DE1147691B - Eicheinrichtung fuer Messungen von Amplituden- und/oder Phasen-schwankungen elektrischer Spannungen mit Sichtgeraeten - Google Patents

Description

• Eicheinrichtung für Messungen von Amplituden- und/oder Phasenschwankungen elektrischer Spannungen mit Sichtgeräten Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur quantitativen Bestimmung von Amplituden- und/oder Phasenschwankungen elektrischer Spannungen. Solche Messungen werden vorzugsweise mit Hilfe von Kathodenstrahloszillographen durchgeführt.
• Es sind Elektronenstrahloszillographen bekannt, bei denen zur Bestimmung der Größe der auf dem Bildschirm dargestellten Meßspannung, diese über einen Amplitudenbegrenzer mit einer einstellbaren Schwelle geleitet wird. Zur Bestimmung der Größe der Meßspannung wird die Schwellenspannung so eingestellt, daß sich eine Abplattung des Oszillogrammscheitels ergibt. Der Scheitelwert der Meßspannung ist dann von einer dem Begrenzer zugeordneten Skala ablesbar. Die Einrichtung eignet sich zur Bestimmung von Scheitelwerten, jedoch nicht zur Ermittlung von Amplitudenschwankungen, da der gesamte Kurvenzug eine Beschneidung erfährt und somit geringfügige Änderungen der Amplitude nicht wahrgenommen werden können.
• Es ist auch ein Oszillograph mit einer Elektronenstrahlröhre bekannt, bei dem zur quantitativen Auswertung der auf dem Bildschirm dargestellten physikalischen Größe, als Eichspannung ein Impuls definierter Amplitude verwendet wird, der additiv auf den Eingang des oder der den Ablenkplatten zugeordneten Kanäle geschaltet wird. Diese Anordnung eignet sich nur zur Bestimmung des Absolutwertes von Amplitudenschwankungen und weist den Nachteil auf, daß bei verschiedenen zu messenden Spannungen unterschiedlicher Amplitude, aber etwa gleicher relativer Amplitudenschwankungen, jeweils ein entsprechender Überl agerungsimpuls gewählt werden muß.
• Die Nachteile der bekannten Einrichtungen werden bei der Anordnung nach der Erfindung dadurch vermieden. daß die zu untersuchende Spannung über ein Netzwerk gelangt, dessen Amplituden- und'oder Phasenübertragungsmaß periodisch um einen definierten Betrag sprungartig verändert wird, so daß der Spannung eine Eichgröße überlagert ist, und daß nach einer Amplituden- undíoder Phasendemodulation diese Spannung auf die Ablenkplatten des Oszillographen geschaltet ist.
• Die Anordnung nach der Erfindung hat gegenüber den bekannten Verfahren unter anderem die Vorteile größerer Meßgenauigkeit und einfacherer Bedienung.
• Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
• Abb. 1 zeigt ein Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen Anordnung; Abb. 2 zeigt eine mögliche Ausführung der Steuereinrichtung für das Eichnetzwerk; Abb. 3 zeigt eine andere Ausführung der Steuereinrichtung für das Eiclmetzwerk; Abb. 4 zeigt eine weitere Ausführung der genannten Steuereinrichtung.
• In dem Prinzipschaltbild nach Abb. 1 ist mit 1 ein Eichnetzwerk bezeichnet, dessen Amplituden- und/ oder Phasenübertragungsmaß mittels einer (nicht gezeichneten) Steuereinrichtung periodisch definiert verändert wird. 2 ist ein Phasen- und 3 ein Amplitudendemodulator. Mit 4 ist symbolisch ein Schalter angedeutet, der mechanischer oder elektronischer Art sein kann, mit dem, für den Fall eines einfachen mechanischen Umschalters. die jeweils gewünschte Meßkurve gewählt wird: In Stellung list dann auf dem Schirm des Braunschen Rohres 5 die Kurve für die Auswertung von Amplitudenschwankungen und in Stellung II diejenige für die Auswertung von Phasenschwankungen zu sehen. Wird der Schalter 4 z. B. als elektronischer Schalter ausgeführt, so können beide Kurven gleichzeitig beobachtet werden.
• Liegt am Eingang der Schaltung nach Abb. 1 z. B. eine Spannung a, so ist nach dem Eichnetzwerk 1 eine Spannung b vorhanden: Da das Amplituden-bzw. Phasenübertragungsmaß des Eichnetzwerks periodisch um einen definierten Betrag geändert wird, ist dem Meßsignal nach dem Passieren dieses Netzwerks eine Eichgröße überlagert. (Die Frequenz, mit der das Eichnetzwerk definiert verändert wird, ist dabei vor- zugsweise kleiner als die Frequenz des Meßsignals.) Das Signal b wird dann in einem Phasendemodulator 2 bzw. in einem Amplitudendemodulator 3 demoduliert, und je nach der Stellung (1, II) und der Art (mechanisch, elektronisch) des Schalters 4 kann mit Hilfe des Braunschen Rohres 5 das Bild c oder d oder es können beide Bilder gleichzeitig beobachtet werden. In den Bildern c und d ist je eine Kurve mit einem definierten Sprung vorhanden, der bei c einer exakten Amplitudenänderung AAA (z.B. 1 0/o) und bei d einer exakten Phasenänderung .dqg rp (z. B. 1) entspricht.
• Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht also eine bequeme und genaue Auswertung von Amplituden- und Phqasenschwankungen besonders in den Fällen, in denen kleinere Schwankungen festgestellt werden sollen. Der Vorteil der Anordnung nach der Erfindung gegenüber bekannten Einrichtungen besteht insbesondere darin, daß, wenn z. B. Signale verschiedener Amplitude, aber etwa gleicher relativer Amplitudeuschwankungen untersucht werden, der Betrag der definierten Änderung des Eichnetzwerks nicht geändert werden muß.
• Sollen bei den bekannten Einrichtungen kleinere Amplitudenschwankungen festgestellt werden, so ist zur Erhöhung der Meßgenauigkeit eine starke Dehnung der Auslenkung in Y-Richtung des Braunschen Rohres nötig. Infolgedessen muß der Nullpunkt unterdrückt werden, damit die Hüllkurve des Meßsignals sichtbar wird. - Dies ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung nicht erforderlich, da nach dem Amplitudendemodulator 3 keine Gleichspannungsanteile mehr vorhanden sind und deshalb unabhängig von der Amplitude des Signals die Hüllkurve auf dem Braunschen Rohr 5 sichtbar ist.
• Ist für die Meßanordnung nur ein relativ kleines Auflösungsvermögen erforderlich, d. h., sollen größere Amplitudenschwankungen (einige Prozent) festgestellt werden, so kann eine Amplitudendemodulation unterbleiben. (Der Amplitudendemodulator 3 könnte dann wegfallen.) Dann wäre auf dem Schirm des Braunschen Rohres 5, vorausgesetzt Schalter 4 befindet sich in Stellung I, das Bild e zu sehen.
• In Abb. 2 ist eine Möglichkeit angedeutet, wie eine periodische Steuerung des Eichnetzwerks 1 erfolgen kann: Das definierte Umschalten des Eichnetzwerks wird mit Hilfe eines elektronischen Schalters 6 vorgenommen, der von einem Impulsgenerator 7 gesteuert wird.
• Es besteht beim Vorhandensein eines geeigneten Meßsignals auch die Möglichkeit, die Spannung, die zur Steuerung des elektronischen Schalters erforderlich ist, der die definierte periodische Amplituden-und/oder Phasencharakteristikänderung des Eichnetzwerks bewirkt, aus dem zu untersuchenden Signal selbst abzuleiten.
• In Abb. 3 ist das Blockschaltbild einer Anordnung dargestellt, bei der dieser Gedanke verwirklicht ist. Das Schaltbild entspricht prinzipiell der Abb. 1 Am Eingang liege eine Spannung f (getastete Sinusspannung). Das Meßsignal gelangt über das Eichnetzwerk 1 und den Amplitudendemodulator 3 an einen Frequenzteiler 8. Dieser halbiert die Tastfrequenz f1 des Meßsignals, und der elektronische Schalter 6 wird von der niedrigeren Frequenz 2ft gesteuert, so daß dem Signal nach jeder zweiten Austastlücke die Eichgröße überlagert ist (s. Bild g). Auf dem Bildschirm des Braunschen Rohres 5 sind dann, je nach Stellung des Schalters 4, die Bilder h und i zu sehen.
• Abb. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Ableitung der Steuerspannung für den elektronischen Schalter 6. In dem Beispiel speist ein Wobbelsender 9 einen Prüfling 10, der mit dem Eichnetzwerk 1 verbunden ist. In diesem Fall ist es naheliegend, die Wobbelfrequenz als Steuerspannung für den elektronischen Schalter 6 zu verwenden. Eine Herleitung der Wobbelfrequenz aus der zu untersuchenden Spannung ist aber nur aufwendig (mit Hilfe eines Frequenzdiskrim.inators) möglich. In Abb. 4 wird dieser Nachteil dadurch vermieden, daß die Wobbelfrequenz unmittelbar dem Wobbelsender 9 entnommen wird und über eine Schaltung 11, mittels der aus der Wobbelfrequenz die Steuerimpulse gewonnen werden, dem elektronischen Schalter 6 zugeführt wird.

Claims (5)

1. PATENTANS PRÜCHE: 1. Schaltungsanordnung zur quantitativen Be stimmung von Amplituden- und/oder Phasenschwankungen elektrischer Spannungen mit Kathodenstrahloszillographen, dadurch gekennzeichnet, daß die zu untersuchende Spannung über ein Netzwerk (1) gelangt, dessen Amplituden- und/ oder Phasenübertragungsmaß periodisch um einen definierten Betrag sprungartig verändert wird, so daß der Spannung eine Eichgröße überlagert ist, und daß nach einer Amplituden- und/oder Phasendemodulation diese Spannung auf die Ablenkplatten des Oszillographen geschaltet ist.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bestimmung größerer Amplitudenschwankungen eine Amplitudendemodulation des Signals mit der überlagerten Eichgröße unterbleibt.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die periodische Änderung um einen definierten Betrag des Amplituden- und/oder Phasenübertragungsmaßes des Netzwerks (1) mittels eines elektronischen Schalters (6) vorgenommen ist, der von einem Impulsgenerator (7) gesteuert ist, wobei dessen Frequenz vorzugsweise niedriger ist als die Frequenz des zu untersuchenden Signals.
4. 4. Schaltun,gsanordaung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung, die zur Steuerung des elektronischen Schalters (6) erforderiich ist, der die periodische Änderung um einen definierten Betrag des Amplituden- und/ oder Phasenübertragungsmaßes des Netzwerks (1) bewirkt, aus dem zu untersuchenden Signal selbst abgeleitet wird.
5. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspannung für den elektronischen Schalter (6) halb so groß ist wie die Frequenz des Meßsignals bzw. bei Vorliegen eines getasteten Meßsignals halb so groß ist wie die Tastfrequenz.