-
Verfahren und Anordnung zur Kontrolle der Güte einer im Eingang eines
empfindlichen Impuls-Funkempfängers liegenden, als Detektor wirkenden Diode Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontrolle der Güte einer im Eingang eines empfindlichen
Impuls-Funkempfängers, dessen Verstärkerstufen im B-Betrieb, und zwar nicht im Gegentakt
arbeiten, liegenden, als Detektor wirkenden Diode.
-
Ein Anwendungsfall für einen derartigen Impulsempfänger ist der Einsatz
bei Radaranlagen, wobei mit diesem Impulsempfänger vor dem Einschalten des eigenen
Radarsystems festgestellt wird, ob ein anderes Radargerät in der Nähe bereits in
Betrieb ist. Derartige Impulsempfänger können sowohl als überwachungsempfänger als
auch mit entsprechender Antenne als Peilempfänger Verwendung finden.
-
Es ist bekannt, daß die am Eingang eines derartigen Empfängers vorgesehene
Diode relativ oft ausfällt. Dies kommt insbesondere bei beweglichen Anlagen häufig
vor, da hier plötzlich ein sehr starker fremder Radarsender empfangen wird, dessen
Einwirken die Diode zerstört. Aber auch Alterungen und sonstige Einflüsse machen
die Diode unbrauchbar, so daß sie von Zeit zu Zeit ausgewechselt werden maß.
-
Arbeitet der an der Diode angeschaltete Verstärker im sogenannten
A-Betrieb oder im Gegentakt-B-Betrieb, so kann man die Wirksamkeit der Diode leicht
dadurch erkennen, daß man eine Spannung mit einer Frequenz innerhalb der Bandbreite
des Empfängers auf den Eingang gibt und die Ausgangsspannung des Empfängers auf
einer Oszillographenröhre anzeigt. Diese Möglichkeit ist aber bei Impulsverstärkern,
die die gesamte Kennlinie ausnutzen, also im B-Betrieb, und zwar nicht im Gegentakt
arbeiten, nicht gegeben. Hier würde man am Ausgang des Empfängers Halbwellen erhalten,
gleichgültig ob die Diode noch arbeitet oder nicht.
-
Eine bekannte Möglichkeit zur Prüfung der Diode wäre folgende: Man
mißt den Sperr- und Durchlaßwiderstand der Diode und entnimmt den Meßergebnissen
den Gütezustand. Gegen diese Möglichkeit sprechen aber folgende Gründe: Zur Messung
maß jedesmal die Diode aus der Anlage herausgenommen werden, was unnötigen Zeitaufwand
erfordert. Außerdem ist eine Prüfung mit Messung des Sperr- und Durchlaßwiderstandes
noch nicht befriedigend, da Dioden, obwohl sie in ihren Werten für den Sperr-und
Durchlaßwiderstand noch etwa den Forderungen entsprechen, für die Anlage bereits
unbrauchbar sein können.
-
Zweck der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mit dessen
Hilfe die Möglichkeit der einfachen und wirksamen Prüfung bei Verwendung von Verstärkern,
die im B-Betrieb, und zwar nicht im Gegentakt arbeiten, gegeben ist. Für die Verwendung
derartiger Verstärker sprechen verschiedene bekannte Gründe, so z. B. die geringere
Speisespannungsforderang, die größere Aussteuerungsmöglichkelt usw. Der Aufwand
für das Prüfverfahren soll naturgemäß nicht sehr groß sein, d. h., es soll kein
großer Raum beansprucht werden (bewegliche Station), aber auch in schaltungsmäßiger
Hinsicht soll der Aufwand gering bleiben. Es ist also Abstand zu nehmen von einer
Prüfung mit Zentimeter-Wellen-Meßsendern und Breitbandoszillograph.
-
Gemäß der Erfindung wird in dem gegebenen Zusammenhang folgendes.
Verfahren zur Prüfung der Dioden benutzt: In dem Zeitraum, in dem kein Sender empfangen
wird, wird der Diode zeitweise ein impulsförmiges Signal zugeführt, dessen Trägerfrequenz
oberhalb der oberen Grenzfrequenz des an die Diode angeschalteten Verstärkers, jedoch
aus Aufwandsgründen nicht sehr weit von dieser Frequenz entfernt liegt. Am Empfängerausgang
wird nacheinander die Spitzenspannung bei Vorhandensein nur des Rauschens und bei
Anlegen des impulsförmigen Signals an die Diode gemessen. Hiernach wird das Verhältnis
der gemessenen Spitzenspannungen gebildet und dieses Verhältnis in Vergleich zu
dem bekannten, für die einwandfreie Diode geltenden Verhältnis gesetzt.
Es
hat sich gezeigt, daß dieses Verfahren in der Praxis gut anwendbar ist. Die Prüfung
ist in einfacher Weise durchführbar, insbesondere dann, wenn man gemäß einer Weiterbildung
der Erfindung zur Anzeige eine Anzeigeröhre mit zwei Anzeigesystemen (magische Waage)
benutzt, deren einem System nacheinander die Vergleichsspannungen zugeführt werden,
während das andere System nacheinander die am Empfängerausgang vorhandenen Spannungen
anzeigt.
-
Der Vorteil dieses Verfahrens liegt insbesondere darin, daß der Aufwand
für die hierzu notwendige Anordnung relativ gering ist. Würde man eine Spannung
mit einer Frequenz erzeugen, die etwa der Empfangsfrequenz entspricht, also z. B.
eine Spannung mit einer Frequenz von einigen Gigahertz, so wäre der Aufwand zur
Erzeugung dieser Frequenz, zu ihrer Modulation und schließlich zur Ankopplung an
die Diode sehr groß. Die gemäß der Erfindung geforderte Frequenz braucht aber nur
um einen relativ kleinen Betrag oberhalb der oberen Grenzfrequenz des Empfängers
zu liegen: Weist der Empfänger eine obere Grenzfrequenz von 12 MHz auf, so kann
die zur Prüfung zu erzeugende Frequenz z. B. bei 40 MHz liegen. Der Aufwand ist
hiermit in erträgliche Grenzen gerückt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren müssen
die der Diode zugeführten Impulse keineswegs Rechteckimpulse sein. Das Verfahren
hat seine volle Wirksamkeit auch bei Verwendung von sinusförmigen Impulsen. Hierdurch
wird die Anordnung zur Erzeugung der Impulse ebenfalls vereinfacht.
-
Die Anordnung zur- Prüfung besteht gemäß einer Ausführungsform der
Erfindung aus einem Oszillator, der auf einer Frequenz oberhalb der Grenzfrequenz
des Empfängers schwingt, und einer Schaltung zur zeitweisen Unterbrechung der Oszillatorschwingung
zum Zwecke der Erzeugung von impulsförmigen Schwingungsperioden. Dieser getastete
Träger wird z. B. über einen Koppelkondensator der Diode zugeführt. Zur Inbetriebsetzung
des Oszillators wird ein Schalter vorgesehen, so- daß der Bedienende durch Betätigen
des Schalters die Prüfspannung auf die Diode geben kann. Am Ausgang des Empfängers
wird die Spitzenspannung einmal allein des Rauschens und zum anderen bei Anliegen
der Prüfspannung mittels eines an sich bekannten Meßgerätes gemessen und das Verhältnis
dieser Spannungen gebildet. Aus dem Vergleich mit einem für einwandfreie Diode geltenden
Verhältnis ergibt sich die Güte der Diode. Man kann die ausgangsseitigen Messungen
und den darauffolgenden Vergleich auch automatisch durchführen, indem man eine Anzeigeanordnung
mit zwei Anzeigesystemen, z. B. eine magische Waage, benutzt. Man kann hier gemäß
einer Ausführungsmöglichkeit auf das eine Anzeigesystem die Rauschspannung des Empfängers
geben und auf das andere System eine Spannung, die der dem bekannten Vergleichsverhältnis
zugrunde liegenden Rauschspannung entspricht. Man, regelt die beiden Balken der
Anzeigeröhre nunmehr auf gleiche Höhe und gibt im nächsten Augenblick auf das eine
System die am Empfängerausgang erhaltene Spitzensummenspannung und auf das andere
System die dem bekannten Vergleichsverhältnis zugrunde liegende größere Spannung.
Sind die Balken auch nun noch gleich lang, so ist die Diode vollkommen in Ordnung.
Auf Grund der Größe der Abweichung der beiden Spannungen kann man auf den Gütezustand
der Diode schließen. Die Rufschaltung der größeren, dem Verhältnis zugrunde liegenden
Spannung kann man gleichzeitig mit der Einschaltung des Prüfoszillators vornehmen.
Natürlich sind auch Abänderungen des Anzeigesystems möglich.
-
In der Zeichnung ist ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispieles
der zur Durchführung des Verfahrens notwendigen Anordnung dargestellt. Die zu prüfende
Diode ist mit 1 bezeichnet. Ihr wird bei Einfall eines Impulssenders entsprechender
Frequenz über einen Hohlleiter die Antennenspannung zugeführt. Die Antenne mit der
Hohlrohrleitung ist der Einfachheit halber in der Zeichnung nicht dargestellt. An
die Diode schließen sich Verstärkereinheiten 2 an. Die Grenzfrequenzen dieser Verstärker
sollen im vorliegenden Fall 10 kHz und 12 MHz betragen. Die Diode ist außerdem noch
mit einem Oszillator 3 verbunden, dessen Schwingfrequenz oberhalb der oberen Grenzfrequenz
der Verstärker 2 liegt. Im Ausführungsbeispiel sollen dies 40 MHz sein. Der Oszillator
3 wird durch eine Schalterveränderung (in der Zeichnung durch Schließen des Schalters
4) zum Schwingen gebracht. Seine Ausgangsspannung wird der Diode 1 zugeführt. Durch
Einwirkung der Einrichtung 5 wird erreicht, daß der Oszillator 3 nur in gewissen
periodischen Zeitabständen schwingt, während er in den Zwischenzeiten gesperrt wird,
Die Umhüllende der impulsförmigen Ausgangsspannung braucht, wie bereits vorn beschrieben,
nicht rechteckförmig zu sein. Man benötigt also keinen aufwendigen 1VTultivibrator.
Es genügt, hier eine an sich bekannte Schaltungsanordnung vorzusehen, die die Ausgangsspannung
des Oszillators 3 in etwa sinusförmig verlaufende Impulse formt. Diese Schaltungsanordnung
ist natürlich einfacher und weniger aufwendig. An den Ausgängen des Empfängers ist
neben einem nicht dargestellten Anzeigeinstrument für den normalen Empfang noch
ein Anzeigeorgan 6 zur Diodenprüfung über den Schalter 7 anschaltbar. Dieses Anzeigeorgan
kann, wie in der Zeichnung angedeutet, eine sogenannte magische Waage sein. Dem
einen der beiden Anzeigesysteme wird bei geschlossenem Schalter 7 unter der Voraussetzung,
daß kein Sender über die Antenne empfangen wird, einmal das Rauschen des Empfängers
1, 2 zugeführt. Ist der Schalter 4 geschlossen, so wird auf diesem Anzeigesystem
die Spitzenspannung der verstärkten Impulse angezeigt. Aus der Einrichtung 8 werden
nacheinander die dem Vergleichsverhältnis zugrunde liegenden Spannungen entnommen
und dem anderen Anzeigesystem zugeführt. Die kleinere dieser Spannungen wird mit
der durch das Rauschen des Empfängers bewirkten Anzeige auf dem anderen System verglichen.
Mittels eines Drehknopfes 9 werden dann die beiden Schattenbalken der Anzeigenanordnung
6 auf gleiche Höhe eingeregelt. Mit der Änderung der kleineren, dem Vergleichsverhältnis
zugrunde liegenden Spannung dieser Schaltungsanordnung 8 wird auch die größere Spannung
derart verändert, daß das Verhältnis dieser Spannungen eine Konstante bleibt. Gibt
man nun durch Schließen des Schalters 4 die Prüfspannung aus dem Oszillator 3 auf
den Empfänger, so wird durch gleichzeitiges Umschalten am Teil ? (in der Zeichnung
durch den Schalter 10 angedeutet) die größere, dem Vergleichsverhältnis zugrunde
liegende Spannung auf das eine Anzeigesystem gegeben, während auf dem anderen Anzeigesystem
die am Empfängerausgang erhaltene Prüfspannung angezeigt wird. Arbeitet die Diode
zur Zufriedenheit, so sind beide Balken des Anzeigeorgans 6 auch nach dem Umschalten
gleich
lang. Ist die Diode dagegen schadhaft, so werden die angezeigten Werte voneinander
abweichen. Aus,dem Grade der Abweichung kann man auf den Zustand der Diode schließen.
Auch bei Ausfall der Diode kann eine gleich aussehende Spannung noch zum nicht dargestellten
Anzeigesystem gelangen. Diese Spannung unterscheidet sich lediglich durch ihre Größe
von der, die mit einwandfreier Diode erhalten wird.
-
Die obigen Ausführungen betreffen nur eine Ausführungsmöglichkeit
der Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Selbstverständlich
sind Abänderungen in jeder Weise möglich, insbesondere in der Ausbildung der Anzeige
der Prüfspannungen bzw. deren Vergleich mit dem bekannten Verhältnis. So kann man
z. B. auch auf das eine System eine einstellbare Vergleichsspannung geben. Dann
regelt man diese Spannung auf Gleichheit mit der auf dem anderen System angezeigten
Rauschspannung. Schließlich gibt man die Prüfspannung auf den Empfänger und regelt
das diese Prüfspannung anzeigende System auf Gleichheit mit der eingestellten Vergleichsspannung
ein. Aus der Größe der zur Einregelung notwendigen Spannung läßt sich dann der Gütezustand
der Diode ebenfalls ermitteln.