DE959932C - Verfahren zur oszillographischen Aufnahme schnell veraenderlicher Vorgaenge mit hoher Zeitaufloesung - Google Patents

Description

Zur Erzeugung zeitproportionaler Spannungen, sogenannter Sägezahnsparinurigen, wie sie zur Ablenkung des, Strahles in Richtung der »Zeiitachse« Elektronenstrahl-O'szillagraphen benötigt wer-

den, werden Kippgeräte benutzt. Derartige Kippgeräte bestehen im Prinzip aus einem Kondensator, der periodisch über einen Widerstand aufgeladen und über einen »Schalter« entladen wird (bzw. umgekehrt in der Entladeschaltung). Als Schalter finden Glimmlampen, Gasentladungsröhren und auch Hochvakuumröhren Anwendung. Die Eigenschaften derartiger Röhren bestimmen in Zusammenhang mit der Eigenart der jeweilig angewendeten Schaltung· die höchste erreichbare Kippfrequenz, Diese Schaltungen sind grundsätzlich so aufgebaut, daß die Dauer des Rücklaufs nur einen Bruchteil der Hinlauf dauer beträgt; andernfalls wäre ja auch für viele Vorgänge eine einwandfreie Beobachtung in Frage gestellt. Hiervon geht die Erfindung aus.

In fast allen bekannten Kippschaltungen, z. B. der in Fig. 1 dargestellten Schaltung, erfolgt die Entladung des Kippkondensators 1 nicht allein über die Entladungsröhre 7, sondern noch über einen mit dieser in Reihe liegenden Widerstand 3, welcher den Entladestrom· begrenzen -und damit die Röhre vor Überbeanspruchung schützen soll. Ist ein derartiger Begrenzungswiderstand nicht vorgesehen, so bereitet eis keine Schwierigkeiten, einen niederohmigen Widerstand anzuordnen, ohne dabei praktisch, die Entladedauer ungünstig zu beeinflußsen. Der Strom im Widerstand und damit auch der Spannungsabfall U an ihm zeigt den in Fig. 2 ge-

zeigten, Verlauf in Abhängigkeit von der Zeit t. Die an diesem Widerstand auftretenden, Spannungsimpulse können entweder unmittelbar oder über einen Verstärker, insbesondere mit einer Pent-5 ode zur Erzielung eines möglichst rechteckigen Spannungsstoßes, der Blende oder dem Wehneltzylinder W der Braunschen Röhre des Oszillographen zugeführt werden. Auf diese Weise ist es möglich, je nach der Art der Ankopplung den einen ίο oder den anderen Teil der Kipperiode hell bzw. dunkel zu steuern.

Derartige Spannungsstöße können außer auf die

angegebene Art durch Differenitiierung der sägezahnförmigen Spannung, d. h. der dein Platten P zugeführten Spannung, in bekannter Weise erhalten werden.

Hierdurch ist es zunächst möglich, den insbesondere bei hohen Kippfrequenzen verhältnismäßig langen Rücklauf zu verdunkeln und so selbst bei höchsten Kippfrequenzen eine einwandfreie Beobachtung zu ermöglichen.

Andererseits gibt aber eine Verdunkelung des Hinlaufs infolge des steileren Spannungsabfalls die Möglichkeit, erheblich rascher verlaufende Vorgänge trotz geringer Kippfrequenz noch mit gleicher Dehnung in der Zeitachse zu betrachten. Die bisher höchste erreichbare Kippfrequenz, sei z. B. 100 kHz, der Rücklauf betrage dabei 10% des Hinlaufs. Wird jetzt der Hinlauf verdunkelt und der Rücklauf allein zur Aufzeichnung benutzt, so ist die Strahlgeschwindigkeit im Verhältnis 90:10% = neunmal so groß als vorher. Eine Kurve der neunfachen Meßfrequenz erscheint daher noch mit gleicher Zeitdehnung. Das angegebene Verfahren ergibt also eine scheinbare Erhöhung der eigentlich erreichten höchsten' Kippfrequenz. Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur osziillographischen Aufnahme schnell veränderlicher Vorgänge hoher Zeitauflösung mit Hilfe einer Kippschaltungsan-Ordnung, bei der ein Kondensator zeitlinear periodisch aufgeladen und über eine durch eine Steuerröhre gesteuerte Fünfpolröhre, in deren Schirmgitteirkreis der zur Verriegelung der Steuerröhre dienende Widerstand Hegt,, entladen wird. Erfindungsgemäß wird zur Zeitablenkung in der Braunschen Röhret die schnelle Entladung des Kondensators benutzt, während! die an sich bekannte Ver-' dunkelung des Strahles der Braunschen Röhre während der langsamen Aufladung des Kondensatois vorgenommen wird. Die Entladung des Kondensators erfolgt hierbei jedoch nicht in der Schaltung nach Fig. 1, wie im folgenden gezeigt wird.

Um eine möglichst hohe scheinbare Kippfrequenz zu erhalten, kommt es darauf an, die Rücklaufzeit so kurz wie möglich zu machen. Hierbei treten aber gerade bei den Kippschaltungen mit Hochvakuum-• röhren, die für die Erreichung sehr hoher Kippfrequenzen wegen des Fortfalls von Raumladungseffekten u. ä, ausschließlich in Frage kommen, ge-„ wisse Schwierigkeiten auf, wie an: Hand der Fig. 1 erläutert sei. Der außer der Röhre 7 im Entladekreis des Kondensators 1 liegende Widerstand 3 ist zur Verriegelung der Röhre 8 notwendig (Widerstand 3, Kondensator 4 und Widerstand 5 wirken als Spannungsteiler) und wird in seiner Größe auch durch diese Aufgabe bestimmt, weniger im Hinblick auf eine Begrenzung des Entladeistromes durch die Röhre 7. Er bewirkt also durch seine Verminderung des Entladestromes eine Vergrößerung der Entladezeit. Dieser Nachteil wird bed dem Verfahren gemäß der Erfindung durch Verwendung einer Pentode als Entladeröhre 7 und Anordnung des Widerstandes 3 im Schirmgitterkreis dieser Röhre behoben (Fig. 3). Die Entladung des. Kondensators erfolgt dann fast ausschließlich über die Strecke Anode-Kathode der Röhre 7; allein durch die Emissionsfähigkeit der Kathode ist hierbei¹ der Entladestrom begrenzt. Diese Schaltung mit einer Pentode als Entladeröhre hat ferner folgende Vorteile: Zunächst können die erheblich leistungsfähigeren Endpentoden, denen die Röhrentechnik aus anderen Gründen gegenüber Trioden den Vorzug gegeben hat, verwendet werden. Ferner erfolgt die Entladung über eine Triode und einen damit in Reihe liegendem Widerstand nahezu exponentiell, wenn man nicht mit verminderter Kathodenteniperatur arbeiten will, was wiederum auf die Größe des Entladestromes von ungünstigem Einfluß ist. Der Zeitmaßstab einer Anordnung nach go Fig. ι wäre alsoi bei der Hinlaufverdunkelung logarithmisch. Bei Verwendung einer Pentode gemäß Fig. 3 erfolgt die Entladung mit konstantem Strom; der Spannungsabfall des Kondensators 1 geht dann linear mit der Zeit vor sich.

An sich ist die in Fig. 3 gezeigte Kippschaltung ohne die Hell-Dunkel-Steuerung bekannt, jedoch nur in der auch sonst üblichen Form, daß die — dann über eine Röhre als Ladewiderstand 2 erfolgende — Aufladung des Kondensators 1, also der Hinlauf, zur Zeitablenkung dient. Erst die der Erfindung zugrunde liegenden Überlegungen, nach denen eine Verdunkelung des Hinlaufs und eine Ausnutzung des Rücklaufs ratsam ist, haben ergeben, daß die bekannte Schaltung für diesen Zweck die geschilderten Vorteile aufweist. Für diese Verwendung der Schaltung ist es natürlich! gleichgültig, wie der Ladewiderstand 2 ausgebildet ist; es kann ein Ohmscher Widerstand sein. Es ist aber zweckmäßig, diese Schaltung gleichzeitig zur gewöhnliehen Zeitablenkung für niedrige und mittlere Frequenzen derart zu benutzen, daß 2 als stromkonstanter Widerstand, z. B. Pentode, ausgebildet und der Hinlauf ausgenutzt wird. Die Kippschwingungen werden, wie immer, bei P entnommen. Es kann für niedrige und mittlere Frequenzen vorteilhaft sein, in bekannter Weise den Rücklauf zu verdunkeln. Für hohe Frequenzen, für die diese Zeitdehnung nicht ausreicht, wird dagegen gemäß der Erfindung der Hinlauf verdunkelt. Die für die Verdunklung erforderliche Sperrspannung kann in beiden Fällen durch Differentiation der Ablenkung gewonnen oder an 3 abgenommen werden, wobei natürlich beim Übergang zu höheren bzw. tieferen Frequenzen ihre Polarität umzukehren ist. Gegebenenfalls kann die Sperrspannung auch an dem

im Anodenkreis der Steuerröhre 8 liegendeoa Widerstand 6 abgenommen werden. Auf- und Entladung des Kondensators können natürlich miteinander vertauscht werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Verfahren zur oszillographischen Aufnahme schnell veränderlicher Vorgänge mit hoher Zeitauflösung mit Hilfe einer Kippschaltungsanocrdnung,. bei dar ein Kondensator zeitlinear periodisch aufgeladen und über eine durch eine Stfeuerröhre gesteuerte Fünf pol röhre, in deren Schirmgitterkreis der zur Verriegelung der Steuerröhre diemenidie Widerstand liegt, entladen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zeiitablenkung in der Braunschen Röhre die schnelle Entladung des Kondensators benutzt wird, während die an sich bekannte Verdunkelung des Strahles der Braunschen Röhre während der langsamen Aufladung des Kondensators vorgenommen wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   M. v. Ardenne, »Die Kathodenstrahlröhre«, 1933, S. 178, 179 und 192 ff; Schröter, »Fernsehen«, 1937, S. 186;

   Funktechnische Monatshefte, 1937, Heft 4, S. 107 bis 113.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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