JPS5843697B2 - オシロスコ−プ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はオシロスコープ、特に垂直及び水平増巾器の増
中度を切換えることなく、陰極線管の電子銃電圧を所望
比率で切換えることにより垂直及び水平偏向感度を同時
且つ同じ割合で切換えることができるオシロスコープに
関する。

−を通の又は蓄積型オシロスコープにより高速現象を観
測、蓄積または写真撮影する場合、一層速い書込み速度
（単位時間当りに記録できる輝線の長さをいう）が要求
される。

書込み速度は使用する陰極線管の電子ビーム加速電圧、
螢光体の特性、電子銃の構造等陰極線管の諸特性により
決定される。

従って、同じ陰極線管を用いて高速現象を表示観測する
ために書込み速度を増加するには、斯る高速信号の表示
観測時に陰極線管々面に表示される映像を縮小して、単
位時間当りの電子ビームの移動距離を減少し、見掛上の
書込速度を増加することが提案されている。

表示映像を縮小するには、垂直及び水平偏向感度を小さ
くすればよい。

従来の斯種オシロスコープでは、垂直及び水平増巾器の
増中度を切換えることにより垂直及び水平偏向感度を切
換えて、書込み速度を変化させていた。

周知の如く、高精度が要求されるオシロスコープの偏向
感度及び周波数特性等の諸特性は、正確に制御されねば
ならないため、一度特定の電子銃電圧（電子銃陰極と偏
向板の平均電圧との電位差をいう）に設定された増巾器
の増中度を周波数特性及び位相特性等の諸特性を変化す
ることなく、別の増中度に再設定することは回路構成及
び組立調整を著しく複雑となす。

また、垂直及び水平両増巾器の増中度を同時且つ同じ割
合で切換えることは、極めて困難である等の種々の欠点
があった。

従って本発明の一つの目的は、垂直及び水平増巾器の増
巾度を切換えることなく、陰極線管の電子銃電圧を所望
比率で切換えることにより垂直及び水平偏向感度を同時
且つ同じ割合で切換えることができる新規且つ改良され
たオシロスコープの提供にある。

本発明の他の目的は、垂直及び水平増巾器の周波数及び
位相特性等を変化することなく書込速度を増加し、高速
現象の表示観測並びに写真撮影を可能にする新規且つ改
良されたオシロスコープの提供にある。

本発明の上述の及びその他の目的、利点並びに固有の機
能は添付図に関して行った以下の説明から十分理解され
よう。

尚、図において同じ素子には類似の参照符号を付す。

然し、これらの実施例は本発明の全てを開示又は限定す
るものではなく当業者が本発明及びその原理を十分理解
するための好適な実施例として示しているのみであり、
当業者には種々の変形により特定の用途に応じて最適の
状態に適用し得ることが理解できよう。

以下、本発明の好適な一実施例の要部を示す節理化した
回路図を参照して本発明の詳細な説明しよう。

図は陰極線管用の高圧電源回路を示す。第１図における
発振器１、変圧器２、整流−平滑回路３及び２５、帰還
抵抗器１９ 、２０及び誤差増巾器２１は、出力端子Ａ
、Ｂ及びＣに接続された複数の負荷に１個の交流電圧か
ら複数の整流電圧を供給する代表的な構成である。

斯かる上述の構成自体はテクトロニツクス・インコーホ
レイテッドが１９７１年６目に発行した「回路概念」の
「電源回路」第２版に記載されている如きものである。

基本的には、発振器１は正弦波形を発生し、変圧器２の
変圧作用で斯かる波形の振巾が拡大される。

昇圧された正弦波は変圧器２の２次巻線２８の両端に現
れ、夫々２次巻線の端子３４−３８及び３６−３８の両
端に接続された整流−平滑回路３，２５で整流且つ平滑
され、出力端子Ａ及びＣに接続された複数の負荷に複数
の直流電圧を供給する。

整流−平滑回路２５は、従来の方法で接続されたダイオ
ード６、キャパシタ７．８゜１２及び抵抗器９，１３よ
り戒り出力端子Ａに負電圧を生じる。

出力端子Ａの整流電圧は、帰還抵抗器１９及び２０より
戒る抵抗分圧器を通って基準電圧ＶＲＥＦの既知電圧と
比較される。

比較電圧に応じて電流が生じ、誤差増巾器２１を駆動す
る。

オペレーショナル増巾器の如き従来の任意の誤差増巾器
２１は電流駆動され、発振器１が所望周波数で一定振巾
の正弦波形を維持するように誤差信号を発振器に与える
（従来の陰極線管用では約１Ｏ−４０ｋＨｚの周波数が
一般的である。

）。負荷の増加等による出力端子Ａの整流電圧の変化が
検出されると直ちに修正され、所望レベルに維持される
ことは周知の通りである。

キャパシタ１２の配置が従来の整流−平滑回路と異なる
が、回路動作は異ならない。

従来の回路構成では、キャパシタ１２は第１図左側の点
線内に示す如く、変圧器の２次巻線とダイオード６との
間に直列に接続される。

本発明に用いる高圧電源回路では、キャパシタ１２はダ
イオード６と直列接続されているが、変圧器巻線の下部
に配置される。

従って、抵抗器１５及びキャパシタ１１で平滑にされ、
ダイオード１０を介して第２基準電圧源Ｖ’ＲＥＦと照
合される付加電圧が得られる。

更に、陰極線管の第２グリツドとカソード間の電圧差は
変動する負荷電流のもとでも一定に維持しなければなら
ないことは周知である。

従って、抵抗器９と同じ抵抗値を有する抵抗器１３はキ
ャパシタ１２を接地して回路を完成する。

陰極線管用の従来のトランジスタ化された電源の代表的
な整流電圧は、出力端子Ａ、Ｂ及びＣで夫々例えば−１
５００，＋５０及び＋７０００ボルトの程度である。

陰極線管の電子銃電圧を切換えて偏向感度を切換えるに
は、例えば、前述の代表的な電圧において、出力端子Ｃ
の＋７０００ボルトを変えずに、出力端子Ａ及びＢの−
１５００及び５０ボルトを変える。

従って本発明に用いる高圧電源回路では、切換手段の主
要部を構成するスイッチ１４を閉じるとき、前述の従来
回路に、２次巻線２８の端子３６３８と並列になったダ
イオード５とキャパシタ１２の直列回路が動作する。

スイッチ１４は単極単投のリード・リレーが望ましく、
スイッチ２２を介して電圧■を印加してコイル４が付勢
されるときスイッチ１４は閉じる。

従ってスイッチ２２は数キロボルト程度で使用される従
来のスイッチに要求される如き特別の絶縁を必要とせず
に、本発明のオシロスコープのフロント・パネル部分に
取付けることができる。

抵抗器１８はコイル４及びスイッチ２２の接続点と誤差
増巾器２１の入力端の間に接続される。

可変抵抗器１６も上記接続点と接地間に接続され、抵抗
器１７は抵抗器１６の可動接点と上記入力端の間に接続
される。

陰極線管の偏向感度を制御するためスイッチ２２が閉じ
ると、コイル４は付勢され、スイッチ１４を閉じる。

このスイッチを閉じると、ダイオード５，６及びキャパ
シタ１２より成る回路は倍電圧整流回路となる。

従って、出力端子Ａの電圧はスイッチ１４が開いている
場合よりも約２倍の負電圧になる。

同様に出力端子Ｂの電圧は出力端子Ａの約１／２の電圧
になる。

抵抗器９，１３゜１５及びキャパシタ７．８，１１．１
２は交流成分を除去する。

前述の如く、キャパシタ１２は倍電圧作用にも必要であ
り、二つの機能を有する。

変圧器２の２次巻線２８の両端に一定振巾で一定の正弦
波形を維持するため、即ち出力端子Ｃに一定電圧を維持
するため、スイッチ１４を閉じたときは付加電流を誤差
増巾器２１に供給しなければならない。

斯かる電流はスイッチ２２を介して電位Ｖの電源から供
給され、その大きさは抵抗器１６．１７及び１８の抵抗
で決められる。

スイッチ１４を閉じた場合、出力端子Ａ、Ｂ及びＣの代
表的な電圧は例えば夫々−３０００ボルト、−１５００
ボルト及び７０００ボルトである。

更に直流出力電圧の少なくとも一つは変化され且つ直流
出力電圧の少なくとも一つは一定であることが認められ
る。

第２図は本発明によるオシロスコープの好適な実施例の
路線的回路図を示す。

電源は発振器１′、発振器１′の制御用誤差増巾器２１
′及び変圧器７より成る。

変圧器７は２次巻線２８′を有し、２次巻線２ぎは陰極
線管４０のカソード４２、後段加速アノード４６、第２
グリツド４３、集束電極４４及び遮蔽電極４５に動作電
圧を与える３個の端子３４’、３６’及、び３ぎを有す
る。

陰極線管４０は更に垂直偏向板４７及び水平偏向板４８
、ヒータ手段等を含み、垂直偏向板４７及び水平偏向板
４８には、例えば入力端子４９に印加した信号に応じて
垂直及び水平偏向信号を形成する垂直増巾器５１及び水
平増巾器５２の出力が印加され、陰極線管４０の電子ビ
ームの垂直及び水平偏向手段を構成する。

整流−平滑回路３′は２次巻線２８′の端子３４′に接
続され且つ整流ダイオード５６−５８、キャパシタ６０
，６２．６４及び抵抗器６３より成る。

斯る回路は２次巻線２８″の端子３４’−３８’間の尖
頭電圧の倍にほぼ等しい正の直流電圧を生じる従来の倍
電圧器として動作する。

周知の如く、出力端子Ｃ′に９の直流電圧を得るため、
ダイオード５６．５８は逆向きにもでき、またダイオー
ドを付加して全波整流ブリッジで倍電圧器もできる。

端子３６′の交流正弦形は整流ダイオード６′、キャパ
シタ７’、 ８’、 １２’、 ２９ （キャパシタ２
９は抵抗器１３′の交流路となる）及び抵抗器γ、１３
′を含む整流−平滑回路２５′で半波整流され且つ平滑
される。

キャパシタ８′の両端の負直流電圧はカソード４２に直
接印加され且つダイオード８８のアノード電圧との間に
直列接続された抵抗器８０８２−８４１６より成る抵抗
分圧器を介して遮蔽電極４５及び集束電極４４にも印加
される。

スイッチ１４′が開いているとき、ダイオード８８は電
圧源■及び−■に接続された抵抗器９０゜９１及び９２
を含む抵抗回路網を介して電流を導く。

スイッチ１４′が開いているとき出力端子Ａ’？ｔ１５
００ボルトであり抵抗器８２が可変であるので、陰極線
管４０の集束電極４４の電圧は調節でき、これに対し遮
蔽電極４５の電圧は固定される。

スイッチ１４′が閉じると、出力端子Ｘは−３，０００
ボルトであり、ダイオード８８は逆バイアスされるので
、抵抗器９２は陰極線管４０の垂直偏向感度を正確に調
節する。

前述のように、カソード４２もまた帰還抵抗器１９′及
び２０′を介して基準電圧源Ｖ′／ＲＥＦに接続される
。

然し、この実施例では抵抗器１９′及び２０′と夫々並
列のキャパシタ３９及び５０は容量性分圧器を構成し、
誤差増巾器２１′を過渡状態のもとでも確実に動作させ
る。

同様に、コイル４′、ダイオード５’ｌＯ’及びスイッ
チ１４’−２２’は第１図で述べたように接続される。

然し、抵抗器２７がダイオード１σと直列に付加されて
いる点は異なる。

この抵抗器２７は変圧器２′の端子３ぎにおける交流電
流の変動が電圧源Ｖ″′ＲＥＦに加わるのを阻止する。

出力端子Ｆは直接陰極線管４０の第２グリツド４３に接
続され、その電圧は前述のようにして得られる。

結局、回路全体は前述のように動作するので、陰極線管
４０の第１グリツドに印加される制御信号によるビーム
輝度に拘らずカソード電位は例えば−１５００ボルトの
如く一定に維持される（制御信号回路の図示は省略する
。

）。従って、後段加速アノード４６も例えば７０００ボ
ルトに一定に維持される。

これは陰極線管の電子ビームの偏向感度を一定に維持す
る。

偏向感度を一定比率、例えば１／２に減少させるため、
スイッチ２２′を通る基準電圧源■からの電流がスイッ
チ２２′を介してコイル４′を付勢してスイッチ１４′
をを閉じる。

スイッチ１４′はダイオード５′とキャパシタ１２′を
端子３６′と３８′の間の２次巻線２８′の両端に接続
する。

従って、端子３６′が端子３８′に対して正である半サ
イクル中に、キャパシタ１２′は最大電圧まで充電され
る。

次の半サイクル中にダイオード６′は導通に且つダイオ
ードタは逆バイアスになり端子３６′と３８′の間の２
次巻線２８′の両端に発生する電圧の尖頭電圧と、キャ
パシタ１２′に充電された電圧の和までキャパシタγ′
を充電する。

従って、キャパシタぎもまたこの値まで充電され、カソ
ード４２、集束電極４４及び遮蔽電極４５に上昇した電
位を与える。

同様に、出力電子「の電圧は出力端子Ａ′の電圧の１／
２である。

従って出力端子Ａ′は一３０００ボルトであり、出力端
子「は−１５００ボルトである。

よって、カソード電圧が一１５００ボルトであった前述
の場合に比して、この場合の偏向感度はΣに正確に減少
する。

カソード電位がどの様に選択されても、誤差増巾器２１
′への電流は同じでなければならないので、カソード電
位に無関係に同じ検知電流を維持する電流源回路網が使
用される。

斯かる回路網は誤差増巾器２１′の入力端に接続され且
つ第１図の抵抗器回路網と類似しており、抵抗器１６’
、１７’及び１８′より成る。

抵抗器１６″と３０の間の端子りは、コイル４′とダイ
オード２４の直列回路を介して接地される。

誤差増巾器２１′への修正電流は僅か遅延するので、第
２図の好適な実施例はダイオード２４、抵抗器３０及び
キャパシタ２３を設けて整流電圧の一つの設定から他へ
の切換えは実際に修正が開始する以前に完了するように
なしている。

以上説明したように、本発明のオシロスコープに依ると
、陰極線管の電子銃電圧を切換えることにより垂直及び
水平偏向感度を同時に且つ等しく切換えて陰極線管の書
込速度を増加できる。

よって、垂直及び水平増巾器の増中度は何ら切換えない
ので、オシロスコープの生命たる周波数特性等の緒特性
が一定に維持できるのみならず、電子銃電圧を増加して
偏向感度を下げることによる電子ビームの加速電圧も増
加するので、従来の書込速度増加技法に比して著しい書
込速度改善の効果が得られる。

しかも、電子銃のカソードの電圧切換と連動して第２グ
リツド及び集束電極電圧も切換えて電子銃が常時能しい
電子レンズを形成するよう特定の高圧電源を使用してい
るので、電子銃電圧の再調整が不要である。

更にまた、特定の高圧電源回路を使用することにより、
本発明を後段加速型陰極線管を用いるオシロスコープに
も適用できる。

本発明の好適な一実施例の要部を図示して説明したが、
発明の精神を逸脱せずに多くの変更及び変形をなし得る
ことは当業者には明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いる高圧電源回路の好適な一実施例
の簡略化された回路図：第２図は本発明によるオシロス
コープの簡略化された具体的な回路図である。 図において、１，１′は発振器；２，２’は変圧器；３
．３’、２５．２５’は整流−平滑回路；１４゜１４′
は高圧切換用スイッチ手段；２Ｌ２１’は１゜１′の制
御用誤差増巾器；２８及び２８′は２及び７の２次巻線
；４０は陰極線管；５１は垂直増巾器；５２は水平増巾
器；■ＲＥＦ−Ｖ′ＲＥＦは夫々基準電圧源を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 夫々垂直及び水平偏向信号が印加される垂直及び水
   平偏向板を有する陰極線管と、該陰極線管の電子銃に直
   流動作電圧を供給する電圧電源と、上記電子銃の各電極
   への印加電圧を切換える切換手段とを具え、上記高圧電
   源は、一方は上記電子銃の第２グリツドに印加し、他方
   は上記電子銃のカソード及び集束電極に印加する少なく
   とも２電圧端を有し、両型圧巻は常時時一定であること
   を特徴とするオシロスコープ。