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Elektronenstrahl-Oszillograph Vorliegend heschrielJene Erfindung bezieht
sich auf einen Elektronenstrahl-Öszillographen für Meßzweche, in welchem de Meß.tqnrichtung
für Zeit und Spannungu besonders ausgebildet sind. Weitere Zusatzeinrichtungen in
verschiedenen Kombinationen ergeheu ein besondlers universelle Anwendbarl eit dieses
Gerätes.
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Bei bisherigen Konstruktionen von Kathodenstrahl-Oszillographen war
vorndhmlich Wert auf rein visueile Beobachtung gelegt. In neuerer Zeit dagegen wird
eine Eichbarkeit der iu beobachtenden Vorgänge angestrebt. Insbesondere sind neuere
Konstruktionen beka.nntgewordeln in welchen teilweise sowohl eine Eichung der Zeitbasis
als auch der Y-Ablenkspannung angestrebt wird.
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Der vorliegend beschriebene Oszillograph baut dieses Prinzip der
Eichbarkeit weiter au.s. Desgleichen wird die vorhan(denl Tendenz zur Verwendung
von Gleichstromverstärkern und gleichstromgekoppelten Impulss5baltung.en weiter
vervollkommnet und speziell für die Eichbarkeit nutzbar gemacht.
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Die erst in neuerer Zeit häufiger Anwendung von Gleichstromverstärkern
und Gleichstromkopplungen bringt den Vorteil einer absoluten Eichbarkeit eines dargestel.ltenLinienzuges
auf der Kathodenstrahlröhre bezüglich eines zu messenden Spannungsniveaus unter
Vermeidung von Einschwingvorgängen niedriger Frequenz mit sich, welche durch RC-Koppelglieder
in Wechselstromverstärkern entstehen.
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Das Prinzip des Differential verstärkers hat bisher hauptsächlich
nur im Niederfrequenzgebiet Anwendung gefunden und ist deswegen meist nur in Oszillographen
mit kleiner Bandbreite (einige 100 kH) anzutreffen. Elektronenschalter wurden bei
Oszillographen für höhere Bandbreiten stets als auswechsdharze Einscbubaggregate
oder Vorsatzaggregate zugeführt. Diese Elektronenschalter sind mit einem zusätzl
ichen Vorverstärker kombiniert da dieselben auf einem Schaltpegel von einigen Volt
bis einigen 10 Volt arbeiten.
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Verschiedentlich sind Geräte auf dem Markt erschienen, hei denen
für Elektronenschalter und Differentialverstärker zusätzliche Einrichtungen wie
Vorsatzgeräte oder getrennte Einschübe vorgesehen sind.
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Eine Spannungseichung wird bei den bisherigen Oszillographen meist
durch Umschaltung des einen vorhandenen Eingangskanals auf eine Rechteckwelle bekannter
Spannung (manchmal auch Sinuswelle) vorgenommen, wobei besonders nachteilig ist,
daß während dier Spannungseichung der eigentliche Meßvorgang unterbrochen werden
muß. Die Spannungseichung wird hierbei so vorgenommen. daß die Empfindlicthkeit
des Gerätes vorweg geeicht wird. so daß sich nach einer Justierung eines Amplituden-Feinreglers
eine definierte Empfindlichkeit in Volt/mm ergibt. Die Meßspan.nung läßt sich dann
aus der Ablenkung, multipliziert mit dem Teilverhältnis des Eingangsteilers, errechnen.
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Als Nachteil dieser Methode ist zu werten, daß sich die einmal geeichte
Empfindlichkeit im Verlauf des Betriebes sowohl durch Alterung der Röhren wie auch
durch Netzspannungsschwankungen ändern kann, so daß die Genauigkeit der Spannungsmessung
in Frage gestellt ist.
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Diese Nadhteile werden bei dem neuen Elektronenstrahl-Oszillographen
vermieden, dessen Y-Verstärker erfindungsgemäß durch die Kombination folgender Merkmale
gekennzeichnet ist: a) eine Schaltungsanordnung. in welcher ein Y-Differentialverstärker
mit einem an sich bekannten elektronischen Schalter zusammenwirkt; b) eine Schaltungsanordnung
zur Spannungsmessung mit Hilfe des elektronischen Schalters, bestehend aus einer
regelbaren Eichspannungsquelle, die wahlweise eine gegen Null positive oder negative
Eichspannung abgibt, und einem Voltmeter zur Anzeige der Eichspannung sowie einem
Umschalter, der diese Eichspannung wahlweise einem Kanal des elektronischen Schalters
als Verschiebespannung zuführt; c) eine Schaltungsanordnung mit Umschalter zur Spannungseichung
mit Hilfe des Y-Difterentialverstärkers, bei der der Umschalter so ausgebildet ist,
daß die Eichspannung wahlweise einem Eingang des Diffe!rentialverstärkers als Verschiebespannung
zugeführt wird; d) eine Schaltungsanordnung zur Kompensation von schädlichen Kapazitäten,
bei der im Differentialverstärker ein Netzwerk vorgesehen ist, welches wie eine
Kapazität mit negativem Vorzeichen wirkt und welches aus einer zusätzlichen Verstärkerstufe
besteht, die ausgangsseitig als Katho-
denverstärker arbeitet, deren
Anodenkreise zusatzlich mit einer Uberkreuzkopplung mit dem Gitter eingangsseitig
verbunden sind. und deren negativ kapazitiver Blindstrom durch die kapazi tive Belastung
des Kathodenkreises bestimmt wird.
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Der Aufbau und die Wirkungsweise eines derartigen Oszillographen
werden an Hand der Figuren in nachstehendem näher erläutert.
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Fig. la zeigt einen Elektronenschalter mit einem Y-Verstärker; Fig.
lb zeigt eine andere Ausführungsform eines Y-Verstärkers; Fig. 2 zeigt den Steuerteil
zum Elektronellschalter.
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Der Y-Verstärker gemäß Fig. 1 a besteht aus Röhren 1 bis 6 und ist
konsequent als Gegentaktverstärker ausgeführt. Die Röhre 1 wirkt als Kathodenverstärker,
wobei ein Regelwiderstand 15 zur Y-Lage-Regelung vorgesehen ist. Die Versehiebespannung
wird durch Unsymmetrie der Stromflüsse durch die beiden Hälften der Röhre 1 und
der dadurch entstehenden Verschiebung der Gittervorspannung hervorgerufen. Die Röhre
2 arbeitet bei asvmmetrischer Eingangsspannung als normale Gegentaktstufe. Ein Gegenkopplungsregler
14, welcher zwischen den beiden Kathoden der Röhre 2 angeordnet ist. ermöglicht
die Amplitudenfeinregelung. Die Phasenumkehru irkung der Röhre 2 wird durch die
Betätigung des Gegenkopplungsreglers 14 nicht wesentlich beeinflußt, weil die beiden
Kathodenwiderstände 16 und 17 groß gegenüber dem Widerstand des Reglers 14 sind.
Eine Spannungsteilerrölire stützt die Anodenspannung der Röhre 2 ab, so daß eine
direkte galvanische Kopplung auf die Gitter der Röhre 3 erfolgen kann. Diese Art
der Kopplung entspricht der üblichen, von Gleichstromverstärkern her bekannten.
Die Röhre 3 ist wiederum durch einen Kathodenwiderstand 18 kathodenverkoppelt. so
daß restliche Unsymmetrien. welche allenfalls im Anodenkreis der Röhre 2 bestehen
können, aufgehoben werden. Eine Überkreuzkopplung mittels zweier Kondensatoren 19
und 20 ermöglicht eine Kompensation der Gitteranodenkapazität der Trioden. Diese
Überkreuzkopplung ist nur deswegen in der Stufe 2 nicht vorgesehen. weil dieselbe
von zwei Kathodenverstärkern gespeist ist, die genügend niederohmig sind, um die
kapazitive Last dort mit durchzusteuern.
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Die genannten regelbaren Kondensatoren 19 und 20 ermöglichen außerdem
über eine Kompensation der Gitteranodenkapazität hinaus eine Uherentzerrung des
Frequenzganges der Stufe, welcher einer induktiven Entzerrung des Anodenkreises
etwa äquivalent ist. Es wird mit dieser Anordnung ein Verbesserungsfaktor von etwa
1,5 erzielt.
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Im Anodenkreis der Röhrenstufe 3 findet eine Vorentzerrung tiefer
Frequenzen und der Gleichstromkomponente für die nachfolgende Teilerkoppiong statt.
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Diese Vorentzerrung wird durch die zusätzlichen Außenwiderstände 21
und 22 erzielt. welche durch einen Kondensator 23 überbrückt sind. Der Kondensator
23, welcher aus zwei symmetrisch gegen Erde angeordneten Kapazitäten bestehend gedacht
werden kann, ist gemäß einer Ausbildung der Erfindung in einem Glied vereinigt,
so daß sich hier auch nur eine einzige wirksame Zeitkonstante für die beiden Anodenkreise
ergeben kann. Der nachfolgende Teiler. bestehend aus einer RC-Kombination 24 und
einem Widerstand 25 hzw. einer zweiten RC-Kombination 26 und einem Widerstand 27,
ist so bemessen, daß er für hohe Frequenzen ein Übertragungsmaß von annähernd »Eins«
liefert. Für tiefe Frequenzen und die Gleich-
stromkomponente steht dagegen ein solches
entsprechend seinem Widerstandsteilerverhältnis zur Verfügung. Die Teilerverhältnisse
und Zeitkonstanten der Voranhebung und des Koppelteilers sind so bemessen, daß eine
Aufhebung des Frequenzganges der beiden hintereinandergeschalteten Glieder erfolgt.
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Die Röhrenstufe 4 an den Abgriffen der Koppelteiler ist als Kathodenverstärker
ausgeführt. Dies ist damit begründet. daß ein Kathodenverstärker verhältnismäßig
leicht so bemessen werden kann daß sich in seinem Aussteuerbereich kein Gitterstromeinsatz
ergibt. welcher den Koppelte.iler unzulässig belasten würde. Hierdurch ist die Übersteuerungsfähigkeit
des Verstärkers an dieser Stelle gewährleistet, was für einen Oszillographenverstärker
nicht unerhehlich ist.
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Die nachfolgende Röhrenstufe 5 ist bereits eine Leistungsstufe, weshalb
je zwei Röhren parallel geschaltet sind. Im Kathodenkreis dieser Röhren heünden
sich zwei getrennte Kathodenwiderstände 28 und 29, welche durch einen Gegenkopplungswiderstand
30, a-förmig überbrückt sind. Dieser Widerstand 30 weist seinerseits eine aus einem
Kondensator 31 und einer Spule32 bestehende Oberbrückung auf welche die Gegenkopplungswirkung
des Widerstandes 30 für hohe Frequenzen aufhel t. Mit Hilfe dieser hohen Anhebung
ist der Frequenzgang des Anodenkreises der Röhren 5 weitmöglichst kompensiert. Die
Außenwiderstände 33, 34 dieser Röhrenstufe sind im Hinblick auf die Eigenschaften
des Verstärkers bezüglich des Aussteuerbereiches bei mittleren Frequenzen relativ
groß bemessen. Da die schädlichen Kapazitäten durch die nachfolgende Kathodenverstärkerstufe
verhältnismäßig klein sind, läßt sich auch hieraus der relativ große Wert der Widerstände
33. 34 rechtfertigen.
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Die nachfolgende Röhrenstufe 6 macht von einer Doppel ausnutzung
Gebrauch. Hier liegt eine tYberkreuzverkoppelung von Anoden und Kathoden dieser
Endstufe vor, welche mittels zweier Kondensatoren 35 und 36 vorgenommen ist. Diese
Schaltungsanordnung knüpft an eine unter dem Namen »Kathodynschaltung« bekannte
Anordnung an, welche sowohl in ihrem Anodenkreis als auch in ihrem Kathodenkreis
gleiche Widerstände aufweist. Unter Voraussetzung der Gleichheit dieser Widerstände
und dem Gegentaktbetrieb mit zwei solchen Schaltungen ergeben sich je zwei zusammengehörige
Äquipotentialpunkte 37 und 38 bzw. 39 und 40. Diese Äquipotentialpunkte für niedrige
Frequenzen können nach Belieben mit Kondensatoren verbunden werden. Die besondere
Wirkung an dieser Stelle beruht darauf, daß in den kapazitiv belasteten Ausgangskreisen
jeweils ein Anodenstrom und ein Kathodenstrom zur Wirkung gelangen, wodurch die
Wirkung dieser Röhre leistungsmäß ig verdoppelt ist. Der Aussteuerbereich bei gegebenen
schädlichen Kapazitäten ist bei dieser Schaltung daher doppelt so groß wie derjenige
eines einfachen Kathodenverstärkers. Gleichzeitig ergibt sich noch eine Verringerung
der differenziellen Ausgangsimpedallz auf den halben Wert, wodurch sich die Grenzfrequenz
ohne Berücksichtigung des Aussteuerbereiches auf das Doppelte erhöht. Dies wiederum
bringt eine weitere Verbesserung der Kompensationswirkung des Kathodenverstärkers
bezüglich seiner Eingangsgitterkathodenkapazität, was größere Außenwiderstände 33
34 der vorausgehenden Stufe zuläßt.
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Bei der in Fig. lb dargestellten Ausführungsform des Y-Verstärkers,
welche in der letzten Röhren stufe nach vorn wirkend von einer Schaltung zur Erzeugung
einer
negative Kapazität Gebrauch macht. arbeitet die erste Röhre des Y-Verstärkers mit
den Eingalngsklemmen 41 42 auf eine kathodenverdoppelte Röhrenstufe 43 welche in
jedem Fall sowohl bei symmetrischer als asymmetrischer Eingangsspannung ein symmetrisches
Ausgangssignal auf die beiden Gegentaktkanäle abgibt. Die Kathodellverkopplung erfolgt
über einen gemeinsamen Kathodenwiderstand 44.
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Der Anodenkreis enthält zwei lTerzögerungselemenge45 und 46. welche
auf eine nachgeschaltete Rölhrenstufe 47 wirken. Die Amplitudenregelung (Verstärkungsregelmig)
erfolgt hier in der zweiten Verstärlçerstufe 47 wieder durch einen Gegenkopplungswiderstand
48 in der bereits vorher beschriebenen Weise. Ebenso ist die Kompensation der Gitteranodenkapazität
durch zwei über Kreuz gekoppelte Kondensatoren 19 und 20 durchgeführt. Desgleichen
die Teilerkopplung mit Vorentzerrung mit Schaltelementen 21 bis 27. Die Röhrenstufe
49 entspricht in ihrer Wirkung genau derjenigen der Röhrenstufe 5 aus Fig. 1 a.
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Trimmerkondensatoren 50 und 51 dienen wiederum der Kompensation der
wegen der großen Außenwiderstände beträchtlichen dynamischen Gitteranodenkapazität,
während Schaltelemente 30 und 31 wiederum die Funktion der frequenzabhängigen Gegenkopplung
ausüben. Eine Röhrenstufe 50 zeigt eine spezielle Schaltung zur Erzeugung einer
negativen Kapazität, welche die schädlichen Kapazitäten in den Anodenkreisen der
Röhrenstufe 49 kompensiert. Diese Röhrenstufe 50 wirkt ausgangsseitig wiederum als
Kathodenverstärker auf die Platten Yp und YN der Oszillographenröhre. Die schädlichen
Kapazitäten dieses Kreises verursachen in den Anodenkreisen dieser Röhren 50 einen
Blindstrom, welcher gleich ist dem Blindstrom du.roh die schädlichen Kapazitäten
der Platten Yp und YN Durch eine weitere Überkreuzungskopplung mittels Kapazitäten
51 und 52 werden diese Blindströme auf die Anodenkreise der Röhren 49 zurückgeführt.
Da diese Blindströme genau der Funktion einer Kapazität gehorchen, wegen der Gegenphasigkeit
der Einkopplung aber entgegengesetzt gerichtet sind. sind diese in der Lage, die
Wirkung einer schädlichen Kapazität in den Anodenkreisen der Röhren 49 exakt zu
kompensieren. Hier setzt lediglich der innere Widerstand des Ausgangs des Kathodenverstärkers
50 eine Grenze, welcher den schädlichen Kapazitäten an den Platten Yp u.nd YN vorgeschaltet
erscheint.
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Hierdurch ist dem Ansteigen des Blindstromes bei hohen Frequenzen
eine Grenze gesetzt. wodurch die Kompensationswirkung der Schaltung auf einen Frequenzbereich
beschränkt ist, der unterhalb der Grenzfrequenz des Ausgangskreises des Kathoden
verstärkers liegt.
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Von besonderer Bedeutung ist bei dieser Schaltung, daß die Anzahl
derjenigen Stufen, in welchen ein Gleichstrompotentialsprung überwunden werden mu.ß
reduziert werden kann, da die Einzelverstärkung einer Stufe, z. B. der Stufe 49,
höhere Werte erreicht. Dies ist insbesondere bei der Schaltungsanordnung nach Fig.
1 b mittels der Stufe 50 der Fall, weil hier durch die Kompensation der schädlichen
Kapazitäten im Anodenkreis der Röhren 49 beträchtlich größere Außenwiderstände als
bisher Anwendung finden können.
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Desgleichen wird die Wirkung der Kompensation der Gitteranodeukapazität
der Röhren 49 durch die Kondensatoren 51 und 52 weiter verbessert, weil die
Grenzfrequenz
im Anodenkreis der Röhren 49 entsprechend hoclh ausfällt und damit die Kompensation
nahezu phasenrein erfolgen kann.
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Der Elektronenschalter gliedert sich gemäß den Fig. la und lb in
Röhrenstufen 7, 8, 9 und 10. Die eigentliche Schalterröhre des Elektronenschalters
ist die Röhre 8, ein doppelter Kathodenverstärker mit gemeinsamem Ausgang und gemeinsamem
I<:athodenwiderstand 60. Dieser Kathodenverstärker wird durch eine Steuerspannung
13 welche über die Röhre 7 nochmals geradlinig gemacht wird. wechselseitig gesteuert,
so daß abwechselnd Röhrensystem 8 1 oder 8 II leitend gemacht wird. Sofern die Dachspannungen
der beiden Steuersignale an den Gittern 8 I und, 8II gleich sind, pendeln die beiden
Röhrensysteme um einen Balancepunkt, so daß sich in jedem Falle nach dem Umschalten
wieder die gleiche Kathodenspannung an der IÇathode der Röhre 8 einstellt. Die positiven
Dachlinien der beiden Schalterspannungen lassen sich hierbei durch Regler 61 und
62 einzeln verschieben, so daß sich zwei voneinander getrennte, übereinanderliegende
Nullinien abbilden lassen. Die Eingangsspannung gelangt über zwei Röhren 10 auf
die Gitter einer Doppeitriode 9 welche über zwei Widerstands-Kondensator-Kombinationen
63 und 64 auf die Gitter der Doppeltriode 8 wirken. An diesen beiden Gittern erfolgt
daher eine Übereinanderlagerung der Schaltspannung mit den Eingangssignalen, wobei
abwechselnd das Eingangssignal von 8 I und von 8 II auf den Ausgang 65 des Elektronenschalters
gelangt. An diesem Ausgang 65 ist. um an die Eingangsfiempfindlichkeit des Y-Verstärkers
anzupassen. ein Teiler 69 vorgesehen, dessen Ausgangsspannung auf die eine Eingangsklemme
42 des Y-Verstärkers wirkt. Durch die unvermeidlichen Kapazitäten zwischen den Gittern
und den Kathoden der Röhre 8 ergibt sich ein Übersprechen, welches durch ein zweites
Zeitkonstantenglied 65, 66 nachgebildet wird.
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Die so gewonnene Übersprechspannung wird zur Kompensation auf die
andere Eingangsklemme 41 des Y-Verstärkers geschaltet. dessen Differentialwirkung
die Störung im Anodenkreis der Röhren 43 verschwinden läßt.
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Um vom Elektronenschalterbetrieb auf Differentialverstärkerhetrieb
oder umgekehrt überzugehen, wird ein Umschalter 67 betätigt, welcher auch für die
Eichspannung mit einem System 68 eine entsprechende Umschaltung vornimmt, die für
den Elektronenschalter durch den Teiler 69 notwendig wird.
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Die Spannungseichung, welche nur in Fig. 1 a dargestellt ist, erfolgt
durch ein Voltmeter 70 mit einem Regelwiderstand 71 welcher wahlweise eine gegen
Null positive oder negative Eichspannung abgeben kann. Das Voltmeter 70 weist dementsprechend
einen Nullpunkt in Mittellage auf. Die Eichspannung kann mittels eines Anschlusses
am Y-Teiler II (Ziffer 11) an den Y-Eingang II (hinter den Teiler) an Stelle eines
zweiten Eingangssignals angeschaltet werden.
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Diese Art der Spannungseichung während des Betriehes bezieht sich
daher nur auf Einkanalhetrieb sowohl beim Differentialverstärker als auch heim Elektronenschalter.
Bei Verwendung des Differentialverstärkers drückt sich diese variable Eichspannung
in einer 1-Lage-Verschiebung des gesamten Bildes aus. wobei die Verschiebespannung
am Voltmeter ablesbar ist. Bei der Ablesung ist das gewählte Teilerverhältnis zu
beachten. um um größenordnungsmäßige Fehlablesungen zu vermeiden.
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Bei Verwendung des Elektronenschalters entsteht eine zweite Niveaulinie
in dem Bild, die ebenfalls in
ihrer Lage verschoben werden kann.
während das eigentliche zu untersuchende Bild in seiner Lage feststeht. Das Spannungsniveau
dieser Niveaulinie ist ebenfalls an dem Voltmeter 70, welches neben der Kathodenstrahlröhre
auf der Frontplatte des Gerätes angeordnet ist, ablesbar. In jedem Fall ha.t diese
Art der Spannungseichung den Vorteil, daß einer der beiden Eingangskanäle für den
eigentlichen Meßvorgang bei Spannungsmessung freigehalten wird, so daß für die Eichung
eine Ahschaltung des Rildes nicht erforderlich ist. Da es sich um eine Art Kompensationsverfahren
handelt, hängt die Meßgenauigkeit pralstisch nur von der Genauigkeit des Voltmeters
ab, eventuell von der Strichstärke der Kathodenstrahlröhre. nicht aber von irgendwelchen
Unlinearitäten und \ erstärkungsschwankungen im Y-Verstärker.
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Das Verfahren ist daher nicht nur besonders praktisch und einfach
im Betrieb, sondern auch wesentlich genauer.
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Der in Fig. 2 dargestellte Steuerteil zum Elektronenschalter besteht.
aus Röhren 80, 81 und 82. Die Eingangsklemme H ist mit der Hellsteuerleitung der
Zeitahlenkeinheit verbunden und liefert eine rechteckförmige Steuerspannung mit
der Dauer des Kippverlaufs. Diese Spannung wird durch die Röhre80 verstärkt und
begrenzt und steuert einen Flip-Flop 81.
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Die Schaltungsanordnung ist hierbei so getroffen, daß die Flip-Flop-Schaltung
81 mit der Rückflanke der Zeitablenkung (zu Beginn des Kipprücklaufs) umgesteuert
wird. Die Flip-Flop-Schaltung 81 läuft daher kippsynchron, teilt die Kippfrequenz
binär und schaltet im verdunkelten Kipprücklauf um. Die Schaltzeit der Flip-Flop-Schaltung
und des Elektronenschalters ist daher nicht kritisch da hierfür mehrere Fs zur Verfügung
stehen. Der Augenblick der Umschaltung ist zwangläufig mit dem Kipprücklauf auf
dem Bildschirm verdunkelt. Hierdurch kann die im Bild störende Umschaltung so ausgetastet
werden, daß sich optisch für den Betrachter die Funktion eines echten Zweistrahl-Oszillographen
ergibt.
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Die Röhre 82 hat die Aufgabe. die von der Flip-Flop-Schaltung 81
gelieferte rechteckähnliche Spannung in eine exakt rechteckförmige umzusetzen.
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Eventuell verbleibende restliche Störungen auf dem Steuersignal 13
(Schaltspannung) werden in der Röhre 7 (Fig. la. 1 b) beseitigt. Diese besondere
Sorgfalt in der Säuberung der Schaltspannung von Störungen ist notwendig. weil sie
mit ihrer positiven Dachlinie die Nullinie für die Y-Ablenkung bildet und jede Störung
der Schaltspannung im Bild erscheinen würde.
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Es sei noch darauf hingewiesen. daß zwischen den Röhren 81. 82 reine
Gleichstromkopplung besteht. was die Geradlinigkeit der Nullinie auch bei tiefen
Frequenzen gewährleistet. Desgleichen besteht Gleichstroinkopplung von den Eingängen
11 und 12 über die Y-Teiler bis zum Ausgang des Elektronenschalters.
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Durch die ausschließliche Anwendung von Kathodenverslärliern im Schal
terzweig ergibt sich außerdem kein erheblicher Potentialsprung zwischen Eingang
und Ausgang des El ektronenschalters, welcher sonst durch besondere Maßnahmen (Teilerkopplung,
Glimmlampenteiler, Röhrenkopplung usw.) überwunden werden müßte. Aus diesem Grunde
kann auch der Ausgang des Elektronenschalters direkt an den Y-Eingang angeschlossen
werden. Die Vorteile, den Elektronenschalter dem Y-Eingang vorzuschalten, und der
Weg, dies zu ermöglichen, sind damit erläutert.
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Zusammenfassend soll nochmals erwähnt werden, worin die Hauptvorteile
eines Gerätes nach der Erfindung gegenüber bisher bekannten liegen:
1. Differentialverstärker
wurden bisher hauptsächlich im Niederfrequenzgebiet verwendet, um störende Einflüsse
durch Symmetrie des Einganges ausgleichen zu können. Als Störungen kamen hierbei
vor allem Netzbrummen oder ähnliche Erscheinungen in Betracht. Vorliegender Differentialverstärker
mit seiner hohen Bandbreite ist vorwiegend als Differenzspannungsmeßverstärker gedacht,
beispielsweise um den Spannungsabfall an einem einseitig nicht an Masse liegenden
Objekt zu messen.
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Mit Vorteil ergibt sich die Anwendung beispielsweise an einer Flip-Flop-Schaltung,
an welcher Spannungsdifferenzen zwischen Gittern und Kathoden, Gittern und Anoden
usw. gemessen werden sollen. Desgleichen können in Netzwerken Spannungen »erdfrei«
gemessen werden.
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2. Die wahlweise Kombination des Elektronenschalters mit dem B reitbaiidverstärker
ermöglicht entweder die Untersuchung von zwei getrennten Vorgängen über den Elektronenschalter
oder aber die Differenzspannungsmessung zwischen zwei hochliegenden Punkten mit
dem Differentialverstärker.
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In beiden Fällen wird durch die neuartige Spannungseichung bei Verwendung
nur eines Kanals eine erhehliche Vereinfachung der Spannungsmessung im Oszillogramm
erreicht. Dies um so mehr. als sie ohne Unterbrechung des Meßvorganges vor sich
gehen kann. Da sowohl über den El ektronenschalter als auch ülser den Differentialverstärker
Gleicbstromkopplung vorgesehen ist, erreicht der Oszillograph dabei die Genauigkeit
eines guten Röhrenvoltmeters. Die Genauigkeit kann dabei durch Teilvergrößerung
in der Y-Achse noch gesteigert werden.
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3. Die Anwendung einer Schaltung zur Erzeugung einer negativen Kapazität
im Y-Verstärker verringert den Röhrenaufwand für eine gegebene Randbreite erheblich.
so daß hier eine besonders günstige Lösung erreicht ist.
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4. Die Ausgestaltung des Elektronenschalters ausschließlich mit Kathodenverstärkern
vermeidet einen großen Potentialsprung zwischen Eingang und Ausgang des Elektronenschalters
so daß diesei- unmittelbar auf den Eingang des Differentialverstärkers wirken kann.
Besonders wichtig ist hierbei daß die Kathodenverstärker niedrige Ausgangswiderstände
aufweisen und daher an dieser Stelle kein nennenswerter Frequenzgang entsteht, so
daß der Frequenzgang unter Verwendung des Elektronen schalters nahezu dem des nachgeschalteten
Y-Verstärkers entspricht.