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Einrichtung zur Kommandoübertragung und Fernanzeige mittels Kathodenstrahloszillographen
Dias Hauptpatent betrifft eine EInrichtung zur gleichzeitigen Fernibeeineins@sunig
von mehreren Kathodenstrahlos.oillographen für Zwecke der und Fernianzeige. Dabei
wi:r@d der Übertragungswert durch eine Phasenverschiebung der zu übertragenden Queraus;lenkspannunig
gegenüber der empfänigerseitiig erzeugten, vtt ihr in einem ganzvahlii@gen Frequenzverhältnis
stechenden Zeitaiblenksp:annung ausgedrückt, so @da13 an dem empfängerisedtigen
O,szillo graphen eine der Phasenverschiebung entsprechende Venschmeibungder Queiriawslenk
ung des Strahles entlang der Zeitknie eintritt, welche auf dem bei-spielis-weiise
mit einer Gradeinteilung versehenen Leuchtschirm ablesbar isst. Damit gleichzeitig
mehrere Werte üb!ereinen einvügen Kanal übertragen werdien können, wird jediem Übertragungswert
eine andereQuerauslenkfrequenz zugeordnet. Diese versicfiieden en Querauslenkfrequenzen
werden dann gemeinsam allen Kathoden:str.ahlosvillog.r:aphen zuggeleitet. Ihre Zuordnung
zu dien einzelnen OszIllographen erfolgt dadurch, daß die Ze@itgblenkfrequenz jedes.
Kafodtnstrahiles der entsprechenden Querauslenkfrequenz
angepaßt
ist, sich also auch die. Zeitab,lenhfrequenzan der Oszillographen voneinander unterscheiden.
Auf diese Weise eiltsteht auf dem Leuchtschirm eines jeden Oszillographen nur ein
einziges deutlich ablesbares, stehendes Bild, -das von der Oueraus ernku g erzeugt
wird, welcher die Zeitahlenkfrequenz dieses Oszillographen zugeord,net isst. Die
übrigen Querausle,.nkungen des Kathodenstrahles aus der Zeiitlinfe, welche von anderen
Querauslenkspannungen erzeugt werden, die der ZeitäbIenkfrequenz des betreffenden
Oszillographen nicht zuggeordnet sind, sind dagegen kaum sichtbar, weil sie sich
wegen des Frequenzunterschiedes erst nach :einer größeren Anzahl von Durchläufe:n
des Strahles durch die Zeitlinie- an derselben: Stelle wiederholen.
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Als Zeitlinie ist beim Hauptpatent eine geschlossene Umlaufbahn des
Kathodenstrahles benutzt, wie spie sich durch Anlegen eines Drehfeldes, z. B. zweier
aufeinander senkrecht stehender Wechselspannungen, an das Ablenhsystem dies Kathode:n.strahloszillographen
erzeugen läßt. Um die Phasenlage der Querauslenkungen gegenüber der Zeitab-lenl:spannungen
dem zu übertragenden Wert entsprechend einstellen zu können, ist zur Erzeugung der
Querausle:nkspannungen geberseitig ein Ton.frequenzgenerato.r vorhanden, dessen
Statoren unabhängig voneinander gegenüber dem Tonrad um 36o° e1. v erdreh:bar sind.
Auch empfängerseitig wird die Zeitablenkspannung durch einen Tonfrequ:enzgene-ra:tor
erzeugt, dessen gesamter Statorkranz zuir Herstellung des Synchronismus zwischen
Geber und Empfänger gegenüber dem in verschiedene Polkränze unterteilten Tonrad
vierdrehbar ist. Dieser Stato,rkranz wird - gleiche Drehzahl von Gelber-und Empfänger-Tonfrequenzgenerator
vorausgesetzt - vor Beginn und erforderlichenfalls auch während der Übertragung
so lange verstellt, bis an einem weiteren, nicht zur Anzeige von Übertragungswerten
dienenden Katho:denstrah:lo.szillographen die Querausl,enkzacke mit einer festen
Nullmarke in Decltung l-zo:mmt"vobei d.i,eseOuera,u,slenl:zache durch eine vom Geber
gesandte, die Sollphasenlage definierende uerau,slen!lzs.pa.nnung erzeugt wird,
welcher die' Zeitäblenkspannung dieses nur zur Kontrolle der Phasenlage zwischen
Geber und Empfänger dienenden Oszillographen. zugeordnet ist.
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Wird nach dlieser Svnrhro ;i.sie!rung zwischen Geber und Empfänger
geberseitig der Statorhranz des einen oder anderen Tonfrequenz ene:rators verstellt
und damit die Phasenlage der von diesem Statorkranz erzeugten QuerausIenkspannung
geändert, so verschiebt sich empfängerseitig die Ausl,euhzacke des zugeordneten
Oszillographen sui der Zeitlinie um einen entsprechenden Betrag, so daß die geberseitige
Verstellung ohne weiteres an Hand einer Skala abgelesen werden kann.
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Die Erfindung bringt eine, Verbesserung und weitere Auagestaltu.ng
des Gegenstandes des Hauptpatents dadurch, daß die Zeital>-lenspannung jedes Oszillographen
in ihrer Phasenlage gegenüber der empfangenen, ihr zugeordneten Oueraus:lenkspannu:ng
durch ein mit einem Knzeigemittel @°ersehenes Organ um einen der geberseitigen Pha.senvei
-schiebung gleichen Betrag verschieblich ist, so daß die 0u erauslenkung des Strahles
finit einer festgelagerten Nullmarke in Deckung kommt und die hierzu erforderliche
Verstellung des Organs ein Maß für den L'bertragungswert darstellt.
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Diese empfängerseitige, Phasenverschiebung kann wiederum durch eine
Verdrehung des entsprechenden Statorkranzes des Generators für de Zeitableukspannungen
erreicht werden. Die Bedtie :ungsperson hat also an einer Kurbel o!d. dgl. den Statorkranz
nur so lange zu verstellen, bis die- Ouerauslenkung auf dem Leuchtschirm des betreffenden
Oszillographen mit einer festgelegten @tillma:rke in Deckung kommt, und kann dann
ein Hand eines mit .der Kurbel gekuppelten Zeigers oder eines Zählwerkes u. dgi.
den V-bertragungawert unmittelbar ablesen. Dadurch werden Ableseschwierigkeiten
vermieden und die Bedienung erheblich erleichtert.
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Vorteilhaft benutzt man ferner nicht eine geschlossene Bahn als Zeitlinie,
sondern eine geradlinige Zeitablenkung, so dali die Auslenl;za.che nicht auf einem
Kreis od. dgl., sondern auf einer geraiden Linie wandert. wenn der Empfänger nachgedreht,
d. h. auf dien übertragenen Wert eingestellt wird.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Es zeigt Fig. i eine Geberapparatur.
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Fig.2 die Form der von dieser erzeugten Impulse, Fig.3 die Gestalt
der hieraus erhaltenen. zu übertragenden Querauslenkimpulse.
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Fig. d. eine Empfängerapparatur, Fig.5 die zur geradlinigen Zeitablenkung
zweckmäßig benutzteSägezalinform derZeita,blen spa:nnung und Fig.6 eine Ansicht
des Leuchtschirmes einer Oszillographenröhre.
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Als Ausführungsbeispiel ist eine Apparatur zur übertragun,g von Winkelwerten
in Grob-und Feinunterteilung gewählt. Die Erfindung ist aber ebenso auch verwendbar
für die Übertragung eines oder mehrerer unabhängiger Werte. Den einzelnen @@'inl@elwerten
können
in an siech bekannter Weisse verschiedene Kommandos, Signale
usw. zugeordnet sein.
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In Eiig. i isst i eine Kurbel z.am Eindrehen de!s zu übertragenden
Werteis, der mittels der Zeiiger 2 und 3 an dein daruntenliegen@den Fein- ,und Grobskalen
4 und 5 einstellbar Bist. Zu diesem Zweck ist .der Zeiigeir 3 durch die Getrieberäder
6, 7 gegenüber dem Zeiger 2 bzw. Bier Knebel i entsprechend untersetzt. Das mit
,dem Zeiger 3 gekuppelte Rad: 7 trägt eine auf eiirrem magnetischen Schdußstück
untergebrachte Induktibns,spu@le B. Vor dem Schlußatück dieser Spule 8 wandert ein
auf dem Rad 9 sitzender und von dien Moto,r- io mit gleichblieilbender Geschwindigkeit
an,getrIebeneT perman:ervter Magnet r z vorbei, so d:aß ibeii jedem Umkauf in der
Spule 8 ein Impuls dIer in Fig. 2 dargestellten Art erzeugt wifird. Die Phüsenla:,ge
dieses Impuilises i,s-t also abhängig von der Stellung dies Zeigers 3. Eine gleiche
Spule 12 ist mit (der Achse der Knurbel i gekuppelt. Ihr ist e#@n permanenter Magnet
13 auf dein Rad 14 z,wgeo,ridbet, das mit einer anderen Geschwindigkeit als das
Rad' 9 bzw. der Magnet i i umläuft. Die in der Spule 12 induzieren Impulse gemäß
Fig. 2 haben dementsprechend eine and leire Frequenz. Ihre Phasenila!ge ist von
der Stellung der Spule 12 bzw. :der Kurbel i abhängig. Außerdlem ist noch eine dritte
derartige Induktionsspule 15 vorhanden. Diese ist jedoch gerätefest :angeordnet
und wird durch einen wiederum mit ieineir anderen Drehzahl vorbeirotierenden Magneten
16 an dem vorm Motoir io angetriebenen Raid 17 dnduzliert.
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Um,emp.fänigers!eii;tig zur E.rleichter wn!g ,der Ablesung markante
Querauslenkungen dels Elektronenstrahles. zu erhalten, werden idileis:e Impulse
gemäß Fig. 2 in solche gemäß $ig. 3 umigewandielt. Das kann durch einen übersteuerten
Verstiiir#ker geschehen, welchem die Impuilis!e gemäß Fig.2 über einen vorgespannten
Gleichrddhter zugeführt werden. Im Ausführunigabeispiel .dient hierzu eine einzige,
Röhre 18, deren S.teuergittieir die in den Spulen 8 und 12 ii.nüuzierten Spannungen
über @ch@le;üfringe i9, 2o und Gleichrichter 21, 22 zugeführt werden.. Die in dein
freisten, Spule 15 induzierten Impulse werden über den Gleichrichter 23 lauf Idas
gleiche Gitter gege@ben. Ein in dien Kathodenkreis eiinges:aha,lteter Widerstand
24 erzeugt .die erfbrderliche Vomspannun!g für die Gleichrichter 21 blies 23, ,so
diaß durch d'ais übersteuerte Rohr 18 lediglich :der in Fig.2 zwischen den gestri:chelten
Linien 25, 26 liegende Teil der Impulse heirausgeschnitten und nach Modulation .im
Seeinder 27 auf den Empfänger übertragen wird. Aus Fig. 3 ist die Form dieser Impulse
zu erkennen. Um eiirren möglichst genauen Gleichlauf zwischen Geber und Empfänger
zu erreichen, ohne daß in üblicher Weise eine b!csondere Synrihro,niis,nerwngdfre,quenz
zur KonstanthaI,tung :dien D:reh:zuhlie@n wbeirtragen werden ruß, wird zweckrnäßiig
sowohl der Gelber als auch der Emp:fängermoto,r mit enne!r besonderen Regelungseinrichtung
zur Kons,tanthaltung :der Drehzahl versehen. Diese beisteht zweckmäßig aus eirnem
Schwingungsigenera@tor 28 hofier Frequ enzk onstanz, einem vom Motor io angetriebenen
und zweckmäßig mit diesem baulich vereinigten Tonrad 29 sowie aus einem Gleichl-aufregler
30, der die vom Schwinger 28 und vom Tonrad 29 erzeugten Frequenzen miteinander
vergleicht und den Motor io bei, Abweichung dlar beiden Frequenzen im 1<:oir-riigiere!nd!en
S4inne beeinlußt.
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Die in. Feig. 4 ,da!rge!atellte Empfanigsapp:a,r-atuir Ist in ,ihrem
oberen, über der s@trichpunkt@erten Trennlinie liegenden Teil genau so .anfgebaut
wie der über der Trennlinie liegende Teil der in Fi!g. ,dargestellten Geberapparatuir.
Es sind deshalb, auch die gleichen Bezugszeichen wie; dort benutzt und zur Unterscheidung
lediglich mit einem Strich: versehen. Der empfängeirseiti!ge, Motor io' ,läuft,
gerle@geil:t durch .dien Glei:ch.lnufregler 30', mit der vom Schwinger 28' abhängigen,
genant gleichen Drehzahl wie .der geberseitigie Motor io. Die ,in :drein Spulen
8', i2' und 15' induzierten Spannungen haben also die gleiche Frequenz wie ,die
in den entsprerhenden Geberspulen 8, 12, 15 induzde!rten Que!raualenkspannungen
und stehen in .dem gleichen Frequ!enzverhältn:iis. zueinander wie diesle. Sie werden
Impu!lswandleirn 31, 32, 33 in denen sie -durch an sich bekannte Mittel von der
in Fi!g. 2 dargestellten Kurvenform in die in Fig.5 diarges,tel.lte Sägeform iumge)wanidielt
werden. Diese s.äigezabnförinigen I!mpu@lise liegeirr. an je einem Ablenkplatbenpaair
der Kathodienstr-aihil,otszililo:-gr:ap!henirÖihren 34, 35, 36, so daß deren Kathodenstrahl
auf dem Leuchtschirm in an sich bekannter Weisse eine gerade Linie zeichnet. Die
vorm Scndier 27 ausgestrahlten Owerausilenkiimp@ulise, verschiedener Fiequenz der
in Fig. 3,dlargesitellten Form werd er e!mpfäng!erseiitig mach ihrer Dem@odiulation
im Gerät 27 gemeinsam Iden anderen Plattenpaaren edier Os:z-i-11,ograp'henrähren34,
35, 36 zugeleitet. In ,der bereilts beschriebenen Weise bewirken siie Q,uerauslenkungen
idbr Elek-
tronenstrahlen in den direi Oszillographen, wobei auf jedem &r
drei, Leuchtschd:rme, jewedils nur ein deutliches Auslenkbild entsteht, das von
derjenigen empfangenen Querauslenkspannung erzeugt wird, die: .der Zeitablienlcfreque@nz
:des betreffenden Oszillo,-graphen zugeordnet ist. Im Ausführungsbe
@ispiel
ist angenommen, daß die von der Geberspule 8 ausgehenden Impulse auf die Oszillographenralire
3d für die Grobanzeige, die von der Spule 12 ausgehenden Impulse auf die Röhre 35
für die Feinanzeige und die von der Spule 15 gesandten Impulse eine Anzeige am Schirm
der Röhre 36 :bewirken, da die Zeitäblenkfrequenz der Röhre 3.1 gleich der von der
Spule 8 abgegebenen Ouerauslenkfrequenz, die Zeitablenkfrequenz der Röhre 35 gleich
der von der Spule 12 ausgehenden Querauslenkfrequenz ist und auch die Frequenzen
der Spulen 15 und 15' gleich sind. Es können aber gegebenenfalls die empfängeTseitig
erzeugten Zeitable:nli:frequenzen auch ein ganzza,hliges Vielfaches !der empfangenen
Ouerauslenlkfrequenzten sein, denen sie zugeordnet .sind.
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Die Lage des Auslenkvorganges auf dem Leuchtschirm jedes Oszillographen
3.1 bis 36 ist somit abhängig von der Phasenlage der Onerau,slenl,:frequenz zur
Zeitablenhfrequenz. Währen der Übertragung müssen daher die Onerauslenkfrequeuzen,
welche von der Spule 15 ausgehen. und die von der Spule 15' am Empfänger erzeugten
Zeitablenkimpulse gleichphasig sein, d'. h. der Auslenkvorgang auf dem Leichtschirm
des Osz=illographen 36 muß mit einer vorher festgelegten Nu,llma.rlse in Übereinstimmung
sein. Um das zu erreichen, ist in der Hauptanmeldung der Statorkranz des Generators
zur Erzeugung der Zeitablenhspannungen verdrehba.r gemacht. Gemäß vorliegender Erfindung
wird jedoch die zur Synchironisierung des Empfängers auf den Gelber erforderliche
Verschiebbarkeit .der Phasenlage :der Mtablenkimp,ulse relativ zu den eintreffenden
Ouerausleulzimpatl,se,n dadurch erreicht, daß die Phase der Drehfrequenz des Antriebsmo:totrs
io' verschiebbar gemacht wird. Hierzu .ist zwischen dem Schwingungsgenerator 28'
und dem hlo)tor io' bz-tv. dem Gleichlaufregler 30' ein P aseuschneber eingeschaltet,
welcher eine Drehung der Phase des Schwingers 28' gegenüber der Phasenlage der vom
Tonrad 29' erzeugten Kontrollfrequenz um 36o° el. zuläßt. Da derartige Phasenverschnebungsmitte:l
bekannt sind, wurde von einer besonderen Darstellung auf der Zeichnung abgesehen.
Gegebenenfalls könnte aber auch die Phase der Drehfrequenz des Antriebsmotors iö
dadurch verschoben werden, daß man die Kontrollfrequenz des Tonrades 29' entsprechend
in der Phase verschiebt, z. B. durch Verdirehen des Statorkranzes um einen entsprechenden
Betrag.
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Ist die Phase d"--r Drehfrequenz ,der beiden Impn @ls-erzeugersysteme
am Geber und am Empfänger auf diese Weise eingestellt, so stellt, ebenso wie beim
Hauptpatent, die Entfernung des Querauslenhvorganges von der N N ullmarke, am Schirm
der Röhren 3q. und 35 ein -Maß für die Verstellung am Geber, d. h. für den
Übertragungswert, dar. Gemäß der Erfindung wird die Rficlzübersetzung des
hzw. der einzelnen übertragenen Werte dadurch erleichtert, da.ß die Impulserzeugersysteme
für die Zeitahlenkung der beiden Oszillographen 3q. und 35 verstellbar sind. Die
Bedienungsp:erson hat also lediglich die Kurbel i' so lange zu drehen, bis der Auslenkvorgang
auf jeder der beiden. Röhren mit der Nullma;rke in Deckung i,st. Die Zeiger 2' und
3' haben dann genau dieselbe Stellung wie die Zeiger i und 3 am Geber.
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Der übertragene Wert wird also durch die Zeige:rs,te,llu:ng ein für
allemal festgehalten. Bei dieser Ausbildung des Empfängers wird gleichzeitig der
-Vorteil erreicht, daß Geber und Empfänger in ihrem beweglichen Teil absolut gleich
ausgebildet werden können und fast die gleiche Bedienung erfordern. U m die Anlage
auch im Gegenverkehr benutzen zu können, braucht nur eine einfache Umschaltung vorgenommen
zu werden, wenn jede Gerät gleichzeitig noch mit einer entsprechenden Schaltung
versehen ist, wie sie unterhalb der strichpunktierten Trennlinie in Fig. i bzw.
.l dargestellt ist.
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Benutzt man Ouerauslenl.:impulse von der in Fig. 3 dargestellten Kurvenform,
so erhält man besonders charakteristische Auslenkvorgänge, die sich mit ihrer fast
senkrechten S@tirulinie mit hoher Genauigkeit auf die Nullmarke einstellen lassen.
In Fig.6 ist veranschaulicht, wie dabei das Leuchtbild auf dem Schirm eines Oszillographen
aussieht. 37 ist die Zeitlinie und 38 der mit der @u11-marke 39 in Deckung gebrachte
Auslenkvorga,ng, welcher durch eine Querauslenkfrequenz gezeichnet wurde, die zur
Zeitablenkfrequenz in einem ganzzahligen Frequenzverhältnis steht, also letzterer
zugeordnet i,st.
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Damit eine besonders hohe Genauigkeit in der Einstellung des Auslenkvo-rganges
38 auf die Nullmarke 39 durch Drehen der Kurbel i' erreicht wird, werden die Impulsumformer
31 bis 33 zweckmäßig umschaltbar ausgebildet derart, da.ß zunächst die ganze Länge
der auf Sägezahnform gebrachten Zeitablenkimpulse zur Zeichnung der Zeitlinie auf
dem Schirm des Oszillographen ausgenützt wird und daß durch Umschaltung die Länge
der Sägezahn- . kurven nach beiden Seiten um gleiche Beträge verlängert wird, wie
es in Fig. 5 gestrichelt angedeutet ist. Vor der Umschaltung ist dann die Anzeige
verhältnismäßig grob, während s!ie nach erfolgter Umschaltung i wegen der Vergrößerung
ds Zeitmaßstabes außerourdentlich genau wird. Die Amplitude
der
ssäb@e@zahnkurvenförmigen Zeitasblenksp.annunigen muß diab,ei natürlich die gleiche
bleiben, diamit @s-ioh :der Zeitpunkt dies Durchganges sdiurch sdi;e Nu;llmarr#ke
39 nicht verschiebt. Wird :die Sägez-aihnform sder Ze :itaibienIdcurven in
an sich :bekannter Weise durch Ladung und Entladung einie@s Kondensators erhäliten,
so. kann b,eisp,ielsweis,e bei d (er Urischaltung der Lade- oder E:nbladetwiderstan@d
für den. Kondensator verklieinerit und der zeitliche Einisatz dess Lade- oder Entlad
evorganges durch Ver'sichiesben der Nullinie der Steuerkurvegleichzeitig erreicht
werden, daß die Sägezähniknurve um die Hälfte ihrer zeit!fiichen Verlängerung früher
einsetzt.