DE860089C

DE860089C - Oscillographic device

Info

Publication number: DE860089C
Application number: DEN4327A
Authority: DE
Inventors: Augustus Gerard Theodo Becking
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1950-08-25
Filing date: 1951-08-22
Publication date: 1952-12-18

Description

Oszillographische Vorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine oszillograj>lidsche Vorrichtung zur optischen Wiedergabe des zeitlichen Verlaufs elektrischer Meßspannungen in einer einzigen Bildebene.Oscillographic device The invention relates to an oszillograj> Lidsche Device for the optical reproduction of the course of electrical measurement voltages over time in a single image plane.

Blei bekannten Vorrichtungen dieser Art werden zwei Meßspannungen zwei Ablenkorganen zugeführt. Diese Ablenkorgane legen je die Stelle desselben Bildpunktes in der Bildebene in einer von zwei in dieser Ebene liegen-den verschiedenen einen Winkel e miteinander einschließenden Richtungen fest in Abhängigkeit von den zugefiihrten Spannungen. Dies ist der Fall bei Vorrichtungen mit einer Elektronenstrahlröhre, aber auch bei Vorrichtungen. mit zwei Schleifenoszillographen, bei denen die Drehachsen der beweglichen Systeme einen Winkel # miteinander einschließen. Known devices of this type are known to have two measuring voltages fed to two deflectors. These deflection organs each place the point of the same image point in the image plane in one of two different ones lying in this plane Angle e with each other including directions fixed as a function of the supplied Tensions. This is the case with devices with a cathode ray tube, but also with devices. with two loop oscilloscopes, in which the axes of rotation of the movable systems enclose an angle # with one another.

Die Erfindung bezieht sich speziell auf oszillographische Vorrichtungen der angegebenen Art, bei denen Maßnahmen getroffen sind, um auch eine dritte Meßspannung gleichzeitig mit den beiden anderen sichtbar zu machen. Hierfür sind schon verschiedene Lösungen bekannt. Es ist z. B. ein Verfahren angegeben, bei. dem durch geeignete Kombination der drei Meßspannungen zwei Bilder nebeneinander in der Bildfläche beschrieben werden, die, s.tereoskopisch betrachtet, gemeinsam ein Raumbild liefern, das drei Abmessungen hat, die den drei Meßspannungen entsprechen. Dabei wird die dritte Meßsparmung also von der Tiefe dargestellt, die von der stereoskopischen Wirkung in der von den beiden ersten Meßspannungen beschriebenen zwei di mensionalen Figur hervorgerufen wird. The invention particularly relates to oscillographic devices of the specified type, in which measures are taken to also include a third measurement voltage at the same time as the other two. There are already different ones for this Known solutions. It is Z. B. specified a method at. through suitable Combination of the three measuring voltages described two pictures side by side in the picture area which, viewed tereoscopically, together provide a spatial image, the three Has dimensions that correspond to the three measuring voltages. The third measurement savings thus represented by the depth that is represented by the stereoscopic effect in that of caused the first two measurement voltages described two di dimensional figure will.

Besonders bei einmaligen Erscheinungen oder bei periodischen Erscheinurigen mit großer Periode ist es jedoch schwierig, das. stereoskopisehe Bild wahrzunehmen, und noch schwieriger ist es; an diesem Bild quantitative Messungen der dritten Meßspannung durchzuführen. Es ist auch ein Verfahren zur Wiedergabe der dritten Meßspannung bekannt, das darauf hinausläuft, daß die Helligkeit der von den beiden ersten Meßspannungen beschriebenen zweidimensionalen Figur in Abhängigkeit von der dritten Meßspannung geändert wird. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß zum Zweck der Herstellung photographischer Aufnahmen die Helligkeit gern konstant gehalten wird und manchmal die Schwankung der Helligkeit für andere Zwecke benutzt werden muß, so daß diese nicht mehr für die Wiedergabe der dritten Meßspannung verfügbar ist. Hierbei ist zu denken an die periodische, sehr kurze Herabsetzung der Helligkeit auf einen sehr niedrigen Wert, was dazu verwendet wird, die Geschwindigkeit zu ermitteln, mit der die beiden ersten Meßspannungen sich ändern (sog. Zeitmarkierung) und an Helligkeitsiänderungen die absichtlich durchgeführt werden, um die Richtung, in welcher der Bildpunkt sich unter der Einwirkung der beiden ersten Meßspannungen längs der zweite dimensionalen Kurve bewegt feststellen zu können. Especially in the case of one-off publications or periodic publications with a long period, however, it is difficult to perceive the stereoscopic image, and it is even more difficult; at this Image quantitative measurements the third measuring voltage. It is also a method of playback the third measuring voltage known, which amounts to the fact that the brightness of the the two-dimensional figure described as a function of the first two measurement voltages is changed by the third measuring voltage. This method has the disadvantage that for the purpose of making photographic recordings, the brightness is often constant and sometimes the fluctuation of the brightness is used for other purposes must be so that it is no longer available for the reproduction of the third measurement voltage is. One should think of the periodic, very brief reduction in brightness to a very low value, which is used to determine the speed, with which the first two measuring voltages change (so-called time marking) and on Changes in brightness made on purpose to change the direction in which which is the image point under the action of the first two measurement voltages Moved along the second dimensional curve to be able to determine.

Die Erfindung bezweckt, die erwähnten Nachteile zu beheben oder doch zu verringern Es wird zu derem Zweck von einer Vorrichtung der vorbeschriebenen Art ausgegangen, bei der eine erste und eine zweite Meßspannung dem ersten bzw. dem zweiten Ablenkorgan zugeführt werden. The invention aims to remedy the disadvantages mentioned or at least It is used for the purpose of a device of the above-described Type assumed in which a first and a second measuring voltage to the first or are fed to the second deflector.

Dlie Vorrichtung nach der Erfindung hat nun das Merkmal, daß dem ersten Ablenkorgan auch eine erste Hilfswechselspamung und dem zweiten Ablenkorgan eine zweite Hllfswechselspannung mit gleicher Amplitude und Frequenz aber einer Phasenverschiebung 0,, gegeneinander zugeführt wird und eine dritte Meßspannung einem Amplitudenmodulator zugeführt wird, der beide Hillfswechselspannungen in Abhängigkeit von der dritten Meßspannung moduliert, wobei die Amplitude der Hilfswechselspannungen klein im Verhältnis zu dem Unterschied zwischen dem höchsten und dem niedrigsten Wert mindestens einer der beiden zuerst genannten Meßspannungen ist, und die Periode der Hiifswechselspannungen klein im Verhältnis zu dem Zeitabstand zwischen aufeinanderfolgenden höchsten und niedrigsten Werten einer jeden der Meßspannungen ist.The device according to the invention now has the feature that the first Diverting organ also a first auxiliary changeover spam and the second diverting organ one second auxiliary alternating voltage with the same amplitude and frequency but a phase shift 0 ,, is fed to each other and a third measurement voltage is fed to an amplitude modulator is supplied, the two auxiliary alternating voltages depending on the third Measuring voltage modulated, the amplitude of the auxiliary alternating voltages being small in relation to the difference between the highest and the lowest value at least one of the first two measuring voltages, and the period of the auxiliary alternating voltages small in relation to the time interval between successive highest and is the lowest values of each of the measuring voltages.

Wird dem ersten Ablenkorgan nur eine Wechselspannung und dem anderen Ablenkorgan keine Spannung zugeführt, so wird der Bildpunkt eine gerade Linie in der Bildebene beschreiben. Wird nun dem zweiten Ablenkorgan die gleiche Wechlselspannung und dem ersten Ablenkorgan keine Spannung zugeführt, so wird der Bildpunkt eine andere Linie in der Bildebene beschreiben. Unter dem vorstehend erwähnten Winkel 0 wird hier der spitze Winkel zwischen beiden Linien verstanden. Auf den beiden Linien wird nun eine positive Richtung angenommen derart, daß von dem Schnittpunkt aus gerechnet die positiven Richtungen einen Winkel von I80°-# einschheßen. Die einem Ablenk-Organ. zugeführte Spannung wird als positiv ber zeichnet, wenn der Bildpunkt sich infolge dieser Spannung längs der dem Ablenkorgan entsprechenden Linie in positiver Richtung bewegt. Die vorerwähnte Phasenverschiebung 0 ist wie folgt aufzufassen. Die Phasenverschiebung der Hilfswechselspannungen wird als Null angenommen, wenn ihre Amplitudent gleichzeitig positiv sind. If the first deflector is only an alternating voltage and the other No voltage is applied to the deflector, so the pixel is a straight line in describe the image plane. The same alternating voltage is now applied to the second deflecting element and no voltage is supplied to the first deflection element, the image point becomes a describe another line in the image plane. At the angle mentioned above 0 is understood here as the acute angle between the two lines. On both of them Lines are now assumed to have a positive direction such that from the point of intersection calculated from the positive directions, enclose an angle of 180 ° - #. the a diverting organ. supplied voltage is recorded as positive when the As a result of this tension, the image point moves along the line corresponding to the deflection element Line moves in positive direction. The aforementioned phase shift 0 is like follows to be understood. The phase shift of the auxiliary AC voltages is considered to be zero assumed if their amplitudes are simultaneously positive.

Von diesem Zustand aus muß die Phase einer dieser Wechselspannungen um einen Winkel 0 verschoben werden, um die vorstehend erwähnte Phasenverschiehung O zu vollführen.From this state on, the phase must be one of these alternating voltages be shifted by an angle 0 to the aforementioned phase shift O to perform.

Es wird sich ergeben, daß bei der Vorrichtung -nach der Erfindung der zeitlicheVerlauf der dritten Meßspannung von der Breite der von dem Bildpunkt unter der Einwirkung der beiden erstenMeßspannungen beschrgebenen Bildlimen abgeleitet werden kann. It will be seen that in the device according to the invention the time course of the third measurement voltage of the width of the pixel derived from the action of the first two measurement voltages can be.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert, die eine Vorrichtung nach der Erfindung darstellt. The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, which represents a device according to the invention.

Zur optischen Wiedergabe wird hierbei die Elektronenstrahlröhre I3 benutzt, deren Ablenkplatten 5, 6 und 7, 8 als Ahlenkorgane wirksam sind. Die gegebenenfalls elektronisch verstärkte erste, zweite und dritte Meßspannung werden den Klemmenpaaren I bzw. 2 und 3 zugeführt. Die erste. The cathode ray tube I3 used, the baffles 5, 6 and 7, 8 are effective as Ahlenkorgane. The possibly electronically amplified first, second and third measuring voltages are assigned to the terminal pairs I or 2 and 3 supplied. The first.

Meßspannung wird über den Widerstand g den Platten 5 und 6 zur Ablenkung in senkrechter Richtung zugeführt. Die zweite Meßspannung wird ülier den Kondensator Io den Platten 7 und 8 zur Ablenkung des Elektronenstrahls in waagerechter Richtung zugeführt Unter der Einwirkung der ersten und der zweiten Meßspannung wird der Elektronenstrahl und infolgedessen der am Schirm der Röhre 13 sichtbare Bildpunkt eine Kurve beschreiben, die von dem zeitlichen Verlauf dieser zwei Meßspannungen abhängt. Diese Kurve ist in der Figur durch die gestrichelte Linie I4 dargestellt. Im Oszillator 12 wird eine Wechselspannung erzeugt, deren Frequenz gleich der der Hilfswechselspannungen ist. Diese Spannung wird im Amplitudenmodulator ii in Abhlängigkeit von der dritten Meßspannung moduliert. DerAusgangskreis des Modulators II enthält die Reihenschaltung des Widerstandes g und des Kondensators IO. Diese sind derart bemessen, daß die an ihnen auftretenden Spannungen, die um 900 phasenverschoben sind, -gleiche Amplituden haben. Diese Spannungen werden auf die abgegebene Weise in Reihe mit der ersten und der zweiten Meßspannung den Ablenkorganen der Elektronenstrahlröhre I3 zugeführt.The measuring voltage is applied to the plates 5 and 6 via the resistor g for deflection fed in the vertical direction. The second measurement voltage becomes the capacitor Io the plates 7 and 8 for deflecting the electron beam in the horizontal direction The electron beam is fed under the action of the first and the second measuring voltage and consequently the image point visible on the screen of the tube 13 describes a curve, which depends on the time course of these two measuring voltages. This curve is represented in the figure by the dashed line I4. In the oscillator 12 is an alternating voltage is generated, the frequency of which is equal to that of the auxiliary alternating voltages is. This voltage is dependent on the third in the amplitude modulator ii Measuring voltage modulated. The output circuit of the modulator II contains the series circuit of resistor g and capacitor IO. These are dimensioned so that the voltages occurring at them, which are phase-shifted by 900, have the same amplitudes to have. These voltages are given in series with the first and the second measurement voltage is supplied to the deflection elements of the cathode ray tube I3.

Da für gewöhnliche Elektronenstrahlröhren der vorstehend erwähnte Winkel 0 gleich go°' ist, müssen in diesem Fall die beiden Wechselspannungen einen Phäsenunterschied von 9o haben, was, wie gesagt, durch die Reihenschaltung 9, Io gesichert ist. Im allgemeinen wird die Phasenverschiebung e durch passende Wahl von Netzwerken oder unter Zuhilfenahme eines Phasendrehers verwirklicht werden können. Es ist leicht ers,ichtlich, daß dadurch gesichert wird, daß der Blildpunkt, beim Fehlen der ersten und der zweiten Meßspannung, einen Kreis beschreiben wird, dessen Radius von der dritten Mfeßspannung a hängt und somit ein Maß derselben ist. Infolge des gleichzeitigen Vorhandenseins der ersten und der zweiten Meßspannung wird der Mittelpunkt dieses Kreises sich über die Kurve 14 verschieben, so daß der Bildpunkt eine zusammengesetzte Kurve 15 beschreiben wird. Aus der Form dieser zusammengesetzten Kurve kann die Stelle der Mittelpunkte der Kreise leicht festgestellt werden. Sie ist die Kurve I4, die den zeitlichen Verlauf der ersten und der zweiten Meßspannung darstellt. Die dritte Meßspannung beeinflußt, wie gesa'gt, die Breite I6 der zusammengesetzten Kurve. Der Verlauf der dritten Meßspannung kann also von dieser Breite I6 abgeleitet werden.As for ordinary cathode ray tubes, the aforementioned Angle 0 is equal to go ° ', in this case the two alternating voltages must have one Phase difference of 9o have what, as said, by the series connection 9, Io is secured. In general, the phase shift e becomes by appropriate choice can be realized by networks or with the help of a phase shifter. It is easy to see that this ensures that the point of vision at Absence of the first and the second measuring voltage, a circle will describe whose Radius from the third measurement stress a depends and thus a measure of the same is. As a result of the simultaneous presence of the first and the second measuring voltage the center of this circle will move over the curve 14, so that the Image point will describe a composite curve 15. From the form of this compound Curve, the location of the centers of the circles can be easily determined. she is the curve I4, which shows the time course of the first and the second measuring voltage represents. The third measurement voltage influences, as I said, the width 16 of the composite Curve. The course of the third measurement voltage can therefore be derived from this width I6 will.

Es ist ersichtlich, daß der Radius der Kreist zwecks größerer Deutlichkeit klein im Verhältnis zu den Abmessungen der Kurve 14 sein muß. Dies wird dadurch gesiche.rt, daß die Amplitude der Hilfswechselspannungen klein im Verhältnis zu dem Unterschied zwischen dem größten und dem kleinsten Wert mindestens einer der beiden zuerst genannten Meßspannungen bemessen wird. Es ist auch zwecks größerer Deutlichkeit erforderlich, daß die zusammengesetzte Kurve 15 eine hinreichend große Anzahl von Schleifen hat, da sonst die Breite I6 nicht hinreichend genau bestimmt werden kann. Dies wird dadurch erreicht, daß die Periode der Hilfswechselspannungen klein im Verhältnis zu dem Zeitabstand zwischen aufeinanderfolgenden größten und kleinsten Werten einer jeden der Meßspannungen bemessen wird. It can be seen that the radius of the circles has been removed for clarity must be small in relation to the dimensions of the curve 14. This is because of this gesiche.rt that the amplitude of the auxiliary alternating voltages is small in relation to the difference between the largest and the smallest value of at least one of the two measuring voltages mentioned first is measured. It is also for the larger purpose Clarity required that the composite curve 15 is a sufficiently large one Number of loops, otherwise the width I6 will not be determined with sufficient accuracy can be. This is achieved by the period of the auxiliary AC voltages small in relation to the time interval between successive largest and smallest values of each of the measuring voltages is measured.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Zahl der Schleifen der Kurve so groß zu bemessen, daß sie nicht mehr einzeln unterschieden werden können. It has been found to be beneficial to the number of loops of the Curve to be dimensioned so large that they can no longer be individually differentiated.

Dies wird dadurch bewirkt, daß die Frequenz der Hilfswechselspannungen so groß bemessen wird, daß die Änderungen der Meßspannungen während einer Periode der Hilfswechselspannung klein im Verhältnis zu der mittleren Amplitude der Hilfswechselspannung sind.This is caused by the frequency of the auxiliary AC voltages is dimensioned so large that the changes in the measurement voltages during a period of the auxiliary AC voltage is small in relation to the mean amplitude of the auxiliary AC voltage are.

Die Vorrichtung nach der Erfindung kann vorteilhaft zur Herzp rüfung (Kardiographie) verwendet werden, da es möglich ist, drei voneinander unabhängige Projektionen des Eerzvektors in der Weise gleichzeitig zu beobachten, daß mit diesen Projektionen proportionale Spannungen als Meßspannungen der Vorrichtung nach der Erfindung zugeführt werden. The device according to the invention can be advantageous for cardiac testing (Cardiography) can be used as it is possible to have three independent To observe projections of the ore vector in such a way that simultaneously with these Projections proportional voltages as measurement voltages of the device according to the Invention are supplied.

Es sei noch bemerkt, daß das mittels der Vorrichtung nach der Erfindung von den drei Meßspannungen erzeugte Bild ohne weitere Mittel den Eindruck macht, räumlich zu sein, da jene Teile der zusammengesetzten Kurve I5, wo die Breite I6 groß ist, bei visueller Beobachtung dieses Bildes gegenüber den anderen Teilen in der Richtung auf den Zuschauer, also nach vorn, verschoben zu sein scheinen. It should also be noted that this by means of the device according to the invention image generated by the three measuring voltages gives the impression, without further means, to be spatial as those parts of the composite curve I5 where the latitude I6 is large when visually observing this image compared to the other parts in the direction towards the viewer, i.e. forward, seem to be shifted.

PATENTANSPROCHE: I. OsJzillographische Vorrichtung zur optischen Wiedergabe des zeitlichen Verlaufs elektrischer Meßspannungen in einer einzigen Bildebene, wobei diese Spannungen zwei Ab lenkorganen zugeführt werden, die je in Abhängigkeit von den zugeführten Spannungen die Stelle desselben Bildpunktes in dieser Ebene in einer von zwei verschiedenen Richtungen bedingen, die miteinander einen Winkel 0 einschließen, wobei eine erste und eine zweite Meßspannung dem ersten bzw. dem zweiten Ablenkorgan zugeführt werden, dadurch ge kennzeichnet, daß dem ersten Ablenkorgan auch eine erste Hilfsiwechselspannung und dem zweiten Ablenkorgan eine zweite Hilfswechselspannung mit gleicher Amplitude und Frequenz, aber mit einer Phasenverschiebung (0) gegenüber der ersten Hilfswechseispannung zugeführt wird und eine dritte Meßspannung einem Amplitudenmodulator zugefiihrt wird, der beide Hilfswechselispannungen in Abliängigkeit von der dritten Meßspannung moduliert, wobei die Amplitude der Hilfswechselspannungen klein im Verhältnis zu dem Unterschied zwischen dem größten und dem kleinsten Wert mindestens einer der beiden zuerst genannten Meßspannungen ist, und dile Periode der Hilfswechselspannungen klein im Verhältnis zu dem Zeitabstand zwischen aufeinanderfolgenden größten und kleinsten Werten einer jeden der Meßspannungen ist. PATENT CLAIM: I. OsJcillographic device for optical Reproduction of the time course of electrical measurement voltages in a single Image plane, these voltages being fed to two deflecting organs, each in Depending on the voltages supplied, the location of the same pixel in this plane condition in one of two different directions that are related to each other enclose an angle 0, a first and a second measuring voltage to the first or the second deflector, characterized in that the first deflector also a first auxiliary alternating voltage and the second deflector a second auxiliary AC voltage with the same amplitude and frequency, but with one Phase shift (0) compared to the first auxiliary AC voltage is supplied and a third measuring voltage is fed to an amplitude modulator, both of which Auxiliary AC voltages are modulated as a function of the third measurement voltage, where the amplitude of the auxiliary AC voltages is small in proportion to the difference between the largest and the smallest value at least one of the first two mentioned Measurement voltages and the period of the auxiliary AC voltages is small in relation to each other to the time interval between successive largest and smallest values of a is each of the measurement voltages.

2. Oszillographische Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die FreW quenz und die mittlere Amplitude der Hilfswechselspannungen so groß bemessen sind, daß die Anderung der Meßspannungen während einer Periode der Hilfswechselspannung klein im Verhältnis zu der mittleren Amplitude der Hilfswechselspannung ist. 2. Oscillographic device according to claim I, characterized in that that the freW quency and the mean amplitude of the auxiliary alternating voltages are so large are dimensioned that the change in the measurement voltages during a period of the auxiliary AC voltage is small in relation to the mean amplitude of the auxiliary AC voltage.

Claims

3. Oscillographic device for testing the heart according to one of the preceding claims.