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Schaltungsanordnung zur Anzeige von Gleichspannungen auf dem Schirm
eines Kathodenstrahloszillographen
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine
Schaltungsanordnung zur Anzeige von Gleichspannungen gegebenenfalls langsam veränderlicher
Größe auf dem Schirm eines Kathodenstrahloszillographen.
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Bei einer bekannten Schaltung zur Sichtbarmachung von Gleichspannungen
wird ein Elektronenschalter mit zwei Kanälen verwendet, die abwechselnd mit demselben
Plattensatz des Oszillographen verbunden werden.
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Einem Kanal wird die Gleichspannung zugeführt, der andere Kanal ist
kurzgeschlossen. Der Elektronenschalter liefert eine Blockspannung, deren Amplitude
ein Maß für den Wert der Gleichspannung ist. Der Rhythmus, in dem. der Elektronenschalter
die Kanäle abwechselnd mit dem Oszillographen verbindet, kann unbedenklich ziemlich
hoch, z. B. 800 Hz,gewählt werden. Die Blockspannung enthält Wechselspannungskomponenten,
deren niedrigste Frequenz, die Grundfrequenz, 800 Hz beträgt. Der Oszillograph mit
dem zugeordneten Verstärker kann solche Wechselspannungen ohne Verzerrung wiedergeben.
Bei nicht zu langsamen Änderungen in der Größe der Gleichspannung treten aber bei
der beschriebenen Schaltung Einschalterscheinungen auf, welche die Auswertung des
auf dem Schirm sichtbaren Bildes erschweren.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt, eine Schaltung zu schaffen, bei
welcher der erwähnte Nachteil beseitigt ist.
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Nach der Erfindung wird ein Teil der Ausgangsspannung des Elektronenschalters
gleichgerichtet und abgeflacht dem anderen, nicht im Betrieb befindlichen Kanal
mit einer Polarität zugeführt, die der der Gleichspannung am ersten Kanal entgegengesetzt
ist.
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Die Beschreibung wird zeigen, daß durch die Schaltung nach der Erfindung
die richtige Auswertung des
auf dem Schirm sichtbaren Bildes infolge
derAbwesenheit störender Einschalterscheinungen wesentlich erleichtert wird.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der
Fig. I die obenbeschriebene Schaltung bekannter Art darstellt, Fig. 2 eine graphische
Darstellung ist, mit deren Hilfe die Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. I näher
verdeutlicht wird, Fig. 3 und 4 das Bild zeigen, das unter bestimmten Verhältnissen
auf dem Schirm des Kathodenstrahloszillographen nach Fig. I sichtbar ist, Fig. 5
die erfindungsgemäß ausgebildete Schaltung darstellt.
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In Fig. I besitzt der Elektronenschalter I zwei Kanäle 2 und 3, die
800mal pro Sekunde abwechselnd mit dem Kathodenstrahloszillographen 4 verbunden
werden. Dem Kanal 2 wird die anzuzeigende Gleichspannung zugeführt, während der
Kanal 3 kurzgeschlossen ist. In Fig. 2 ist die Spannung V als Funktion der Zeit
t aufgetragen. Mit 10 ist die Gleichspannung am Kanal 2 und mit II die Ausgangsspannung
des Elektronenschalters bezeichnet, wie sie dem Oszillographen 4 zugeführt wird.
Die Amplitude dieser Ausgangsspannung ist hier der Einfachheit halber von gleicher
Größe wie die der Gleichspannung 10 dargestellt. Im allgemeinen wird der Elektronenschalter
1 die Spannungen auch verstärken, so daß dann die Amplitude der Blockspannung II
größer ist als die der Gleichspannung 10.
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In Fig. 3 ist das auf dem Schirm des Kathodenstrahloszillographen
entstehende Bild veranschaulicht, welches aus zwei parallelen Linien 15 und I6 besteht.
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Der Abstand zwischen diesen beiden Linien ist ein Maß für den Wert
der dem Kanal 2 zugeführten Gleichspannung. Die Linien 15 und I6 liegen symmetrisch
gegenüber der Nullinie I7, die angezeigt wird, wenn dem Kanal 2 keine Spannung zugeführt
wird. Diese Symmetrielage wird durch die RC-Kopplungen zwischen den Zuführungsleitungen
und den Platten des Kathodenstrahloszillographen 4 herbeigeführt.
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Im allgemeinen wird eine der Leitungen des Kanals 2 und gleichfalls
eine der Zuführungsleitungen des Elektronenstrahloszillographen 4 mit Masse verbunden
sein. Infolge des Vorhandenseins der erwähnten Kopplungselemente ist trotzdem das
auf dem Schirm sichtbare Bild symmetrisch gegenüber der Nullinie I7 wegen der Ladung
der Kondensatoren in den Kopp lungselementen. Nimmt nun die Gleichspannung am Kanal
2 plötzlich um einen bestimmten Betrag zu, so wird eine der beiden Linien 15 und
I6 plötzlich in eine andere Lage springen. Das dann sichtbare Bild ist in Fig. 4
durch die gestrichelten Linien 20 und 2I dargestellt. Die zum Erreichen einer Symmetrielage
des Bildes gegenüber der Nullinie I8 erforderliche Zeitdauer wird durch die RC-Zeit
der im Oszillographen vorhandenen Kopplungen bedingt. Diese Zeit ist im allgemeinen
verhältnismäßig lange, da der Oszillograph meist auch für sehr niedrige Frequenzen
von z. B. IO Hz verwendbar sein muß. Folglich verstellen sich die Linien 20 und
21 langsam zur symmetrischen Einstellung 22, 23. Während dieser Einschalterscheinung
ist schwer festzustellen, ob die Gleichspannung 2 konstant bleibt, da zu diesem
Zweck geprüft werden muß, ob der Abstand zwischen zwei beweglichen Linien konstant
bleibt, oder nicht.
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In Fig. 5 ist die Schaltung nach der Erfindung dargestellt, durch
welche der obenbeschriebene Nachteil vermieden wird. Die der Fig. I entsprechenden
Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Ein Teil der Ausgangsspannung des
Elektronenschalters wird in diesem Falle dem Potentiometer 30 entnommen. Diese Spannung
wird von dem Gleichrichter 3I gleichgerichtet und von dem Kondensator 32 abgeflacht.
Die so erhaltene Gleichspannung wird dem Kanal 3 in der Weise zugeführt, daß die
Polarität zu der der Spannung am Kanal 2 entgegengesetzt ist. Durch richtige Einstellung
des Potentiometers 30 oder durch die in den meisten Fällen im Elektronenschalter
vorgesehene Spannungsregelung für die beiden Kanäle 2 und 3 kann erreicht werden,
daß die Spannungen an den Kanälen 2 und 3 gleich sind. Die Ausgangsspannung des
Elektronenschalters ist abwechselnd negativ und positiv und somit symmetrisch gegenüber
den Zuführungsleitungen. Auf diese Weise ergibt sich automatisch eine Symmetrielage
der Bildlinien 15 und I6 auf dem Schirm des Kathodenstrahloszillographen gegenüber
der Nullinie 17. Bei einer plötzlichen Änderung des Wertes der Gleichspannung braucht
somit der Ablauf der Einschalterscheinung in den Kopplungselementen im Oszillographen
nicht abgewartet zu werden. Allerdings tritt eine Einschalterscheinung im Filter
30, 31, 32 auf, aber dessen RC-Zeit braucht nur groß gegenüber der Schaltfrequenz
des Elektronenschalters gewählt zu werden. Folglich nehmen bei plötzlichen Spannungsänderungen
im Kanal 2 die Linien 15 und I6 nahezu augenblicklich die Endlage, d. h. die Symmetrielage
gegenüber der Nullinie, ein.