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Schaltanordnung mit einer Kathodenstrahl-Impulszählröhre Dne Erfindung
betrifft eine Schaltanordnung mit einer Kathodenstrahl-Impulszählröhre, deren Elektronenstrom
gebündelt und abgelenkt wird.
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Kathodenstrahlröhren werden vielfach als Oszillographen zur Aufzeichnung
von Kurvenformen verwendet. Dabei werden solche Spannungen an die horizontale Ablenkplatte
der Röhre gelegt, daß eine möglichst li'nea're Auslenkung eines Kathodienstrahles
erfolgt. Für die vertikale Ablenkung werden die darzustellenden Spannungen über
geeignete Verstärker an die Ablenkplatte grelegt.
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Bekannt ist ferner .eine mit einem band'förm'igen Elektronenstrahl
arbeitende Zählröhre, die jedoch nur eine einzelne Dekade von 0 bis 10 auszuzählen
vermag, und' zwar mit Hilfe einer Mehrzahl von Fenstern und eines als Zahl ausgebildeten
Leuchtschirmes.
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Gemäß der Erfindung weist die Schaltanordnung einen zwischen dem Impu
ls@geber und einer ersten Ablenkplatte liegenden Schrittsteuerkondensator und einen
in Kippschaltung an dem Schrittsteuerkondensator und der ersten Ablenkplatte liegenden
Spannungsbegrenzer in Form eines Glimmzünders, einer gittergesteuerten Gasentladungsröhre,
auf, der über einen Zeilenschaltkondensator mit einer zweiten, senkrecht zur ersten
angeordneten Ablenkplatte verbunden ist, so daß sich durch jeden Impulsstrom der
Schri@ttsteuerkondensat.or auflädt und das einen Lichtpunkt ergebende Elektronenbündelgenau
um eine Einheit in der Zeile weiter abgelenkt wird sowie bei Erreichen der vollen
Zeile durch die, Aufladung dies Schrittsteuerkondensators die Zündspannung eines
Glimmzünders, gittergesteuerten Gasentladungsröhre, erreicht wird, sich der Schrittsteuerkondensator
über den Zeilenschaltkondiensator entlädt .und eine Zeile weitergeschaltet wird.
Diese Schaltanordnung ist zum Zählen von Impulsen und zur direkten Anzeige der insgesamt
über eine bestimmte Zeiteinheit oder Zeitdauer gezählten Impulse geeignet. Für eine
in einer derartigen Schaltanardnung betriebene Kathodenstrahl-Impulsröhre besteht
eine vielfache Verwendiungsmöglichkeit, so z. B. zur Auszählung von,Strahlenimpulsen
oder Strahlenintensitäten, für ein Auiszählungsgerät für Blutkörperchen und überall
dort, wo der jeweils entstehende elektrische Impuls zur direkten Zählung durch die
Steuerung der Kathodenstrahlröhre ve'rwen'det werden kann. Die Verwendung von sonstigen
Zählsystemen ist immer durch das Auflösungsvermögen der Zählwerke beschränkt. Bei
mechanischen Zählwerken kann nur eine Eingangsfrequenz von etwa 100 Hz fehlerlos
verarbeitet werden. Bei elektronischen Zählröhren nach dem Dekadensystem ist die
Zählfrequenz gleichfalls durch die erforderliche Rückstellung der Zählröhren und
durch die Weiterschaltung eines Elektronenstrahlenbündels gleichfalls begrenzt.
Sie liegt in der Größenordnung von etwa 30000 Hz. Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Schaltanordnung kann die Auszählung selbst höchster Impulszahlen in kürzester Zeit
ganz automatisch erfolgen, und man kann das direkte Resultat ablesen. Auch für vielie
andere Zwecke, wo es darauf ankommt, trägheitslos in kürzester Zeit hohe Schalthäufigkeiten
oder Impulse zu zählen, ist die aufgezeigte Schaltanordhung für die Oszillographenrö
Are zweckmäßig zu verwenden. Die Zählfrequenz liegt in der Größenordnung von vielen
MHz. Sie ist nur abhängig von der Ausführung der verwendeten Schaltmittel.
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Die Kathodenstrahlröhre selbst wird mit besonders hohen Isolationswerten
ausgeführt, damit nach Farreichen der Endstellung des Zählvorganges nicht ein Rü@ckwandlcrn
des Kathod!ens:trahles durch Isolationsverl.usteeintreten kann. Der Leuchtschirm
der Oszillographenröhre ist in ein Netz eingeteilt, in dem in der horizontalen Reihe
wie auch in der vertikalen Reihe entsprechend der zu zählenden Größenordnung Unterteilungen,
wie bei einem Maßstab, vorgenommen sind. Es ergibt sieh somit beispielsweise für
die, Auszählung von 100 Impulsen in der horizontalen Reihe ein Netz von etwa zehn
oder mehr senkrechten Einteilungsstrichen und entsprechende in der gleichen Weise
für die vertikale Reihe. Es können in dieser Anordnung also 10000 Impulse ausgezählt
werden. Genau so kann in der horizontalen Reihe je nach der Größe der Röhre die
Einteilung aber auch für 1000 Impulse bemessen sein. Bei der gleichen Einteilung
für die vertikale Skala würde sich damit eine Impulszahl von 1 Million als maximale
Endzahl ergeben. Die Skaleneinteilung kann beliebig erweitert werden, wobei es ausschließlich
auf die Größe und sauf die gewünschte Genauigkeit ankommt.
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Die Schaltung innerhalb der Kathodenstrahlröhre ist so gewählt, daß
ein Magnet die Elektronen so stank
bündelt, daß für jede Strahl,stellung
jeweils ein sehr feiner Lichtpunkt auf dien Leuchtschirm sichtbar ist. Gleichzeitig
wird der Elektronenstrahl so von dem Magnetfeld abgelenkt, daß er beispielsweise
in der oberen linken Ecke auf dem Nullpunkt innerhalb dein Gradeinteilung zentriert
ist. Von dem Gerät, welches neun aus dem eigentlichen Zählvorgang den elektrischen
Impuls abgibt, wird nun ein entsprechend! dimensionierter Kondensator aufgeladen.
Der Schaltstrom eines jeden Impulses ist so bemessen, daß die Ablenkung des Elektronenbündels
immer genau um eine Einheit, in der horizontalem Zeile, weiterrückt. Der Kondensator
liegt mk der einen Seite an dem Impulsgeber, mit der anderen Seite an der horizontalen
Ablenkplatte. Gleichzeitig liegt an der Ablenkplatte und damit auch an der einen
Seite des Kondensators ein Spannungsbegrenzer in Form eines Glimmzünders, einer
gittergesteuerten Gase Entladungsröhre. Der Schri:ttsteuerkondensator und die Zündspannung
der gittergesteuerten Gasentladiungsröhre beispielsweise sind so bemessen, daß bei
Erreichung der vollen horizontalen Zeile durch die Aufladung des Schrittsteuerkondensators
vom Impulsgeber die Zündspannung erreicht wird. Dieser Kondensator entlädt sich
nunmehr übendie gittergesteuerte Gasentladungsröhre auf einen Zeilenschaltkondensator,
der seinerseits an der vertikalen Ab.lenkplatte liegt. Der Zei.lenschaltkondensatox
ist so bemessen, daß er nach jeder Entladung dies Schrittsteuerkondensators über
die Glimmzündstrecke jeweils um eine vertikale Zeile weiterschaltet. Während der
nun folgenden Fortschaltung des Elektronenstrahls in -der zweiten Reihe hält der
Zeilenschaltkondensator über die senkrechte Ab:lenkplatte das Elektron enbündel
in der zweiten Reihe und damit den Lichtpunkt. Nach Erreichen des Endpunktes in
der zweiten Reihe ist wiederum über den Schrittsteuerkondensator die Undspannung
erreicht und ein weiterer Entladestromimpu,ls aus diesem Kondensator in den Zei-lenschaltkondensator
gegeben, so daß :die vertikale Ablenkplatte den Elektronenstrahl und damit dien
Lichtpunkt in die dritte Reihe ablenkt. Der "To:rgang wiederholt sich, solange die
Zählung andauert. Nach Beendigung der Zählung kann man aus der Stellung des Lichtpunktes
im Skalennetz sofort die genaue Impulszahl ablesen, denn der feine Lichtprunkt des
Katho drenstrahls steht genau in der senkrechten und waagerechten Skaleneinteilung
an der sich ergebenden Zählstelle. Für die Zählung von Impulsen in sehr hoher Größenordnung
kann an den ZeilenschaltkondensatoT gleichfalls noch eine Glimmstrecke oder eine
gittergesteuerte Gasentladungsröhre antigeschaltet werden, wodurch sich der Zeilenschaltkondens:ator
über diese nach vollständigem Durchlaufen der horizontalen und'vertikalen Zeilen
unter gleichzei:ti:ger Betätigung eines Zählwerkes entladen kann, das dann die vollen
Abläufe festhält. Durch Erdungskon:takte an den Ablenkplatte,n kann der Zählvorgang
durch Druckknopfbe'tätigung gelöscht werden. Mit Hilfe dieser Zähl.rohrschaltu@ng
ist es möglich, jeden gewünschten Zählvorgang ohne Zeitbeschränkung in jeder gewünschten
Zählfrequenz sofort durchführen zu können.