DE1083925B

DE1083925B - Schaltungsanordnung zur Hellsteuerung des Elektronenstrahles einer Elektronenstrahl-Oszillographen-roehre

Info

Publication number: DE1083925B
Application number: DEL29902A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans-Werner Jaskula
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1958-03-10
Filing date: 1958-03-10
Publication date: 1960-06-23

Description

Schaltungsanordnung zur Hellsteuerung des Elektronenstrahles einer Elektronenstrahl-Oszillographenröhre Es sind Elektronenstrahl-Oszillographen für die Untersuchung einmaliger Vorgänge bekannt. Der Elektronenstrahl der Elektronenstrahlröhre ist dabei in der Ruhelage dunkelgesteuert und auf eine Schirmseite abgelenkt. Tritt nun der zu untersuchende Vorgang auf, so erfolgt mit der horizontalen Zeitablenkung des Strahles auch gleichzeitig dessen Hellsteuerung. Dieser wird einmal über den Bildschirm der Elektronenstrahlröhre geführt, dann wieder dunkelgesteuert und in seine Ausgangsstellung zurückgeführt. Der Rücklauf des Strahles ist somit unsichtbar.
Um einen möglichst großen Anwendungsbereich derartiger Oszillographen zu erreichen, ist der verwendete Zeitablenkgenerator in seiner Zeitablenkdauer umschaltbar ausgebildet, wobei in vielen Fällen ein Bereich mit Ablenkzeiten von 10 ms bis 1 ps überstrichen wird. Die gleiche Forderung ist nun an die Hellsteuerschaltung zu stellen, was bedeutet, daß mit der Auslösung der Zeitablenkung der Elektronenstrahl in einem Bereich von 10 ms bis 1 Rs hellgesteuert werden muß. Schwierigkeiten bereitet es dabei, in diesem großen Bereich eine wirldiche Rechteckform der Hellsteuerspannung zu erzielen. Besitzt die Rechteckspannung für die Hellsteuerung beispielsweise eine Dachschräge, so tritt unter Umständen bereits eine Dunkelsteuerung des Strahles vor Beendigung der einmaligen Zeitablenkung ein. Dieser Nachteil haftet allen Hellsteuerschaltungen an, die zur Erzeugung der Rechteckspannung Schwingkreise verwenden.
Es ist ferner eine Schaltungsanordnung zur Hellsteuerung des Elektronenstrahles einer Elektronenstrahlröhre bekannt, bei der das Steuergitter der Elektronenstrahlröhre mit dem Ausgang einer bistabilen Kippschaltung verbunden ist, die etwa auf dem Potential dieser Elektrode liegt und bei der die Zustandsänderung der bistabilen Kippschaltung durch eine als Zeitgeber ausgebildete monostabile Kippschaltung erfolgt. Diese Schaltungsanordnung ist von den erwähnten Nachteilen frei, jedoch zeigt sich noch, daß die exakte Synchronisation von Zeitablenkung und Hellsteuerimpuls Schwierigkeiten bereitet.
Durch die Erfindung werden auch diese Nachteile in einfacher Weise vermieden, indem die Heizfäden der Röhren der bistabilen Kippschaltung während der Aufheizperiode unterschiedliche Heizspannungen erhalten im Sinne der Erzielung einer Dunkelsteuerung des Elektronenstrahles in der Ruhelage nach der Aufheizperiode. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung sind an den Heizfaden der einen Röhre der bistabilen Kippschaltung mittels eines vom Strom der anderen Röhre durchflossenen Relais für die Anfangszeit der Aufheizung ein Nebenschluß- und ein Vorwiderstand gelegt. Zweckmäßig ist im Kathodenkreis der einen Röhre ein Widerstand derartiger Bemessung angeordnet, daß bei Verbindung beider Kathoden der Röhren durch einen Kontaktsatz des Relais auch bei niedrigsten Frequenzen der Kippschaltung im Betrieb des Oszillographen stets der halbe Summenstrom beider Röhren durch das Relais fließt. Einer weiteren Ausführungsform entsprechend ist der als Zeitgeber dienenden monostabilen Kippschaltung eine Phasenumkehrstufe vorgeschaltet. Zweckmäßig ist die monostabile Kippschaltung phasenstarr mit dem Eingang des Zeitablenkgenerators verbunden und bestimmt dessen Ablenkzeit.
Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es sind nur die für das Verständnis der Erfindung erforderlichen Schaltungsgruppen des Oszillographen dargestellt.
Die Elektronenstrahlröhre 1 erhält ihre Betriebsspannungen in an sich bekannter Weise über einen Spannungsteiler 2 aus dem Hochspannungsgerät 3.
Die Hellsteuerung des Elektronenstrahles der Röhre erfolgt in bekannter Weise mittels einer bistabilen Kippschaltung 4, deren Ausgang über einen Kondensator 5 beispielsweise an das Steuergitter der Röhre 1 geschaltet ist. Die bistabile Kippschaltung wird aus einem eigenen Netzgerät 6 gespeist, das etwa auf Kathodenpotential der Röhre 1 liegt. Der Kondensator 5 braucht somit nicht hochspannungsfest zu sein. Die Kippschaltung 4 wird durch die als Zeitgeber ausgebildete monostabile Kippschaltung 7 gesteuert. Die am Ausgang dieser Schaltung auftretenden Rechteckspannungen werden differenziert und den Steuergittern der Röhren 8, 9 der Kippschaltung 4 zugeführt. Der monostabilen Kippschaltung 7 ist eine Phasenumkehrstufe 10 vorgeschaltet, an deren Eingang ein Impuls beliebiger Polarität angeschaltet werden kann. Der Zeitgeber 7 steuert gleichzeitig noch einen nicht dargestellten Zeitablenkgenerator, der die Sägezahnspannung für die Zeitplatten der Röhre 1 erzeugt. Mit 11 ist die Speisequelle für die Stufen 7 und 10 bezeichnet.
Da für die Hellsteuerung eine symmetrisch aufgebaute bistabile Kippschaltung 4 verwendet wird, ist ihr Ausgangszustand nicht eindeutig bestimmt, d. h., nach dem Einschalten des Oszillographen kann sowohl die eine Röhre als auch die andere Röhre stromfuhrend-sein. Somit würde der Fall eintreten, daß der Elektronenstrahl der Röhre 1 bereits in Ruhestellung hellgesteuert wäre und bei Auftreten des Meßvorganges gerade dunkelgesteuert würde. Um diesen Nachteil zu vermeiden, werden die Röhren 8 und 9 unterschiedlich angeheizt. Wie aus der Fig. la ersichtlich, erhält der Heizfaden H 9 der Röhre 9 beim Anschalten des Oszillographen an die Betriebsspannung die volle Heizspannung. Im Gegensatz hierzu liegt der Heizfaden H8 der Röhre 8 über einen Vorwiderstand 12 und einen Nebenwiderstand 13 an der Speisequelle. Diese Schaltung des Heizfadens H8 erfolgt durch ein Relais M, das vom Strom der Röhre 9 durchflossen wird. Die Röhre 9 wird stets vor der Röhre 8 Strom ziehen, da die Heizung H 9 von Anfang an volle Spannung erhält. Damit ist aber auch die Ausgangsstellung der Kippschaltung4 stets eindeutig festgelegt. Die Röhre 9 wird in Ruhestellung des Oszillographen stets stromführend und die Röhre 8 gesperrt sein. Nach einer bestimmten Anheizzeit wird durch die Röhre 9 ein derartiger Strom fließen, daß die Kontaktsätze m1 und m2 des Relais M betätigt werden, so daß die Kontakte 1 und 2 umschalten. Damit erhält dann auch H8 die volle Heizspannung.
Mit dem Kontaktsatz m1 wird ein dem ohmschen Widerstand des Relais M entsprechender Widerstand 14 derart eingeschaltet, daß auch bei niedrigsten Frequenzen die Aufteilung der Summenströme der Röhren 8, 9 eine stets gleichbleibende Erregerspannung für das Relais M liefert.
Tritt am Eingang der Stufe 10 ein Impuls beliebiger Polarität auf, so wird die monostabile Stufe 7 ausgelöst. Die am Ausgang dieser Stufe auftretende Potentialänderung wird auf die Stufe 4 übertragen und bewirkt, daß die Ausgangsspannung der Röhre 9 steil ansteigt. Damit wird der Elektronenstrahl der Röhre 1 hellgesteuert. Wie bereits oben erwähnt, wird der Elektronenstrahl im gleichen Moment durch einen Zeitablenkgenerator über den Schirm abgelenkt.
Die monostabile Stufe 7 geht nach einer wählbaren Zeit wieder in ihren Ausgangszustand zurück. Dadurch tritt am Ausgang derselben wieder eine Potentialänderung in umgekehrter Richtung auf, die bewirkt, daß das Potential an der Röhre 9 wieder seinen ursprünglichen Wert annimmt. Der Elektronenstrahl wird dunkelgesteuert. Gleichzeitig war damit auch die Ablenkung des Elektronenstrahles durch den Zeitablenkgenerator beendet.
PATENTANSPRUCRE: 1. Schaltungsanordnung zur Hellsteuerung des Elektronenstrahles einer Elektronenstrahl-Oszillographenröhre, bei der eine der Hellsteuerelektroden der Röhre mit dem Ausgang einer bistabilen Kippschaltung verbunden ist, die etwa auf dem Potential dieser Elektroden liegt, und bei der die Zustandsänderung der bistabilen Kippschaltung durch eine als Zeitgeber ausgebildete monostabile Kippschaltung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizfäden der Röhren der bistabilen Kippschaltung während der Aufheizperiode unterschiedliche Heizspannungen erhalten im Sinne der Erzielung einer Dunkelsteuerung des Elektronenstrahles in der Ruhelage nach der Aufheizperiode.

Claims

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an denHeizfaden(H8) der einen Röhre (8) der bistabilen Kippschaltung (4) mittels eines vom Strom der anderen Röhre durchflossenen Relais (M) für die Anfangszeit der Aufheizung ein Nebenschluß- und ein Vorwiderstand (12, 13) gelegt sind (Fig. 1 a).

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Kathodenkreis der einen Röhre (8) ein Widerstand (14) derartiger Bemessung angeordnet ist, daß bei Verbindung beider Kathoden der Röhren (8, 9) durch einen Kontaktsatz (ml) des Relais (M) auch bei niedrigsten Frequenzen der Kippschaltung (4) im Betrieb des Oszillographen stets der halbe Summenstrom beider Röhren durch das Relais (M) fließt.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der monostabilen Kippschaltung (7) eine Phasenumkehrstufe (10) vorgeschaltet ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die monostabile Kippschaltung phasenstarr mit dem Eingang des Zeitablenkgenerators verbunden ist und dessen Ablenkzeit bestimmt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 760 821; USA.-Patentschriften Nr. 2 350069, 2 465 364; »Funk-Technik«, 10 (1955), H. 1, S. 12 bis 14; »Elektronik«, 6 (1957), Nr. 6, S. 173 und 174.

In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsche Patente Nr. 1 028 219, 1 059 108.