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Einrichtung zur Ermittlung der Richtcharakteristik von Übertragungsgrössen nachrichtentechnischer Systeme
In der Nachrichtentechnik stehen vielfachübertragungseinrichtungen in Verwendung, die eine Richt- charakteristik aufweisen. Eine derartige Einrichtung besitzt je nach der Richtung, aus der man sie betrach- tet, verschiedene Übertragungseigenschaften, d. h. die zu Übertragende Grösse wird aus verschiedenen
Richtungen auf verschiedene Weise übertragen. Diese Eigenschaft definiert man bekanntlich im allgemei- men durch das Übertragungsmass. Solche Einrichtungen sind z. B. Antennen, Schallsender (Lautsprecher) oder Schallempfänger (Mikrophone). Die Kenntnis der Richtcharakteristik ist zumeist von grosser Bedeu- tung.
Ihre Messung erfolgte bisher entweder punktweise in verschiedenen Winkelabständen oder konti- nuierlich mit Hilfe eines Drehtisches, auf dem das zu bestimmende System aufgesetzt ist, wobei das interessierende Übertragungsmass beispielsweise mittels eines Koordinatenschreibers aufgezeichnet wird, bei dem das zu beschreibende Papier über eine biegsame Welle, also mechanisch angetrieben, synchron zum
Drehtisch in Umdrehung versetzt wird, während die Schreibstiftauslenkung durch die Messgrösse selbst be- stimmtist. DieseAnordnungen bzw. Methoden sind entweder sehr zeitraubend oder bedürfen teurer und um- fangreicher Spezialapparaturen und ergeben auch kein unmittelbar anschauliches Bild des Richtdiagramms.
Die Erfindung schafft eine Einrichtung zur Ermittlung der Richtcharakteristik von Übertragungsgrössen nachrichtentechnischerSysteme, bei welcher das zu untersuchende System motorisch drehbar gelagert ist, und das Übertragungsmass zwischen einem ausserhalb des Systems befindlichen Raumpunkt und dem System in Abhängigkeit vom Verdrehwinkel desselben bestimmt wird, die es gestattet, die Richtcharakteristik unmittelbar in einem Polarkoordinatensystem sichtbar zu machen, und die mit geringem Aufwand erstellbar ist.
3emäss der Erfindung ist eine solche Einrichtungdadurch gekennzeichnet. dass sie einen elektromecha- nischen Koordinatenschreiber mit zwei orthogonalen elektrischen Auslenksystemen für den Schreibstift und ortsfesten Aufzeichnungsträger enthält, wobei dem einen Auslenksystem die mit dem Sinuswert, dem andern die mit dem Cosinuswert des Verdrehwinkels multiplizierte, dem jeweiligen Übertragungsmass entsprechende elektrische Grösse zugeführt wird.
Mit dieser Einrichtung ist es bei geeignet gewählter Drehzahl, also einer Drehzahl, bei der das mechanische Aufzeichnungssystem noch ungehindert zu folgen vermag, möglich, die Richtcharakteristik des Systems unmittelbar und dauernd aufzuzeichnen, und es können auch durch Übereinanderzeichnen der Linien zeitliche Änderungen sofort und laufend wahrnehmbar gemacht werden. Überdies ist, wie noch zu erkennen sein wird, der erforderliche Aufwand relativ gering.
Das elektrische Signal, das dem Koordinatenschreiben zugefuhrt wird, enthält Informationen sowohl über die Messgrösse als auch über die Winkellage des Prtiflings, der die Messgrösse erzeugt. Der Schreibstift beschreibt also nicht nur die Messgrösse in ihrer Abhängigkeit vom Verdrehungswinkel, sondern auch die Lage des Prüflings selbst, wobei das zu beschreibende Papier in Ruhe bleibt. Die Überlegenheit der erfindungsgemässen Einrichtung liegt also in der rein elektrischen und daher exakten schnellen und über grosse Entfernungen praktisch verschleissfreienübertragung der Messgrössen, die über einen einzigen Kanal möglich ist.
Als Koordinatenschreiber eignet sich insbesondere ein an sich bekannter, Koordinatenschreiber, bei dem zur Betätigung des Schreibstiftes in zwei Koordinatenrichtungen Elektromagneten vorgesehen sind, die von Stellpotentiometern gesteuert werden. Diese Stellpotentiometer können durch ein mit der drehbaren
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Systemlagerung verbundenes, dessen Drehwinkel in die zugehörige Winkelfunktion übersetzendes mechanisches Rechengetriebe, z. B. ein sogenanntes schottisches Joch angetrieben sein, wobei den Potentiometern das gleichgerichtete und gegebenenfalls verstärkte Äquivalent der Übertragungsgrösse zugeführt wird.
In der Zeichnung ist ein Ausfahrungsbeispiel der Erfindung gezeigt, u. zw. stellt die Fig. 1 einen an sich bekannten Koordinatenschreiber, die Fig. 2 das mechanische Rechengetriebe dar. Die zeichnerische Darstellung ist weitgehend schemàtisiert und unbedeutend Einzelheiten sind weggelassen.
In Fig. 1 sind vier Elektromagnete 1 (Solenoide) mit den Ankern 2, die ihrerseits mit dem Schreibstift 3 fest verbunden sind, zu sehen.
Der Schreibstift zeichnet auf die Unterlage 4 aus Papier oder Wachspapier das Richtdiagramm auf.
Die Zugmagnete ihrerseits gleiten mit Gleitstücken 5 auf den Gleitstangen 6. Die Elektromagnete werden über dieStellpotentiometer 7,8, 9,10 von der bei (+) und (-) zugeführten, verstärkten und gleicherichteten Messspannung gespeist. Die Potentiometer weisen in diesem Ausführungsbeispiel eine lineare Bewicklung auf, während die Sinus- bzw. Kosinusfunktion des Drehwinkels tp durch ein mechanisches Getriebe, im Beispiel ein sogenanntes"schottisches Joch"erzeugt wird, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Dort sind 7 und 8 die Potentiometer, die über die Zahnstange 11, die ihrerseits in der Geradführung 12 gelagert und über einen Kurbelzapfen 13 von der Welle 14 des Drehtisches 15 angetrieben wird, bewegt werden. Die Auslenkung der Zahnstange und damit der Drehwinkel des Potentiometers ist hiebei proportional im Sinus des Drehwinkels der antreibenden Welle.
Die Potentiometer 9 und 10 sind mit ihrer Zahnstange gegenüber den Potentiometern 7, 8 um 900 verdreht angeordnet, in der Fig. 2 jedoch der Übersichtlichkeit halber weggelassen.
Handelt es sich z. B. um die Messung der Richtcharakteristik eines Mikrophons, so wird dasselbe auf den Drehtisch 15 aufgesetzt und über einen Verstärker und Gleichrichter mit den Klemmen (+) und (-) der Potentiometeranordnung verbunden. Der Drehtisch wird sodann motorisch angetrieben und das Mikrophon zugleich mit einer Messschallquelle beschallt. Die Aufzeichnung der Richtcharakteristik des Mikrophons erfolgt dabei unmittelbar durch den Schreibstift auf der Unterlage.
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