DE1286635B - Transistor oscillator for feeding a coaxial comparator for two-pole and four-pole measurements - Google Patents
Transistor oscillator for feeding a coaxial comparator for two-pole and four-pole measurementsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung der hochfrequenten Signalspannung, die bei Messungen mit Koaxialkomparatoren im VHF- und UHF-Gebiet benötigt wird.The invention relates to a circuit arrangement for generating the high-frequency signal voltage that is used in measurements with coaxial comparators in the VHF and UHF area is required.
Es sind Komparatoren mit drehbaren induktiven Schleifen bekannt, bei denen dem Vierpol eine bekannte Eingangsgröße (Strom, Spannung) zugeführt wird und der Ausgangsstrom getrennt nach Wirk-und Blindanteil durch bekannte Wirk- und Blindströme kompensiert wird. Zur Darstellung der bekannten Ströme speist dabei ein separater Generator phasen- und amplitudengleich drei induktive Koppelschleifen, die über Schlitze in benachbarten Koaxialleitern Spannungen induzieren, deren Größe vom Drehwinkel der Schleifen abhängt. Die Ströme in den Koaxialleitern sind abhängig von den Widerständen am Ende der Leitungen. Diese werden durch ein Wirknormal (ZL), ein Blindnormal (± jZL) und den gesuchten übertragungsparameter des Vierpols gebildet. Zur Bestimmung des gesuchten Vierpolparameters werden die Schleife über der Wirkleitung und die Schleife über der Blindleitung so lange bewegt, bis am Vierpolausgang die Spannung Null herrscht. Aus den Winkelstellungen der Schleifen läßt sich dann der gesuchte Parameter ermitteln. Die Schleife über der Vierpolleitung dient zur Einstellung konstanter Faktoren, um die der Meßbereich erweitert werden kann. Um die in den Koaxialleitungen induzierten Spannungen oder ihnen proportionale Ströme direkt an die Vierpolklemmen zu transformieren, werden .1/4- oder A/2-Leitungen oder entsprechene Vielfache davon benutzt.Comparators with rotatable inductive loops are known in which a known input variable (current, voltage) is fed to the quadrupole and the output current is compensated for by known active and reactive currents, separated into active and reactive components. To represent the known currents, a separate generator feeds three inductive coupling loops with the same phase and amplitude, which induce voltages via slots in adjacent coaxial conductors, the magnitude of which depends on the angle of rotation of the loops. The currents in the coaxial conductors depend on the resistances at the end of the lines. These are formed by an active standard (ZL), a blind standard (± jZL) and the desired transmission parameter of the quadrupole. To determine the four-pole parameter sought, the loop over the active line and the loop over the stub line are moved until the voltage at the four-pole output is zero. The parameter sought can then be determined from the angular positions of the loops. The loop above the four-pole line is used to set constant factors by which the measuring range can be expanded. In order to transform the voltages induced in the coaxial lines or the currents proportional to them directly to the four-pole terminals, 1/4 or A / 2 lines or corresponding multiples thereof are used.
Bei der Zweipolmessung nach dem gleichen Prinzip speist der Generator ebenfalls drei induktive Koppelschleifen, die über Schlitze in drei benachbarten Koaxialleitern Spannungen induzieren. Die Koaxialleiter sind in einem Kompensationspunkt zusammengeführt und an einen Nullindikator geschaltet. Die anderen Enden der Koaxialleiter sind einmal mit einem Wirknormal, einem Blindnormal und einem Zweipol bzw. Eingangs- oder Ausgangsklemmen eines Vierpols abgeschlossen. In gleicher Weise erfolgt die Ermittlung der Zweipolparameter, getrennt nach Wirk- und Blindanteil durch Drehen der Schleifen über den Wirk- und den Blindzweig, bis im Kompensationspunkt die Spannung Null herrscht. Die Schleife über dem Meßzweig dient zur Einstellung eines Faktors zur Meßbereichserweiterung.With the two-pole measurement according to the same principle, the generator feeds also three inductive coupling loops, which have slots in three neighboring ones Coaxial conductors induce voltages. The coaxial conductors are in a compensation point merged and switched to a zero indicator. The other ends of the coaxial conductors are once with an active standard, a blind standard and a two-pole or input or output terminals of a four-pole terminal. The Determination of the two-pole parameters, separated by active and reactive component by turning the loops over the active and the blind branch, until the voltage in the compensation point Zero prevails. The loop above the measuring branch is used to set a factor to extend the measuring range.
Es sind weiterhin Komparatoren zur Bestimmung von Zweipolparametern bekannt, bei denen nur eine rein induktive Schleife über dem Knotenpunkt von drei Koaxialleitern, die mit einem Wirknormal, einem variablen Blindnormal und dem Meßobjekt abgeschlossen sind, gedreht wird. Herrscht am Knotenpunkt die Spannung Null, so läßt sich aus der Schleifenstellung und der Größe des Blindnormals der gesuchte Zweipolparameter bestimmen.There are also comparators for determining two-pole parameters known to have only one purely inductive loop across the node of three Coaxial conductors with an active standard, a variable blind standard and the test object are completed, is rotated. If there is zero voltage at the node, then the position of the loop and the size of the blind standard can be used to determine the one you are looking for Determine two-terminal parameters.
Zur Erweiterung des Meßbereiches ist es bekannt, statt der verwendeten einfachen Schleifen sogenannte Doppelschleifen zu benutzen. Diese Doppelschleifen bestehen aus einer Serienschaltung zweier einfacher induktiver Schleifen, die sich aber getrennt einstellen lassen. Durch Benutzung solcher Doppelschleifen läßt sich der Meßbereich auf ein Gebiet von 0,01- ZL bis 100 - ZL erweitern. Die Meßbereichserweiterung ist dabei getrennt bei Wirk- und Blindanteil wirksam.To expand the measuring range, it is known instead of the one used simple loops to use so-called double loops. These double loops consist of a series connection of two simple inductive loops, which but can be set separately. By using such double loops, Extend the measuring range to a range from 0.01 ZL to 100 ZL. The measuring range extension is effective separately for active and reactive components.
Es sind zahlreiche Oszillatortypen für das Meter-und Dezimeterwellengebiet bekannt, bei denen als frequenzbestimmende Elemente LC-Kreise, Schmetterlingskreise oder Leitungskreise benutzt werden. Dabei wird die Hochfrequenzenergie induktiv oder kapazitiv aus dem Kreis ausgekoppelt. Bei Verwendung üblicher VHF- oder UHF-Transistoren beträgt die verfügbare Spannung etwa 100 ... 500 mV an 60 Ohm. Sollen Transistoroszillatoren zur Speisung von Koaxialkomparatoren verwendet werden, so treten folgende Nachteile auf: 1. Die verfügbare Signalspannung ist, insbesondere im Meterwellengebiet, nicht ausreichend, da die Dämpfung der bei Komparatoren verwendeten induktiven Koppelstellen mit 6 db/Oktave zu tieferen Frequenzen hin ansteigt.Numerous types of oscillator for the meter and decimeter wave area are known in which LC circuits, butterfly circuits or line circuits are used as frequency-determining elements. The high-frequency energy is decoupled inductively or capacitively from the circuit. When using conventional VHF or UHF transistors, the available voltage is around 100 ... 500 mV at 60 ohms. If transistor oscillators are to be used to feed coaxial comparators, the following disadvantages arise: 1. The available signal voltage is not sufficient, especially in the meter wave range, since the attenuation of the inductive coupling points used in comparators increases by 6 db / octave towards lower frequencies.
2. Da der Komparatoreingang für den Oszillator eine reine Blindlast darstellt, wird der Oszillator stark verstimmt. Bei fester Ankopplung reißen die Schwingungen ab.2. Since the comparator input for the oscillator is a pure reactive load the oscillator is severely detuned. If they are firmly connected, they tear Vibrations.
Diese beiden Nachteile schließen die Verwendung von Transistoroszillatoren zur Speisung von Komparatoren nahezu aus.These two disadvantages include the use of transistor oscillators for feeding comparators almost off.
Zweck der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine äußerst billige Lösung zur Speisung eines Komparators vorzuschlagen.The purpose of the invention is to avoid these disadvantages and a to propose extremely cheap solution for feeding a comparator.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung eines Transistoroszillators unter Verwendung handelsüblicher Kleinleistungstransistoren zur Speisung eines Komparators vorzuschlagen.The invention is based on the object of a circuit arrangement a transistor oscillator using commercially available low-power transistors to propose to feed a comparator.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe so gelöst, daß die kurzgeschlossenen Leitungen der primären Verzweigung des Komparatormeßkopfes über eine kurze Leitung fester oder variabler Länge mit einem variablen oder festen Kondensator zu einem Leitungskreis zusammengeschaltet sind, der das frequenzbestimmende Element eines Transistor-Dreipunkt-Oszillators bildet. Auf diese Weise wird eine induktive oder kapazitive Auskopplung vermieden, und der volle Blindstrom des Oszillatorkreises durchfließt die Koppelschleifen des Komparators.According to the invention the object is achieved in that the short-circuited Lines of the primary branch of the comparator measuring head via a short line fixed or variable length with a variable or fixed capacitor to one Line circuit are interconnected, which is the frequency-determining element of a Transistor three-point oscillator forms. This way it becomes an inductive or capacitive decoupling avoided, and the full reactive current of the oscillator circuit flows through the coupling loops of the comparator.
Zur Erzielung eines großen Frequenzbereiches ist der variable Kondensator so ausgebildet, daß bei Vergrößerung der Kapazität gleichzeitig eine Verlängerung der Leitungslänge zwischen Kondensator und Komparatorverzweigung und somit eine Vergrößerung der Induktivität erzielt wird.The variable capacitor is used to achieve a wide frequency range designed so that when the capacity is increased, an extension at the same time the line length between the capacitor and the comparator junction and thus a Enlargement of the inductance is achieved.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die frequenzbestimmende Leitung und der Kondensator als ein Außenleiter mit einem Kolben ausgeführt ist, wobei der Kolben koaxial den Innenleiter umschließt, der teilweise als Wendelleitung ausgeführt ist, die durch einen innerhalb des Kolbens liegenden rohrförmigen Schleifer in Längsrichtung teilweise kurzgeschlossen ist und der Außenmantel des Kolbens mit dem Innenmantel eines Außenleiters eine variable Kapazität darstellt.In a further development of the invention it is provided that the frequency-determining Line and the capacitor is designed as an outer conductor with a piston, wherein the piston coaxially surrounds the inner conductor, which is partially as a helical line is performed by a tubular grinder located inside the piston is partially short-circuited in the longitudinal direction and the outer jacket of the piston with the inner sheath of an outer conductor represents a variable capacitance.
Mit dem geschilderten Schaltungsaufbau ist es nunmehr möglich, unter Verwendung billiger Kleinleistungstransistoren das bei Messungen mit Komparatoren benötigte VHF- oder UHF-Signal mit ausreichender Amplitude und hoher Frequenzkonstanz zu erzeugen. Da der Oszillator mit dem Komparatormeßkopf eine Einheit bildet, entfallen die sonst üblichen Maßnahmen zur Verhinderung von Störstrahlung. Die Herstellungskosten des beschriebenen Oszillators betragen maximal 25% der bisher üblichen Kosten. Im nachfolgenden Ausführungsbeispiel soll die Erfindung an Hand von zwei Figuren näher erläutert werden.With the circuit structure described, it is now possible under Use of cheap low-power transistors for measurements with comparators Required VHF or UHF signal with sufficient amplitude and high frequency constancy to create. Since the oscillator and the comparator measuring head form a unit, they are not required the usual measures to prevent interference radiation. The manufacturing cost of the oscillator described are a maximum of 25% of the usual costs. in the The following exemplary embodiment is intended to illustrate the invention with reference to two figures explained.
F i g. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäße Schaltungsanordnung in Verbindung mit dem Meßkopf eines Doppelschleifenkomparators. Zur Vereinfachung sind nur die Innenleiter der Koaxialleitungen gezeichnet. Die dreiarmige Leitungsverzweigung 1 im Meßkopf des Komparators wird über ein koaxiales Zwischenstück 2 mit dem Zylinderkondensator 3 zu einem Leitungskreis zusammengeschaltet. Dieser bildet mit dem Transistor und den beiden Trimmerkondensatoren 4; 5 einen Dreipunktoszillator. Der gewünschte Frequenzbereich wird durch entsprechende Wahl der elektrischen Länge des Zwischenstückes 2 und der Kapazität des Zylinderkondensators 3 eingestellt.F i g. 1 shows an embodiment of the circuit arrangement according to the invention in connection with the measuring head of a double loop comparator. For simplification only the inner conductors of the coaxial lines are shown. The three-armed branching line 1 in the measuring head of the comparator is connected to the cylinder capacitor via a coaxial adapter 2 3 interconnected to form a management group. This forms with the transistor and the two trimmer capacitors 4; 5 a three-point oscillator. The desired frequency range is by appropriate choice of the electrical length of the intermediate piece 2 and the The capacity of the cylinder capacitor 3 is set.
F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Prinzips des verwendeten Zylinderkondensators.F i g. 2 shows an embodiment of the principle of the used Cylindrical capacitor.
Der Außenleiter 6 und der Abstimmkolben 7 bilden die Beläge eines Zylinderkondensators, dessen Kapazität von der Länge a abhängt. Der Innenleiter 8 ist teilweise als Wendelleitung ausgebildet. Diese Wendelleitung wird durch den rohrförmigen Schleifer 9, der mit dem Abstimmkolben 7 verbunden ist, teilweise kurzgeschlossen.The outer conductor 6 and the tuning piston 7 form the linings of a Cylindrical capacitor, the capacitance of which depends on the length a. The inner conductor 8 is partially designed as a helical cable. This helical line is through the tubular grinder 9, which is connected to the tuning piston 7, partially short-circuited.
Bei Vergrößerung der Länge a wird gleichzeitig die wirksame Länge der Wendelleitung vergrößert. Dies entspricht jedoch einer Vergrößerung der wirksamen Induktivität.When the length a is increased, the effective length becomes the helical cable enlarged. However, this corresponds to an increase in the effective ones Inductance.
Claims (2)
Priority Applications (1)
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| DE1286635B true DE1286635B (en) | 1969-01-09 |
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Family Applications (1)
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1967
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Non-Patent Citations (1)
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| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |