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Elektronenstrahloszillograph für Fernsehsignale
Die Erfindung bezieht
sich auf Elektronenstrahloszillographen für die Kontrolle von Fernsehsignalen, insbesondere
in Verbindung mit einem Prüfsender (Taktgeber und elektrischer TestbilEdgeber kombiniert).
Die bekannten Oszillographen dieser Art zeigen die Fernsehsignale in Form von Oszillogrammen
auf dem Schirm der Elektronenstrahlröhre an. Häufig besteht die Aufgabe, die Signale
außerdem an Hand von Kontrollbildern zu überprüfen. Dafür brauchte man bisher zusätzlich
einen besonderen Fernsehempfänger als Kontrollgerät.
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Gemäß der Erfindung wird der Geräteaufwand dadurch verringert, daß
die Ablenkschaltung für die Elektronenstrahlröhre des Oszillographen umschaltbar
so eingerichtet wird, daß die Fernsehsignale wahlweise in Form von Oszillogrammen
oder in Form von Fernsehbildern auf dem Schirm der Elektronenstrahlröhre angezeigt
werden können.
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Dies geschieht zweckmäßig in der Weise, daß im Oszillographen die
Ablenkschaltung für die Elektronenstrahlröhre in der einen Schaltstellung nur eine
horizontale Ablenkspannung für den Elektronenstrahl dem horizontalen Ablenkplattenpaar
zugeführt und für die Anzeige der Amplitude die Signale an das vertikale Ablenkplattenpaar
angelegt werden. Die Signale werden dann in an sich bekannter Weise als Oszillogramme
auf dem Leuchtschirm dargestellt. In der anderen Schaltstellung erzeugt die Ablenkschaltung
sowohl horizontale als auch vertikale Ablenkspannungen für mehrzeilige Ablenkung
an beiden Ablenkplattenpaaren der Röhre, und für die Anzeige der Signalamplitude
sind Mittel zur Helligkeitssteuerung des Elektronenstrahles vorgesehen. Der Oszillograph
arbeitet dann als Fernsehniederfrequenzkontroll-
empfänger, und
das Fernsehsignalgemisch wird in Form eines Fernsehbildes auf dem Leuchtschirm angezeigt.
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Zum Umschalten des Oszillographen wird nach der Erfindung vorteilhaft
ein mehrpoliger Betriebsartenwahlschalter vorgesehen, über den die Fernsehsignale
wahlweise für die Oszillogrammanzeige direkt oder über einen Verstärker den Ablenkplatten
der Elektronenstrahlröhre zugefiihrt werden können, oder für die Bildanzeige dem
WehneIt-Zylinder der Elektronenstrahlröhre. Die Ablenkschaltung enthält ein Kippgerät
für die horizontale Ablenkung und ein weiteres Kippgerät für die vertikale Ablenkung.
Mit Hilfe des Betriebsarten wahlschalters kann wahlweise für die Oszillogrammanzeige
nur das Kippgerät für die horizontale Ablenkung unter Abschaltung des Kippgerätes
für die vertikale Ablenkung auf das horizontale Ablenkplattenpaar der Elektronenstrahlröhre
geschaltet werden oder für die Bildwiedergabe beide Kippgeräte auf die zugehörigen
Ablenkplattenpaare. Das Kippgerät für die horizontale Ablenkung wird durch die Zeilensynchronisierimpulse
des Fernsehsignalgemisches synchronisiert und das Kippgerät für die vertikale Ablenkung
durch die Bildsynchronisierimpulse, beim Zeilensprungverfahren die Rasterwechselimpulse.
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Der Oszillograph enthält für diesen Zweck erfindungsgemäß eine Impulstrennstufe,
die die Zeilensynchronisierimpulse von den Bildsynchronisierimpulsen trennt. Ein
im Oszillographen ferner eingebauter Verstärker kann sowohl bei der Oszillogrammanzeige
als auch bei der Bildanzeige verwendet werden Er wird hierfür ebenfalls umschaltbar
eingerichtet. Bei der Bild anzeige wird dem Verstärker das komplette Signalgemisch
zugeführt, und dieses gelangt vom Verstärkerausgang für die Helligkeitssteuerung
an den Wehnelt-Zylinder der Elektronenstrahlröhre. Bei der Oszillogrammanzeige wird
der Verstärker durch den Betriebsartenwahischalter dem vertikalen Ablenkplattenpaar
vorgeschaltet. Die Elektronenstrahlröhre kann bezüglich der Schaltung ihrer Ablenkplatten
sowohl symmetrisch als auch unsymmetrisch betrieben werden.
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Ein Ausführungsbeispiel einer Schaltung eines Oszillographen nach
der Erfindung ist in der Abbildung prinzipmäßig dargestellt.
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Der Oszillograph enthält das Kippergerät 1 für die horizontale Ablenkung,
das Kippergerät 2 für die vertikale Ablenkung und die Elektronenstrahlrühre 4 mit
Zubehör. Die Röhre zweckmäßig auf elektrostatische. Ablenkung eingerichtet, das
Prinzip der Erfindung ist jedoch sinngemäß auch bei magnetischer Ablenkung -anwendbar.
Im Oszillographen-ist ferner die Impulstrennstufe 5 und-der Verstärker 6 vorgesehen.
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Das horizontale Kippgerät I besteht in an sich bekannter Weise aus
einem Laderohr, einem Entladerohr und gegebenenfalls Verstärkerröhren für die Verstärkung
der Gleichlaufspannung. Das vertikale Kippgerät 2 ist zweckmäßig in- Sperrschwingerschaltung
ausgeführt und enthält z. B. eine Verbundröhre, deren Triodensystem die Kippspannung
erzeugt und deren Pentodensystem die Kippspannung verstärkt.
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Die Elektronenstrahlröhre 4 besitzt die Kathode 7, den Wehnelt-Zylinder
8, die elektrostatische Konzentrierungselektrode 9, die Anode I0, das horizontale
Ablenkplattenpaar II und das vertikale Ablenkplattenpaar I2.
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Die Impulstrennstufe 5 enthält eine Mehrgitterröhre, z. B. eine Pentode,
zwischen deren Bremsgitter und Schirmgitter ein aus einem Kondensator und einem
gegebenenfalls regelbaren Widerstand bestehendes Zeitkonstantenglied eingeschaltet
ist.
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Das Zeitkonstantenglied bewirkt eine frequenzabhängige Gegenkopplung
und unterdrückt die Impulsfrequenz, auf die es abgestimmt ist. Es wird zweckmäßig
auf die Zeilenimpulsfrequenz des Fernsehsignalgemisches abgestimmt, so daß diese
unterdrückt wird und im- Anodenkreis oder Kathodenkreis die Bildimpulsfrequenz abgenommen
werden kann.
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Der Verstärker 6 ist mehrstufig und in an sich bekannter Weise als
Impulsverstärker, d. h. als Breitbandverstärker, ausgebildet. Er kann auch unabhängig
vom Oszillographen verwendet werden und besitzt für diesen Zweck einen besonderen
Eingang I3 und den Ausgang 14. Der Eingang der Impulstrennstufe 5 ist mit 15 bezeichnet,
der Eingang des vertikalen Kippgerätes 2 mit I6 und der des horizontalen Kippgerätes
I mit I7. Die Buchsen I8 und 19 sind direkte Eingänge zum vertikalen Ablenkplattenpaar
12. Die Anodenspannung für alle Oszillographenteile wird von einem Setzgerät über
die Buchse t A zugeführt.
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Im horizontalen Kippgerät I sind für die Oszillogrammanzeige die
Frequenzwahlschalter 20 und 21 vorgesehen. Mit dem Schalter 20 kann die horizontale
Kippfrequenz grob und am Schalter 21 fein geregelt werden. Ferner ist im Kippgerät
I der Festfrequenzwahlschalter 22 vorgesehen, über den eine Eigensynchronisierung
bei verschiedenen Festfrequenzen eingeschaltet werden kann. Die Festfrequenzen stehen
vorzugsweise in einem bestimmten Verhältnis zur Zeilenimpulsfrequenz Z, beispiels-Z
Z Z Z Z weise , , , , . Eine Festfrequenz kann 2 5 25 625 1250. auch dem 50-Hz-Wechselstromnetz
entnommen werden. Am vertikalen Kippgerät 2 ist der Regler 23 vorgesehen, mit dessen
Hilfe die vertikale Kippfrequenz innerhalb eines kleinen Bereiches fein geregelt
werden kann.
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Für das Umschalten von Oszillogrammanzeige auf Bildanzeige ist erfindungsgemäß
der mehrteilige BetrielJsartenwahlschalter 24a bis 24s vorgesehen.
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Jedes Schaltersegment a bis f des Betriebsartenwahlschalters 24 besitzt
drei Schaltstellungen A, B, C. In der Schaltstellung A ist der Oszillograph auf
» Oszillogrammanzeige direkt« <c geschaltet. Die zu oszillographierendeMeßspannung
wird dann dem vertikalen Ablenkplattenpaar I2 unmittelbar zugeführt. In der Schaltstellung
B ist der Oszillograph auf » Oszillogrammanzeige mit Verstärker umgeschaltet. Die
Nfeßspannung wird dann dem Ab-
lenkplattenpaar über den Verstärker
6 zugeführt. In der Schaltstellullg C ist auf » Bildanzeige « umgeschaltet, und
das Fernsehsignalgemisch wird als Fernsehbild auf dem Leuchtschirm angezeigt.
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Das Schaltersegment 2, liegt in der Anodenstromzuführungsleitung
des vertikalen Kippgerätes 2. Dieses wird infolgedessen nur bei Bildanzeige in der
Schaltstellung C eingeschaltet, während es in den Stellungen A und B bei Oszillogrammanzeige
außer Betrieb gesetzt ist. Das Schaltersegment 24b liegt in der Zuführungsleitung
zum Wehnelt-Zylinder 8 der Elektronenstrahlröhre 4. In den Schaltstellungen A und
B gelangt somit an den Wehnelt-Zylinder 8 eine vom horizontalen Kippgerät I entnommene
Austastspannung, die den Elektronenstrahl beim Rücklauf dunkeltastet. In der Schaltstellung
C wird der Wehnelt-Zylinder 8 mit dem Schaltersegment 24c verbunden, das an den
Ausgang des Verstärkers 6 angeschlossen ist. Über 24c wird in der Schaltstellung
A der Ausgang des Verstärkers 6 abgeschaltet und in der SchaltstellungB dem vertikalen
Ablenkplattenpaar 12 vorgeschaltet. In der Schaltstellung C ist der Verstärkerausgang
über 24b und 24c an den Wehnelt-Zylinder 8 angeschlossen. Damit wird bei der Bildwiedergabe
die Helligkeitssteuerung bewirkt. Über die Schaltersegmente 24d und 24e wird das
vertikale Ablenkplattenpaar 12 von Oszillogrammanzeige auf Bildanzeige umgeschaltet.
In der Stellung A liegen dieAblenkplatten direkt anden Eingangsklemmen 18 und 19.
In der Schaltstellung B wird über 24e und 24a der Verstärker 6 vorgeschaltet. In
der Stellung A kann der Oszillograph symmetrisch oder unsvmmetrisch betrieben werden.
In der Stellung B ist nur unsymmetrischer Betrieb möglich. In der -Stellung C wird
der Ausgang des vertikalen Kippgerätes 2 in symmetrischer Schaltung an das Ablenkplattenpaar
12 angelegt. ober das Schaltersegment 24f werden die horizontalen Ablenkplatten
11 umgeschaltet. Man kann damit verschiedene Impulsfrequenzen dem horizontalen Kippgerät
I entnehmen. In der Schaltsteliung C ist die Zeilenimpulsfrequenz an das horizontale
Plattenpaar 1 1 angeschaltet.
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Das horizontale Kippgerät I ist iiber die Leitungen 2j und 26 mit
der Impulstrennstufe 5 verbunden. Über die Leitung 25 wird der Impulstrennstufe
die Zeilensynchronisierungsfrequenz zur Gleichlaufsteuerung entnommen. Durch diese
werden die am Festfrequenzwahlschalter 22 einstellbaren Festfrequenzen synchronisiert.
Die Festfrequenzen stehen vorzugsweise in einem bestimmten Verhältnis zur Zeilenfrequenz
Z, beispielsweise Z Z Z Z Z , , , , . Über die Leitung 26 wird 2 5 25 625 1250 von
der Impulstrennstufe 5 dem Kippgerät 1 die Bildsynchronisierungsfrequenz zugeführt.
Damit kann beim Oszillographieren der Bildimpulse das Kippgerät synchronisiert werden.
Vom Wechselstromnetz 28 wird dem Kippgerät 1 außerdem eine jo-Hz-Spannung zur Synchronisierung
zugeführt.
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Ül>er die Leitung 27 gelangt von der Impulstrennstufe 5 die Rildsqnschronisierungsirerluenz
zum vertikalen Kippgerät. 2, das bei der Bildanzeige damit synchronisiert werden
kann.
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Bei der Oszillogrammanzeige wird das vom Taktgeber erzeugte Fernsehsignalgemisch,
das außer den Synchronisierimpulsen auch Bildmodulationsimpulse enthält, den Geräteeingängen
I3 bis 19 zugeführt. Man kann den Oszillographen auch universell verwenden, indem
man in an sich bekannter Weise den einzelnen Eingängen nacheinander oder gleichzeitig
Meßspannungen zuführt. Bei der Bildanzeige in der Stellung C des Betriebsartenwahlschalters
24 braucht das Eingangssignalgemisch nur an die Eingänge I3 und 15 der Impulstrennstufe
5 und des Vrstärkers 6 angeschlossen zu werden. Die Kippgeräte I und 2 erhalten
dann ihre Synchronisierimpulse von der Impulstrennstufe 5. Im allgemeinen sind bei
dem vom Taktgeber mit elektrischem Testbildgeher gelieferten Fernsehsignalgemisch
die Bildmodulationsanteile in Form von Impulsen in regelmäßiger Verteilung und mit
abgestuften Amplituden zwischen den Synchronisierimpulsen eingefügt. Auf dem Schirmbild
der Röhre wird dann ein Bild in Form eines Linien- oder Punktrasters angezeigt,
das an bestimmten Stellen eine Helligkeitsabstufung hinsichtlich seines Grauwertes
aufweist. Man kann bei dem Oszillographen nach der Erfindung in schneller Folge
von Oszillogrammanzeige auf Bildanzeige umschalten, so daß eine bestimmte oszillographierte
Impulsfolge anschließend sofort bezüglich ihrer Bildwirkung kontrolliert werden
kann.