DE1262443B

DE1262443B - Multiple electron switches

Info

Publication number: DE1262443B
Application number: DE1960F0032037
Authority: DE
Inventors: Hans-Dieter Schneider
Original assignee: Fernseh GmbH
Current assignee: Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Priority date: 1960-09-03
Filing date: 1960-09-03
Publication date: 1968-03-07

Description

Mehrfach-Elektronenschalter Die Erfindung bezieht sich auf einen Mehrfach-Elektronenschalter mit einer Anzahl von Elektronenstrecken, die nacheinander in zyklischer Reihenfolge vom nichtleitenden in den leitenden Zustand gesteuert werden, wobei jeweils immer nur ein Schalter geschlossen (leitend) ist, und zwar, um mehrere elektrische Signale scheinbar gleichzeitig auf dem Schirm eines Elektronenstrahl-Oszillographen darzustellen. Besondere Bedeutung hat diese Aufgabe in der Farbfernsehtechnik zu vergleichenden Messungen der drei Farbsignale.Multiple Electron Switch The invention relates to a multiple electron switch with a number of electron paths that follow one another in cyclic order can be controlled from the non-conductive to the conductive state, always always only one switch is closed (conductive), and that to several electrical signals apparently simultaneously on the screen of an electron beam oscilloscope. This task is of particular importance in color television technology Measurements of the three color signals.

Für die Steuerung elektronischer Schalter werden Signale benötigt, die aus Rechteckimpulsen bestehen. Deren Folgefrequenz soll in einem festen Verhältnis zur Wiederholungsfrequenz der zu messenden Signale stehen, damit am Oszillographen ein ruhendes Bild erhalten wird. In der Fernsehmeßtechnik werden daher die Steuersignale aus den Synchronisierimpulsen abgeleitet.Signals are required to control electronic switches which consist of square pulses. Their repetition frequency should be in a fixed ratio stand for the repetition frequency of the signals to be measured, so on the oscilloscope a still image is obtained. In television measurement technology, the control signals derived from the synchronization pulses.

Zur Erzeugung der Steuerimpulse ist es bekannt, einen Multivibrator mit drei Elektronenstrecken zu verwenden, dessen Schaltzustand durch gemeinsam an die Steuerelektroden der Elektronenstrecken des Multivibrators angelegte Impulse in zyklischer Reihenfolge geändert wird.A multivibrator is known to generate the control pulses to use with three electron paths, its switching state by jointly on pulses applied to the control electrodes of the electron paths of the multivibrator is changed in cyclical order.

Die von den Impulsen gesteuerten Schalter sind in einer bekannten Schaltung (französische Patentschrift 839 942) als Mehrgitterröhren ausgebildet, deren ersten Steuergittern die darzustellenden Signalspannungen und deren zweiten Steuergittern die Steuerimpulse zugeführt werden. Zur Erzielung einer bildlich getrennten Darstellung der Signalspannungen auf übereinanderliegenden Zeilen sind hier den Schirmgittern der Röhren entsprechende Gleichspannungspotentiale zugeführt. Durch Verändern dieser Potentiale kann für jeden Meßkanal somit die Nulllinie eingestellt werden.The switches controlled by the pulses are of a known type Circuit (French patent 839 942) designed as multi-grid tubes, whose first control grids the signal voltages to be displayed and their second Control grids are fed the control pulses. To achieve a visually separated Representation of the signal voltages on superimposed lines are here the Corresponding DC voltage potentials are supplied to the screen grids of the tubes. By Changing these potentials can thus set the zero line for each measuring channel will.

Es ist an anderer Stelle (deutsches Patent 1089 886) auch bereits eine Schaltungsanordnung zum periodischen aufeinanderfolgenden Anschließen eines Oszillographen an Signalspannungsquellen zur Vielfachanzeige mit Schaltröhren oder dergleichen elektronischen Schaltmitteln vorgeschlagen, durch die der Eingang eines Verstärkers für den Oszillographen mit jeder Signalspannungsquelle verbunden wird, und mit einer Vielfachzählröhre, z. B. Kaltkathodenzählröhre, Strahlschaltröhre od. dgl., deren Hauptkathoden die Steuerimpulse für die Schaltröhren liefern, während eine an der bzw. den Hilfskathoden der Schaltröhre liegende, z. B. durch einen Multivibrator erzeugte Steuerspannung die Umschaltfrequenz bestimmt, bei welcher zur Anschaltung der einzelnen Signalspannuigsquellen an den Eingang des Oszillographenverstäkers Pentoden mit gemeinsamem Arbeitswiderstaxi vorgesehen sind und die Steuergitter der Pentodu jeweils über eine Impulsformerstufe die Schaltimplse von den Hauptkathoden der Vielfachzählröhe erhalten, während die anzuzeigenden Signale aufdem Wege der Kathodenkopplung den Schaltröten zugeführt sind, und an einem zweiten Gitter der. Schaltröhren Verschiebspannungen liegen, mit dein für jeden Meßkanal die Nullinie einstellbar ist, ]ei dieser Schaltungsanordnung haben die Kathodewiderstände der Zählröhren die gleiche Größe, uni die Einstellung der Nullinie für die Darstellung deaeinzelnen Signale erfolgt durch verschieden hohe Sclrmgitterspannungen der als Schalter dienenden Petoden. Die Schaltimpulse werden den Steuergitter der Pentoden über Impulsformer zugeführt, um diechaltimpulse auf ein konstantes Spannungsniveau zu egrenzen, dem die Meßsignale überlagert werden.It is already in another place (German patent 1089 886) a circuit arrangement for periodic successive connection of a Oscillographs on signal voltage sources for multiple display with switching tubes or like electronic switching means proposed through which the input of a Amplifier for the oscilloscope is connected to each signal voltage source, and with a multiple counting tube, e.g. B. cold cathode counter tube, beam switch tube Od. Like. The main cathodes of which supply the control pulses for the interrupters, while one lying on the or the auxiliary cathode of the interrupter, z. B. by a multivibrator The control voltage generated determines the switching frequency at which to connect of the individual signal voltage sources to the input of the oscilloscope amplifier Pentodes with a common work resistance taxi are provided and the control grid the pentodu receives the switching pulses from the main cathodes via a pulse shaper stage of the multiple count, while the signals to be displayed on the way of the Cathode coupling are fed to the switching reeds, and on a second grid of the. Interrupter displacement voltages lie, with the zero line for each measuring channel is adjustable,] ei of this circuit arrangement have the cathode resistances of the Counting tubes the same size, uni the setting of the zero line for the display The individual signals are generated by the noise grid voltages of the as Switch serving petodes. The switching pulses become the control grid of the pentodes fed via pulse shaper to keep the switching pulses at a constant voltage level to limit on which the measurement signals are superimposed.

'.er erfindungsgemäße, im einzelnen durch den Pantanspruch 1 angegebene Mehrfach-Elektronenscllter weist gegenüber dem bekannten den Vorteil au] daß durch die verschiedene Amplitude der Sclltimpulse bei den einzelnen Schaltröhren gleichzeig mit deren Öffnung die Verschiebung des Ruhepontials im Ausgang des Elektronenschalters bewiit wird und dadurch die scheinbar gleichzeitig am Sclrm des Kathodenstrahls aufgezeichneten Signale gemeinander verschoben sind, so daß sie unabhängigvoneinander beobachtet werden können, wobei abi gleichzeitig gewährleistet ist, daß die Sperrspannu; und die Verstärkung aller Schaltröhren ungeänzrt bleibt. Schließlich ist im Gegensatz zu der vorgeschlagenen Schaltungsanordnung eine Formierung der Schaltimpulse nicht erforderlich, und es entfällt daher der Aufwand für die mehrfach benötigten Impulsformer.'.er according to the invention, specified in detail by claim 1 Multiple electron shifter has the advantage over the known one that by the different amplitudes of the alarm pulses in the individual switching tubes at the same time with the opening of which the displacement of the rest potential in the exit of the electron switch and thereby the apparently simultaneously on the noise of the cathode ray recorded signals are shifted from one another so that they are independent of one another can be observed, with abi at the same time ensuring that the blocking voltage; and the reinforcement of all interrupters remains unaffected. In the end is, in contrast to the proposed circuit arrangement, a formation of the Switching impulses are not required, and there is therefore no need for the multiple required pulse shaper.

Die Erfindung soll nunmehr mit Hilfe der als Ausführungsbeispiele dargestellten Figuren näher erläutert werden.The invention is now to be carried out with the aid of the exemplary embodiments Figures shown are explained in more detail.

F i g. 1 zeigt einen Dreifach-Elektronenschalter, wie er z. B. in der Farbfernsehtechnik zur scheinbar gleichzeitigen Beobachtung von drei Farbsignalen mittels eines Elektronenstrahl-Oszillographen mit Vorteil Anwendung finden kann; F i g. 2 ist ein Zeitdiagramm der Schaltimpulse, die von der Zählröhre in der Anordnung nach F i g.1 geliefert werden.F i g. 1 shows a triple electron switch as it is e.g. Am color television technology for the apparently simultaneous observation of three color signals can be used with advantage by means of an electron beam oscilloscope; F i g. Figure 2 is a timing diagram of the switching pulses emitted by the counter tube in the assembly can be delivered according to Fig. 1.

In F i g. 1 werden als Schaltröhren Mehrgitterröhren 10, 20, 30 in Form von Heptoden, z. B. vom Typ E 91 H, verwendet. Dem ersten Gitter jeder der drei Röhren werden von den Anschlüssen 11, 21,31 die zu schaltenden Signalspannungen zugeführt. Je ein Gitterableitwiderstand 12, 22, 32 hält die Gitervorspannung auf Kathodenpotential. Das zweite ind vierte Gitter jeder Schaltröhre ist miteinander erbunden und erhält eine positive Spannung von z B. 125V über die Anschlüsse 18, 28, 38. Das ditte Gitter jeder Röhre erhält über einen Spannungsteler, z. B. bei der ersten Röhre 10 mit den Widerständen 13, 14, 15, 16 vom Anschluß 17 eine so hohe negative Vorspannung, daß die Röhren bei Abwesemeit eines Schaltimpulses gesperrt sind und keinen @n.-odenstrom führen. In einer praktisch ausgefühten Schaltung hatten die Widerstände 13, 23, 33 je -kg und die Widerstände 16, 26, 36 je 10 kg. Die Wiferstände 14, 24, 34 sowie 15, 25, 35 sind einstelbar und haben Endwerte von 10 k52 bzw. 100 kg. Die negative Spannung an Anschlüssen 17, 27, 37 berug -100 V. Die Anoden der drei Röhren 10, 20, 30 sind )arallel geschaltet und über einen Widerstand 45 von z. B. 3 k52 an die am Anschluß 47 angelegte poslive Spannung von z. B. 150V angeschlossen. Der am Widerstand 45 bei geöffneter Röhre 10, 20 ode 30 auftretende Spannungsabfall stellt die Ausgagsspannung des elektronischen Mehrfachschaltersiar, die am Anschluß 46 abgenommen und, gegebeenfalls über einen Verstärker, den Meßplatten tnes Elektronenstrahl-Oszillographen zugeführt wird Die Schaltimpulse zur abwechselnden öffnun@der Schaltröhren 10, 20, 30 werden von einer Zählihre mit zehn Hauptkathoden 0 ... 9 geliefert. Außenlen Hauptkathoden enthält die Röhre zehn Hilfskathden (in F i g. 1 nicht einzeln dargestellt), die unter;ich parallel geschaltet sind und über einen gemeinsalen Widerstand 43, von z. B. 47 k62; mit dem negaven Pol der Speisespannung der Zählröhre verbuden sind. Der positive Pol der Speisespannung 47von z. B. 560 V liegt über dem Anodenwiderstand 43Won z. B. 220 k52 an einer für alle Kathoden gemeinsnen Anode.In Fig. 1 are multi-grid tubes 10, 20, 30 in the form of heptodes, z. B. of the type E 91 H is used. The signal voltages to be switched are fed to the first grid of each of the three tubes from the connections 11, 21, 31. One grid discharge resistor 12, 22, 32 each holds the grid bias at cathode potential. The second and fourth grid of each interrupter is connected to one another and receives a positive voltage of, for example, 125V via the connections 18, 28, 38. B. in the first tube 10 with the resistors 13, 14, 15, 16 from the terminal 17 such a high negative bias that the tubes are blocked in the absence of a switching pulse and do not lead @ n.-odenstrom. In a practical circuit, the resistors 13, 23, 33 weighed each -kg and the resistors 16, 26, 36 each had 10 kg. The resistance levels 14, 24, 34 and 15, 25, 35 are adjustable and have final values of 10 k52 or 100 kg. The negative voltage at connections 17, 27, 37 was -100 V. The anodes of the three tubes 10, 20, 30 are connected in parallel and via a resistor 45 of z. B. 3 k52 to the positive voltage applied to terminal 47 of z. B. 150V connected. The voltage drop occurring at the resistor 45 when the tube 10, 20 or 30 is open represents the output voltage of the electronic multiple switch, which is taken from the terminal 46 and, if necessary via an amplifier, is fed to the measuring plates tnes electron beam oscilloscope The switching pulses for the alternating opening of the switching tubes 10 , 20, 30 are supplied by a counter with ten main cathodes 0 ... 9. The tube contains ten auxiliary cathodes (not shown individually in FIG. 1), which are connected in parallel below and via a common resistor 43, from e.g. B. 47 k62; are connected to the negative pole of the supply voltage of the counter tube. The positive pole of the supply voltage 47 of e.g. B. 560 V is above the anode resistor 43Won z. B. 220 k52 on a common anode for all cathodes.

Den Hilfskathoden werden vom Anschluß 441ber einen Kondensator 42 von z. B. 0,1 #tF negati, gerichtete Impulse zugeführt. Für die Darstellungvon Farbfernsehsignalen können dies Horizontalsynclonimpulse sein. Durch jeden Impuls wird nach d( als bekannt angenommenen Wirkungsweise der Uhlröhre ein Übergang der Entladung auf die näistfolgende Hauptkathode bewirkt. Nach zehn Impsen springt die Entladung von der letzten Hauptkathode 9 auf die erste Hauptkathode 0 über. Jede Serie von zehn Eingangsimpulsen am Anschluß 44 liefert daher zehn an den Kathoden 0 ... 9 der Zählröhre auftretende Ausgangsimpulse an Widerständen, die vor die einzelnen Kathoden der Zählröhre geschaltet werden.The auxiliary cathodes are connected to the terminal 441 via a capacitor 42 of, for. B. 0.1 #tF negati, directed pulses supplied. For the display of color television signals, these can be horizontal sync pulses. Each pulse causes a transition of the discharge to the next following main cathode according to the known mode of operation of the clock tube. After ten pulses, the discharge jumps from the last main cathode 9 to the first main cathode 0. Each series of ten input pulses at terminal 44 delivers therefore ten output pulses appearing at the cathodes 0 ... 9 of the counter tube at resistors which are connected in front of the individual cathodes of the counter tube.

Im vorliegenden Fall werden drei Schaltimpulse innerhalb einer Schaltperiode benötigt; es sind daher eine Anzahl von Kathoden unter sich parallel geschaltet und an einem gemeinsamen Widerstand angeschlossen. Die ersten vier Kathoden 0 bis 3 sind der Schaltröhre 10 zugeordnet und gemeinsam an das dritte Gitter dieser Röhre angeschlossen. Solange also eine der Kathoden 0 bis 3 gezündet ist, fließt der größte Teil des Kathodenstroms über die Widerstände 13, 14 und erzeugt an diesen einen positiven Spannungsabfall, der die über den Anschluß 17 zugeführte, an den gleichen Widerständen abfallende negative Spannung so weit kompensiert, daß die Spannung am dritten Gitter der Röhre 10 weniger negativ wird und die Röhre öffnet. Die vier ersten innerhalb einer Schaltperiode von zehn Impulsen eintreffenden Einangsimpulse öffnen also die Schaltim röhre 10. Der fünfte Impuls bewirkt einen Übergang der Entladung von der Kathode 3 auf die Kathode 4, Diese ist mit den Kathoden 5 und 6 verbunden und gemeinsam zum dritten Gitter der zweiten Schaltröhre 20 geführt. Durch den fünften, sechsten und siebten Impuls wird daher in analoger Weise die Röhre 20 geöffnet. Das dritte Gitter der Röhre 30 ist an die parallelgeschalteten Kathoden 7, 8 und 9 angeschlossen. Diese Röhre wird daher durch den achten bis zehnten Impuls in geöffnetem Zustand gehalten.In the present case, three switching pulses are generated within one switching period needed; a number of cathodes are therefore connected in parallel with one another and connected to a common resistor. The first four cathodes 0 to 3 are assigned to the interrupter 10 and jointly to the third grid of this tube connected. So as long as one of the cathodes 0 to 3 is ignited, the largest flows Part of the cathode current through the resistors 13, 14 and generates one at these positive voltage drop, which is supplied via terminal 17, to the same Negative voltage dropping in the resistors is compensated so far that the voltage becomes less negative at the third grid of tube 10 and the tube opens. The four first input pulses arriving within a switching period of ten pulses So open the Schaltim tube 10. The fifth pulse causes a transition of the Discharge from cathode 3 to cathode 4, this is with cathodes 5 and 6 connected and jointly led to the third grid of the second interrupter 20. Through the fifth, sixth and seventh impulse, the Tube 20 open. The third grid of the tube 30 is connected to the parallel-connected Cathodes 7, 8 and 9 connected. This tube therefore runs through the eighth through the tenth Pulse held open.

Die am dritten Gitter der Schaltröhren einzustellende, an den Widerständen 13,14; 23, 24; 33, 34 abfallende negative Vorspannung kann durch die Widerstände 15, 25, 35 eingestellt werden. Der durch den Kathodenstrom der Zählröhre hervorgerufene Impulsspannungsabfall an den Widerständen 13,14; 23, 24; 33, 34 wird um so größer, je höher der eingestellte Wert der Widerstände 14, 24 und 34 ist. Dadurch läßt sich erreichen, daß der Anodenstrom der Schaltröhren 10, 20, 30 und damit der Spannungsabfall am Widerstand 45 für jede Schaltröhre einen verschiedenen Wert aufweist, wie dies aus F i g. 2 hervorgeht. Beim Anschluß eines Oszillographen an die Klemme 46 sind dadurch die den drei Eingangsspannungen entsprechenden Oszillogramme in vertikaler Richtung gegeneinander verschoben und getrennt voneinander dargestellt. Damit die negative Spannung am dritten Gitter der Schaltröhren 10, 20, 30 für den gesperrten Zustand der Schaltröhren bei Verstellung der Widerstände 14, 24 und 34 urgeändert bleibt, sind die Widerstände 15, 25 und 35 ebenfalls regelbar ausgebildet und mit den Widerständen 14, 24 und 34 derart gekuppelt, daß das Teilerverhältnis für die bei 17, 27 und 37 zugeführte negative Spannung urgeändert bleibt.The one to be set on the third grid of the interrupters, on the resistors 13.14; 23, 24; 33, 34 falling negative bias voltage can through the resistors 15, 25, 35 can be set. The one caused by the cathode current of the counter tube Pulse voltage drop across resistors 13, 14; 23, 24; 33, 34 gets bigger, the higher the set value of the resistors 14, 24 and 34 is. This can be achieve that the anode current of the interrupters 10, 20, 30 and thus the voltage drop at resistor 45 for each interrupter has a different value, like this from Fig. 2 emerges. When connecting an oscilloscope to terminal 46 thereby the oscillograms corresponding to the three input voltages in vertical direction Direction shifted against each other and shown separately from each other. So that negative voltage on the third grid of the interrupters 10, 20, 30 for the locked The condition of the interrupters was changed when the resistors 14, 24 and 34 were adjusted remains, the resistors 15, 25 and 35 are also designed to be adjustable and with the resistors 14, 24 and 34 coupled so that the division ratio for the at 17, 27 and 37 applied negative voltage remains unchanged.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Aus= führungsbeispiel beschränkt. Es können z. B. auch mehr oder weniger als drei Schaltröhren vorgesehen sein. Bei Verwendung einer Dekadenzählröhre sind bei zwei Schaltröhren jeweils fünf Kathoden parallel geschaltet, bei vier Schaltröhren können zwei Gruppen mit je zwei und je drei parallelgeschalteten Kathoden gebildet werden; in ähnlicher Weise lassen sich Anordnungen bis zu zehn Schaltröhren von einer Zählröhre steuern.The invention is not limited to the exemplary embodiment shown limited. It can e.g. B. also provided more or less than three interrupters be. When using a decade counter tube, two switching tubes have five each Cathodes connected in parallel, with four interrupters two groups with two each and three cathodes connected in parallel are formed in each case; in a similar way themselves Control arrangements of up to ten switching tubes from one counter tube.

Claims

Claims: 1. Multiple electron switches for the alternating connection of more than two signal voltages to the deflection plates of an electron beam oscilloscope with the help of multi-grid tubes, which are controlled by the signal voltages and - by means of grid control - both by means of zero line offset DC voltages that can be set on potentiometers and by the Main cathodes of a cold cathode counter tube connected by a pulse train are acted upon by switching pulses occurring, and with an anode resistor common to all multigrid tubes, at which the signal voltages intended for the oscilloscope measuring deflection plates alternately arise, characterized in that the signal voltages to the multigrid tubes (10, 20, respectively) first control grid (11, 21, 31) are fed to the same, that second control grid of the multi-grid tubes (10, 20, 30) each with one of the cathodes (0 to 3, 4 to 6, 7 to 9) of the counter tube (40) and each at the same time with taps from S Voltage dividers (13 to 1.6, 23 to 26, 33 to 36) are connected, which are arranged between the same cathode potential for all multi-grid tubes (10, 20, 30) and a negative, fixed potential (17, 27, 37) opposite this that the division ratios of the voltage dividers and the resulting blocking voltages for all multi-grid tubes (10, 20, 30) are the same and that the resistance values of the partial resistances of the voltage dividers (13 to 16, 23 to 26, 33 to 36) are so different that as a result of the voltages caused by the open state of the multigrid tubes (10, 20, 30) on their second control grids and the anode currents present as well as the voltage drops caused by these on the common anode resistor (45) of the multigrid tubes (10, 20, 30) causing the zero line shift is.

2. Multiple electron switches according to claim 1, characterized in that the voltage dividers (13 to 16, 23 up to 26, 33 to 36) get variable resistances (14 to 15; 24 to 25; 34 to 35), which are so jointly adjustable that the ratio of the resistances of the Voltage divider remains unchanged.

3. Use of the multiple electron switch according to claim 1 or 2 for displaying three color television signals corresponding to the color separations (R, G, B) , in such a way that three, three and four electrodes of a decade counter tube are connected together. Documents considered: German Patent No. 1064 557; French Patent No. 839,942; U.S. Patent Nos. 2,604,588, 2,774,820, 2,866,922; "Electronic Engineering", March 1956, pp. 105 to 107. Older patents considered: German Patent No. 1089 886.