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Elektronisches Synchronisiergerät für zwei mit zeitlicher Verzögerung
zueinander auszulösende Vorgänge
Die Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches
Synchronisiergerät für zwei mit zeitlicher Verzögerung zueinander auszulösende Vorgänge.
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Es ist bekannt, zwecks Synchronisierung der Aussendung von elektromagnetischen
Meßimpulsen und des Empfangs bzw. der Anzeige der zugehörigen Echoimpulse, Schaltungen
zu verwenden, in denen die gewünschte Verzugszeit als ein Vielfaches der Periode
der von einem Steuergenerator gelieferten hochfrequenten Schwingungen eingestellt
werden kann. Hierbei wird aus den sinusförmigen oder rechteckigen Ausgangsspannungen
des Steuergenerators eine Folge von sehr kurzzeitigen abstandsgleichen Impulsen
abgeleitet, von denen einer mittels einer besonderen Schaltung ausgewählt werden
kann, um beispielsweise den Kippgenerator auszulösen, der die Spannung für die Zeitbasis
eines Kathodenstrahloszillographen liefert. Zur Auswahl des jeweils gewünschten
Auslöseimpulses aus der Reihe der abstandsgleichen Impulse sind relativ komplizierte
Schaltungen nötig. Der Gesamtaufwand an Schaltmitteln bei allen bekannten Geräten
dieser Art ist sehr erheblich.
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Es wurde außerdem vorgeschlagen, bei einer Schaltungsanordnung für
Meß- und Prüfgeräte mit Kathodenstrahlröhren mit synchronisierbarem Meß-und Zeitkreis,
insbesondere für die Auswertung der Meßwerte bei der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung
nach dem Ultraschall-Reflexionsverfahren, Schaltmittel vorzusehen, die die Meßspannungen
um den Betrag der Einschwingzeit des Kippspan-
nungsgenerators zur
Horizontalablenkung des Strahles verzögert an den Meßplatten der Kathodenstrahlröhre
zur Wirkung bringen.
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Gemäß der Erfindung besteht das Synchronisiergerät aus einem Steuergenerator,
beispielsweise einem Sägezahngenerator an sich bekannter Bauart; und einer an den
Steuergenerator angekoppelten Röhre in Rückkopplungsschaltung, deren Betriebsbedingungen
so eingestellt sind, daß eine Anfachung der Schwingungen nur in einem engbegrenzten
Gitterspannungsbereich erfolgt. Die Regelung der Verzugszeit mit diesem Gerät kann
dabei entweder völlig kontinuierlich oder auch in Stufen durchgeführt werden.
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Die Erfindung soll im folgenden an Hand der Zeichnung erläutert werden.
Darin zeigt Fig. -I ein Schaltbild eines Synchronisiergerätes; Fig. 2 stellt ein
Blockschaltbild einer Echolotapparatur dar, bei der ein registrierendes Schreibgerät
und ein Kathodenstrahloszillograph mit kurzzeitig verzögerter Anzeige der Echoimpulse
synchronisiert werden; Fig. 3 zeigt die Art der Auslösung der in Fig. 2 dargestellten,
zu synchronisierenden Geräte.
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Gemäß Fig. I besteht das Synchronisiergerät aus einem Sägezahngenerator
I und einem Impulsgenerator 2. Der Sägezahngenerator ist in bekannter Weise aus
einem Kondensator 3 in Serienschaltung mit einer als Ladewiderstand dienenden Pentode
4 aufgebaut. Parallel zum Kondensator liegt eine gittergesteuerte Gasentladungsröhre
5, deren Vorspannung an dem Potentiometer 6 so eingeregelt werden kann, daß sie
so lange gesperrt ist, wie sie nicht durch einen Auslöseimpuls gezündet wird, wobei
ein einziger sägezahnförmiger Spannungsimpuls erzeugt wird. Andererseits kann bei
geeigneter Vorspannung an der Gasentladungsröhre 5 der Sägezahngenerator in iiblicher
Weise so eingestellt werden, daß er eine periodische Sägezahnspannung erzeugt. In
diesem Falle kann der Auslöseimpuls für den ersten zu steuernden Vorgang an der
Anode der Gasentladungsröhre abgenommen werden; es kann auch ein geeignetes Element
7, beispielsweise ein Transformator oder ein Relais, in den Anodenkreis der Gasentladungsröhre
eingeschaltet sein, um den ersten Vorgang, z. B. die Aussendung eines Meßimpulses,
entweder durch einen dem Gitter einer weiteren Röhre zugeführten Spannungsimpuls
oder auch durch Betätigung eines Schalters auszulösen.
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Zur Steuerung des zweiten Vorgangs, der gegenüber dem ersten eine
zeitliche Verzögerung erhalten soll, ist der Impulsgenerator2 vorgesehen.
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Seine Eingangsröhre 8, zweckmäßig eine Pentode, in an sich bekannter
Rückkopplungsschaltung, ist so eingestellt, daß eine Selbsterregung nur in einem
verhältnismäßig engen Bereich der Gittervorspannung möglich ist. Die enge Begrenzung
des Schwingungseinsatzes wird dadurch erreicht, daß die Röhre mit einer niedrigen
Anodenspannung von beispielsweise 20 V betrieben wird, so daß die Anodenstrom-Gitterspannungskennlinie
im Bereich der negativen Vorspannung nur eine sehr geringe Höhe hat. Dadurch wird
erreicht, daß bei Zuführen einer veränderlichen Gitterspannung nur dann eine Selbsterregung
eintritt, wenn das Potential zwischen Gitter und Kathode annähernd gleich Null ist.
Bei positiver Gittervorspannung werden die Schwingungen durch den einsetzenden Gitterstrom
unterdrückt. Wird dem Gitter der Röhre 8 über den hochohmigen Widerstand g die-
Sägezahnspannung vom Generator I zugeführt, so entsteht ein kurzzeitiger hochfrequenter
Spannungsimpuls am Ausgang dieser Röhre. Da dieser Impuls wegen der niedrigen Anodenspannung
verhaltnismäßig klein ist, wird er durch die nachgeschaltete Röhre 10 weiterverstärkt,
so daß am Ausgang 11 ein Synchronisierimpuls großer Amplitude abgenommen werden
kann. Die Verzugszeit zwischen der Zündung der Entladungsröhre 5 im Sägezahngenerator
I und dem am Ausgang II des Impulsgenerators 2 entstehenden Impuls kann durch Änderung
der festen Gittervorspannung der Röhre 8 am Potentiometer 12 eingestellt werden;
der Sägezahngenerator I bleibt dabei fest eingestellt. Am Abgriff des Potentiometers
liegt die Kathode der Röhre 8, der ein genügend hohes positives Potential erteilt
werden muß, damit die Röhre ihm Ruhezustand gesperrt bleibt. Die positive Vorspannung
darf jedoch nicht so groß sein, daß sie ein Schwingen der Röhre beim Zuführen der
Sägezahnspannung vom Generator 1 unmöglich macht.
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In Fig. 2 ist ein Blockschaltbild einer Echolotanordnung dargestellt,
bei der das Synchronisiergerät I3 dazu dient ein Kippgerät 14 einer Braunschen Röhre
15 zeitlich verzögert zu einem Impulssender I6 auszulösen, der seinerseits durch
ein Registriergerät I7 -gesteuert wird. Ferner ist ein Druckwellengeber I8 vorgesehen
sowie ein Empfänger 19 für die reflektierten Echoimpulse, an den ein Verstärker
20 angeschaltet ist. Die verstärkten Echoimpulse werden vom Verstärker 20 der Braunschen
Röhre 15 einerseits und dem Registrierschreiber I7 andererseits zugeführt.
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Fig. 3 zeigt ein Schaltbild für die Zusammenschaltung des Impulssendegerätes
I6 und des Sägezahngenerators I des Synchronisiergerätes I3 gemäß Fig. 2, welche
beiden Geräte durch das mechanisch angetriebene Registriergerät I7, wie im Zusammenhang
mit Fig. 2 beschrieben, ausgelöst werden. In dem Registriergerät I7 befindet sich
ein Auslösekontakt 2Í, der durch ein umlaufendes Organ, z. B. eine Nockenscheibe
22, periodisch betätigt wird. Beim Schließen des Kontaktes 2I wird im Impulssender
I6 ein Relais 23 ausgelöst, das einen Schalter 24 schließt und damit die Auslösung
eines Schall- oder Ultraschallimpulses über den Geber I8 veranlaßt. Gleichzeitig
wird der beim Schließen des Kontaktes 2I erzeugte Spannungsimpuls an einem RC-Glied
25, 26 abgenommen und über einen Kondensator 27 dem Gitter der Entladungsröhre 5
im Sägezahngenerator I des Synchronisiergerätes zugeführt, die auf diese Weise gezündet
wird und, wie oben bei Fig. I beschrieben, den verzögerten Meßimpuls für den zweiten
auszulösenden Vorgang erzeugt.
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Die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen der Erfindung
haben lediglich als Beispiele Bedeutung. So kann z. B. die Auslösung der beiden
zu steuernden Vorgänge auch anders vorgenommen werden, als dies schematisch in den
Fig. 2 und 3 dargestellt ist. Ist der Sägezahngenerator I nach Fig. I so eingestellt,
daß er eine periodische Sägezahnspannung liefert, so kann der erste Vorgang direkt
von diesem Generator ausgelöst werden. Im Gegensatz dazu stellen die Fig. 2 und
3 eine Anordnung dar, bei der die Entladungsröhre des Sägezahngenerators von außen
einen Auslöseimpuls erhält und nach Zünden den zweiten verzögert zu betätigenden
Vorgang auslöst.
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Es können nach dem Verfahren der Erfindung auch mehr als zwei Vorgänge
in ihrer zeitlichen Reihenfolge synchronisiert werden. Dies läßt sich leicht dadurch
verwirklichen, daß in der in Fig. I dargestellten Anordnung nicht nur ein einziger
Impulsgenerator 2, sondern mehrere solche Geräte an den Ausgang des Sägezahngenerators
angekoppelt werden. Diese Impulsgeneratoren, die im übrigen völlig gleich aufgebaut
sein können, lassen sich dann jeweils nach der gewünschten Verzugszeit mit Hilfe
entsprechender Potentiometer, wie in Fig. I unter 12 dargestellt, so einregeln,
daß sie in der gewünschten Reihenfolge und mit den gewünschten Verzugszeiten an
ihrem Ausgang die Auslöseimpulse für die zu steuernden Vorgänge liefern.
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PATENTANSPROCHE: I. Elektronisches Synchronisiergerät für zwei mit
zeitlicher Verzögerung zueinander auszulösende Vorgänge, gekennzeichnet durch einen
Steuergenerator, beispielsweise einen Sägezahngenerator (I), und eine an den Steuergenerator
angekoppelte Röhre (8) in Rückkopplungsschaltung, deren Betriebsbedingungen so eingestellt
sind, daß eine Anfachung der Schwingungen nur in einem engbegrenzten Gitterspannungsbereich
erfolgt.