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Verfahren zur Ankopplung einer Fremdhelligkeitssteuerspannung an den
Wehneltzylinder der Braunschen Röhre eines Elektronenstrahl-Sichtgerätes
Es ist die
Aufgabe gestellt, Steuerspannungen, vorzugsweise niederer Frequenz, nebst den Gleichspannungskomponenten
oder auch Gleichspannungswerte an den Wehneltzylinder einer Braunschen Röhre von
Elektronenstrahl Sichtgeräten, z. B. Oszillographen, zwecks Steuerung der Helligkeit
einzelner Teile des Schirmbildes anzukoppeln.
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Zur Einblendung von Zeitinarken oder Kennzeichnung sonstiger Größen
ist es üblich. Steuerspannungen auf den Wehneltzylinder der Braunschen Röhre eines
Elektronenstrahl-Sichtgerätes zu gelten und dadurch helle oder dunkle Punkte otler
Strecken bzw. Flächen zu markieren. Nach den bisher bekanntgewordenen Verfahren
werden diese Spannungen über RC-Glieder auf den Wehneltzylinder gegeben oder durch
Transformatoren angekoppelt. Die Ankopplung über Transformatoren hat den Nachteil,
daß nur schmale Frequenzbänder übertragen werden können, während die Ankopplung
von Gleichspannungen unmöglich ist. RC-Glieder haben besonders bei tiefen Frequenzen
den Nachteil, daß sie dann eine große Zeitkonstante haben und daher die Siebung
der Anodenspannung der Braunschen Röhre, die in der Regel am positiven Potential
geerdet ist, so verschlechtern, daß ein wesentlich größerer Aufwand für die Glättung
erforderlich ist.
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Es ist nun bekanntgeworden, zur erheblichen Verringerung der Siebmittel
und auch anderer Vorteile wegen zur Erzeugung der Hochspannung einen ton-oder hochfrequenten,
mit Niederspannung betriebenen Generator zu verwenden, dessen Wechselspannung hochtransformiert
und zum Betrieb der Braunschen Röhre gleichgerichtet wird.
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Ebenso sind auch Impulsgeneratoren oder Sperrschwinger für diesen
Zweck bekanntgeworden.
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I)urch die für die Ankopplung niedriger Frequenzen erforderlichen
Koppelglieder hoher Zeitkonstante zum Wehneltzylinder werden zum mindesten die Vorteile
der Siebung höherfrequenter, gleichgerichteter Spannungen mit kleinen Siebgliedern
wieder hinfällig, weil auf diesem Wege Brummspannungen übertragen werden, die für
den Hochspannungsteil Glättungskondensatoren so hoher Kapazität erfordern, als wenn
die Netzspannung gleichgerichtet würde.
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Es ist weiter vorgeschlagen worden, die Steuerspannung einem Träger
aufzudrücken und diesen auf den Wehneltzylinder zu übertragen. Jedoch ist der Aufwand
für einen Generator und eine Alodulationsstufe nur für diesen Zwekc sehr groß.
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Um den Vorteil der höherfrequenten Hochspannungserzeugung zu wahren
und dabei auch die Ankopplung von Steuerspannungen niedriger Fre-<luenz die erheblich
niedriger liegt als die des Hochspannungserzeugers, einschließlich von reinen Gleichspannungen
zu ermöglichen, wird die Steuerspannung erfindungsgemäß dem Träger aufmoduliert,
der gleichzeitig zur Erzeugung der Betriebsspannung der Braunschen Röhre dient,
und mit diesem Träger an den Wehneltzylinder angekoppelt.
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Die Modulation erfolgt durch Veränderung der Amplitude des vom Generator
entnommenen und auf den Wehneltzylinder gegebenenfalls nach Gleichrichtung gegebenen
Trägers. l)iese Amplitudenänderung kann auf an sich bekannte Weise erfolgen. Zum
Beispiel besteht die Möglichkeit der Anwendung einer Röhrunmodulatiollsstufe mit
einer der bekannten Alodulationsarten. Zwecks Ersparnis einer Röhre kann die Modulation
in einer Brückenschaltung erfolgen oder durch Veränderung der magnetischen Eigenschaften
des Kopplungskreises. l)urch die Übertragung von Gleichspannung über den Träger
kann man ertindungsgemäß einen hochspannungsseitig liegenden Regler einsparen und
die Helligkeit durch Einstellung der Trägeramplitude niederspannungsseitig regeln.
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I)as erfindungsgemäße Verfahren eignet sich auch besonders einfach
zur Steuerung der Helligkeit durch nichtelektrische. z. B. optische, akustische,
magnetische oder mechanische Größen, wie Druck, Weg. Geschwindigkeit usw. Überträgt
man den Träger beispielsweise auf optischem Wege durch eine genügend trägheitsfreie
Einrichtung, wie Glimmlampe und Photozelle, so können sowohl statische als auch
veränderliche Werte durch Steuerung des Lichtweges auf den Wehneltzylinder übertragen
werden. Auch kann man unmittelbar Lichtwerte auf eine Photozelle geben, die aus
dem Generator zur Hochspannungserzeugung gespeist wird.
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Erfindungsgemäß kann die Amplitude des Trägers auch durch ein Relaiskontakt
verändert werden, indem man z.n. die Spannung des Generators an die Primärseite
des vor dem Wehneltzylinder liegenden Kopplungstransformators legt.
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Dadurch ist eine Fernschaltung von Hell- und Dunkelwerten möglich.
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I)ie Generatorspannung kann ferner zur Steuerung anderer Teile des
C)szillographen, wie z. B. als Träger für einen Ablenkverstärker, benutzt werden.
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Einige Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, wobei in Fig.
1 die grundsätzliche Anordnung der Erfindung, in Fig. 2 eiiie Schaltung mittels
Modulatorröhre, die nach Fig. 3 mit der Generatorröhre in einem Kolben angeordnet
ist, und in Fig. 4 eiiie Anordnung mit Photozelle, z. B. zur Photoverschlußprüfung,
dargestellt ist.
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Nach Fig. 1 ist 1 der nieder- oder hochfrequente (enerator, der über
den Transformator 2 nach Gleichrichtung in dem Gleichrichter 3 und Glättung in dem
Kondensator 4 die dem Spannungsteiler 5 zugeführte Hochspannung erzeugt. An dem
Spannungsteiler ist tlic lAraunsche Röhre 6 angeschlossen. Dem Cenerator 1 wird
außerdem eine Spannung entnommen, die einem Koppelglied 7 zugeführt wird. Der Kopplungsgrad
wird durch die Steuerspannung verändert, die in dem hier gezeigten Beispiel dem
l>otentiometer 8 entnommen wird, das von einer Gleichspannungsquelle 9 gespeist
wird.
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Natürlich kann hier auch eine Wechselspannung angeschlossen werden,
wenn die Kopplungsänderung hzw. Modulation entsprechend trägheitsfrei arbeitet.
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I)ie dem Kopplungsglied 7 entnommene, von der Steuerspannung abhängige
Spannung wird über einen Transformator 10, der fiir Hochspannung isoliert ist, an
den Wehneltzylinder 1 1 der Braunscher Röhre 6 zugefiihrt. Erforderlichenfalls kann
die Trägerspannung in einem Gleichrichter 12 gleichgerichtet und an dem Kondensator
13 geglättet werden, wobei der Widerstand 14 als .\rleitswiderstand dient.
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In Fig. 2 ist eine Schaltung dargestellt, welche nähere Einzelheiten
eines möglichen Beispiels angibt. I)ie Röhre 15 arbeitet mit dem Transformator 16
als Hochspannungsgenerator, wobei die Hochspannung in einer Verdopplerschaltung
mit den beiden Gleichrichterröhren 17 gleichgerichtet wird.
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Die Glättung erfolgt durch die Kondensatoren I8.
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Die Spannung wird einem Spannungsteiler 19 zugeführt, an dem die Braunsche
Röhre 20 angeschlossen ist. Über eine besondere Wicklung 21 des Transformators 16
ist die Modulatorröhre 22 angeschlossen. Die am Anodenwiderstand 23 über den Kondensator
24 abgenommene Spannung wird in dem Gleichrichter 25 gleichgerichtet und liegt parallel
zum Glättungskondensator 26 am Arbeitswiderstand 27 und damit am Wehneltzylinder
28 der Braunschen Röhre 20. Die Helligkeitssteuerung erfolgt durch Regelung der
Verstärkung der Modulatorröhre 22, z. B. durch ein Potentiometer 29, mit dem die
der Batterie 30 entnommene Gleichspannung eingestellt wird. Auf das Gitter 31 der
Röhre 22 können auch Fremdhelligkeitssteuerspannungen gegeben werden.
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Nach Fig. 3 werden die Generatorröhre 32 und die Modulatorröhre 33
in einem Kolben 34 vereinigt.
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Die Trägerspannung wird von der Generatorröhre 32
auf
die Modulatorröhre 33 über den gemeinsamen Kathodenwiderstand 35 übertragen und
am Anodenwiderstand 36 über den Kondensator 37 abgenommen. Die Steuerspannung wird
an den Klemmen 38 und 39 zugeführt, an dem Potentiometer 40 geregelt und auf Gitter
41 der Röhre 33 gegeben.
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Bei der Anwendung eines RC-Gliedes aus den Kondensatoren 24 nach
Fig. 2 bzw. 37 nach Fig. 3 und dem Widerstand 27 nach Fig. 2 kann die Zeitkonstante
so klein bemessen werden, daß sie nut für den Träger ausreicht, so daß die Störungen
durch größe Zeitkonstanten, wie direkter Übertragung des Steuersignals, vermeiden
werden.
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In Fig. 4 ist schließlich eine Anwendung aus dem nichtelektrischen
Gebiet der Erfindung als Beispiel aus außerordentlich vielen Möglichkeiten gezeigt.
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In dem Generator 1 wird wieder die Trägerspannung erzeugt und über
den Transformator 2, den Gleichrichter 3, den Kondensator 4 und den Spannungsteiler
5 auf die braunsche Röhre gegeben.
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Der Träger speist ferner eine trägheitsfreie Leuchte, z. B. eine Glimmlampe
42, deren Licht auf eine Photozelle 43 fällt. Zwischen beiden befindet sich eine
Lichtsteuereinrichtung 44, z. B. eine Blende, ein zu untersuchender Compurverschluß
usw., dessen Einstellung für den Trägeranteil, der auf die Photozelle gelangt, maßgebend
ist. Die so gewonnene Spannung, die je nach den zu übertragenden Steuerwerten moduliert
ist, wird gegebenenfalls nach Verstärkung über den Überetrager 10, den Gleichrichter
12, den Kondensator 13 und den Arbeitswiderstand 14 an den Wehneltzylinder 11 der
Braunschen Röhre 6 gegeben.
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Es versteht sich, daß die angegebenen Beispiele nur ein kleiner Bruchteil
der erfindungsgemäß möglichen Ausführungsformen und Anwendungen seinkönnen.