CH631267A5

CH631267A5 - Circuit arrangement for generating periodic sampling pulses

Info

Publication number: CH631267A5
Application number: CH701978A
Authority: CH
Inventors: Wilfried Sartorius; Don John Rotrigo Dr Stock
Original assignee: Endress Hauser Gmbh Co
Priority date: 1977-06-29
Filing date: 1978-06-28
Publication date: 1982-07-30
Also published as: DE2729331A1; NL7806825A; BE868557A; IT7825136A0; FR2396461A1; IT1096817B; SE7807333L; JPS5442182A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung sehen der Signalperiode und der Impulsperiode erzielen. Es ist zur Erzeugung periodischer Abtastimpulse für die stroboskopi- insbesondere zu beachten, dass bereits geringfügige Schwan- The invention relates to a circuit arrangement see the signal period and the pulse period. In order to generate periodic scanning pulses for the stroboscopic, it should be noted in particular that even slight fluctuations

sche elektronische Abtastung periodisch wiederkehrender Si- 30 kungen der Impulsperiode ganz erhebliche Änderungen der gnale, wobei sich die Abtastimpulsperiode von der Signalperio- Zeitdifferenz bedeuten. electronic scanning of periodically recurring intervals of the pulse period, very considerable changes in the signals, the scanning pulse period meaning the signal period time difference.

de um eine festgelegte kleine Zeitdifferenz unterscheidet, mit Eine zweite Lösung, die oft angewendet wird, besteht darin, en differs by a fixed small time difference, with A second solution that is often used is to

einem Komparator, der an einem Eingang ein sich mit der Si- dass eine schnell ansteigende Sägezahnspannung in einem Kom- a comparator that is connected to an input with the signal that a rapidly increasing sawtooth voltage in a com-

gnalperiode wiederholendes, zeitlich ansteigendes Signal und parator mit einer Treppenspannung verglichen wird, die bei je- signal, which repeats the signal period, is compared with a stair voltage that is

am zweiten Eingang ein zeitlich wesentlich langsamer ansteigen- 35 der Periode der schnellen Sägezahnspannung um eine gleich- at the second input, the time of the rapid sawtooth voltage increases by a similar

des Signal empfängt und bei jeder Feststellung der Gleichheit bleibende Stufe erhöht wird. Auch in diesem Fall verschieben der beiden Eingangssignale die Erzeugung eines Abtastimpulses sich die Koinzidenzzeitpunkte von einer Periode zur nächsten auslöst. jeweils um die gleiche kleine Zeitdifferenz. Da in diesem Fall of the signal is received and the remaining level is increased each time the equality is determined. In this case, too, the two input signals shift the generation of a sampling pulse and the coincidence times are triggered from one period to the next. each by the same small time difference. Because in this case

Die Stroboskopie ist ein schon lange Zeit bekanntes und der Sägezahngenerator und der Treppenspannungsgenerator erfolgreich angewandtes Verfahren, um schnelle mechanische 40 ebenfalls mit Hilfe von Halbleiterschaltungselementen realisiert Stroboscopy is a method which has been known for a long time and the sawtooth generator and the staircase voltage generator have been successfully used to implement fast mechanical 40 also with the aid of semiconductor circuit elements

Vorgänge mit «zeitlicher Dehnung» sichtbar zu machen, damit werden, bleibt das Problem der Temperaturabhängigkeit beste- To make processes with «temporal expansion» visible so that the problem of temperature dependence remains

Einzelheiten des Ablaufs studiert werden können. Eine elektro- hen ; ausserdem wird ein Treppenspannungsgenerator benötigt, Details of the process can be studied. An electric one; a stair voltage generator is also required,

nische Variante der Stroboskopie ist das Abtastverfahren (im der so viele Treppenspannungsstufen zur Verfügung stellen anglo-amerikanischen Sprachgebrauch als «sampling»-Verfah- muss, wie Abtastimpulse in jedem Abtastzyklus verwendet wer- A typical variant of stroboscopy is the sampling method (in which so many staircase voltage levels are available in Anglo-American language use as the “sampling” method - how sampling pulses are used in each sampling cycle

ren bezeichnet). Es wird in erster Linie bei Kathodenstrahloszil- 45 den. Werden beispielsweise 10 000 Abtastimpulse pro Abtast- ren called). It is primarily used in cathode ray tube 45 den. For example, if 10,000 samples per sample

lographen angewendet, um periodisch wiederkehrende Signale zyklus benötigt, dann muss die Treppenspannung 10 000 Stufen sichtbar zu machen, deren Folgefrequenz grösser als die höchste aufweisen, deren Spannungspotentiale sich um jeweils 1/10 000 If the lograph is used to cycle periodically recurring signals, then the stair voltage must make 10,000 steps visible, whose repetition frequency is greater than the highest, the voltage potentials of which are 1/10 000 each

Ablenkfrequenz des Oszillographen ist. Zu diesem Zweck wird unterscheiden, was einen grossen Schaltungsaufwand erfordert, Deflection frequency of the oscillograph is. For this purpose, a distinction is made between what requires a large amount of circuitry,

das darzustellende Signal in aufeinanderfolgenden Perioden je- Zur Änderung der Anzahl der Abtastimpulse pro Abtastzyklus weils durch Abtastimpulse abgetastet, deren Periode geringfü- so muss weiterhin die Stufenhöhe einstellbar sein, wodurch der gig grösser als die Signalperiode (oder ein Vielfaches der Signal- Schaltungsaufwand noch vergrössert wird. the signal to be displayed in successive periods each- To change the number of sampling pulses per sampling cycle because sampled by sampling pulses, the period of which must still be adjustable, which makes the gig greater than the signal period (or a multiple of the signal switching effort even greater) becomes.

periode) ist. Aus jeder Periode des wiederkehrenden Signals Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zur wird also ein einziger Abtastwert entnommen, wobei die Ab- Erzeugung periodischer Abtastimpulse zu schaffen, die bei sehr tastzeitpunkte in bezug auf den Beginn der Signalperiode ge- einfachem Aufbau die genaue Einhaltung beliebig kleiner Zeit-geneinander ge ringt ligig versetzt sind. Die nacheinander ent- 55 differenzen zwischen der Abtastimpulsperiode und einer vorgenommenen Abtastwerte werden im Verlauf einer einzigen Ab- gebenen Signalperiode mit ausserordentlich grosser Temperalenkung des Leuchtflecks des Oszillographen dargestellt, und turstabilität ermöglicht. period). From each period of the recurring signal, the object of the invention is to obtain a circuit arrangement for taking a single sample value, the generation of periodic sampling pulses being created which, at very sampling times with respect to the start of the signal period, are simple to maintain arbitrarily small time are mutually offset. The successive differences between the sampling pulse period and a sample taken are shown in the course of a single signal period with an extraordinarily large temperature deflection of the light spot of the oscillograph, and door stability is made possible.

ihre Aneinanderreihung ergibt ein Abbild einer Periode des pe- Ausgehend von einer Schaltungsanordnung der eingangs riodisch wiederkehrenden Signals, jedoch mit einer Zeitdeh- angegebenen Art wird diese Aufgabe nach der Erfindung nung, die der Anzahl der für die Wiedergabe einer Signalperio- 60 dadurch gelöst, dass die den beiden Eingängen des Komparators de verwendeten Abtastimpulse entspricht. Die Wiedergabe er- zugeführten Signale exponentielle Sägezahnspannungen mit un- Their sequence results in an image of a period of the pe- Starting from a circuit arrangement of the signal that returns periodically at the beginning, but with a time-specified type, this object is achieved according to the invention, which is the number of times for the reproduction of a signal period in that which corresponds to the two inputs of the comparator de sampling pulses used. The reproduced signals exponential sawtooth voltages with un-

folgt zwar nicht kontinuierlich, sondern in Form einer sich stu- terschiedlicher Zeitkonstante sind. does not follow continuously, but in the form of a hourly constant.

fenweise ändernden Kurve, doch ist das Abbild umso genauer, Bei der Schaltungsanordnung nach der Erfindung beruht die je grösser die Anzahl der für die Wiedergabe verwendeten Ab- Erzeugung der periodischen Abtastimpulse auf dem Vergleich tastimpulse ist, je kleiner also die Zeitdifferenz zwischen der 65 von zwei nichtlinearen Spannungen. Dennoch ergibt sich die The curve changes by the window, but the image is all the more accurate. In the circuit arrangement according to the invention, the greater the number of reproductions of the periodic scanning pulses used for the reproduction based on the comparison of scanning pulses, the smaller the time difference between the 65 of two nonlinear voltages. Nevertheless, the results

Signalperiode und der Abtastimpulsperiode ist. Gleichzeitig ist erstaunliche Wirkung, dass die jeweils bei der Koinzidenz der auch die Zeitdehnung umso grösser, je kleiner diese Zeitdiffe- beiden verglichenen nichtlinearen Spannungen erzeugten Ab- Signal period and the sampling pulse period. At the same time, it is an astonishing effect that the smaller the time difference, the greater the time expansion between the two non-linear voltages compared.

renz ist. Wenn beipsielsweise zur Abtastung einer vollständigen tastimpulse eine Periode haben, die sich exakt um eine gleich renz is. For example, to have a period that is exactly the same for sampling a complete pulse

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bleibend konstante Zeitdifferenz von der Periode der Sägezahn- den des Signals abgetastet werden, ist die Schreibzeitperiode T' the constant time difference from the period of the sawtooth of the signal is sampled, the write time period is T '

Spannung mit der kleineren Zeitkonstante unterscheidet. ein Vielfaches der Echtzeitperiode T ; wenn für die Wiedergabe Die beiden exponentiellen Sägezahnspannungen können auf des Abbildes einer Periode des Signals n Abtastimpulse verwen- Voltage with the smaller time constant differs. a multiple of the real time period T; if for playback The two exponential sawtooth voltages can use n scanning pulses on the image of a period of the signal.

sehr einfache Weise mit grosser Temperaturstabilität erzeugt det werden, gilt: are generated in a very simple manner with great temperature stability, the following applies:

werden, nämlich einfach durch die Aufladung von Kondensato- 5 simply by charging capacitor 5

ren über ohmsche Widerstände. Für diese Schaltungselemente T' = n • T gibt es Ausführungen mit sehr kleinem Temperaturkoeffizienten oder Paarungen, deren Temperaturabhängigkeit sich gegen- Die Wiedergabe erfolgt also mit einer zeitlichen Dehnung seitig kompensiert. Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfin- im Verhältnis n: 1, wodurch es möglich ist, sehr schnell ablaufen-dung besteht daher darin, dass die Eingänge des Komparators 10 de periodische Vorgänge auf einem wesentlich langsamer arbei-mit den Ausgängen von zwei Sägezahngeneratoren mit unter- tenden Oszillographen sichtbar zu machen, vorausgesetzt, dass schiedlichen Zeitkonstanten verbunden sind, von denen jede eine genügend grosse Anzahl von Signalperioden für die Abta-einen Kondensator enthält, der in Reihe mit einem Ladewider- stung zur Verfügung steht. over ohmic resistances. For these circuit elements T '= n • T there are versions with a very small temperature coefficient or pairings, the temperature dependence of which is opposed to each other. The reproduction is therefore compensated with an expansion in time. A preferred embodiment of the invention in the ratio n: 1, which makes it possible to run very quickly, is therefore that the inputs of the comparator 10 de periodic processes on a much slower - with the outputs of two sawtooth generators with lower To make visible oscillographs visible, provided that different time constants are connected, each of which contains a sufficiently large number of signal periods for the sampling a capacitor, which is available in series with a charging resistor.

stand an einer Gleichspannung liegt und dem ein periodisch Das Diagramm D von Fig. 1 zeigt ein bekanntes Verfahren ausgelöster Entladekreis parallelgeschaltet ist. In diesem Fall 15 zur Erzeugung von Abtastimpulsen, deren Periode sich um eine werden für die Erzeugung der zu vergleichenden Sägezahnspan- konstante Zeitdifferenz At von einer vorgegebenen Periode T stood at a DC voltage and which is a periodic diagram D of Fig. 1 shows a known method triggered discharge circuit is connected in parallel. In this case 15 for the generation of scanning pulses whose period becomes a time difference At of a predetermined period T for the generation of the sawtooth chip constant to be compared

nungen ausschliesslich passive Bauelemente verwendet, so dass unterscheidet. Zu diesem Zweck werden zwei Sägezahnspan-keine temperaturbedingeten Halbleitereffekte auftreten. Ferner nungen SZj und SZ2 mit sehr unterschiedlicher Steigung er- only passive components are used, so that differentiates. For this purpose, two sawtooth chips - no temperature-related semiconductor effects - will occur. Furthermore, SZj and SZ2 with very different gradients

ist eine Änderung der Zeitdifferenz und damit der pro Abtast- zeugt. Die Sägezahnspannung SZj hat die Periode T, und die zyklus erzeugten Abtastimpulse auf einfache Weise dadurch 20 Sägezahnspannung SZ2 hat eine sehr viel grössere Periode. Die möglich, dass der Ladewiderstand wenigstens eines der beiden beiden Sägezahnspannungen werden an den Eingang eines is a change in the time difference and thus that per sample. The sawtooth voltage SZj has the period T, and the scan pulses generated in a simple manner thereby 20 The sawtooth voltage SZ2 has a much longer period. The possible that the charging resistance of at least one of the two sawtooth voltages are applied to the input of one

RC-Sägezahngeneratoren einstellbar ist. Komparators angelegt, der jeweils bei Feststellung der Koinzi- RC sawtooth generators is adjustable. Comparator created, which each time the coincidence

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beispielshalber denz der ansteigenden Flanken die Erzeugung eines Abtastim- The invention is based on the drawing, for example, the rising edges of the generation of a scanning im-

beschrieben. In der Zeichnung zeigen: puises auslöst. Das Diagramm D lässt unmittelbar erkennen, described. Show in the drawing: puises triggers. Diagram D shows immediately

Fig. 1 Zeitdiagramme zur Erläuterung der stroboskopischen 25 dass die Koinzidenzzeitpunkte in den aufeinanderfolgenden Pe- 1 shows timing diagrams for explaining the stroboscopic 25 that the coincidence times in the successive p

elektronischen Abtastung und der bekannten Verfahren zur Er- rioden der Sägezahnspannung SZj jeweils im Zeitabstand At, electronic scanning and the known methods for eroding the sawtooth voltage SZj each at the time interval At,

zeugung der Abtastimpulse, 2 At, 3At usw. nach dem Beginn der Periode liegen. Dies ent- generation of the sampling pulses, 2 At, 3At etc. after the beginning of the period. This

Fig. 2 ein Schaltbild der Schaltungsanordnung zur Erzeu- spricht genau der gewünschten zeitlichen Lage der Abtastimpul- 2 shows a circuit diagram of the circuit arrangement for generating exactly the desired temporal position of the sampling pulse.

gung der Abtastimpulse nach der Erfindung und se des Diagramms B. supply of the scanning pulses according to the invention and se of diagram B.

Fig. 3 Zeitdiagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise 30 Das Diagramm E von Fig. 1 zeigt ein anderes bekanntes und der Schaltung von Fig. 2. häufig angewendetes Verfahren zur Erzeugung der Abtastim-Im Diagramm A von Fig. 1 sind Signale gleicher Kurven- pulse: Es wird wieder die schnell ansteigende Sägezahnspanform dargestellt, die sich mit der Periode T regelmässig wieder- nung SZX mit der Periode T erzeugt und dem einen Eingang holen. Es wird angenommen, dass die Folgefrequenz dieser Si- eines Komparators zugeführt. An den anderen Eingang des gnale sehr gross ist, insbesondere wesentlich grösser als die 35 Komparators wird jedoch in diesem Fall eine Treppenspannung höchste Ablenkfrequenz der verfügbaren Oszillographen. TS angelegt, die bei jeder Auslösung des Sägezahngenerators Um diese Signale dennoch auf einem Oszillographenschirm um eine konstante Stufe erhöht wird. Es ist zu erkennen, dass sichtbar machen zu können, werden sie periodisch durch Ab- auch in diesem Fall die Zeitpunkte der Koinzidenz zwischen der tastimpulse abgetastet, die im Diagramm B dargestellt sind. Treppenspannung TS und der schnellen Sägezahnspannung SZX Diese Abtastimpulse haben eine Periode T + At, die sich um 40 in den aufeinanderfolgenden Perioden um regelmässig zuneh-eine kleine Zeitdifferenz At von der Periode T der Signale un- mende Zeitabstände At, 2 At, 3 At usw. nach dem Beginn der terscheidet. jeweiligen Periode liegen. 3 shows time diagrams to explain the mode of operation 30. Diagram E of FIG. 1 shows another known method, which is frequently used for the circuit of FIG. 2., for generating the scanning signals. Diagram A of FIG. The rapidly increasing sawtooth chip shape is shown again, which is generated regularly with the period T and SZX with the period T and which fetches one input. It is assumed that the repetition frequency of this Si is fed to a comparator. At the other input of the signal is very large, in particular much larger than the 35 comparators, however, in this case a stair voltage becomes the highest deflection frequency of the available oscillographs. TS created, which is increased every time the sawtooth generator is triggered by these signals on an oscillograph screen by a constant level. It can be seen that to be able to make them visible, they are sampled periodically by - in this case too - the times of the coincidence between the probe pulses, which are shown in diagram B. Stair voltage TS and the rapid sawtooth voltage SZX These scanning pulses have a period T + At which increases by 40 in the successive periods by a small time difference At from the period T of the signals and the time intervals At, 2 At, 3 At, etc after the beginning of the decides. period.

Mit Hilfe der Abtastimpulse des Diagramms B wird aus Die beiden in den Diagrammen D und E dargestellten Lö- With the help of the sampling pulses in diagram B, the two solutions shown in diagrams D and E are

jeder der aufeinanderfolgenden Signalkurven des Diagramms A sungen beruhen auf dem Vergleich von linearen Spannungen, each of the successive signal curves of diagram A solutions are based on the comparison of linear voltages,

ein Abtastwert entnommen, wobei die Lage der Abtastwerte 45 deren Erzeugung einen erheblichen Schaltungsaufwand erfor- a sample value is taken, the position of the sample values 45 generating them requiring considerable circuitry

von einer Periode zur folgenden um den Betrag At verschieden dert, für den insbesondere aktive Halbleiterbauelemente einge- from one period to the next by the amount At, for which active semiconductor components in particular

ist. Wenn also der erste Abtastwert mit dem Beginn der Signal- setzt werden müssen, die temperaturabhängig sind und einen periode zusammenfällt, liegt der zweite Abtastwert um den beträchtlichen zusätzlichen Schaltungsaufwand zur Temperatur- is. So if the first sample must be set at the beginning of the signal, which are temperature-dependent and coincides for a period, the second sample is around the considerable additional circuitry for temperature

Zeitabstand At nach dem Beginn der Signalperiode, der dritte Stabilisierung erfordern. Time interval At after the beginning of the signal period, the third need stabilization.

Abtastwert um 2 At nach dem Beginn der Signalperiode usw. 50 In Fig. 2 ist eine Schaltung dargestellt, welche die Erzeu- Sampling value by 2 At after the beginning of the signal period, etc. 50 A circuit is shown in FIG.

Es ist zu bemerken, dass die Zeitdifferenz At in Fig. 1 der gung der Abtastimpulse des Diagramms B von Fig. 1 mit sehr It should be noted that the time difference At in FIG. 1 corresponds to the sample pulses of diagram B in FIG

Deutlichkeit wegen übertrieben gross dargestellt ist ; in Wirk- geringem Schaltungsaufwand und grosser Temperaturstabilität lichkeit ist diese Zeitdifferenz sehr klein. Sie beträgt beispiels- ermöglicht. Clarity is shown too large; This time difference is very small due to the fact that there is little circuitry involved and great temperature stability. For example, it is possible.

weise 1/10 000 der Periode T, so dass die aufeinanderfolgenden Diese Schaltung enthält den auch bei den bekannten Ver- wise 1/10 000 of the period T, so that the successive This circuit contains the also in the known Ver

Abtastwerte sehr nahe beieinander liegenden Punkten der Si- 55 fahren angewendeten Komparator 1, der zwei an seine Eingän- Samples 55 very close points of the Si 55 drive comparator 1 used, the two at its inputs

gnalkurve entsprechen und entsprechend viele (beispielsweise ge angelegte Spannungen vergleicht und jeweils bei Feststellung gnalkurve correspond and correspondingly many (for example ge compares applied voltages and each time it is determined

10 000) Abtastimpulse zur vollständigen Abtastung einer voll- einer Koinzidenz einen Auslöseimpuls zu einem Abtastimpuls- 10,000) scanning pulses for the complete scanning of a full-one coincidence, one trigger pulse for one scanning pulse-

ständigen Signalkurve erforderlich sind. erzeuger 2 schickt, an dessen Ausgang die Abtastimpulse des constant signal curve are required. generator 2 sends, at the output of the sampling pulses

Die nacheinander erhaltenen Abtastwerte werden jeweils Diagramms B von Fig. 1 abgegeben werden. In herkömmlicher bis zum nächsten Abtastwert gespeichert und im Verlauf einer 60 Weise steuert jeder dieser Abtastimpulse das kurzzeitige einzigen Ablenkung des Leuchtflecks auf dem Bildschirm des -Schliessen eines Schalters 3, der der Deutlichkeit wegen als me- The sample values obtained in succession will each be output in diagram B of FIG. 1. Stored in a conventional way until the next sample value and in the course of a 60 way, each of these sample pulses controls the brief, single deflection of the light spot on the screen of the -close a switch 3, which for clarity as a

Oszillographen wiedergegeben, wie im Diagramm C dargestellt chanischer Schalter dargestellt ist, in Wirklichkeit jedoch natür- Reproduced oscillographs, as shown in diagram C of the mechanical switch, but in reality, of course,

ist. In Wirklichkeit verläuft die Kurve zwischen den Abtastwer- lieh ein elektronischer Schalter ist. Dieser Schalter verbindet ten nicht stetig, sonder stufenförmig ; wenn jedoch die Anzahl eine Leitung 4, auf der die Echtzeitsignale des Diagramms A is. In reality, the curve between the sensors is an electronic switch. This switch does not connect continuously, but stepwise; however, if the number is a line 4 on which the real-time signals of diagram A

der Abtastwerte ausreichend gross ist und diese genügend nahe es von Fig. 1 erscheinen, mit einem Speicherkondensator 5, der beieinander liegen, wird das Bild der Kurve mit guter Annähe- somit bei jeder kurzzeitigen Schliessung des Schalters 3 auf den rung getreu wiedergegeben. Da zur vollständigen Wiedergabe Augenblickswert der Spannung der Leitung 4 aufgeladen wird eines einzigen Kurvenbildes eine sehr grosse Anzahl von Perio- und diese Spannung bis zur nächsten Schliessung des Schalters 3 of the sampled values is sufficiently large and these appear sufficiently close to FIG. 1, with a storage capacitor 5 which are close together, the image of the curve is reproduced with good proximity, and thus faithfully reproduced every time the switch 3 is briefly closed. Since the instantaneous value of the voltage of the line 4 is charged for complete reproduction, a single graph shows a very large number of perio and this voltage until the next switch 3 is closed

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speichert. Auf diese Weise werden durch die Abtastimpulserzeuger 2 erzeugten Abtastimpulse die Abtastwerte aus den Echtzeitsignalen auf der Leitung 4 entnommen. Die gespeicherten Abtastwerte stehen auf einer an den Kondensator 5 angeschlossenen Ausgangsleitung 6 als Schreibzeitsignal zur Verfügung und können beispielsweise dem Vertikaleingang eines Oszillographen zugeführt werden. saves. In this way, the sampling values generated by the sampling pulse generator 2 are taken from the real-time signals on the line 4. The stored samples are available on an output line 6 connected to the capacitor 5 as a write time signal and can be supplied, for example, to the vertical input of an oscillograph.

Die bisher beschriebenen Schaltungsteile sind herkömmlicher Art und werden in gleicher Form auch bei den Schaltungen verwendet, die zur Erzeugung von Abtastimpulsen nach den Diagrammen D und E von Fig. 1 angewendet werden. Die Schaltung von Fig. 2 unterscheidet sich jedoch von diesen bekannten Schaltungen grundsätzlich durch die Art der Erzeugung der Spannungen, die an die Eingänge des Komparators 1 angelegt werden. The circuit parts described so far are conventional and are also used in the same form in the circuits which are used to generate scanning pulses according to the diagrams D and E of FIG. 1. However, the circuit of FIG. 2 differs fundamentally from these known circuits in the type of generation of the voltages which are applied to the inputs of the comparator 1.

Die Erzeugung dieser Spannungen erfolgt durch zwei RC-Sägezahngeneratoren. Der eine RC-Sägezahngenerator besteht aus einem Kondensator 7, der in Reihe mit einem Widerstand 8 zwischen den beiden Klemmen +UB und O einer Gleichspannungsquelle angeschlossen ist, und aus einem parallel zu dem Kondensator 7 liegenden, periodisch betätigten Schalter 9. Wenn der Schalter 9 offen ist, wird der Kondensator 7 über den Widerstand 8 aufgeladen, wobei seine Klemmenspannung mit einer durch den Widerstandswert Ri des Widerstands 8 und die Kapazität Cx des Kondensators 7 bestimmten Zeitkonstante ex-ponentiell ansteigt. Wenn der Schalter 9 kurzzeitig geschlossen wird, wird der Kondensator 7 schlagartig entladen. Die Klemmenspannung des Kondensators 7 ändert sich also gemäss der Kurve Ej im Diagramm A von Fig. 3 nach Art einer Sägezahnspannung, deren ansteigende Flanke einen exponentiellen Verlauf hat. Die Periode Tj dieser Sägezahnspannung wird durch den Takt der Betätigung des Schalters 9 bestimmt. These voltages are generated by two RC sawtooth generators. The one RC sawtooth generator consists of a capacitor 7, which is connected in series with a resistor 8 between the two terminals + UB and O of a DC voltage source, and of a periodically actuated switch 9 located parallel to the capacitor 7. When the switch 9 is open, the capacitor 7 is charged via the resistor 8, its terminal voltage increasing exponentially with a time constant determined by the resistance value Ri of the resistor 8 and the capacitance Cx of the capacitor 7. If the switch 9 is closed briefly, the capacitor 7 is suddenly discharged. The terminal voltage of the capacitor 7 thus changes in accordance with curve Ej in diagram A of FIG. 3 in the manner of a sawtooth voltage, the rising edge of which has an exponential profile. The period Tj of this sawtooth voltage is determined by the cycle of actuation of the switch 9.

Der zweite RC-Sägezahngenerator ist in völlig gleicher Weise aus einem Kondensator 10, einem Widerstand 11 und einem Schalter 12 aufgebaut. Die Kapazität C2 des Kondensators 10 und der Widerstandswert R2 des Widerstands 11 sind jedoch so bemessen, dass die Ladezeitkonstante wesentlich grösser als bei dem ersten Generator ist; ferner ist die Periode T2 der Betätigung des Schalters 12 wesentlich grösser als die Periode Tj. The second RC sawtooth generator is constructed in a completely identical manner from a capacitor 10, a resistor 11 and a switch 12. The capacitance C2 of the capacitor 10 and the resistance value R2 of the resistor 11 are, however, dimensioned such that the charging time constant is considerably greater than in the first generator; furthermore, the period T2 of actuation of the switch 12 is considerably larger than the period Tj.

Die Klemmenspannung des Kondensators 10 verläuft also entsprechend der Kurve E2 von Fig. 3 in Form einer Sägezahnspannung mit exponentiell ansteigender Flanke, deren Anstieg wesentlich flacher ist als bei der Kurve Ej. The terminal voltage of the capacitor 10 thus runs according to the curve E2 of FIG. 3 in the form of a sawtooth voltage with an exponentially rising edge, the rise of which is considerably flatter than in the case of the curve Ej.

Die beiden Eingänge des Komparators 1 sind mit den Klemmen der Kondensatoren 7 bzw. 10 verbunden, so dass dieser Komparator die exponentiellen Ladespannungen der beiden Kondensatoren vergleicht. The two inputs of the comparator 1 are connected to the terminals of the capacitors 7 and 10, so that this comparator compares the exponential charging voltages of the two capacitors.

Die Erzeugung der Abtastimpulse, die im Diagramm B von Fig. 3 dargestellt sind, erfolgt also jeweils bei den Schnittpunkten der sich kreuzenden exponentiellen Kurven Ej und E2. The generation of the scanning pulses, which are shown in diagram B of FIG. 3, therefore takes place at the intersections of the intersecting exponential curves Ej and E2.

Die auf diese Weise erzeugten Abtastimpulse haben, ebenso wie die Abtastimpulse des Diagramms B von Fig. 1, exakt eine konstante Periode, die sich um ein gleichbleibendes Zeitintervall At von der Periode Tj des schnelleren Sägezahnsignals Ei unterscheidet. Dies lässt sich mathematisch leicht beweisen: The sampling pulses generated in this way, like the sampling pulses in diagram B of FIG. 1, have exactly a constant period which differs from the period Tj of the faster sawtooth signal Ei by a constant time interval At. This is easy to prove mathematically:

Wenn man die Zeitkonstante des RC-Glieds 7, 8 mit t} = RjCj und die Zeitkonstante des RC-Glieds 10,11 mit t2 = R2C2 bezeichnet, so gilt für die Augenblickswerte ej bzw. e2 der Spannungen Et bzw. E2 am Punkt I: If one designates the time constant of the RC element 7, 8 with t} = RjCj and the time constant of the RC element 10,11 with t2 = R2C2, then the instantaneous values ej and e2 of the voltages Et and E2 at point I apply :

Tx + At e2 — Ug (1 — e t2 Tx + At e2 - Ug (1 - e t2

(2) (2)

Am Schnittpunkt der beiden Spannungskurven Ej und Ez 5 gilt e!-e2; aus den Gleichungen (1) und (2) folgt somit: At the intersection of the two voltage curves Ej and Ez 5, e! -E2 applies; from equations (1) and (2) it follows:

At _ Tt + At i"i T2 At _ Tt + At i "i T2

(3) (3)

10 Für die Augenblickswerte e' x und e'2 der Spannungen am Punkt II gilt entsprechend: 10 The following applies accordingly to the instantaneous values e 'x and e'2 of the voltages at point II:

At' At'

At ei = Uß (1 - e) At ei = Uß (1 - e)

15 15

. e'i=UB(l-e T! . e'i = UB (l-e T!

2Tj + At' 2Tj + At '

e'i — UB(l-e t2 e'i - UB (l-e t2

!0 ! 0

At' = 2Tt + At' Ti T2 At '= 2Tt + At' Ti T2

25 25th

Aus den Gleichungen (3) und (6) folgt: Ti + At _ 2TX + At' From equations (3) and (6) it follows: Ti + At _ 2TX + At '

30 30th

At At

At' = 2 • At At '= 2 • At

At' At'

(4) (4)

(5) (5)

(6) (6)

(7) (7)

(8) (8th)

(1) (1)

Der Zeitabstand At' des Punktes II vom Beginn der Periode ist also exakt doppelt so gross wie der Zeitabstand At des Punktes I vom Beginn der Periode. Dies entspricht genau der gefor-35 derten Lage der Abtastimpulse. The time interval At 'of point II from the beginning of the period is therefore exactly twice as large as the time interval At of point I from the beginning of the period. This corresponds exactly to the required position of the scanning pulses.

Die gleiche Rechnung kann für die übrigen Koinzidenzpunkte durchgeführt werden ; als Ergebnis stellt sich heraus, The same calculation can be carried out for the other coincidence points; as a result it turns out

dass die Periode der Koinzidenzpunkte und somit auch die Periode der Abtastimpulse um die konstante Zeitdifferenz At 40 grösser als die Periode T[ ist. that the period of the coincidence points and thus also the period of the sampling pulses is greater than the period T [by the constant time difference At 40.

Der Schalter 9, der zur Verdeutlichung als mechanischer Schalter dargestellt ist, ist natürlich in Wirklichkeit ein sehr schnell arbeitender elektronischer Schalter. Er wird so gesteuert, dass die von ihm bestimmte Periode Tx mit der Periode der 45 abzutastenden Signale synchronisiert ist. The switch 9, which is shown as a mechanical switch for clarification, is of course in reality a very fast-working electronic switch. It is controlled so that the period Tx determined by it is synchronized with the period of the 45 signals to be sampled.

Die Schaltung von Fig. 2 ergibt somit die Erzeugung der gewünschten Abtastimpulse mit sehr geringem Schaltungsaufwand, denn es sind nur vier passive Schaltungselemente erforderlich. Insbesondere werden keine Halbleiter-Schaltungsele-50 mente benötigt, so dass temperaturbedingte Halbleitereffekte nicht auftreten. Die Temperaturabhängigkeit der verwendeten Widerstände und Kondensatoren kann sehr klein gehalten werden. Die Schaltung ist daher nicht nur ausserordentlich einfach, sondern vor allem auch sehr temperaturstabil. The circuit of FIG. 2 thus results in the generation of the desired scanning pulses with very little circuit complexity, since only four passive circuit elements are required. In particular, no semiconductor circuit elements are required, so that temperature-related semiconductor effects do not occur. The temperature dependence of the resistors and capacitors used can be kept very low. The circuit is therefore not only extremely simple, but also very temperature-stable.

55 Ferner ermöglicht die Schaltung von Fig. 2 auf sehr einfache Weise eine sehr feine Einstellung der Zeitdifferenz At bei gleichbleibender Periode Tj. Zu diesem Zweck wird wenigstens einer der beiden Ladewiderstände 8,11 einstellbar gemacht, wie in Fig. 2 als Beispiel für den Widerstand 8 angedeutet ist. 60 Durch Änderung des Widerstandswerts Ri ändert sich die Ladezeitkonstante Tt des RC-Sägezahngenerators und damit die Kurvenform der ansteigenden Flanken der Sägezahnspannung Ej. Diese Änderung hat eine Verschiebung der Lage der Schnittpunkte mit der Spannungskurve E2 zur Folge, was gleich-65 bedeutend mit einer Änderung der Zeitdifferenz At ist. 55 Furthermore, the circuit of FIG. 2 enables in a very simple manner a very fine adjustment of the time difference At while the period Tj remains the same. For this purpose, at least one of the two charging resistors 8, 11 is made adjustable, as indicated in FIG. 2 as an example of the resistor 8. 60 Changing the resistance value Ri changes the charging time constant Tt of the RC sawtooth generator and thus the curve shape of the rising edges of the sawtooth voltage Ej. This change results in a shift in the position of the intersections with the voltage curve E2, which is -65 significant with a change in the time difference At.

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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PATENT REQUIREMENTS Signal curve in one scan cycle 10,000 scan pulses

1. Circuit arrangement for generating periodic averted, the on the screen reproduced strobe for the stroboscopic electronic scan pene image of the curve consists of 10,000 samples, which consist of 10,000 periodically recurring signals, the scanning pulse consecutive periods the signal are extracted; period of the signal period by a fixed small 5 the reproduction then takes place with a time expansion of time difference, with a comparator which is connected to 10,000: 1. The period of these scanning pulses must be 1/10 000 nem input repeating with the signal period, larger than the signal period.

signal rising in time and a temporal input at the second input. There is therefore the problem of generating pulses whose signal rises much more slowly and, for each subsequent period, the 10 difference is determined by a precisely determined, very small time-the determination of the equality of the two input signals triggers from a very short predetermined period while generating a scanning pulse, characterized thereby.

net that the signals supplied to the two inputs of the comparator are exponential sawtooth voltages with different- A known method for generating such a scanning time constant. pulse consists of two linear sawtooth voltages

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized marked 15 very different slope applied to a comparator that the inputs of the comparator with the outputs are, which triggers the generation of two RC sawtooth generators with different gung pulse each time a coincidence is determined . The points of intersection are connected between time constants, each of which contains a capacitor of the slowly increasing sawtooth voltage and the one on top of the other, which is in series with a charging resistor at a subsequent period of the rapidly increasing sawtooth chip DC voltage and which has a periodically triggered discharge shift from one period to the next by a decade in parallel. constant fixed time difference. The two linear saw

3. Circuit arrangement according to Claim 2, characterized in that tooth-tooth voltages are generated in that two condensates, that the charging resistor at least one of the two gates is charged via constant current sources, which can be set with RC sawtooth generators. Can be realized with the help of semiconductor circuit elements. In-

25 follow the temperature dependency of the circuit used

With this solution, elements can only be used with a large one

Circuitry a temperature-stable time difference between