DE760275C - Schaltung zur Erzeugung eines Steuerimpulses zur Hell-Dunkel-Steuerung des Elektronenstrahles einer Braunschen Oszillographenroehre fuer die Aufnahme einmaliger Vorgaenge - Google Patents

Description

• Schaltung zur Erzeugung eines Steuerimpulses zur Hell-Dunkel-Steuerung des Elektronenstrahles einer Braunschen Oszillographenröhre für die Aufnahme einmaliger Vorgänge Will man mit Braunschen Röhren schnellste einmalige Vorgänge os zillographieren, dann ist es aus mehreren Gründen erforderlich, den Elektronenstrahl zu sperren und nur für die Dauer der Zeitablenkung freizugeben. Eine Schwierigkeit der Hell -Dunkel- Steuerung liegt darin, daß zu ihrer Auslösung der Meßvorgang dienen muß, also ein Spannungsstoß mit irgendeinem undefinierten Kurvenverlauf, dessen Dauer, Amplituden und sogar Polarität verschieden sein kann, aus dem nun die Steuerspannung, eine Rechteckkurve von definierter Amplitude und Dauer, entstehen soll. Entsprechende Schaltungen mit Hochvakuumröhren haben den Nachteil, daß sie kompliziert sein müssen, daß sie mehrere Röhren erfordern, durch die zum Teil dauernd ein starker Strom fließen muß, und daß die Zeitkonstanten und damit die Verzögerungszeit, das ist die Zeit vom Beginn des Meßvorganges bis zur Hellsteuerung, deren Kleinhaltung erforderlich ist, zu groß wird. Es wäre nun naheliegend, zur Hell steuerung des Elektronenstrahles eine Gasentladungsröhre zu verwenden, und zwar würde es sich dabei um eine Schaltung nach Fig. I handeln, bei der der auslösende Meßspannungsstoß bei E auf das negativ vorgespannte Gitter der mit einem Kathodenwiderstand R2 versehenen Röhre Th1 gegeben wird. während der Steuerstoß für den Wehneltzylinder an der Kathode bei P0 abgenommen wird. Der Widerstand R2 kann dabei etwa die Größe von 200 000 # haben, so daß die Röhre Th1 geringen Strom führt und bei Negativwerden der Gitterspannung löscht. Es ergibt sich dabei die Schwierigkeit, daß die Brenndauer der Relaisröhre und damit die Dauer der Hellsteuerung, die ja der jeweiligen Zeitablenkung entsprechen muß, schwer zu beeinflussen ist und sich nicht in den verschiedenen gewünschten Größen herstellen läßt. der Steuerimpuls wird also entweder zu kurz oder zu lang ausfallen.
• In Fig. 1 sowie den folgenden Fig. 2 bis 5 ist rechts neben der Schaltung die am Ausgang entstehende Spannung F über der Zeit t aufgetragen. Der beim Erlöschen der Röhre erkennbare langsame Abfall kommt durch die unvermeidlichen Schaltkapazitäten zustande.
• Die Erfindung sieht nun vor, die Dauer der Hellsteuerung von der Brenndauer der Relaisröhre unabhängig zu machen und sie durch eine Kombination von Schaltmittein zu bestimmen, wie sie in Fig. 5 angedeutet ist.
• Die Wirkungsweise der Anordnung erklärt sich aus folgendem; Will man zum Aufrechterhalten der Spannung nach Verlöschen des Relaisrohres einen Kondensator C1 wie in Fig. 2 verwenden, so bekommt man keine Rechteckkurve, da einmal der Spannungsanstieg zu flach und damit die Verzögerungszeit viel zu groß wird. und ein steiler Abfall nach einer bestimmten Zeit überhaupt nicht zu erzielen ist. Aus Fig. 3 erheilt. wie der erste Nachteil, die zu große Verzögerungszeit, durch eine Reihenschaltung von Widerstand R1 und Kondensator C1 beseitigt wird.
• Die ausgezogene Kurve zeigt den Verlauf der Spannung an dem Punkt P0, die gestrichelte Kurve an dem Punkt P' zwischen C1 und R1.
• Sach Verlöschen der Relaisröhre bleibt die Spannung an dem Punkt P0 erhalten, da kein nennenswerter Strom durch R1 und R2 fließt und der Widerstand R1 niederohmig (etwa 300 #) ist, während der steile Anstieg von P0 durch diesen Widerstand nicht behindert wird, da die Röhre zur Entladung des Kondensators ohne weiteres einen Strom von über 10 A liefern kann, so daß ein Spannungsabfall an dem Widerstand R1 eintritt, bis der Kondensator entladen ist. Würde man nun zur Dunkelsteuerung, also zum Aufladen des Kondensators, einen Widerstand parallel zu C1 benutzen. so ergibt sich die Kurve der Fig. 4, die einen zu flachen Abfall zeigt. wobei wegen des nun erforderlichen Trennkondensators C2 zwischen R2 und dem zusätzlichen Widerstand, die sonst als Spannungsteiler wirken würden. die Spannung nicht mehr an P0, sondern an P abgenommen wird.
• Wesentlich verbessert wird nun der Kurvenverlauf durch Parallelschalten einer Induktivität L wie in Fig. 5, da der Strom in derselben, im Gegensatz zu einem Omschen Widerstand, zuerst fast Null ist, um dann immer mehr anzusteigen. Der Kondensator C2 liegt auch hier zwischen dem freien (nicht geerdeten) Pol der Relaisröhre und der Kombination L, R1, C1. Zur Erzeugung verschiedener Längen des Steuerimpulses werden vorteilhaft die Schaltmittel C1, R1, L, C2 in verschiedenen Größen vorgesehen und sämtlich oder zum Teil durch Schalter umgeschaltet. Zur einfachen Bedienung der Anordnung wird dieser Schalter mechanisch mit dem Schalter gekuppelt, mit dem die verschiedenen Ablenkzeiten für den Strahl der Braunschen Röhre eingeschaltet werden.
• Die Vorteile der Erfindung liegen darin, daß sie es möglich macht, mittels Relaisröhre und im Ganzen nur sehr geringem Aufwand Steuerimpulse für den Wehneltzylinder zur Aufnahme einmaliger Vorgänge mit genügend steilem Abfall und, da die Länge des Impulses nur durch Schaltmittel gegeben ist, durch Einschalten verschieden großer Elemente derselben, Impulse von jeder erforderlichen Länge herzustellen. Durch einen weiteren Schritt werden diese Vorteile noch erhöht: Die Hochspannung, die an der Kathode der Braunschen Röhre liegt (Fig. 6) (geerdet ist die Anode) und die z. B. bei einer handelsüblichen AEG-Röhre für höchste Schreibgeschwindigkeiten etwa 20 kV beträgt, läßt sich natürlich wegen des Aufwandes nur schwer vollständig glätten. Eine schon als recht gut zu bezeichnende Glättung bis auf 1 % Wechselspannungskomponente würde also hedeuten, daß noch über 200 V Wechselspannung an der Kathode liegen. Diese Spannung würde nun an der Strecke Kathode-Wehneltzylinder liegen, da letzterer über den Spannungstrennungsblock, über den ihm die Steuerspannung zugeführt wird, im Potential gegen Erde wechselspannungsmäßig festgelegt ist. Die 200-V-Störspannung würde sich also der Steuerspannung überlagern.
• Zur Beseitigung dieser Störung schien bisher der Aufwand der vollständigen Glättung das einzige Mittel. Zweckmäßig wird daher die Relaisröhre samt Schaltung auf das Hochspannungspotential der Kathode der Braunschen Röhre gebracht, so daß sie auch diese Störwechselspannung mitmacht, die dann nicht mehr zwischen Wehneltzyl inder-Kathode steht. Der Spannungsimpuls zum Zünden wird dabei dem Gitter der Relaisröhre über einen kleinen Kondensator C3 zugeführt, der für die 5operiodische Störspannung einen sehr hohen Widerstand bedeutet, gegenüber dem Gitterableitwiderstand. Auf diese Weise erübrigt sich der Aufwand einer vollständigen Siebung. Bei Braunschen-Röhren mit elektrischer Linse ist es infolge der Erfindung sogar möglich, zu arbeiten, wenn die Störwechselspannungskompon,ente einige 1000 V beträgt, da nur Bildhelligkeit und Ab;lenkempfindlichkeit dadurch etwas beeinflußt werden. Da Meßkurven mit sehr flachem Spannungsanstieg nicht oder zu schwach über den Kondensator C3 übertragen werden, kann eine weitere Relaisröhre Ti142 zur Verstärkung solcher Impulse eingeschaltet werden. Noch eine andere Relaisröhre- Th3 dient dazu, negative Impulse in positive umzuwandeln.
• Dies kann auch schon an der Röhre Th2 oder Tht geschehen, nur braucht man bei Verwendung eines besonderen Rohres nicht umzuschalten und kann für positive und negative Impulse die gleiche Eingangsklemme (Fig. 6, E) benutzen. Die Relaisröhre Th4 kann dazu dienen, sehr steile Stöße von großer Amplitude zu begrenzen, so daß sie nicht bis auf den Wehneltzylinder gelangen können. C5 dient zur Gleichspannungstrennung des Eingangs E, während C4 verhindert, daß durch sehr steile Spannungsanstiege von sehr großer Amplitude die Relaisröhre oder Schaltmittel beschädigt werden. Da nun flache Spannungsanstiege wegen der Spannungsteilung mit R5 schlecht durch C4 übertragen würden, ist C4 durch R4 (etwa von halber Größe wie R5) überbrückt. Die Kondensatoren Co bei Tk, und C7 bei Th2 dienen zur Verkürzung der Verzögerungszeit und zur Versteilerung des Spannungsanstieges. Diese an sich sehr überraschende günstige Wirkung dieser Kondensatoren, die doch eigentlich schädliche Kapazitäten darstellen, sollten, kommt dadurch zustande, daß der die Zündung bewirkende Spannungs impuls einen größeren Strom Gitter-Kathode in der Relaisröhre zur Folge hat, so daß mehr Ionen gebildet werden, wodurch auch der Strom Anode- Kathode wesentlich steiler ansteigt und damit die schädliche Wirkung von C6 und C7 mehr als aufgehoben wird.
• Es ist vorteilhaft, den; Steuerimpuls für den \RTehneltzylinder der Braunschen Röhre oder den Spannungsstoß an der Kathode der vorgeschalteten Relaisröhre Th2 gleichzeitig zur Ingangsetzung der Zeitablenkung zu benutzen.
• Statt dem Wehneltzylinder einen positiven Steuerstoß zu geben, kann man ihn auch gegen Erde verblocken und einen negativen Steuerimpuls auf die Kathode geben. Man erhält dann eine größere Steuersteilheit, weil dann auch die Blendenspannung der Röhre sich mit ändert. Das kann man auch erreichen, indem man die positive Steuerspannung für den Wehneltzylinder außerdem auf die folgende Blende gibt. Verwendet man die Schaltung - nach Fig. 6, dann ist eine unbedingte Festlegung von Kathode oder Wehneltzylinder gegen Erde nicht erforderlich.
• PATENTAXSPRÜCHE: I. - Schaltung zur Erzeugung eines Steuerimpulses zur Hell-Dunkel-Steuerung des Elektronenstrahles einer Braunschen Oszillographenröhre mittels Relaisröhre für die Aufnahme einmaliger Vorgänge, gekennzeichnet durch die Verwendung einer gasgefüllten Relaisröhre, bei der die Länge des Steuerimpulses dadurch unabhängig von der Brenndauer gemacht ist, daß eine Parallelschaltung einer Induktivität (L) und einer Reihenschaltung von Kondensator - (C,) und Widerstand (R,) unter Zwischenschaltung einer weiteren Kapazität (C2) parallel zur Relaisröhre (Th,) liegt.

Claims (1)

1. 2. Schaltung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung verschiedener Längen des Steuerimpulses die Schaltmittel (C,, Ri, L, C2) in verschiedener Größe vorgesehen und sämtlich oder zum Teil durch Schalter umschaltbar sind.

   3. Schaltung nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Umschalten der Schaltmittel vorgesehene Schalter mechanisch mit dem Schalter gekuppelt ist, mit dem die verschiedenen Ablenkzeiten für den Strahl der Braunschen Röhre eingeschaltet werden.

   4. Schaltung nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beseitigung der störenden Addition der auf der Hochspannung für die Braunsche Röhre noch vorhandenen Wechselspannung zum Steuerimpuls die Relaisröhre (ph1) samt zugehöriger Schaltung auf das Kathodenpotential der Braunschen Röhre gebracht ist, wobei dem Gitter der Relaisröhre der die Zündung bewirkende Spannungs stoß über einen kleinen Kondensator (C3) zugeführt wird.

   5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der die Relaisröhre (Th1) zündende Spannungsstoß mittels einer weiteren Relaisröhre (Th2) versteilert wird.

   6. Schaltung nach Anspruch I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß negative Spannungsstöße in positive umgewandelt werden, indem sie, gegebenenfalls über einen besonderen Umschalter, an die Kathode einer Relaisröhre gelegt werden.

   7. Schaltung nach Anspruch I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umwandlung negativer Impulse in positive eine besondere Röhre (Th3) vorgesehen ist.

   8. Schaltung nach Anspruch I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine besondere Relaisröhre (Th4) zur Ableitung von Überspannungen vorgesehen ist.

   9. Schaltung nach Anspruch I bis 8, dadurch gekennzeichnet daß im Eingang eine Paralleischaltung eines kleinen Kondensators (C4) und eines großen Widerstandes (R4) liegt.

   10. Schaltung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hellsteuerung durch einen negativen Steuerimpuls an die Kathode der Braunschen Röhre bewirkt wird.

   II. Schaltung nach Anspruch I bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hellsteuerung durch einen Steuerimpuls auf den Wehneltzylinder und auf die folgende Blende der Braunschen Röhre bewirkt wird.

   12. Schaltung nach Anspruch I bis II, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerimpuls für den Wehneltzylinder der Braunschen Röhre oder der Spannungsstoß an der Kathode der vorgeschalteten Relaisröhre (Th2) gleichzeitig zur Ingangsetzung der Zeitablenkung benutzt wird.

   13. Schaltung nach Anspruch I bis I2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kathode denleitung der Relaisröhren (Th1, Th2) besondere Kondensatoren (C7, C6) zur Verkürzung der Verzögerungszeit und zur Verbesserung der Flankensteilheit des Hellsteuerimpulses eingeschaltet sind.

   Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden: »Archiv für Elektrotechnik«, I933, 5. 125 und I26.