DEL0013764MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 3. November 1952 Rekaiuitgemacht am 2. August 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Es sind Elektronenstrahl-Oszillographen bekanntgeworden, die es ermöglichen, einmalige sehr rasch verlaufende Vorgänge, wie z. B. Wanderwellen in Hochspannungsnetzen oder die VDE-Stoßwelle zur Stoßspannungsprüfung, auf dem Schirm der Elektronenstrahlröhre aufzuzeichnen.

Diese Oszillographen arbeiten im allgemeinen so, daß der zu untersuchende Meßvorgang den auf eine Seite des Schirmes elektrisch vorabgelenkten Elektronenstrahl mittels eines Zeitablenkgerätes, vorzugsweise zeitlinear, einmal über den Schirm ablenkt. Um eine Beschädigung der Fluoreszenzschicht der Röhre und ferner bei photographischen Aufnahmen eine Vorbelichtung des Filmmaterials zu vermeiden, wird der Elektronenstrahl erst mit der Auslösung des Zeitablenkgerätes hell gesteuert. Nach einmaliger Überschreibung wird der Strahl wieder dunkel gesteuert und in seine Ausgangsstellung zurückgeführt. Da bei der Untersuchung von willkürlichen Vorgängen das Vorzeichen der Impulse sowohl negativ als auch positiv sein kann, werden Schaltungsanordnungen vorgesehen, die eine von. der Polarität des zu messenden Impulses unabhängige Auslösung des Zeitablenkgerätes' bei gleichzeitiger Hellsteuerung des Elektronenstrahles ermöglichen.

Entsprechend den zu untersuchenden Vorgängen müssen hohe Schreibgeschwindigkeiten gefordert werden, wobei unter »Schreibgeschwindigkeit« die Geschwindigkeit verständen wird, mit welcher der

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Lichtstrahl sich über den Schirm der Elektronenstrahlröhre bewegt. Zweckmäßig wird die Ablenkzeit des Elektronenstrahles z. B. in Stuf en veränderlich ausgeführt, so daß der zu untersuchende Vorgang in jeder gewünschten Zeitdehnung betrachtet werden kann.

Zur bequemen Auswertung des aufgenommenen Oszillogramms kann als Zeitmarke z. B. die veränderliche Frequenz eines Oszillators verwendet

ίο werden, die bei Verwendung einer bekannten Zweistrahlröhre dem einen Meßplattenpaar zugeführt wird, während an das andere Meßplattenpaar die zu untersuchende Meßspannung gelegt wird. Bei Verwendung einer Einstrahlröhre kann z. B. durch Anwendung einer Nachleuchtröhre und entsprechende Umschaltung der Meßplatten von der Meßspannung auf den Oszillator eine Zeitmarke erhalten werden. Um ein übersichtliches Oszillogramm zu erhalten, sind Zusatzgleichspannungen für die Ablenkplatten der Elektronenstrahlröhre vorgesehen, so daß die Meßspannung ungestört von der Zeitmarke dargestellt werden kann.

Die Hellsteuerung des Elektronenstrahles beim Eintreffen eines Meßimpulses geschieht durch einen positiven rechteckförmigen Impuls, der auf den Wehneltzylinder der Elektronenstrahlröhre gegeben wird. Da die Helligkeit des Elektronenstrahles nun aber umgekehrt proportional zur Schreibgeschwindigkeit ist, ergeben sich bei den verschiedensten Schreibgeschwindigkeiten Oszillogramme mit wesentlichen Unterschieden in der Helligkeit. Bei der photographischen Aufnahme von Oszillogrammen muß daher entweder die Strahlhelligkeit von Hand betätigt oder die Blende der Kamera entsprechend eingestellt werden. Eine bekannte, von Hand zu betätigende Einrichtung für den Ausgleich der sich mit den verschiedenen Schreibgeschwindigkeiten des Elektronenstrahles ändernden Bildhelligkeit besteht im wesentlichen aus zwei Gleichspannungsquellen, von denen die eine die Spannungsquelle für das Steuergitter der Elektronenstrahlröhre darstellt. Die andere Spannungsquelle dient zur Speisung einer Elektronenröhre, deren Gitter ein negativer Impuls vom Kippgerät zugeführt wird. Der Anodenstrom dieser Röhre ist von Hand einstellbar. Die Anode der Röhre ist über eine Kapazität mit dem Steuergitter der Elektronenstrahlröhre verbunden. Die Spannungen der beiden Quellen werden nun über ein Meßinstrument gegeneinandergeschaltet, so daß entsprechend dem eingestellten Anodenstrom an dem Steuergitter der Elektronenstrahlröhre eine verschiedene Spannung auftreten wird. Die von dem Meßinstrument angezeigte Spannungsdifferenz zwischen den beiden Spannungsquellen ist also, ein Maß für die Helligkeit des Elektronenstrahles. Mit dieser Einrichtung ist lediglich die Einstellung der Strahlstromstärke des verdunkelten Elektronenstrahles vor der photographischen Aufnahme möglich. Außerdem muß bei den verschiedensten Ablenkgeschwindigkeiten die Ausgleicheinrichtung immer wieder von neuem eingestellt werden. Ferner wurde festgestellt, daß die Kennlinien der für diese hohen Schreibgeschwindigkeiten konstruierten "Elektronenstrahlröhren sehr' starke Abweichungen untereinander aufweisen, so daß bei einem Röhrenwechsel unter Umständen eine völlig andere Bildhelligkeit erhalten wird.

Durch die Erfindung werden die genannten Nachteile vermieden. Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektronenstrahl-Oszillographen mit Ausgleich der sich mit den verschiedenen Schreibgeschwindigkeiten des Elektronenstrahles ändernden Bildhelligkeit. Die Erfindung besteht darin, daß zum selbsttätigen Ausgleich in die Kathodenleitung ein hochohmiger Widerstand eingeschaltet ist, dem eine Kapazität parallel liegt. Zweckmäßig wird die Paraliel-Kapazität ganz oder teilweise durch die Schaltkapazitäten gebildet. Durch diese Maßnahmen wird eine weitestgehende Gleichmäßigkeit der Strahlhelligkeit bei den verschiedensten Schrejbgeschwindigkeiten erreicht.

An Hand der. Zeichnung soll der Erfindungsgedarike näher erläutert werden.

Die Figur zeigt in schematischer Form ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung.

Die Elektronenstrahlröhre 1 erhält über den Spannungsteiler 2 die für ihren Betrieb benötigten Gleichspannungen. Mit dem veränderbaren Abgriff 3 wird die Vorspannung des Wehneltzylinders 9 und damit die Strahlhelligkeit der Elektronenstrahlröhre eingestellt. Solange an den Meßplatten 4 keine Spannung auftritt, wird der Elektronenstrahl dunkel gesteuert. An den Zeitplatten 5 liegt ein in bekannter Weise aufgebauter Zeitablenkgenerator, der gleichfalls erst beim Auftreten einer Meßspannung dem Elektronenstrahl einmalig, vorzugsweise zeitproportional, über den Schirm der Elektronenstrahlröhre ablenkt. Mit dem Zeitablenkgerät wird die Hellsteuerung ausgelöst, indem dem Wehneltzylinder 9 ein rechteckförmiger Impuls zugeführt wird. Die bekannten Beschleunigungsanoden sind mit 10 und 11 bezeichnet. Ist die Kathode der Elektronenstrahlröhre nun direkt mit dem Punkt 6 der Schaltung verbunden, so wird z. B. bei niedrigen Schreibgeschwindigkeiten eine hohe Bildhelligkeit, hingegen bei großen Schreibgeschwindigkeiten eine geringere Schreibhelligkeit auftreten.

Durch die erfindungsgemäße Einfügung eines Widerstandes 7 in die Kathodenleitung wird zwar die Helligkeit bei kleineren Schreibgeschwindigkeiten durch die auftretende Gegenkopplung herabgesetzt, jedoch wird eine ausreichende Gleichmäßigkeit der Strahlhelligkeit bei den verschiedensten Schreibgeschwindigkeiten erreicht, da bei hohen Geschwindigkeiten der Widerstand durch die Schaltungskapazitäten kurzgeschlossen wird. Durch den Kondensator 8 besteht eine weitere Möglichkeit des Helligkeitsabgleiches, speziell für die hohen Schreibgeschwindigkeiten.

Die Größenordnung des ohmschen Widerstandes ist mit der Größenordnung des kapazitiven Widerstandes so abgeglichen, daß bei geringer Schreibgeschwindigkeit lediglich der ohmsche Widerstand zur Wirkung kommt, während bei hohen Schreib-

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geschwindigkeiten die Größe des kapazitiven Widerstandes wesentlich unter der des ohmschen Widerstandes liegt und somit praktisch diesen Widerstand kurzschließt. .

Abschließend sei erwähnt, daß sich die beschriebene Maßnahme natürlich auf Oszillographen für die Untersuchung einmaliger Vorgänge beschränkt, sondern mit gleichem Erfolg bei Oszillographen mit periodischer Zeitablenkung angewendet werden kann.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Elektronenstrahl-Oszillograph mit Ausgleich der sich mit den verschiedenen Schreibgeschwindigkeiten des Elektronenstrahles ändernden Bildhelligkeit, dadurch gekennzeichnet, daß zum selbsttätigen Ausgleich in die Kathodenleitung ein hochohmiger Widerstand eingeschaltet ist, dem eine Kapazität parallel liegt.
2. 2. Elektronenstrahl-Oszillograph nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelkapazität ganz oder teilweise durch die Schaltkapazitäten gebildet wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   USA.-Patentschrift Nr. 2343988;
   Buch von Dr. P. Klein, »Elektronenstrahloszillographen«, Bd. I, S. 184.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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