DE862187C

DE862187C - Device with a cathode ray oscillograph for simultaneously making at least two measurement voltages perceptible

Info

Publication number: DE862187C
Application number: DEN2521D
Authority: DE
Inventors: Edmond Egbertus Carpentier
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1942-02-09
Filing date: 1943-03-10
Publication date: 1953-01-08

Description

Einrichtung mit einem Kathodenstrahloszillographen zum gleichzeitigen Wahrnehmbarmachen von wenigstens zwei Meßspannungen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum gleichzeitigen Wahrnehmbarmachen von zwei oder mehreren einmaligen oder periodischen Erscheinungen, bei der mit diesen Erscheinungen im gleichen Zeitmaßstab übereinstimmende Meßspannungen abwechselnd in schneller Reihenfolge die Ablenkung des Kathodenstrahlbündels eines Kathodenstrahloszillographen in einer und der gleichen Richtung steuern.Set up with a cathode ray oscillograph for simultaneous Making at least two measuring voltages perceptible The invention relates to a device for the simultaneous visualization of two or more unique or periodic phenomena in which with these phenomena on the same time scale matching measuring voltages alternately in quick succession the deflection of the cathode ray beam of a cathode ray oscilloscope in one and the same Steer direction.

Die Meßspannungen können dabei z. B. mittels eines rotierenden mechanischen Schalters abwechselnd einem Ablenksystem des Kathodenstrahloszillographen zugeführt werden, während dem anderen Ablenksystem z. 13. eine Zeitbasisspannung zugeführt wird, die bei der Aufnahme periodischer Ereignisse zweckmäßig synchron mit einem dieser Ereignisse oder einer Harmonischen desselben verläuft. The measuring voltages can, for. B. by means of a rotating mechanical Switch alternately supplied to a deflection system of the cathode ray oscilloscope while the other deflection system z. 13. A time base voltage is supplied that is useful when recording periodic events synchronously with a of these events or a harmonic of the same.

Für die abwechselnde Zuführung der Ereignisse zu dem Oszillographen werden zweckmäßig statt mechanischer Schalter als trägheitslose Schalter dienende Entladungsstrecken verwendet. Es können z. B. Dioden oder Sperrschichtgleichrichter benutzt werden, die mittels einer vorzugsweise sinusförmigen oder rechteckigen Hilfswechselspannung periodisch gesperrt werden. Außerdem ist es möglich, Gas- entladungsröhren als praktisch trägheitslose Schalter zu verwenden. Weiter können die üblichen gittergesteuerten Hochvakuumröhren als Schaltröhren verwendet werden. For the alternating feeding of events to the oscilloscope are expediently used as inertia-free switches instead of mechanical switches Discharge routes used. It can e.g. B. Diodes or junction rectifiers are used by means of a preferably sinusoidal or rectangular auxiliary AC voltage be periodically blocked. It is also possible to use gas discharge tubes to be used as a practically inertial switch. You can also use the usual grid-controlled High vacuum tubes are used as interrupter tubes.

Die bei der Verwendung von Entladungsstrecken als Schalter erforderliche Hilfsspannung, die zweckmäßig rechteckförmig mit der Zeit verläuft, kann z. B. mittels einer Kathodenstrahlröhre erzeugt werden, in der eine Anzahl Fangelektroden nebeneinander angeordnet sind, die nacheinander vom Kathodenstrahlbündel getroffen oder einer Multivibratorschaltung entnommen werden. The one required when using discharge paths as switches Auxiliary voltage, which expediently runs square-wave over time, can, for. B. by means of a cathode ray tube, in which a number of target electrodes next to each other are arranged, which hit one after the other by the cathode ray beam or one Multivibrator circuit can be removed.

Die Umschaltfrequenz, im vorliegenden Fall die Frequenz der Hilfsspannung, wird zum Aufnehmen von einmaligen Ereignissen derart gewählt, daß diese beträchtlich größer als die Grundfrequenz der zu beobachtenden Ereignisse ist. Bei der Aufnahme periodischer Ereignisse kann die Schaltfrequenz beträchtlich größer als die Grundfrequenz und außerdem auch derart gewählt werden, daß sie mit der Grundfrequenz oder einer Subharmonischen derselben übereinstimmt. Im erstgenannten Fall entstehen auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre punktweise aufgezeichnete Kurven, im zweiten Fall nicht unterbrochene Kurven. The switching frequency, in this case the frequency of the auxiliary voltage, is chosen for recording one-off events so that they are significant is greater than the fundamental frequency of the events to be observed. At the recording of periodic events, the switching frequency can be considerably greater than the fundamental frequency and also be chosen so that they are with the fundamental frequency or a Subharmonics of the same. In the former case, the Screen of the cathode ray tube graphs recorded point by point, in the second Case of uninterrupted curves.

Die bekannten Einrichtungen der erwähnten Art weisen unabhängig von der verwendeten Schalteinrichtung oder Schaltfrequenz den Nachteil auf, daß die erhaltenen Mehriachoszillogramme schwer lösbar sind, wenn die Amplituden der gleichzeitig aufgezeichneten Kurven eine verschiedene Größe haben. Dies ist z. B. der Fall, wenn bei der Aufnahme eines Ereignisses gleichzeitig auf dem Bildschirm eine sinusförmige Spannung bekannter Frequenz abgebildet wird, um mittels dieser letztgenannten Spannung den Zeitabstand zwischen zwei beliebigen Punkten im Oszillogramm auf einfache Weise bestimmen zu können. Die Amplitude dieser sinusförmigen Bezugsspannung wird vorzugsweise verhältnismäßig klein gewählt, um Kreuzungen im Mehrfachoszillogramm soviel wie möglich zu vermeiden. The known devices of the type mentioned have independent of the switching device or switching frequency used has the disadvantage that the obtained Mehriachoszillogramme are difficult to solve if the amplitudes of the same recorded curves have different sizes. This is e.g. B. the case if when recording an event at the same time on the screen a sinusoidal Voltage of known frequency is mapped to by means of this latter voltage the time interval between any two points in the oscillogram in a simple way to be able to determine. The amplitude of this sinusoidal reference voltage becomes preferable chosen relatively small, to as much as intersections in the multiple oscillogram possible to avoid.

Nach der Erfindung wird der erwähnte Nachteil bei solchen Einrichtungen dadurch vermieden, daß die Zeiten, während welcher wenigstens zwei der Meßspannungen~die Ablenkung des Kathodenstrahlbündels steuern, voneinander verschieden gemacht werden. According to the invention, the aforementioned disadvantage with such devices thereby avoided that the times during which at least two of the measuring voltages ~ the Control deflection of the cathode ray beam, can be made different from each other.

Hierdurch wird z. B. bei der Aufnahme eines zweifachen Oszillogramms erzielt, daß die Meßspannung mit der größten Amplitude länger als die andere Meßspannung wirksam ist. Weil die mittlere Schreibgeschwindigkeit des Kathodenstrahlbündels, d. h. die Geschwindigkeit, mit der das Kathodenstrahlbündel über den Bildschirm bewegt wird, mit der Amplitude der wiederzugebenden Meßspannung zunimmt und weil infolgedessen die Lichtintensität des erhaltenen Bildes in dem Maße kleiner ist, wie die Amplitude größer ist, wird nun die Wirkung der größeren Schreibgeschwindigkeit auf die Lichtintensität dadurch unschädlich gemacht, daß man die Meßspannung mit der größten Amplitude länger wirksam sein läßt. Hierdurch können bei Meßspannungen mit verschiedenen Amplituden Kurven von wenigstens nahezu gleicher Lichtintensität und also gleicher Schärfe erhalten werden. This z. B. when recording a double oscillogram achieves that the measuring voltage with the greatest amplitude is longer than the other measuring voltage is effective. Because the average writing speed of the cathode ray beam, d. H. the speed at which the cathode ray beam moves across the screen is moved, increases with the amplitude of the measurement voltage to be reproduced and because consequently the light intensity of the image obtained is smaller to the extent that as the amplitude is greater, so will the effect of the greater writing speed made harmless to the light intensity by using the measuring voltage the largest amplitude can be effective longer. This allows measuring voltages with different amplitude curves of at least almost the same light intensity and thus the same sharpness can be obtained.

An dieser Stelle sei erwähnt, daß es zur Erzielung von Kurven gleicher Helligkeit bei Mehrfachoszillographie bereits vorgeschlagen worden ist, die Intensität des Kathodenstrahls im Takte der Meßweichenumschaltung und nach Maßgabe der jeweiligen Schreibgeschwindigkeiten zu steuern. At this point it should be mentioned that it is necessary to achieve equal curves Brightness in multiple oscillography has already been proposed, the intensity of the cathode ray in the cycle of the measuring switch switching and according to the respective Control write speeds.

Demgegenüber weist die erfindungsgemäße Anordnung den Vorteil auf, daß z. B. bei der gleichzeitigen Abbildung einer Meß- und Bezugsspannung, wie oben erwähnt, von der Meßspannung, insbesondere wenn es sich um einmalige Ereignisse handelt, ein an Einzelheiten reicheres Bild erhalten wird als bei der bekannten Einrichtung, weil jetzt die Meßspannung nicht nur während der Hälfte der Aufnahmezeit aufgezeichnet wird, sondern während eines wesentlich größeren Teils der Aufnahmezeit. In contrast, the arrangement according to the invention has the advantage that z. B. with the simultaneous mapping of a measurement and reference voltage, as above mentioned, from the measurement voltage, especially when it comes to one-off events a picture that is richer in detail than that of the known one is obtained Facility, because now the measuring voltage is not only during half of the recording time recorded, but during a much larger part of the recording time.

Außerdem werden jetzt Störungen, die z. B. im Elektrodensystem für die Intensitätssteuerung entstehen, grundsätzlich vermieden, wenn entsprechend der Erfindung die beiden oder mehrere Vorgänge mit ungleichen Schaltzeiten sichtbar gemacht werden. In addition, disturbances that z. B. in the electrode system for the intensity control arise, generally avoided if according to the Invention the two or more processes with unequal switching times are visible be made.

Um eine möglichst günstige Anpassung der Zeiten, während welcher die verschiedenen Meßspannungen den Oszillographen steuern, an die Amplituden der Meßspannungen bewirken zu können, ist vorzugsweise das Verhältnis der genannten Zeiten einstellbar. In order to adapt the times during which the different measuring voltages control the oscilloscope, to the amplitudes of the To be able to effect measurement voltages is preferably the ratio of the above Adjustable times.

An Hand von Fig. I, in der eine günstige Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur gleichzeitigen. Aufnahme zweier Ereignisse dargestellt, und von Fig. 2, in der die in der Einrichtung nach Fig. I zum Umschalten verwendete Hilfsspannung entsprechend der Zeit abgebildet ist, wird die Erfindung näher erläutert. With reference to Fig. I, in which a favorable embodiment of an inventive Facility for simultaneous. Recording of two events shown, and by FIG. 2, in which the auxiliary voltage used in the device according to FIG is mapped according to time, the invention will be explained in more detail.

In Fig. I sind mit I und 2 Verstärkerröhren bezeichnet, die zur Verstärkung der den betreffenden Steuergittern zugeführten Meßspannungen A bzw. B dienen, wobei die an dem den beiden Röhren gemeinsamen Anodenwiderstand 3 auftretenden verstärkten Meßspannung über einen Kondensator 4 den senkrechten Ablenkelektroden eines Kathodenstrahloszillographen 6 zugeführt werden. Den waagerechten Ablenkelektroden wird z. B. über die Anschlußklemmen 8 eine sägezahnförmige Zeitbasisspannung 9 zugeführt. In Fig. I with I and 2 amplifier tubes are designated, the amplification the measurement voltages A and B supplied to the relevant control grids are used, with the increased anode resistance 3 occurring at the two tubes Measurement voltage across a capacitor 4 to the vertical deflection electrodes of a cathode ray oscilloscope 6 are fed. The horizontal deflection electrodes is z. B. via the terminals 8 a sawtooth-shaped time base voltage 9 is supplied.

Die Verstärkerröhren I und 2 werden in schneller Reihenfolge abwechselnd freigegeben und gesperrt mittels einer rechteckförmigen Hilfswechselspannung, die an einem zwischen den Schirmgittern der Verstärkerröhren I und 2 geschalteten Widerstand 10 auftritt und einer Multivibratorschaltung von an sich bekannter Ausführungsform entnommen wird. The amplifier tubes I and 2 are alternated in quick succession released and blocked by means of a square-wave auxiliary AC voltage, the at a resistor connected between the screen grids of the amplifier tubes I and 2 10 occurs and a multivibrator circuit of a known embodiment is removed.

Zur Verschiebung der auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre erzeugten Kurven A, B in senkrechter Richtung gegeneinander, sind die Kathoden der Verstärkerröhren mit einem einstellbaren Anzapfungspunkt des Widerstandes Io verbunden. To move the generated on the screen of the cathode ray tube Curves A, B perpendicular to each other are the cathodes of the amplifier tubes connected to an adjustable tap point of the resistor Io.

Die Multivibratorschaltung enthält zwei in Gegentakt geschaltete und kreuzweise zurück- gekoppelte Schirmgitterröhren I2, I3, wobei die Rückkopplung mittels jeweils zwischen dem Schirmgitter der einen Röhre und dem Steuergitter der anderen Röhre geschalteter Kondensatoren I4, 15 bewirkt wird. Die Steuergitter der beiden Röhren sind durch einen Widerstand I6 bzw. I7 mit den geerdeten Kathoden verbunden, und es sind Schirmgitterwiderstände I8, 19 über einen vom Kondensator 20 überbrückten Widerstand 2I mit der positiven Anschlußklemme 22 einer nicht dargestellten Gleichspannungsquelle verbunden. The multivibrator circuit contains two push-pull switches and cross back coupled screen grid tubes I2, I3, where the feedback by means of each between the screen grid of one tube and the Control grid of the other tube of switched capacitors I4, 15 is effected. the Control grids of the two tubes are grounded to the through a resistor I6 or I7 Cathodes connected, and there are screen grid resistors I8, 19 via one of the capacitor 20 bridged resistor 2I to the positive terminal 22 of a not shown DC voltage source connected.

Die Ausgangsspannung der Multivibratorschaltung wird den Anodenwiderständen 23, 24 entnommen und dem Widerstand 10 über Trennkondensatoren 25, 26 zugeführt. Der Verbindungspunkt der Anodenwiderstände 23, 24 ist ebenfalls mit der Anschlußklemme 22 der Gleichspannungsquelle verbunden. The output voltage of the multivibrator circuit becomes the anode resistors 23, 24 removed and fed to the resistor 10 via isolating capacitors 25, 26. The connection point of the anode resistors 23, 24 is also with the connection terminal 22 connected to the DC voltage source.

Bei den bekannten Einrichtungen der dargestellten Art zur Aufnahme zweifacher Oszillogramme wird die Multivibratorschaltung ganz symmetrisch ausgebildet, so daß die Zeiten, während welcher die Verstärkerröhren 1 und 2 abwechselnd wirksam waren, und also auch die Zeiten, während welcher die verschiedenen Meßspannungen den Oszillographen steuern, immer gleich groß sind. In the known devices of the type shown for recording double oscillograms, the multivibrator circuit is designed to be completely symmetrical, so that the times during which the amplifier tubes 1 and 2 alternately operate were, and thus also the times during which the various measuring voltages control the oscilloscope, are always the same size.

Nach der Erfindung wird bei der dargestellten Einrichtung die Symmetrie der Multivibratorschaltung dadurch bewußt vermieden, daß z. B. die Kondensatoren I4, 15 gleich, die Widerstände I6, I7 hingegen verschieden gewählt werden. According to the invention, in the device shown, the symmetry the multivibrator circuit thereby deliberately avoided that z. B. the capacitors I4, 15 are the same, the resistors I6, I7, however, are chosen to be different.

Die Ausgangsspannung vaZ der dann erhaltenen unsymmetrischen Multivibratorschaltung zeigt z. B. den in Fig. 2 abgebildeten Verlauf entsprechend der Zeit t, wobei die Zeit t1, während welcher die Röhre I2 stromführend und also die Verstärkerröhre I gesperrt ist, beträchtlich kleiner als die Zeit t9 ist, während welcher die Röhre 13 stromführend und die Verstärkerröhre 2 gesperrt ist. Infolgedessen wird die Meßspannung A den Oszillographen während einer längeren Zeit als die Meßspannung B beeinflussen, wodurch bei größerer Amplitude der Meßspannung trotzdem Kurven gleicher Intensität und Schärfe erhalten werden. The output voltage vaZ of the asymmetrical multivibrator circuit then obtained shows e.g. B. the course shown in Fig. 2 corresponding to the time t, with the Time t1, during which the tube I2 is energized and thus the amplifier tube I is blocked, is considerably less than the time t9 during which the tube 13 is energized and the amplifier tube 2 is blocked. As a result, the measurement voltage becomes A affect the oscilloscope for a longer time than the measuring voltage B, whereby curves of the same intensity are still curves of the same intensity with a larger amplitude of the measuring voltage and sharpness can be maintained.

Wie oben erwähnt, ist es günstig, das Verhältnis der Zeiten t1 und t2 regeln zu können. Dies kann bei der dargestellten Einrichtung durch Änderung des Widerstandes I6 in der Multivibratorschaltung erfolgen, wie in der Figur schematisch mit einem Pfeil angedeutet ist. As mentioned above, it is advantageous to determine the ratio of the times t1 and to be able to regulate t2. This can be done by changing the device shown of the resistor I6 take place in the multivibrator circuit, as shown schematically in the figure is indicated with an arrow.

Die Erfindung kann natürlich in entsprechender Weise bei Einrichtungen zum Oszillographieren von mehr als zwei Meßspannungen Anwendung finden. The invention can of course be applied in a corresponding manner to devices for oscillographing more than two measuring voltages are used.

Bei der Aufnahme z. B. von einmaligen elektrischen Ereignissen, bei denen der Spannungs- und Stromverlauf in einem Kreis entsprechend der Zeit sowie eine sinusförmige Bezugsspannung gleichzeitig aufgezeichnet werden müssen, ist es vielfach günstig, die zu messende Spannung und den zu messenden Strom während ungefähr gleich großer Zeiten, die Bezugsspannung hingegen während einer beträchtlich kürzeren Zeit wirksam sein zu lassen. Die dazu erforderliche Hilfsspannung kann z. B. mittels eines rotierenden mechanischen Schalters erzeugt werden, bei dem das Ende eines gleichförmig bewegten Schaltarms nacheinander drei verschiedene Kontaktflächen berührt, von denen zwei die gleiche Breite haben, während die dritte Kontaktfläche eine beträchtlich geringere Breite hat.When recording z. B. of one-off electrical events which the voltage and current curve in a circle according to the time as well a sinusoidal reference voltage must be recorded at the same time is it often favorable, the voltage to be measured and the current to be measured during approximately equal times, the reference voltage, however, during a considerably shorter one Let time be effective. The auxiliary voltage required for this can, for. B. by means of of a rotating mechanical switch, in which the end of a uniformly moving switching arm touches three different contact surfaces one after the other, two of which are the same width, while the third contact area is considerable has a smaller width.

Neben dem erwähnten Vorteil einer gleichen Intensität sämtlicher aufgenommener Kurven wird bei Anwendung der Erfindung z. B. im letztgenannten Fall auch eine Einzelheiten besser zum Ausdruck bringende Wiedergabe der zu messenden Erscheinung erhalten. In addition to the mentioned advantage of the same intensity for all recorded curves is z. B. in the latter case also a rendering of what is to be measured, more expressive of details Preserved appearance.

Es hat sich gezeigt, daß namentlich bei photographischen Aufnahmen der erhaltenen Mehrfachoszillogramme durch Anwendung der Erfindung eine beträchtliche Verbesserung erzielt wird. It has been shown that especially in photographic recordings of the multiple oscillograms obtained by applying the invention is a considerable one Improvement is achieved.

PATENTANSPROCKE: I. Einrichtung mit einem Kathodenstrahloszillographen zum gleichzeitigen Wahrnehmbarmachen von wenigstens zwei Meßspannungen im gleichen Zeitmaßstab, die abwechselnd in schneller Reihenfolge die Ablenkung in einer und der gleichen Richtung des Kathodenstrahlbündels den Oszillographen steuern, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeiten, während welcher wenigstens zwei der Meßspannungen die Ablenkung des Kathodenstrahlbündels steuern, voneinander verschieden sind. PATENTED PROCKE: I. Device with a cathode ray oscillograph for making at least two measuring voltages perceptible at the same time Time scale that alternates in quick succession the distraction in one and control the oscilloscope in the same direction of the cathode ray beam, thereby characterized in that the times during which at least two of the measuring voltages control the deflection of the cathode ray beam are different from each other.

Claims

2. Device according to claim I, characterized in that the ratio the times during which at least two of the measurement voltages cause the deflection of the Control cathode ray beam is adjustable.

3. Device according to claim I or 2 for simultaneous making perceptible of two measurement voltages, the measurement voltages being a deflection system of the cathode ray oscilloscope are supplied via discharge paths serving as inertia-free switches, which are alternately actuated by means of a rectangular auxiliary AC voltage, thereby characterized in that the rectangular auxiliary AC voltage is an asymmetrical Multivibrator circuit is removed.