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Kathodenstrahloszillograph zur Wiedergabe einer Meßspannung in Polarkoordinaten
Die
Erfindung bezieht sich auf einen Oszillographen zur Wiedergabe einer Meßgröße in
Polarkoordinaten.
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Es ist bekannt, für diesen Zweck eine Kathodenstrahlröhre der üblichen
Type mit zwei zueinander senkrechten Paaren von Ablenkplatten zu verwenden, denen
zwei um 90" phasenverschobene Hilfsspannungen gleicher Amplitude zugeführt werden
von einer Frequenz, die in harmonischer Beziehung zur Frequenz der Meßgröße steht.
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Die mit bekannten Vorrichtungen dieser Art erhaltenen Polaroszillogramme
haben aber verschiedene praktische Nachteile.
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Diese Nachteile rühren daher, daß bei den bekannten Vorrichtungen
bei Abwesenheit der Meßspannung das Kathodenstrahlbündel auf dem Bildschirm der
Kathodenstrahlröhre einen Kreis (Nullkreis mit einem von der Amplitude der Hilfsspannungen
abhängigen Durchmesser) beschreibt. Hierdurch weicht die Form des erhaltenen Polaroszillogrammes
von der üblichen Form ab, und es wird die Durchführung quantitativer Messungen erschwert.
Denn bei der beschriebenen bekannten Methode ist nicht der Radius R proportional
der Meßgröße M, sondern es ist R a i + R 0, wo Ro den Radius des Nullkreises angibt.
Außerdem braucht man bei der bekannten Vorrichtung eine meist radialsymmetrische
dritte Ablenkeinrichtung in der Röhre, an der die Meßgröße wirkt.
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Erfindungsgemäß werden diese Nachteile beim Abbilden einer Meßspannung
in Polarkoordinaten unter Anwendung einer Kathodenstrahlröhre der üblichen Type
und zweier um go" phasenverschobener Hilfssignale Eh cos mh t und Eh sin Wh t dadurch
vermieden, daß das Elektronenbündel in den beiden Ablenkrichtungen proportional
den Produkten em Eh
sin - t und em Eh cos Wh t gesteuert wird. Im
Gegensatz zur Hilfsspannung Eh, die den Plattenpaaren um go" phasenverschoben zugeführt
wird, geht die Meßspannung ern gleichphasig in die Produkte ein.
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Die erwähnten Produktglieder können beispielsweise durch Mischung
des Meßsignals mit einem der XIilfssìgnale mittels einer Hexodenmischröhre hergestellt
werden. Daneben treten dann aber im Ausgangskreis der Mischröhre Komponenten auf,
welche nur einem der Faktoren (Meß- oder Hilfsspannung) proportional sind und das
Oszillogramm stören würden.
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Das läßt sich durch Anwendung der in der Figur dargestellten günstigen
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung vermeiden, bei der Gegentaktmischstufen
Verwendung finden.
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In der Figur ist I eine Kathodenstrahlröhre mit Ablenkplattenpaaren
2 und 3, welche dazu dienen, das von einem nicht dargestellten System erzeugte Kathodenstrahlbündel
in zwei gegenseitig senkrechten Richtungen abzulenken. Die auf dem Bildschirm 4
abzubildende Meßspannung ern wird einer Meßspannungsquelle 5 entnommen und auf die
dargestellte Weise den ersten Steuergittern der Hexodenröhren 6, 7 und 8, 9 zweier
Gegentaktmischstufen in Gegentakt zugeführt. Den zweiten Steuergittern der Röhren
6, 7 der einen Gegentaktmischstufe wird eine Hilfsspannung Eh sin Wh t in Gegentakt
zugeführt, welche einem Hilfsspannungsgenerator IO einstellbarer Frequenz entnommen
wird, während den zweiten Steuergittern der Röhren 8, 9 der anderen Mischstufe eine
um go" phasenverschobene Hilfsspannung Eh cos a>h t zugeführt wird, welche unter
Vermittlung eines phasendrehenden Netzwerkes II ebenfalls dem Hilfsspannungsgenerator
IO entnommen wird.
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Da die Röhren 6, 7 und die Röhren 8, 9 einen gemeinsamen Ausgangswiderstand
I2, I3 besitzen, treten an diesen Widerständen in erster Annäherung ausschließlich
Wechselspannungen auf, welche den Produkten e, Eh sin oh t bzw. em Eh cos aJh t
proportional sind. Die erstere dieser Komponenten wird den waagerechten Ablenkplatten
2, die letztere den senkrechten Ablenkplatten 3 zugeführt. Hierdurch wird die Meßspannung
in Polarkoordinaten wiedergegeben, und zwar in der Weise, daß für e,= o das Kathodenstrahlbündel
in der Mitte des Bildschirms 4 oder im Koordinatennullpunkt auftrifft. Besondere
Hilfsvorrichtungen, wie sie für das Kennbarmachen und die Festlegung des Nullkreises
bei den in der Einleitung erwähnten Vorrichtungen erforderlich sind, sind dadurch
unnötig, und außerdem braucht man nicht wie bei den bekannten Anordnungen Röhren
mit einer speziellen dritten Ablenkeinrichtung, an der die Meßgröße wirkt.
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Auch besteht zwischen der radialen Ablenkung des Kathodenstrahlbündels
und dem Augenblickswert der Meßamplitude infolge der Abwesenheit eines Nullkreises
eine besonders einfache Beziehung. Das erleichtert quantitative Messungen wesentlich.
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Bei der dargestellten Schaltung der Mischstufen können an den Ablenkplattenpaaren
geradzahlige Harmonischen - des Eingangssignals an den Ablenkplatten auftreten,
und zwar spielt in der Praxis hauptsächlich die zweite Harmonische eine Rolle.
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Wenn erforderlich, kann man das durch geeignete Wahl der verwendeten
Mischröhren praktisch vermeiden. Es hat sich herausgestellt, daß in dieser Hinsicht
die Type 7 ECH HO 92 vorteilhaft ist, da bei dieser Röhre der Anoden- und der Kathodenstrom
nahezu geradlinig mit der Spannung am ersten Steuergitter anwächst.