DEL0021217MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 21. Februar 1955 Bekanntgemacht am 30. August 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Oszillographieren veränderlicher elektrischer Spannungen mit einer Fernsehbildröhre, bei dem in einem Zeilenraster aus nebeneinanderliegenden Zeilen die einzelnen, Zeilen in Abhängigkeit von der Amplitude der Meßspannung dunkel oder hell gesteuert werden.

Fernsehbildröhren sind für oszillographische Zwecke im allgemeinen nicht brauchbar, da sie magnetische Ablenkung besitzen. Es gibt nun aber zahlreiche oszillographische Meßaufgaben — zumal bei der Fertigung elektronischer Geräte -—, wo der große Schirm, die Helligkeit und die scharfe Zeichnung der Fernsehbildröhren von großem Vorteil wären. Als Beispiele seien genannt: Frequenzkurvenschreiber, Kennlinienschreiber, Aufnahmen von Hysteresisschleifen u.a.m. Bei , Frequenzkurvenschreibern kommt noch hinzu, daß beim Einsatz in der Fabrikation, die Betrachtung von. Linienoszillogrammen auf die Dauer sehr ermüdet. Man hat daher oft der sogenannten' »Hochfrequenzaufzeichnung« den Vorzug gegeben, bei der die Fläche unter der Resonanzkurve hell geschrieben, wird.

Bei den angegebenen, Anwendungen, ist die Zeitablenkung etwa gleich der Netzfrequenz und kommt sowohl als Sägezahn- wie auch als Sinusform vor. Eine solche Zeitablenkung ist auch bei Fernsehbildröhren ohne weiteres durchzuführen. Die

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Schwierigkeit liegt in der Zuführung der Meßspannung. Bei Fernsehempfängern, wird bekanntlich ein Raster geschrieben, wobei die Rückläufe : der hohen Zeilenfrequenz gleichzeitig zur Hochspannungserzeugung ausgenutzt werden. Der Aufwand ist dabei geringer, als wenn, die Hochspannung für eine vergleichbare Oszillographenröhre aus dem Netz gewonnen würde. Die Fernsehbildröhre weist dann immer noch Vorteile auf,

ίο denn Oszillographenröhren mit ähnlichen Schirmabmessungen sind normalerweise gar nicht erhältlich. ■

Da eine magnetische Ablenkung in Meß richtung nicht in, Frage kommt, muß die zu oszillographierende Spannung einer anderen Elektrode zugeführt werden. Eine Darstellung des zu beobachtenden. Vorganges erhält man z. B., wenn man wie beim Fernsehen, ein Raster aus zweckmäßigerweise senkrechten, Linien schreibt und die Amplitude dieser Linien abhängig von, der Meßspannung macht. Da eine Steuerung der Amplitude der hohen Sägezahnfrequenz umständlich und schwierig ist, werden besser die nebeneinanderliegenden Zeilen in Abhängigkeit von der Amplitude der Meßspannung teilweise dunkel oder hell gesteuert.

Dies erreicht man dadurch, daß erfindungsgemäß einer der Hellsteuerelektroden eine Reehteckspa.nn.ung zugeführt wird, deren Frequenz in einem bestimmten Verhältnis zur Zeilenfrequenz steht und deren Impulsbreite abhängig von. der Amplitude der Meß spannung gemacht wird. In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird dabei die Rechteckspannung derjenigen, der Zeilenfrequenz gleichgemacht. Man erhält so ein Oszillogramm, bei dem die Trennungslinie zwischen hell und. dunkel die Kurve wiedergibt. Eine,solche.Darstellung ist z. B. zur Aufzeichnung von Resonanzkurven sehr geeignet, da die Fläche unter der Kurve hell erscheint.

Das Problem besteht also- darin, die Länge des hell- bzw. dunkelgesteuerten Teils der Zeile in Abhängigkeit von der Amplitude der Meßspannung zu bringen. Einer der Hellsteuerelektroden der Bildröhre muß hierzu also> eine Rechteckspannung zugeführt werden, die aus der Zeilenfrequenz gewonnen wird und deren, Impulsbreite abhängig von der Amplitude der Meßspannung gemacht wird.

Eine solche Anordnung arbeitet wie folgt: Die Zeilenkippspannung wird dem Gitter einer Ver-

5P stärkerröhre zugeführt und ist so· groß, daß die Röhre über den unteren. Knick der Kennlinie hinaus ausgesteuert wird. Dieser Teil der Kippspannung wird also abgeschnitten. Durch eine weitere Röhre wird auch der untere Teil der nunmehr trapezförmigen Spannung abgeschnitten, und so entsteht im Anodenkreis dieser zweiten. Röhre die gewünschte Rechteckspannung.

Durch Regelung der Gittervorspannung der ■ ersten Röhre kann man erreichen, daß von der Kippspannung ein mehr oder weniger großer Teil in dieser Röhre abgeschnitten wird. Damit ändert sich aber auch die Impulsbreite der Rechteckspannung hinter der zweiten, Röhre. Legt man nun die Meßspannung gleichzeitig mit der Zeilenkippspannung (natürlich von dieser entkoppelt) an das erste Gitter der ersten Röhre, so- erhält man· die gewünschte Modulation der Impulsbreite. Mit einer festen, Gittervorspannung kann man die Nullinie nach oben oder unten verschieben. Die Frequenz der Meßspannung soll klein sein gegen, die Zeilenfrequenz, was jedoch bei den in Frage kommenden Anwendungen (z. B. Frequenzkurvenschreiber) stets der Fall ist.

Die beschriebene Anordnung stellt nur eine der vielen Möglichkeiten dar, um eine Rechteckspannung zu erzeugen, deren. Impulsbreite von der Meßspannung moduliert wird. Außer der Zeilenkippspannung kann, man auch eine fremde Kippspannung benutzen,, die mit der Zeilenkippspannung synchronisiert wird (oder umgekehrt). Ist die Fremdkippfrequenz ein Vielfaches der Zeilenfrequenz, so· ergeben, sich eine entsprechende Anzahl Oszillogramme. Dies kann man, zur Mehrfachoszillographie, d. h. zur gleichzeitigen Darstellung mehrerer Vorgänge, ausnutzen. Es ist dann noch ein »Elektronenschalter« erforderlich, bei dem als Schaltspannung eine Kombination aus Rechteckspannungen dient, die aus der Zeilenkipp- und der (höheren) Fremdkippfrequenz gewonnen werden. Durch eine gleichzeitige Dunkelsteuerung wird erreicht, daß jeweils nur ein Vorgang sichtbar ist. Das Verfahren, zeigt den Vorteil, daß die verschiedenen- Oszillogramme nicht ineinander, sondern, in entsprechendem Abstand übereinander geschrieben werden, was bei normalen, Oszillographen:, die mit Elektronenschaltern betrieben werden, einen, unerwünschten Mehraufwand, bedingt.

Auch eine Sinus spannung kann man an Stelle der Zeilenkippspannung· verwenden, wenn deren Frequenz mit der Zeilenkippfrequenz übereinstimmt oder ein Vielfaches derselben, beträgt, was durch Synchronisation ohne weiteres erreicht werden kann,. Legt man, an Stelle der Zeilenkippspannung eine solche Sinusspannung an, so- erhält man bei genügend hoher negativer Vorspannung im Anodenkreis der ersten, Röhre, eine Rechteckspannung, deren Impulsbreite ebenfalls von der Vorspannnung abhängt, da dann ein mehr oder weniger großer Teil der positiven Halbwelle durchgelassen wird. Es werden dabei beide Flanken, der Rechteckspannung von der Meßspannung¹ moduliert, so daß die Kurve doppelt erscheint. Das Bild zeigt eine gewisse Ähnlichkeit mit der Darstellung einer modulierten, Hochfrequenzspannung. Wegen der Linearitätsforderung darf man nur den, etwa geradlinigen Teil der Sinusspannung verwenden. Geeigneter wäre an Stelle der Sinus- eine Dreieckspannung, da man dann praktisch die ganze Schirmnäche ausnutzen kann.

Schließlich ist es noch möglich, eine Art Linienoszillogramm zu erzeugen. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung. wird die von der Meßspannung gesteuerte Rechteckspannung vor Zuführung an, die Bildröhre differenziert, so daß nur kurze Impulse an, die Hellsteuereiektrode gelangen, die ein Linien- bzw. Punktoszillogramm ergeben:

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Die Hell-Dunkel-Steuerung erfolgt also gerade an der Begrenzungslinie der Meßkurve. Das Oszillogramm besteht dann aus einer punktierten Linie. Bei Kurven mit sehr steilen Flanken liegen allerdings an diesen die Punkte unter Umständen etwas weit auseinander. Dieser Nachteil wird durch eine weitere Ausgestaltung der Erfindung beseitigt, die darin besteht, daß die Zeile an dem Punkt dunkel (bzw. hell) gesteuert wird, an welchem HeIlsteuerung bei der nächsten, Zeile beginnt, so· daß ein aus Zeilenstücken zusammengesetzter Kurvenzug entsteht.

In. besonderen Fällen kann es zweckmäßig sein, die Trennungslinie der Dunkel- bzw Hellsteuerung besonders gut sichtbar zu machen. Dies wird in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht, daß zusätzlich in das Flächenoszillogramm Impulse eingeblendet werden, die — wie erwähnt — z. B. durch Differenzieren der zur Steuerung dienenden. Rechteckspannung gewonnen werden. Durch Hellsteuerung mit diesen Impulsen wird erreicht, daß die Begrenzungslinie besser hervorgehoben wird.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Verfahren zum Oszillographieren veränderlicher elektrischer Spannungen mit einer Fernsehbildröhre, bei dem in einem Zeilenraster aus nebeneinanderliegenden Zeilen die einzelnen Zeilen in Abhängigkeit von der Amplitude der Meßspannung hell oder dunkel gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Hellsteuerelektroden, eine Rechteckspannung zugeführt wird, deren. Frequenz in einem bestimmten Verhältnis zur Zeilenfrequenz steht und deren Impulsbreite abhängig von der Amplitude der Meßspannung gemacht wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Rechteckspannung derjenigen der Zeilenfrequenz gleichgemacht wird.
3. 3. Verfahren, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechteckspannung aus der Zeilenfrequenz gewonnen wird.
4. 4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Meßspannung gesteuerte Rechteckspannung vor Zuführung an die Bildröhre differenziert wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch, 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse so· breit sind, daß die Zeile an dem Punkt dunkel (bzw. hell) gesteuert wird, an welchem Hellsteuerung bei der nächsten Zeile beginnt.
6. 6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Impulse zusätzlich in das Flächenoszillogramm eingeblendet werden.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   USA.-Patentschrift Nr. 2465 355.