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Anordnung zur Aufzeichnung von Zeitmarken bei einem Mehrfach-Elektronenstrahl-Oszillographen
In der Kathodenstrahloszillographie macht sich mehr und mehr der Wunsch nach der
Aufzeichnung von Zeitmarken, die der hohen Meßgenauigkeit dieser Geräte entsprechen,
geltend. Bei Oszillographen mit einfachen Braunschen Röhren, d. h. also solchen
Röhren, die nur einen einzigen Elektronenstrahl und ein einziges Meß ablenkpiattenp
aar enthalten, ist die gleichzeitige Aufzeichnung von Zeitmarken wegen des dafür
fehlenden Meßwerkes außerordentlich schwierig. Es bedarf hier einer besonderen Einrichtung,
die z. B. mit einer besonderen kleinen Kathodenstrahlröhre oder einer Glimmlampe
ausgerüstet sein muß, um Zeitmarken für die verschiedensten Schreibgeschwindigkeiten
zu erzielen. Für Mehrfachoszillographen wird die Lösung des Zeitmarkenproblems wesentlich
einfacher. Bei Oszillographen mit Mehrstrahlröhren, also mehreren Meßwerken, kann
man eines dieser Meßwerke zur Aufzeichnung einer Zeitmarke benutzen. Aber auch hier
ist die Verwendung
eines besonderen Generators als Zeitmarkengeber
notwendig. Ein derartiger Generator bedeutet aber eine wesentliche Erhöhung des
Aufwandes und einen größeren Raumbedarf des Gerätes.
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Es sind jedoch Mehrfach-Kathodenstralll-Oszillograph-n bekannt, bei
denen bereits ein besonderer, nicht unmittelbar zum Betrieb der Röhre dienender
Generator vorgesehen ist. Dieses sind jene Oszillographen, bei denen ein einziges
Meßwerli mit mehreren Vorgängen belegt wird. Hierzu dienen bekaniltlich mehrere
am Ausgang parallel geschaltete Verstärker, von denen jeder mit einem NIeßvorgang
verbunden ist. Die Verstärker werden durch den erwähnten besonderen Generator gesteuert,
und zwar derart, daß sie periodisch gesperrt und freigegeben werden, so daß immer
nur ein Vorgang an das Meßablenksystem gelangt. Ferner ist eine andere Art von Oszillographen
vorgeschlagen worden, bei der in einer einzigen Braunschen Röhre mehrere Nießablenksysteme
angeordnet sind. durch die ein einziger Kathodenstrahl mit Hilfe eines besonderen
Vorablenksysteins hindurchgeschleudert wird. Zur Erzeugung der Vorablenkspannung
dient hierbei ebenfalls ein besonderer Generator.
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In diesen Generatoren wird gewöhnlich eine Spannung bestimmter Frequenz
erzeugt, je nach Art der aufzunehmenden Vorgänge. Auf die Konstanthaltung dieser
Frequenz hat man jedoch keinen besonderen Wert gelegt. da es für den Meßvorgang
praktisch bedeutungslos ist, ob die Frequenz konstant bleibt oder nicht.
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Die Erfindung bezieht sich nun auf derartig Oszillographen mit einem
besonderen Generator. Sie besteht darin, daß der Steuergenerator außerdem noch mit
einer Frequenzrervielfachung oder Frequenzunterteilungsanordnung verbunden ist,
deren Ausgang gegebenenfalls unter Verwendung eines Verstärkers entweder an eins
der Ablenkplattenpaare der Elektronenstrahlröhre oder in an sich bekannter Weise
an eine Helligkeitssteuerelektrode, z. B. den Wehneltzylinder, gelegt wird, so daß
die erhaltene Kurve oder die Helligkeitsmarlien als Zeitmaßstab für die Auswertung
dienen. Zweckmäßig steuert man den Generator mit einem Piezoquarz oder ähnlichen
Steuermitteln, so daß seine Frequenz genau konstant bleibt. Die Mittel zur Erzielung
der Eichbarkeit des Generators brauchen hier nicht im einzelnen aufgeführt zu werden,
da sie aus dem Generatorban allgemein bekannt sind.
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Es ist an sich erwünscht, zur Erzielung wohldefinierter Zeitmarken
scharf begrenzte Impulse zu verwenden. Deshalb kann man im Bedarfsfall die dem Frequenzvervielfacher
oder Unterteiler entnommene Spannung durch Verwendung von verzerrenden Gliedern
in solche scharf begrenzten Impulse verwande:n.
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Schließlich kann man auch die vom Frequenzvervielfacher oder -unterteiler
entnommenen Zeitmarkenimpulse zur Steuerung eines besonderen Zeitschreibers, beispielsweise
einer Glimmlampe oder einer kleinen Kathodenstrahlröhre, benutzen.
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Besonders vorteilhaft für den erfindungsgemäßen Zeitschreiber ist
die bereits erwähnte Tatsache, daß für den Umschalt- oder den Schleudervorgang keine
genau vorgeschriehelle Frequenz notwendig ist. Alaun ist daher in der Lage, den
hierfür notwendigen Gene rator so auszubilden, daß sogar seine Eigenfrequenz in
bestimmten Grenzen veränderhar ist. Die hierbei benutzten Geräte für die Unterteilung
oder Vervielfachung müssen dann für veränderliche Grundfrequenz ausgebildet sein.
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In der Zeichnung ist in den Fig. I und 2 je ein Ausführungsbeispiel
des Erfindungsgedankens näher erläutert. Die Klemmen I, 2, 3 in Fig. I sind die
Eingangsklemmen der RTerstärker, 5, 6, deren Ausgänge parallel geschaltet sind und
an dem Ießablenkplattenpaar 7 der Braunschen Röhre 8 liegen. Die Verstäfl'er 4,
5 und 6 werden durch eine in dem Steuergenerator g erzeugte Spannung periodisch
freigegeben und gesperrt, und zwar in der Weise, daß immer nur ein Verstärker arbeitet
und der durch ihn verstärkte Meßvorgang an das Ablenkplattenpaar 7 gelangt.
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Der Steuergenerator ist, wie bereits näher ausgeführt worden ist,
mit an sich bekannten AIitteln zur Änderung seiner Frequenz versehen und kann außerdem
mit einem piezoelektrischen Frequenzregler ausgestattet sein.
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Die Aufzeichnung der Zeitmarken geschieht, wie in dem Beispiel dargestellt
ist, dadurch, daß mit der Spannung des Steuergenerators ein Frequenzvervielfacher
oder -unterteiler Io gesteuert wird, der zur Entnahme verschiedener Zeitmarkenspannungen
mit unterschiedlichen Frequenzen eingerichtet ist. Der Ausgang dieses Gerätes kann
dann beispielsweise mit dem Eingang des Verstärkers G verhunden werden oder aber,
wie durch die gestrichelte Linie dargestellt ist, an den Wehneltzylinder 1 1 der
Braunschen Röhre gelegt werden. Der Kondensator 12 dient dazu, die Gleichspannung
des Wehneltzylinders vom Steuergenerator fernzuhalten.
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Zur- Frequenzunterteilung oder -vervielfachung verwendet man zweckmäßig
eine Schaltung mit gittergesteuerter Gasentladungsröhre oder eine Oberwellenschaltung
in an sich bekannter Weise. Eine Unterteilung der Steuerfrequenz wird man gewöhnlich
dann vornehmen, wenn niedere Frequenzen mit
einer hohen Umschaltfrequenz
aufgezeichnet werden, eine Vervielfachung, wenn hohe F'requenzen mit einer geringen
Umschaltfrequenz aufgezeichnet werden sollen.
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In dem Ausführungsbeispiel nach Abt. 2 ist eine bereits vorgeschlagene
Röhre I3 dargestellt, die nur mit einer einzigen Kathode I4, einem Wehneltzylinder
I5, einer Linse I6 und einer Anode I7 ausgestattet ist, die aber drei Paare I8,
19 und 20 von Meßablenkplatten besitzt. Zwischen den Meßablenkplattenpaaren sind
besondere Schirmplatten 21 und 22 vorgesehen. Die Meßplatten sind einzeln aus der
Röhre herausgeführt. Ohne besondere Vorablenkung läuft der Elektronenstrahl durch
das Plattenpaar 19. Mit Hilfe eines wechseistromgespeisten Ablenkspulenpaares, von
dem nur die auf der Vorderseite der Röhre befindliche Spule 28 dargestellt ist,
wird der Elektronenstrahl derart vorabgeienkt, daß er wechselweise auch durch die
Ablenksysteme I8 und 20 gelangt. Die mit der Spule 28 verbundene Spule 24, zu der
ebenfalls eine entsprechende Spule auf der anderen Seite des Rohres liegt, dient
zur Kompensation der von der Spule 28 und ihrer Gegenspule erzeugten Vorablenkung,
so daß der Strahl auf eine bestimmte Stelle des Leuchtschirmes gelenkt wird. Das
ganze Spulensystem wird aus einer Wechselstromquelle 25 gespeist.
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Für die bisherige Ausbildung dieser wegen seiner besonderen Verwendung
als Schleudergenerator zu bezeichnenden Stromquelle 25 waren dieselben Gesichtspunkte
maßgebend wie für die Steuergeneratoren zur Umschaltung mehrerer Verstärker. Für
die erfindungsgemäße Verwendung wird nun auch dieser Generator eichbar und zweckmäßig
mit veränderbarer Frequenz hergestellt Die Schleuderfrequenz wird nun in einem besonderen
Gerät 26 unter- oder übersetzt und dann diese Spannung beispielsweise über einen
Umschalter 27 entweder an das Meßablenkplattenpaar 20, sofern dieses nicht für einen
Meßvorgang benötigt wird, oder aber, wenn dies der Fall sein sollte, an den Wehneltzylinder
15 der Röhre zur Helligkeitssteuerung des Strahles gelegt.
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Durch die Anwendung eines regelbaren Schleudergenerators und der
Frequenzüber-bzw. -untersetzung hat man eine große Auswahl von Frequenzen für die
Zeitmarken, so daß man in der Lage ist, sich für jeden Vorgang die günstigsten Zeitmarken
auszuwählen.
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Die Regelung am Schleudergenerator ist durchaus zulässig, da sowohl
Vorablenkung als auch Kompensation aus ein und demselben Generator gespeist werden
und es außerdem, ähnlich wie bei der Verstärkerumschaltung, praktisch nicht auf
die Einhaltung einer bestimmten Frequenz zur Strahlvorablenkung ankommt.
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PATENTBNSPCHE: I. Anordnung zur Aufzeichnung von Zeitmarken bei einem
Mehrfach-Elektronenstrahl-Oszillographen mit einem Steuergenerator zur Umschaltung
der Meßvorgänge an ein Ablenkplattenpaar oder zur wechselweisen Ablenkung des Elektronenstrahles
durch mehrere Ablenkplattenpaare, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuergenerator
außerdem noch mit einer Frequenzvervielfachungs- oder Frequenznnterteilungsanordnung
verbunden ist, deren Ausgang gegebenenfalls unter Verwendung eines Verstärkers entweder
an eines der Ablenkplattenpaare der Elektronenstrahlröhre oder an eine Helligkeitssteuerelektrode,
z. B. den Wehneltzylinder, oder auch an einen an sich bekannten, von der Elektronenstrahl
röhre getrennten Zeitschreiber gelegt wird, so daß die erhaltene Kurve oder die
Helligkeitsmarken, als Zeitmaßstab für die Auswertung dienen.