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Schaltungsanordnung zur Messung der einen bestimmten Mindestwert unterschreitenden
Amplitude einer in ihrer Amplitude veränderlichen Wechselspannung Die Erfindung
bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung, mit welcher eine Wechselspannung daraufhin
untersucht werden kann, ob sie einen bestimmten beliebig wählbaren Mindestwert unterschreitet.
Eine derartige Anordnung ist beispielsweise für Modulationsmeßgeräte anwendbar,
d. h. z. B. zur Beantwortung der Frage, wie groß die kleinste Trägerfrequenzamplitude
einer modulierten Wechselspannung ist. Für den Fall, daß die betreffende Trägerfrequenzspannung
durch einen Sprach- oder Musikvorgang moduliert ist, läßt sich die kleinste auftretende
Trägerfrequenzamplitude leicht dadurch ermitteln, daß man die größte auftretende
Trägerfrequenzamplitude mißt und mit dem mittleren Trägeramplitudenwert, der bei
sogenannter Telefonie-Modulation, d. h. beispielsweise bei Modulation durch Musik-
oder Sprachvorgänge, konstant ist, vergleicht. Man kann auch, wie es ebenfalls bekannt
ist, für den Fall der Telefonie-Modulation die Mindestamplitude der modulierten
Trägerspannung dadurch messen, daß man die modulierte Hochfrequenz zunächst gleichrichtet
und mittels eines Nullinstrumentes die kleinste auftretende Gleichspannung mit einer
einstellbaren Kompensationsspannung vergleicht.
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Diese Methode liefert bei Telefonie-Modulation brauchbare Ergebnisse,
wenn die Modulationstiefe überwacht werden soll. Sie setzt jedoch zur Feststellung
der Größe des Minimalwertes die Einstellung einer Gegenspannung voraus, was nur
mit einem von Hand zu betätigenden Potentiometer durchgeführt werden kann. Beim
Erfindungsgegenstand wird dagegen die Amplitude der Wechselspannung ständig durch
das Meßinstrument angezeigt, ohne daß eine Nachstellung von Hand erforde-rlich ist
vorausgesetzt daß die Wechselspannung eine bestimmte, von vornherein einstellbare
Mindestamplitude unterschreitet.
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Gemäß der Erfindung soll die einen bestimmten Mindestwert unterschreitende
Amplitude einer in ihrer Amplitude veränderlichen Wechselspannung, insbesondere
bei Modulationsmeßgeräten, dadurch festgestellt werden, daß die zu überwachende
Wechselspannung (U12) und eine mit ihr frequenz gleiche von konstanter Amplitude
(U1) und entgegengesetzter Phase je einer den Elektronenstrom steuernden Elektrode
eines Hochvakuumentladungsgefäßes (Io) zugeführt werden,
und es
sollen die Betriebsbedingungen dieses Entladungsgefäßes derart gewählt sein daß
bei Unterschreitung des vorgegebenen Äiindestwertes ein meßbarer Anodenstrom fließt.
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Eine Ausführungsform der Erfindung. welche sich auf die Aufgabe bezieht,
die einer schwarzen Bildstelle im Fall der Übertragung eines Fernsehbildes entsprechende
Trägerwellenamplitude zu messen, ist in der Abb. I der Zeichnung schematisch dargestellt.
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Es ist dabei vorausgesetzt, daß den schwarzen Bildstellen eine endliche
Trägerwellenamplitude entspricht, daß für die Übertragung hellerer Bildstellen dieTrägerwellenamplitude
erhöht und zur Übertragung der Synchronisiersignale die Trägeramplitude unter den
obenerwähnten Schwarzwert vermindert werden möge. Der entsprechende Verlauf der
Trägerwellenamplitude innerhalb mehrerer Bildzeilen des Fernsehbildes ist in Abb.
2 dargestellt. In dieser bedeutetS die dem Schwarzwert entsprechende Trägeramplitude,
welche innerhalb der Dauer Z der einzelnen Bildzeilen je etwa in der Zeilenmitte
erreicht wird.
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Während der übrigen Zeit der Zeilendauer ist eine Trägerwellenamplitude
vorhanden, die helleren Bildstellen entspricht als dem Schwarzwert. Während der
Zeilenpause p wird die Trägerwellenamplitude unter den Wert S vermindert In der
Einrichtung nach Abb. I bedeutet IO eine Hochvaliuumschirmgitterröhre, in deren
Anodenkreis eine konstante Wechselspannung 11 von der Frequenz der zu untersuchenden
Wechselspannung und in deren Gitterkreis die zu untersuchende modulierte Wechselspannung
12 liegt. DerAnodenkreis der Röhre 10 erhält einen Widerstand I3 und einen dazu
parallel liegenden Kondensator 14 und der Gitterkreis eine einstellbare Gleichspannung,
welclle durch einen Potentiometer I5 in Verbindung mit einer konstanten Gleichspannungsquelle
I6 geliefert wird. Außerdem ist im Gitterkreis noch ein Widerstand I7 vorhanden.
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Zur Erläuterung der Wirkungsweise soll vorausgesetzt werden, daß
die vom Potentiometer 15 gelieferte Spannung etwas kleiner ist als der Amplitudenwert
S in Abb. 2.
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Der Verlauf der Anoden- und der Gitterspannung ist in Abb. 3 veranschaulicht.
Die Anodenspannung ist mit Ut1 bezeichnet und die Gitterspannung mit U1O. Die Nullinie
der Gitterwechselspannung ist entsprechend dem oben Dargelegten von der Nullinie
der Anodenspannung um einen Betrag, der kleiner als S ist in positiver Richtung,
d. h. in Abb. 3, nach oben verschoben. Ein Anodenstrom durch die Röhre IO kann lediglich
während der positiven Halbwellen der Anodenspannung auftreten. Die Kur-e i;' ergibt
diejenigen Mindestlverte der zur Spannung Us1 gehörigen Gitterspannung an, welche
während der positiven Halbwellen der Spannung U11 einen Anodenstrom herbeiführt.
Diese Kurve jit kann aus dem Kennlinienfeld 1a über e, mit dem Parameter , leicht
ermittelt werden. Bei Gitterspannungswerten, die oberhalb der Kurve m liegen, tritt
also ein Anodenstrom in der Röhre auf, während bei Gitterspannungswerten unterhalb
der Kurve der Anodenstrom auch während der positiven Halbwelle gesperrt bleibt.
Nach dem Beginn t1 einer positiven Halbwelle der Spannung Ul, ist eine wenn auch
kleine Anodenspannung vorhanden, und es fließt daher, da die positive Gittergleichspannung
die zu diesem Zeitpunkt negative Gitterwechselspannung U12 übersteigt ein gewisser
endlicherAnodenstrom, der einen Spannungsabfall ebenfalls am Widerstand I3 hervorruft.
Non Zeitpunkt t ab bis zum Zeitpunkt t3 ist die Spannung U1 größer als die positive
Gittergleichspannung, und der Allodenstrom ist infolgedessen Null. \tom Zeitpunkt
t3 bis zum Zeitpunkt t, überwiegt wieder die positive Gittergleichspannung, und
der Anodenstrom hat somit wieder einen kleinen endlichen Betrag. Die Zeitspanne
t bis t3, innerhalb deren der Anodenstrom unterlrochen ist, ist nun von der Amplitude
der Gitterwechselspannung abhängig. Verläuft nämlich die Gitterwechselspannung etwa
nach der Kurve U'l2, so fließt vom Beginn jeder positiven Anodenspannungshalbwelle
bis Ü ein Anodenstrom und ebenso vom Zeitpunkt t'3 bis zur Beendigung der positiven
Anodenspannungshalbwelle. Die an dem Widerstandskondensatorglied I3, 14, dessen
Zeitkonstante etwas größer als die Periodendauer der zu untersuchenden Wechselspannungen
sein möge, auftretende Spannung ist also um so höher, je kleiner die Amplitude der
Spannung l 12 ist. Bei geeigneter Eichung eines Meßinstrumentes, welches diese Spannung
mißt und z. B. auch gegebenenfalls an Stelle des Widerstandes 13 eingeschaltet werden
kann, kann man die Unterschreitung eines bestimmten Wertes der Spannung U1 somit
leicht verfolgen.
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Damit während der Zeiten p in Abb. 2, in denen die Trägerwellenamplitude
unter den Wert S sinkt, keine Messung stattfindet, sollen dem Schirmgitter der Röhre
IO während dieser Zeiten negative Impulse, welche den Stromdurchgang durch die Röhre
völlig sperren, zugeführt werden.
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Wenn man die Einstellung des Potentiometers 15 in Abb. I verändert,
so entspricht jeder Potentiometerstellung eine bestimmte Mindestamplitude der zu
untersuchenden Wechselspannung, so daß für- einen konstanten
Ausschlag
des am Widerstandltondensa- 1 torglied 13, 14 liegenden Meßinstrumentes das Potentiometer
in Werten der Wechselstromamplitude geeicht werden kann.