DE1148016B - Verfahren zur selektiven Spannungsmessung elektrischer Signale - Google Patents

Description

• Verfahren zur selektiven Spannungsmessung elektrischer Signale Die Erfindung betrifft eine Weiterbildung des Verfahrens nach dem Hauptpatent 1133 032, das sich auf ein Verfahren zur selektiven Spannungsmessung von elektrischen Signalen, vorzugsweise geringer Stärke, wie sie mit gegebenenfalls nur kleinen Frequenzabständen voneinander als diskrete Signalspannungen in breiten Hochfrequenzbändern auftreten, mit einer nach Art eines Panorama-Empfängers arbeitenden Selektionseinrichtung durch periodisches Durchstimmen des zu untersuchenden Frequenzbandes mittels eines Wobbelgenerators bezieht.
• Zur Frequenzanalyse sind an sich bereits sogenannte Panorama-Empfänger bekannt, mit denen in einem relativ breiten Frequenzbereich auf dem Bildschirm einer Braunschen Röhre die Spannungsamplituden spektrumartig wiedergegeben werden. Derartige Panorama-Empfänger sind jedoch bekanntlich sehr aufwendig, da sie bei den von ihnen erwarteten Genauigkeiten nicht nur mit einem großen Bildschirm ausgerüstet, sondern auch spiegelfrequenzsicher ausgeführt sein müssen.
• Zur Messung von Wechselspannungsspitzen oder des Modulationsgrades ist es weiterhin an sich bekannt, das gesamte Frequenzband der Modulationsspannung ohne Selektion einem Spitzenspannungsmesser zuzuführen, so daß durch die Wirkungsweise des Spitzenspannungsmessers die Wechselspannungsspitzen unabhängig von deren Frequenzlage angezeigt werden.
• In dem Hauptpatent 1133 032 ist, ausgehend von diesen bekannten Verfahren zur Spannungsmessung von elektrischen Signalen, vorgeschlagen worden, daß die am Ausgang einer nach Art eines Panorama-Empfängers arbeitenden Selektionseinrichtung in zeitlicher Folge nacheinander auftretenden Signalspannungswerte kurzzeitig, vorzugsweise mehrfach, einem an sich bekannten Spitzenspannungsmesser zugeführt werden, so daß nur das Signal mit der im Frequenzband auftretenden größten Spannungsamplitude angezeigt wird. In dem Hauptpatent wurde weiterhin vorgeschlagen, daß bei nur einem einzigen im Frequenzband auftretenden Signal die Frequenzlage des selektiv gemessenen Signals größter Spannungsamplitude über einen einerseits mit dem Ausgang der Selektionseinrichtung und andererseits mit dem Wobbelgenerator verbundenen Zeitkomparator angezeigt wird.
• In Weiterbildung dieses Verfahrens nach dem Hauptpatent 1 133 032 wird zum selektiven Messen von Signalen beliebig großer Spannungsamplitude erfindungsgemäß mittels eines einstellbaren Zeitkomparators in Abhängigkeit vom Wobbelgenerator ein in der Breite veränderbarer Auftast- oder Sperrimpuls erzeugt, der auf die Selektionseinrichtung oder auf den Spitzenspannungsmesser derart zur Einwirkung gebracht wird, daß nur ein nach der Frequenz ausgewählter Signalspannungswert des Frequenzbandes kuzzeitig dem Spitzenspannungsmesser zugeführt und dort angezeigt wird.
• Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können auf einfache Weise die Amplitude und die Frequenz von beliebig großen Signalen selektiv zur Anzeige gebracht werden.
• Zur Messung mehrerer ausgewählter Signale des Frequenzbandes kann über mehrere Zeitkomparatoren auf mehrere Spitzenspannungsmesser oder auf die Selektionseinrichtung eingewirkt werden. Dabei können die Zeitkomporatoren selbsttätig mittels eines über einen elektronischen Schalter angeschlossenen Sägezahngenerators eingestellt werden.
• Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, daß sämtliche am Ausgang der Selektionseinrichtung in zeitlicher Folge nacheinander auftretenden Signalspannungswerte dem Spitzenspannungsmesser zugeführt werden und der Gleichrichter des Spitzenspannungsmessers eine Triode ist und die Einwirkung des Auftast- oder Sperrimpulses auf den Spitzenspannungsmesser über das Gitter dieser Triode erfolgt.
• Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.
• Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Anordnung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; Fig.2 zeigt das Schaltbild eines bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Spitzenspannungsmessers; Fig. 3 bis 5 zeigen weitere Ausführungsbeispiele von Anordnungen zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
• Bei der Anordnung nach Fig. 1 gelangt das aus meist mehreren Signalen verschiedener Spannungsamplitude und verschiedener Frequenzlage bestehende Signalgemisch über den Eingang 1 auf die Mischstufe 2, in der das Frequenzgemisch mit der Frequenz des überlagerungsoszillators 3 umgesetzt wird, der seinerseits von dem Wobbelgenerator 4 in seiner Frequenz periodisch durchgestimmt wird. Das Mischprodukt wird über den Zwischenfrequenzverstärker 5 dem Empfangsgleichrichter 6 zugeführt, von welchem aus es den Spitzendetektor 7 beeinflußt. Dieser Spitzendetektor bringt an dem ihm zugehörenden Anzeigegerät die Größe derjenigen Spannungsamplitude zur Anzeige, die durch Auftastung des Ü'berlagerungsoszillators 3 vom Zeitkomparator 8 aus über die Leitung 9 hinsichtlich ihrer Frequenzlage eingesteuert ist. Diese Frequenz wird dabei an dem Potentiometer 10 eingestellt und ist am Instrument 11 ablesbar.
• Der Aufbau des Spitzendetektors 7 ergibt sich aus der Fig. 2. Danach gelangt die aus dem Empfangsgleichrichter 6 austretende Spannung zunächst auf das Gitter der Triode 12, die als Kathodenverstärker arbeitet und einen sehr niedrigen Ausgangswiderstand aufweist. Dieser Ausgangswiderstand setzt sich aus dem Innenwiderstand der Röhre 12 und dem Kathodenwiderstand 13 zusammen. Die Signalspannungen laden über die Schaltdiode 14 den Kondensator 15 in sehr kurzer Zeit auf. Die Kondensatorentiadung geht dagegen über den hochohmigen Widerstand 16 nur langsam vonstatten. Die am Kondensator 15 jeweils anstehende Spannung beeinflußt den Kathodenverstärker 16, an dessen Kathodenwiderstand 17 das Signal abgegriffen und an dem mit den Widerständen 18 in einer Brückenschaltung liegenden Gerät 19 zur Anzeige gebracht wird.
• Das Meßgerät 19 kann, statt in der erwähnten Brückenschaltung angeordnet zu sein, auch zwischen den Kathoden einer Doppeltriode liegen. Dadurch ergibt sich der Vorteil größerer Stabilität. Weiterhin kann parallel zum Spitzendetektor 7 über den Schalter 20 die Braunsche Röhre 21 angeordnet sein, die dann eine gute übersieht über die in dem in Betracht kommenden Meßbereich vorhandenen Signale übermittelt.
• Die vom Zeitkomparator 8 auf den 1lberlagerungsoszill'ator 3 mit Hilfe der Leitung 9 zur Einwirkung gebrachten Impulse können den Oszillator einerseits in der schon erwähnten Weise innerhalb eines durch das Potentiometer 10 einstellbaren Frequenzbereiches auf dem Umsetzer 2 zur Wirkung kommen lassen, andererseits aber auch auf den Oszillator 3 einen Sperrimpuls einstellbarer Frequenzlage übertragen, durch den der entsprechende Frequenzbereich in dem auf den Umsetzer 2 zur Einwirkung kommenden Frequenzband unterdrückt wird. Je nach Wahl der Impulsart, d. h. der Verwendung von Auftast- oder Sperrimpulsen mit Hilfe der jeweiligen Einstellung am Potentiometer 10, vermittelt der Spannungsmesser nach den Fig. 1 und 2 entweder die Möglichkeit einer genauen Messung eines durch die Frequenzlage des Auftastimpulses bestimmten Signals oder dessen Unterdrückung bei entsprechendem Sperrimpuls. Von der Signalunterdrückung wird dann Gebrauch gemacht, wenn innerhalb des Meßbereiches neben einem in seiner Frequenzlage bestehen bleibenden starken Signal schwächere Signale wechselnder Frequenzlagen zu messen sind und zwecks deren genauer Bestimmung die Unterdrückung des starken, sonst störenden Signals erwünscht ist. Die Einstellung des Potentiometers 10 erlaubt es, in der bereits geschilderten Weise Auftast- neben Sperrimpulsen unterschiedlicher Frequenzlage hervorzurufen. Die Breite dieser Impulse kann zusätzlich z. B. mit einem Einstellpotentiometer veränderbar ausgeführt sein. Eines breiten Auftastimpulses bedient man sich vorwiegend zum Auffinden, während die Verringerung seiner Breite und demnach seiner »Blenden«-Wirkung zum Messen des aufgefundenen Signals vorgenommen wird. Für den Sperrimpuls gilt umgekehrt entsprechendes.
• Nach Fig. 3 ist der Aufbau des Spannungsmessers im wesentlichen der gleiche, wie er an Hand der Fig. 1 bereits geschildert wurde. Die Leitung 9' verläuft hierbei jedoch zwischen dem Zeitkomparator 8 und dem Zwischenfrequenzverstärker 5. Die Auftast-und Sperrimpulse der am Potentiometer 10 wiederum einstellbaren Frequenzlage und Frequenzbreite wirken sich hier demnach auf den Zwischenfrequenzverstärker 5 aus, ohne dadurch hinsichtlich ihrer Wirkung andere Ergebnisse zu zeigen, als es bei der Einwirkung auf den Oszillator 3 bei dem Beispiel nach Fig. 1 der Fall war.
• Die Fig. 4 läßt ein Ausführungsbeispiel erkennen, bei welchem die Steuerleitungen 9" für die Auftast und Sperrimpulse nicht (wie bei Fig.l) zu dem Oszillator 3 und auch nicht (wie bei Fig. 3) zu dem Zwischenfrequenzverstärker 5, sondern auf die Triode 14 (Fig. 2) der Spitzendetektoren 22 bis 24, und zwar von den Zeitkomparatoren 25 bis 27, einwirken. Die Steuerung der Impulse erfolgt dabei von den Potentiometern 28 bis 30 aus, und die Frequenzlage gelangt mittels der Instrumente 31 bis 33 zur Wiedergabe, wobei diese Instrumente, wie auch in den anderen Ausführungsbeispielen, entweder Anzeigegeräte oder registrierende Vorrichtungen sein können. Sonst ist der Aufbau der Anordnung nach Fig. 4 der gleiche wie bei der Einrichtung nach Fig. 1 und auch entsprechend bezeichnet. Daß die Anordnung nach Fig.4 wegen des dreifachen Vorhandenseins entsprechender Meßstränge gleichzeitig drei Signale hinsichtlich ihrer Amplituden- und Frequenzlagen zu bestimmen gestattet, war schon erwähnt worden. Die Vielfalt läßt sich selbstverständlich beliebig vergrößern oder verkleinern.
• Nach Fig. 5 werden die Zeitkomparatoren 25 bis 27 nach Fig. 4 und ihre Instrumente 31 bis 33 von dem Sägezahngenerator 34 aus über den elektronischen Schalter 35 und die steuerbaren elektronischen Potentiometer 36 bis 38 beeinflußt. Diese Potentiometer bestehen aus einer Doppeltriode, auf die jeweils nach Maßgabe des elektronischen Schalters 35 der Sägezahngenerator 34 einerseits und die an den Spitzendetektoren 22 bis 24 zur Anzeige gebrachten Amplitudenwerte andererseits zur Einwirkung kommen. Durch die elektronischen Schalter 39 und 40 wird vermieden, daß an die Spitzendetektoren 22 bis 24 ein und dasselbe Signal gelangt. Auf die Schalter 39 und 40 sind zu diesem Zweck die Zeitkomparatoren 25 bis 27 geschaltet, durch die gewährleistet wird, daß jeweils nur über eine der Steuerleitungen 9" eine impulsbestimmte Frequenzlage erzeugt wird, jedoch keinesfalls mehrere Steuerleitungen gleichzeitig Impulse derselben Frequenzlage führen können.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: :. Veriahren zur selektiven Spannungsmessung von elektrischen Signalen, vorzugsweise geringer Stärke, wie sie mit gegebenenfalls nur kleinen Frequenzabständen voneinander als diskrete Signalspannungen in breiten Hochfrequenzbändern auftreten, mit einer nach Art eines Panorama-Empfängers arbeitenden Selektionseinrichtung zum periodischen Durchstimmen des zu untersuchenden Frequenzbandes mittels eines Wobbelgenerators sowie einem nachgeschalteten Spitzenspannungsmesser, nach Patent 11-1-1032, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines einstellbaren Zeitkomparators in Abhängigkeit vom Wobbelgenerator ein in der Breite veränderbarer Auftast- oder Sperrimpuls erzeugt wird, der auf die Selektionseinrichtung oder auf den Spitzenspannungsmesser derart zur Einwirkung gebracht wird, daß nur ein nach der Frequenz ausgewählter Signalspannungswert des Frequenzbandes kurzzeitig dem Spitzenspannungsmesser zugeführt und dort angezeigt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung mehrerer ausgewählter Signale des Frequenzbandes über mehrere Zeitkomparatoren auf mehrere Spitzenspannungsmesser oder auf die Selektionseinrichtung eingewirkt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkomparatoren selbsttätig mittels eines über einen elektronischen Schalter angeschlossenen Sägezahngenerators eingestellt werden.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche am Ausgang der Selektionseinrichtung in zeitlicher Folge nacheinander auftretenden Signalspannungswerte dem Spitzenspannungsmesser zugeführt werden und der Gleichrichter des Spitzenspannungsmessers eine Triode ist und die Einwirkung des Auftast-oder Sperrimpulses auf den Spitzenspannungsmesser über das Gitter dieser Triode erfolgt. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1133 032.