mittels synchronisierter Kippschwingungen
einen Schwingungskreis höherer Frequenz anzustoßen, dessen Spannung zum Steuern
einer Vorrichtung benutzt wird, die eine rechteckförmige Steuerspannung für die
Braunsche Röhre zu erzeugen gestattet. So ist es beispielsweise auch möglich, die
Anodenspannung der Oszillographenröhre (Braunschen Röhre) mit Hilfe der rechteckförmigen
Spannung zu modulieren.