DE1120586B

DE1120586B - Circuit arrangement for controlling the electronic measuring signal switch of a cathode ray oscillograph

Info

Publication number: DE1120586B
Application number: DEK37561A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Wolf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1959-04-23
Filing date: 1959-04-23
Publication date: 1961-12-28

Description

Schaltungsanordnung zum Steuern des elektronischen Meßsignalumschalters eines Kathodenstrahl-Oszillographen Zum Abbilden von zwei Vorgängen werden in Kathodenstrahl-Oszillographen häufig elektronische Umschalter benutzt. Diese gestatten es, mit nur einer Einstrahl-Kathodenstrahlröhre zwei getrennte Vorgänge auf dem Bildschirm darzustellen, sofern diese periodisch verlaufen. Die Umschaltfrequenz für den elektronischen Schalter wurde in bekannten Anordnungen zunächst beliebig gewählt, so daß sowohl die sogenannte Umschaltstörung als auch der Übergang von einem Teilbild auf das andere auf dem Bildschirm sichtbar wurde. Circuit arrangement for controlling the electronic measuring signal switch of a cathode ray oscilloscope To map two processes, cathode ray oscilloscopes often electronic switches are used. These make it possible to use only one single-beam cathode ray tube show two separate processes on the screen, provided they are periodic get lost. The switching frequency for the electronic switch has been known in Arrangements initially chosen arbitrarily, so that both the so-called switching fault as well as the transition from one partial image to the other is visible on the screen became.

Bei solchermaßen gearteter Umschaltung ergeben sich Hintergrundschleier auf dem Bildschirm, sofern die Umschaltfrequenz in keinem ganzzahligen Verhältnis zur Folgefrequenz der abzubildenden Signale steht. With this type of switchover, background fog results on the screen, provided the switching frequency is not an integer ratio is related to the repetition frequency of the signals to be mapped.

Um eine derartige Störung der Aufzeichnungen zu vermeiden, hat man versucht, die Umschaltung kippsynchron im Rücklauf auszuführen, so daß die Umschaltflanke und die Umschaltstörung grundsätzlich verdunkelt sind. Dies ist insbesondere bei dem bekannten Tektronix-Oszillographen mit dem Einschub 53/54 c angewendet. In order to avoid such disturbance of the recordings, one has tries to carry out the switch-over synchronously in the reverse direction, so that the switch-over edge and the switchover fault are generally obscured. This is particularly the case the well-known Tektronix oscilloscope with the insert 53/54 c.

Sollen jedoch langsam verlaufende Vorgänge sichtbar gemacht werden, dann wird bei kippsynchroner Umschaltung im Rücklauf die Umschaltfrequenz sehr niedrig. Es ergibt sich ein Bildflimmern, das bei sehr niedrigen Umschaltfrequenzen in eine zeitlich voneinander getrennte wechselnde Darstellung der beiden Teilbilder ausartet. However, if slow processes are to be made visible, then with tilt-synchronous switchover in the reverse, the switchover frequency is very low. The result is an image flickering, which at very low switching frequencies into a Alternating representation of the two partial images that are temporally separated from one another.

Dieser Nachteil kann unter Umständen mit Nachleuchtröhren gemildert werden. This disadvantage can be alleviated under certain circumstances with fluorescent tubes will.

Für die Aufzeichnung derartiger langsamer Vorgänge erscheint es aber zweckmäßig, das Prinzip der Umschaltung der Elektronenschalterkanäle im Kipprücklauf zu verlassen und eine höhere Umschalter frequenz zu wählen. Um die erwähnten Nachteile, nämlich das Sichtbarwerden von Umschaltflanke und die Umschaltstörung bzw. die Hintergrundschleier zu vermeiden, wird eine Verdunkelung des Bildschirmes im Umschaltaugenblick angestrebt. For the recording of such slow processes, however, it appears expedient, the principle of switching the electron switch channels in the tilt return to leave and select a higher switch frequency. To the disadvantages mentioned, namely the becoming visible of the switching edge and the switching fault or the background fog To avoid this, the aim is to darken the screen at the moment of switching.

Zeitmarkengeneratoren und elektronische Umschalter sind bei Kathodenstrahl-Oszillographen an sich bekannt. Es ist bisher aber keine Anordnung bekanntgeworden, bei der ein Zeitmarkengenerator den elektronischen Umschalter direkt so steuert, daß die Zeitmarkenfrequenz unmittelbar den Umschaltrhythmus bestimmt. Der Vorteil gerade dieser Anordnung ist den daß ein zusätzlicher Generator zum Erzeugen der Umschaltfrequenz und der Dunkelsteuerung eingespart wird und daß gleichzeitig automatisch auf dem Bildschirm feststehende Zeitmarken, bis zu extrem langsamen Vorgängen, abgebildet werden können. Da die Zeitmarkenfrequenz mit der Zeitablenkspannung phasensynchronisiert ist, ergeben sich keine Störungen durch ungeradzahlige Vielfache zwischen der Frequenz des abzubildenden Vorganges und der Umschaltfrequenz des Elektronenschalters. Timestamp generators and electronic switches are with cathode ray oscilloscopes known per se. So far, however, no arrangement has become known in which a Timestamp generator controls the electronic switch directly so that the timestamp frequency directly determines the switching rhythm. The advantage of this arrangement is precisely that an additional generator to generate the switching frequency and the dark control is saved and that at the same time automatically fixed on the screen Time stamps, up to extreme slow processes can be mapped. Since the timestamp frequency is phase synchronized with the timing voltage, there is no interference by odd multiples between the frequency of the process to be mapped and the switching frequency of the electron switch.

Die Nachteile der bekannten Anordnungen werden bei einer Schaltungsanordnung zum Steuern des elektronischen Meßsignalumschalters eines Kathodenstrahl-Oszillographen, dessen Zeitmarkengenerator durch die Spannung des Oszillographen-Zeitablenkgenerators synchronisiert ist, dadurch vermieden, daß gemäß der Erfindung als Zeitmarkengenerator ein zueinander gegenphasige Ausgangsspannungen liefernder Monovibrator dient, dessen eine, schmale positive Impulse aufweisende Ausgangsspannung die Kathodenstrahlröhre dunkel tastet und dessen andere Ausgangsspannung in an sich bekannter Weise nach binärer Frequenzteilung mit Hilfe eines Bivibrators den elektronischen Umschalter steuert. Die Frequenz der Zeitmarken bestimmt hierbei die Umschaltfrequenz des Elektronenschalters, wobei gleichzeitig die dunkel getasteten Abschnitte der Zeitmarken zur Verdunkelung der Umschaltflanken und Umschaltstörungen ausgenutzt werden. Die Umschaltfrequenz kann in diesem Falle durch Einstellung einer bestimmten Normalfrequenz für den Zeitmarkengenerator frei gewählt werden. The disadvantages of the known arrangements are in a circuit arrangement for controlling the electronic measuring signal switch of a cathode ray oscilloscope, its time mark generator by the voltage of the oscilloscope time deflection generator is synchronized, thereby avoided that according to the invention as a time stamp generator a monovibrator which supplies output voltages in opposite phase to one another is used an output voltage having narrow positive pulses the cathode ray tube dark and its other output voltage after in a known manner binary frequency division with the help of a bivibrator the electronic switch controls. The frequency of the time stamps determines the switching frequency of the electron switch, at the same time, the darkly keyed sections of the time stamps for darkening the switching edges and switching faults are exploited. The switching frequency can in this case by setting a certain normal frequency for the time stamp generator can be freely chosen.

Die schaltungstechnische Ausführung ist in vielerlei Varianten möglich. Vorzugsweise eignen sich zur Triggerung des elektronischen Umschalters solche Zeitmarkengeneratoren nach dem Bivibratorprinzip, deren Tastverhältnis etwa so eingestellt wird, daß die Zeitmarken eine Aufhellung von 90 01o und eine Verdunkelung von etwa 10 °/e aufweisen. Wichtig ist jedenfalls, daß der verdunkelte Abschnitt nicht zu groß gewählt wird, um möglichst wenig von dem abzubildenden Vorgang fortzulassen. The circuit design is possible in many variants. Preferably are suitable for Triggering of the electronic switch such timestamp generators based on the bivibrator principle, their pulse duty factor approximately is set in such a way that the time stamps are brightened by 90 01o and darkened of about 10 ° / e. In any case, it is important that the darkened section is not chosen too large in order to leave out as little as possible of the process to be mapped.

Der Zeitmarkengenerator bewirkt in diesem Falle 1. die Dunkelsteuerung des Kathodenstrahls während der elektronischen Umschaltung und 2. die Triggerung eines Flip-Flops, der für die Umsteuerung der Elektronenschalterkanäle direkt veranwortlich ist. In this case, the time stamp generator causes 1. the blanking of the cathode ray during the electronic switching and 2. the triggering a flip-flop, which is directly responsible for reversing the electron switch channels is.

Der Vorteil der Anordnung ist insbesondere in der beliebig wählbaren Umschaltfrequenz zu sehen, die gleichzeitig als Zeitmarke einer Normalfrequenz im Bild erscheint. The advantage of the arrangement is in particular that it can be freely selected Switching frequency can be seen, which at the same time serves as a time stamp of a normal frequency in the Image appears.

Eines der möglichen Ausführungsbeispiele zeigt Fig. 1. Eine Röhre 1 arbeitet als Zeitmarkengenerator nach dem Monovibratorprinzip. Die eine Ausgangsspannung dieser Röhre ist mit der Kurvenform 4 auf die KathodeS einer Kathodenstrahlröhre3 geleitet. One of the possible exemplary embodiments is shown in FIG. 1. A tube 1 works as a time stamp generator based on the monovibrator principle. The one output voltage This tube is with the curve shape 4 on the cathodeS of a cathode ray tube3 directed.

Dort bewirken positive Signale eine Verdunkelung des Bildschirmes, negative dagegen eine Aufhellung.There positive signals cause the screen to be darkened, negative, on the other hand, a brightening.

Dasselbe Zeitmarkensignal, jedoch mit der invertierten Polarität 6, wird auf einen auch als Flip-Flop bezeichneten Bivibrator mit der Röhre 7 geleitet, der die Zeitmarkenfrequenz binär teilt. Bei jeder negativen Flanke des Signals 6 erhält der Flip-Flop ein negatives Triggersignal 8, das jeweils einen Umschlag des Flip-Flops in positiver oder negativer Richtung bewirkt. Im Augenblick des Umschlags des Flip-Flops ist die Kathodenstrahlröhre 3 durch das Signal 4 verdunkelt. Aus dem Flip-Flop sind zwei zueinander symmetrische Ausgangsspannungen 9 und 10 gewonnen, die nach Begrenzung durch nicht dargestellte Mittel (Säuberung der Decklinien) unmittelbar zur Steuerung eines ebenfalls nicht dargestellten elektronischen Umschalters verwendet werden. Die Umschaltfrequenz des elektronischen Schalters wird auch in diesem Falle vom Zeitmarkengenerator indirekt synchronisiert, nämlich dadurch, daß eine Synchronisierung des Zeitmarkengenerators vom Zeitablenkteil her besteht. The same timestamp signal but with the polarity inverted 6, is fed to a bivibrator, also known as a flip-flop, with the tube 7, which binary divides the timestamp frequency. With every negative edge of signal 6 the flip-flop receives a negative trigger signal 8, each of which is an envelope of the Causes flip-flops in positive or negative direction. At the moment of the transfer of the flip-flop, the cathode ray tube 3 is darkened by the signal 4. the end two symmetrical output voltages 9 and 10 are obtained from the flip-flop, which immediately after delimitation by means not shown (cleaning of the cover lines) used to control an electronic switch, also not shown will. The switching frequency of the electronic switch is also in this case indirectly synchronized by the time stamp generator, namely by the fact that a synchronization of the timestamp generator consists of the timing part.

Im einzelnen läuft dieser Vorgang so ab, daß der von dem Monovibrator (Röhre 1) ausgekoppelte Impuls 6 durch einen Kondensator 11 und einen Widerstand 12 differenziert wird, wobei durch eine Diode 13 unerwünschte positive Spitzen abgeschnitten werden. An der Auskopplung über einen Kondensator 15 stehen daher negative Impulse zur Verfügung, die mit der negativen Flanke der Monovibratorspannung 4 zeitlich zusammenfallen. Die positiven Flanken dieser Monovibratorspannung werden hierbei durch die Diode 13 unterdrückt und bleiben unwirksam. Ein Widerstand 14 dient zusammen mit dem Kondensator 15 zur Einkoppelung der negativen Triggerimpulse 8 in den Flip-Flop mit der Röhre 7. In detail, this process takes place in such a way that that of the monovibrator (Tube 1) decoupled pulse 6 through a capacitor 11 and a resistor 12 is differentiated, with unwanted positive peaks being cut off by a diode 13 will. There are therefore negative pulses at the coupling out via a capacitor 15 available, the time with the negative edge of the monovibrator voltage 4 coincide. The positive edges of this monovibrator voltage are here suppressed by the diode 13 and remain ineffective. A resistor 14 serves together with the capacitor 15 for coupling the negative trigger pulses 8 into the flip-flop with the tube 7.

Werden periodische Vorgänge abgebildet, so sind zweierlei Zustände möglich, wie dies die Fig. 2 a und 2 b im unteren Teil zeigen: 1. Geradzahlige Verhältnisse (Fig. 2 a): Die abzubildenden Teilabschnitte, die durch die Umschaltfrequenz des Elektronenschalters zerhackt werden, werden übereinander geschrieben. Das Oszillogramm setzt sich dann bei entsprechender Dehnung so zusammen, daß der abzubildende Vorgang durch gleich große dunkle und helle Abschnitte gekennzeichnet ist. If periodic processes are mapped, then there are two kinds of states possible, as shown in FIGS. 2a and 2b in the lower part: 1. Even-numbered ratios (Fig. 2 a): The subsections to be mapped, which are determined by the switching frequency of the Electron switches are chopped up are written on top of each other. The oscillogram is then put together with appropriate stretching that the process to be mapped is characterized by dark and light sections of equal size.

2. Ungeradzahlige Verhältnisse (Fig. 2b): Beim nächstfolgenden Zeitablenkvorgang werden die hellen Abschnitte versetzt in die vorher bestehenden dunklen Lücken eingeschrieben. Man erhält ein Bild mit nur ganz kurzzeitig dunkel getasteten Punkten, die lediglich während der Umschaltzeit auftreten. 2. Odd-numbered ratios (Fig. 2b): During the next time deflection process the light sections are written offset into the previously existing dark gaps. An image is obtained with points that are only briefly darkened, which are only occur during the switchover time.

Die in Fig. 2 a und 2 b eingezeichneten Pfeile zeigen die Richtung der Kanalumschaltung an. Mit etwas mehr Aufwand, der zu einem extremen Tastverhältnis führen würde, läßt sich hier sogar ein nahezu unzerstückeltes Bild (Fig. 2b) darstellen. The arrows drawn in FIGS. 2a and 2b show the direction the channel switching on. With a little more effort that results in an extreme duty cycle would even lead to an almost unsupported picture (Fig. 2b).

Die Fig. 2 a und 2b zeigen im oberen Teil außerdem die Impulsdiagramme des Zeitablenk- und Elektronenschalterteils. Dabei ist 9 die Ausgangsspannung des Steuer-Flip-Flops, 4 die Zeitmarkenspannung, H die Hellsteuerspannung am Wehnelt-Zylinder und Steuerspannung zur Synchronisierung des Zeitmarkengenerators, x die Zeitablenkspannung an den X-Platten. 2a and 2b also show the timing diagrams in the upper part of the timing and electron switch part. Where 9 is the output voltage of the Control flip-flops, 4 the time mark voltage, H the light control voltage on the Wehnelt cylinder and control voltage for synchronizing the time stamp generator, x the timing voltage on the X plates.

Claims

Claim: Circuit arrangement for controlling the electronic Measuring signal switch of a cathode ray oscilloscope, its time mark generator is synchronized by the voltage of the oscilloscope timing generator, thereby characterized in that an output voltage in phase opposition to one another is used as a time mark generator supplying monovibrator is used, one of which, having narrow positive pulses Output voltage the cathode ray tube is dark and its other output voltage in a manner known per se after binary frequency division with the aid of a bivibrator controls the electronic switch.

Documents considered: German Auslegeschrift No. 1,039,130; U.S. Patent No. 2,547,289; Richter, Heinz, "Auxiliary book for cathode ray oscillography", 3rd edition, Franzis-Verlag, Munich, 1958, pp. 58 and 59; C z e ch, J., "The electron beam oscillograph", Verlag für Radio-Foto-Kinotechnik G. m. B. H., Berlin-Borsigwalde, 1955, p. 183; ("Electronics", 9 [1960]; No. 5, pp. 145 and 146; No. 6, pp. 183 to 185).