Mehr fach-Natho d enstr ahl-Oszillograph. Es ist seit langem bekannt, in einem Ka- thodenstrahl-Oszillograph zwei oder mehrere Oszillogramme zugleich niederzuschreiben, indem mehrere Entlade- und Ablenkräume über derselben Schreibfläche (Photoschicht oder Leuchtschirm) V-förmig angeordnet werden. Jedes Entladerohr hat dabei sein eigenes Diaphragma, das den betreffenden Teilstrahl bestimmt und begrenzt.
Nach Durchlaufen der getrennten Diaphragmen und Ablenkräume, das heisst der V-Schenkel, werden bei dieser Bauart die Teilstrahlen bündel des Mehrfach-Ka.thodenstrahl-Oszillo- graphen durch magnetische oder elektrische Ablenkung auf annähernd parallele Bahn ge- braeht, um so die Photoschicht zu erreichen, meistens in einer der Anzahl Entladerohre entsprechenden Anzahl nahe beisammen lie gender Punkte, günstigenfalls in einem ein zigen Schreibfleck.
Mittel zur Strahlkonzen- trierung (Sammelspulen usw.) werden hier bei nicht angewendet.
Die grosse Länge der V-Schenkel (Ent lade- und Ablenkrohre) bedingt bei dieser Lösung oft wesentliche Druckdifferenzen in den parallelgeschalteten Entladerohren und damit ungleiche Empfindlichkeit der Teil strahlen bei genau gleicher Ausführung der Teil-, Entlade- und Ablenkräume. Ein wei terer Mangel dieser Einrichtung ist !die Un- mögliGhkeit der Strahlkonzentrierung in einem einzigen Schreibfleck, das heisst die Unmöglichkeit,
alle gleichzeitig niederge schriebenen Oszillogramme über dieselbe Nullinie zu schreiben und dabei zugleich einen kleinen und intensiven Schreibfleck zu erreichen, wie er sich zum Beispiel aus der Konzentrierung mit einer magnetischen Sam- melspule beim Einfach-Kathodenstrahl-Oszil- lograph ergeben würde. Diese Methode ist deshalb nur für mässige Schreibgeschwindig keiten brauchbar.
In neuerer Zeit wurde vorgeschlagen, das aus einem einzigen Kathodenfleck hervor gehende Strahlenbündel auf mehrere nah bei sammen befindliche Anoden-Diaphragmen auftreffen zu lassen. Jedes Diaphragma schneidet dann ein. Teilbündel aus dem ge- samten Kathodenatrahlbündel. Der sehr ge ringe Richtungsunterschied der Teilbündel wird durch geeignete Ablenkfelder ver grössert ; sodann lässt sich jedes Teilbündel einem separaten Ablenkfeld aussetzen.
Durch eine einzige magnetische oder elektrische Sammelspule kann die Gesamtheit aller Teil bündel in einen einzigen Schreibfleck (näm lich in die optische Abbildung des gemein samen Kathodenfleckes) oder in eine der Diaphragmenzahl entsprechende Anzahl von scharfen Schreibflecken (optische Abbildung aller Anoden - Diaphrägmen) konzentriert werden.
Ein Nachteil dieser Anordnung besteht darin, dass, die maximale Intensität des Ka thodenstrahles unausgenützt bleibt, da alle Diaphragmen um die Strahlaxe herum an geordnet sind. Sollen ferner alle gleichzeitig geschriebenen Oszillogramme über derselben Nullinie aufgezeichnet werden, so muss die Strahlkonzentrierung so eingestellt werden, ,dass der Kathodenfleck optisch abgebildet wird.
Die zum Zweck eines feinen Schreib- fleckes wünschbare Abbildung der Anoden- Diaphragmen ergibt nicht einen Schreibfleck, sondern eine der Diaphragmenzahl entspre chende Anzahl Schreibflecke und somit Null- linien. Es ist nicht möglich, die verschiede neu Diaphragmen in einem einzigen, dauernd scharfen Schreibfleck abzubilden.
Vorliegende Erfindung bezweckt einen Mehrfach-Kathodenstrahl-Oszillographen, bei dem die Vorteile der bisher bekannten Aus führungen vorhanden, ihre Nachteile aber vermieden sind. Er kennzeichnet sich da durch, dass mehrere, von verschiedenen Ka thodenflecken ausgehende Strahlenbündel er zeugt werden, die vor dem Eintritt in den Messablenkraum mit ihrer maximalen Inten sität auf ein einziges oder auf eine der Bün delzahl entsprechende Anzahl naher Dia:
phragmen konvergieren, und dass durch eine gemeinsame, zwischen .diesem Diaphragma und der Schreibfläche befindliche Sammel- spule sämtliche Teilstrahlenbündel auf einen oder mehrere Schreibflecke auf der Schreib- fläche (Leuchtschirm oder Photoschicht) konzentriert werden.
Die Abbildung zeigt ein Beispiel einer solchen Anordnung für einen Zweifaeh-Ka- thodenstrahl-Oszillobo-raph. Es sind zwei Ent- laderohre 1 und 2 mit den Kathoden Ki ut:d K; vorhanden, mit einem Axenschnittpunkt, .der im "Abbil-dungs"-Diaphragma 3, oder vor demselben liegt, z. B. in Punkt 4.
In letz terem Fall ist zwischen den Entladerohren 1 und 2 und dem Diaphragma 3. ein elek trisches oder magnetisches Ablenkfeld z. B. mit den Ablenkplatten 5 und 6 angebracht, .das die beiden Teilbündel so ablenkt,,dass sie in das Diaphragma 3 einmünden. Damit wird zugleich eine Verkleinerung des Win kels a zwischen den beiden aus den Entlade rühren austretenden Teilbündeln auf den Winkel ss erreicht.
Letzterer lässt sich auf diese Weise den Abmessungen des Ablenk- raumes 8 und der Sammelspule 7 anpassen, unabhängig vom Winkel a, der aus konstruk tiven, Gründen nicht beliebig verkleinert wer den kann.
Sofern beide Teilstrahlenbündel aus 1 und 2 durch eineinziges Diaphragma 3 hindurchtreten, ist mittelst der Sammelspule 7 die Konzentrierung aller Strahlen auf einen einzigen kleinen" scharfen Schreibfleck 16 auf dem Beobachtungsschirm oder der Photo- ssshi,cht möglich, nachdem die Teilstrahlen vorher der Zeit- und Messablenkung 9, 10 und 11 im Ablenkraum 8 und der Strahl sperrung 12 unterworfen wurden.
Es lassen sich somit gleichzeitig zwei O'szillogramme über genau .derselben Null- linie niederschreiben, und zwar jedes mit,der maximal möglichen Intensität des. zugehöri gen Kathodenstrahlbündels aus,den Entlade rohren 1 und 2. Die Strichstärke steht des halb auch derjenigen eines Einfach-Katho- denstrahl-Oszillographen nicht nach.
Sollen .die gleichzeitig geschriebenen Oszillogramme nicht dieselbe Nullinie besitzen, so kann ent weder an Stelle des einfachen Abbildungs- Diaphragmas 3 ein Doppel- oder Mehrfach diaphragma gesetzt werden, bei welchem jedem aus ,den Röhren, kommenden Teilbün del 1 und 2 eine Diaphragmaöffnung ent- spricht. Wird dann wiederum mittelst der Sammelspule 7 das Diaphragma 3 optisch auf der Schreibfläche abgebildet, so entstehen ,
dort eine der Anzahl Diaphragmaöffnungen entsprechende Anzahl Schreibflecke bezw. Nullinien. Auf andere Art ist die Erzeugung mehrerer Nullinien ohne weiteres dadurch möglich, dass der Strom in der Sammelspule. etwas grösser oder kleiner eingestellt wird als der optischen Abbildung des .gemeinsamen Diaphragmas entspricht. Damit wird nicht das gemeinsame Diaphragma abgebildet, son dern ein Strahlquerschnitt in der Nähe des Diaphragmas, wo die Teilbündel divergieren.
Im allgemeinen wird man aber für alle gleichzeitig geschriebenen Oszillogramme die selbe Nullinie wünschen, so dass man als Dia phragma 3 nur eine einzige Bohrung benö tigt, durch welche :die von sämtlichen Katho denflecken ausgehenden Teilbündel durchtre ten und welche Bohrung dann mit der Sam- melspule auf dem Leuchtschirm abgebildet werden muss.
Es besteht auch die Möglich keit, jedes Teilbündel mit einer Vorkonzen- trierung auszurüsten, durch welche jedes Teilbündel möglichst restlos auf das Dia- phra.gma 3 konzentriert wird.
Die Anordnung des Ablenkfeldes 5 und 6 zur Verkleinerung des Öffnungswinkels a der Teilbündel ist ohne weiteres auch hinter dem Abbildungsdiaphragma, 3- möglich, ,das heisst zwischen Diaphragma 3 und Ablenk- raum B.
Bei der Anordnung des Ablenk- feldes 5 und 6 zwischen den Entladerohren 1 und 2 und dem Diaphragma 3 ist es vorteil haft, einen für beide Rohre 1 und 2 getrenn ten oder gemeinsamen Luftströmungswider- stand 17 zwischen den Entladerohren und dem Ablenkfeld einzuschalten, um bei 5 und 6 ein höheres Vakuum zu erzeugen als in den Entladerohren 1 und 2.
Dagegen sind zum Zweck des möglichst guten Druckausgleiches zwischen den Entladerohren 1 und 2 Öff- nungen 13 zwischen jenen angebracht. Der regulierbare Lufteintritt ist z. B. bei Punkt 14 vorgesehen.
Die beaehriebene Anordnung eignet sich insbesondere für Doppel-Kathoden-Oszillo- graphen, bei denen gleichzeitig zwei elek- trische Grössen auf ein Oszillogramm ge schrieben werden. Sperrung und Zeitablen- kung erfolgen gemeinsam, z.
B. durch die Sperrplatten 12 und die Zeitplatten 9, wäh rend der Messablenkraum 10-11 .durch die geerdete Wand 15 in zwei getrennte, abge schirmte Räume getrennt wird. Sofern zwei Spannungen gegen Erde gemessen werden sollen, genügen die beiden Platten 10 und 11, die gemeinsam mit der geerdeten Trennwand 15,die Ablenkfelder der beiden zu messenden Spannungen erzeugen. Sollen nicht Span nungen gegen Erde gemessen werden, so sind ausser 10 und 11 noch zwei isolierte Platten 10' und 11' notwendig.
Prinzipiell sind auch Drei- und Vierfach-Kathodenstrahl-Oszillo- graphen auf die beschriebene Weise möglich, ohne @dass eine Einbusse an Helligkeit oder Schärfe der Schreibflecke gegenüber dem Einfaeh-Katho-denstrahl-Oszillograph in. Er scheinung tritt. Die einzelnen Entladerohre bezw. Kathoden, können dann entweder so angebracht sein,
Jasst deren Axen in einer Ebene oder auf einem Kegel liegen.
Eine andere Ausführungsform des Erfin- dungagegenstandes besteht darin, mehrere Kathoden in einem einzigen Entladerohr un terzubringen, eine dritte Möglichkeit darin, mehrere Teilstrahlenbündel auf einer einzi gen Kathode ansetzen zu lassen. Nachdem die nebensächliche Rolle der Entladerohr- wandung auf das Entstehen des Kathoden- strahlbündels, feststeht,
lassen sich bei geeig neter Anordnung in einem einzigen Entlade rohr mehrere Kathoden einbauen, derart, dass die davon senkrecht ausgehenden Strahlen bündel sich in einem Punkte (4) oder ('3) treffen. Auf diese Weise lässt sich der Win kel,a wesentlich verkleinern, so dass die zu sätzliche Verkleinerung auf den Winkel überflüssig wird, oder es kann z. B.. durch Lochblenden, die vor eine Kathode gesetzt werden, die Entstehung von mehreren Ka thodenflecken und damit Teilstrahlenbündeln unter kleinem Winkel veranlasst werden, die alle auf ein und derselben Kathode ansetzen.
Multiple Nathode stream oscillograph. It has long been known to write down two or more oscillograms in a cathode ray oscillograph at the same time by arranging several discharge and deflection spaces in a V-shape over the same writing surface (photo layer or fluorescent screen). Each discharge tube has its own diaphragm, which defines and limits the relevant partial jet.
After passing through the separate diaphragms and deflection spaces, i.e. the V-leg, the partial beams of the multiple cathode ray oscilloscope are moved on an approximately parallel path by magnetic or electrical deflection in this design, thus closing the photo layer usually in a number of points close together corresponding to the number of discharge tubes, ideally in a single writing spot.
Means for beam concentration (collecting coils etc.) are not used here at.
With this solution, the great length of the V-legs (discharge and deflection tubes) often results in significant pressure differences in the discharge tubes connected in parallel and thus unequal sensitivity of the part radiate with exactly the same design of the part, discharge and deflection spaces. Another shortcoming of this device is the impossibility of concentrating the beam in a single writing spot, i.e. the impossibility of
to write all oscillograms written down at the same time over the same zero line and at the same time to achieve a small and intense writing spot, as would result, for example, from concentrating with a magnetic collector coil on a single cathode ray oscilloscope. This method can therefore only be used for moderate writing speeds.
More recently, it has been proposed to let the beam emerging from a single cathode spot impinge on several anode diaphragms located close together. Each diaphragm then cuts into it. Partial bundle from the entire cathode ray bundle. The very small difference in direction of the sub-bundles is enlarged by suitable deflection fields; each partial beam can then be exposed to a separate deflection field.
By means of a single magnetic or electrical collecting coil, the entirety of all parts can be concentrated in a single writing spot (namely in the optical image of the common cathode spot) or in a number of sharp writing spots corresponding to the number of diaphragms (optical image of all anode diaphragms).
A disadvantage of this arrangement is that the maximum intensity of the cathode beam remains unutilized, since all diaphragms are arranged around the beam ax. Furthermore, if all oscillograms written at the same time are to be recorded over the same zero line, the beam concentration must be set in such a way that the cathode spot is optically imaged.
The imaging of the anode diaphragms, which is desirable for the purpose of a fine writing spot, does not result in a writing spot, but a number of writing spots corresponding to the number of diaphragms and thus zero lines. It is not possible to depict the various new diaphragms in a single, permanently sharp writing spot.
The present invention aims at a multiple cathode ray oscilloscope in which the advantages of the previously known implementations are present, but their disadvantages are avoided. It is characterized by the fact that several bundles of rays emanating from different cathode spots are generated which, before entering the measuring deflection chamber, are at their maximum intensity on a single slide or on a number of slides corresponding to the number of bundles:
Phrases converge and a common collecting coil located between this diaphragm and the writing surface concentrates all partial beams onto one or more writing spots on the writing surface (luminescent screen or photo layer).
The figure shows an example of such an arrangement for a two-way cathode ray oscilloscope raph. There are two discharge tubes 1 and 2 with the cathodes Ki ut: d K; present, with an intersection of the axes. Which lies in the "illustration" diaphragm 3, or in front of the same, e.g. B. in point 4.
In the latter case, between the discharge tubes 1 and 2 and the diaphragm 3. an elec tric or magnetic deflection z. B. attached with the deflection plates 5 and 6, .das deflects the two sub-bundles so that they open into the diaphragm 3. This simultaneously reduces the angle a between the two sub-bundles emerging from the discharge to the angle ss.
In this way, the latter can be adapted to the dimensions of the deflection space 8 and the collecting coil 7, regardless of the angle α, which cannot be reduced as desired for structural reasons.
If both partial beams from 1 and 2 pass through a single diaphragm 3, it is possible, by means of the collecting coil 7, to concentrate all the beams onto a single small "sharp writing spot 16 on the observation screen or the photoshield, after the partial beams have previously passed the time and Measurement deflection 9, 10 and 11 in the deflection space 8 and the beam blocking 12 were subjected.
Two oscillograms can thus be written over exactly the same zero line at the same time, each with the maximum possible intensity of the associated cathode ray beam from the discharge tubes 1 and 2. The line width is therefore also that of a single - Cathode ray oscilloscope not after.
If the oscillograms written at the same time should not have the same zero line, a double or multiple diaphragm can either be used in place of the simple illustration diaphragm 3, in which each of the sub-bundles 1 and 2 coming from the tubes has a diaphragm opening. speaks. If the diaphragm 3 is then again optically imaged on the writing surface by means of the collecting coil 7, the result is
there a number of writing spots corresponding to the number of diaphragm openings respectively. Zero lines. In another way, the generation of several zero lines is easily possible in that the current in the collecting coil. is set slightly larger or smaller than the optical image of the common diaphragm. This means that the common diaphragm is not mapped, but a beam cross-section near the diaphragm where the sub-bundles diverge.
In general, however, you will want the same zero line for all oscillograms written at the same time, so that only a single hole is required as diaphragm 3, through which: the sub-bundles emanating from all cathode spots pass through and which hole then with the collecting coil must be shown on the fluorescent screen.
It is also possible to equip each sub-bundle with a pre-concentration, by means of which each sub-bundle is concentrated as completely as possible on the diaphragm. Gma 3.
The arrangement of the deflection fields 5 and 6 to reduce the opening angle a of the partial bundles is also easily possible behind the imaging diaphragm, 3-, that is between diaphragm 3 and deflection space B.
With the arrangement of the deflection field 5 and 6 between the discharge tubes 1 and 2 and the diaphragm 3, it is advantageous to switch on an air flow resistance 17 between the discharge tubes and the deflection field which is separate or common for both tubes 1 and 2 in order to 5 and 6 to generate a higher vacuum than in the discharge tubes 1 and 2.
On the other hand, for the purpose of the best possible pressure equalization between the discharge tubes 1 and 2, openings 13 are provided between them. The adjustable air inlet is z. B. provided at point 14.
The arrangement described is particularly suitable for double-cathode oscillographs, in which two electrical quantities are written simultaneously on an oscillogram. Blocking and time transfer take place together, e.g.
B. by the locking plates 12 and the time plates 9, while rend the Messablenkraum 10-11. Is separated by the grounded wall 15 into two separate, abge shielded rooms. If two voltages to earth are to be measured, the two plates 10 and 11 are sufficient, which together with the earthed partition 15 generate the deflection fields of the two voltages to be measured. If voltages against earth are not to be measured, two insulated plates 10 'and 11' are required in addition to 10 and 11.
In principle, triple and quadruple cathode ray oscillographs are also possible in the manner described without a loss of brightness or sharpness of the writing spots compared to the single cathode ray oscilloscope. The individual discharge pipes respectively. Cathodes, can then either be attached
Jass whose axes lie in one plane or on a cone.
Another embodiment of the subject matter of the invention consists in accommodating several cathodes in a single discharge tube, a third possibility in having several partial beams of rays applied to a single cathode. After the unimportant role of the discharge tube wall in the formation of the cathode ray beam has been established,
With a suitable arrangement, several cathodes can be installed in a single discharge tube in such a way that the beams emanating perpendicularly from them meet at a point (4) or (3). In this way, the Win angle, a can be reduced significantly, so that the additional reduction on the angle is superfluous, or it can, for. B .. through pinhole diaphragms that are placed in front of a cathode, the emergence of several cathode spots and thus partial beams of rays at a small angle, which are all set on one and the same cathode.