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Schaltungsanordnung zur Messung von Laufzeitkurven
Zur Messung der Laufzeiten in Stromkreisen wird das Nyquist-Prinzip vielfach angewendet. Gemäss diesem Prinzip (Fig. 1) wird mittels eines sogenannten Messsignalgenerators MJ über einem Modulator M ein Generator G moduliert. An den Eingang des zu messenden Stromkreises X wird das Signal des Generators G geleitet, wobei der Ausgang des Kreises X an den Eingang eines Demodulators D, in welchem das Messsignal rückgewonnen wird, angeschlossen ist. Gemäss dem NyquistPrinzip ist die Laufzeit des zu messenden Stromkreises der Phasenverschiebung des Messsignals proportional.
Wird nun an einen Eingang eines Phasendetektors F das vom Demodulator erhaltene Messsignal und an dessen andern Eingang das die Modulation hervorrufende Messsignal gegeben, so wird die Ausgangsspannung des Phasendetektors der zu messenden Laufzeit proportional. Der Wert der Laufzeit kann an einem die Ausgangsspannung des Phasendetektors messenden Spannungsmesser V abgelesen werden.
Mittels der beschriebenen Anordnung wird die Laufzeitänderung in einem Frequenzbereich derart gemessen, dass der Generator G auf verschiedene Punkte des Bereiches abgestimmt und die zugehörige Laufzeit bei jedem Punkt am Spannungsmesser abgelesen wird.
Soll anstatt einer punktweise Messung die Laufzeit-Frequenz-Kurve (im folgenden kurz : Laufzeitkurve) auf dem Schirm eines Oszillographen dargestellt werden, so kann die Anordnung nach Fig. 2 an, gewendet werden.
In dieser Anordnung ist der Generator G nicht nur durch den Messsignalgenerator MJ, sondern auch durch einen sogenannten Abtastsignalgenerator IJ mit einer verhältnismässig geringen Frequenz im Vergleich zu der Frequenz des Messsignalgenerators moduliert. Die Modulation erfolgt mittels der Modulatoren MI und M. Der Ausgang des Phasendetektors F wird an den Eingang des Vertikalerstärkers y des Oszillographen 0 gelegt, während der Ausgang des Abtastsignalgenerators LJ an den Eingang des Horizontalverstärkers x gelegt wird.
In der Praxis ergibt sich die Schwierigkeit, dass in der Anordnung nach Fig. 2 nicht nur die Laufzeit des zu messenden Stromkreises X, sondern die des Stromkreises X, des Modulators MI und des Demodulators D gewonnen wird. Zur Vermeidung dieses Fehlers muss ein Modulator und ein Demodu lator benutzt werden, deren Laufzeitschwankungen in bezug auf den zu messenden Stromkreis sehr gering sind. Bei einer bekannten Methode werden anstatt eines Generators G zwei Generatoren Gl und G2 verwendet, von denen der eine mit dem Messsignal und der andere mit dem Abtastsignal moduliert wird.
Das an den zu messenden Stromkreis gelegte Signal besteht dann aus einem Gemisch der Signale der beiden Generatoren, erzeugt in der Mischstufe K (Fig. 3). Dies benötigt jedoch einen komplizierten Aufbau und ausserdem entstehen durch die Mischung unerwünschte Harmonische, die die Messgenauigkeit beeinträchtigen. Die Herstellung von Demodulatoren mit geringen Laufzeitschwankungen ist gleichfalls schwierig.
Bei der Verwendung der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung werden die erwähnten Nachteile vermieden. Die unerwünschten Harmonischen werden durch Anwendung eines einzigen Generators, wel-
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cher mit einem doppelten Signal moduliert wird, vermieden und zur Beseitigung der Laufzeitschwankung des Demodulators werden zwei gleiche Demodulatoren und ein symmetrischer Phasendetektor benutzt.
Demgemäss ist der Erfindungsgegenstand eine Schaltungsanordnung zur oszillographischen Messung der Laufzeitkurve, mit einem mit doppelten, sogenannten Abtast- und Messsignalen modulierten Generator, mit einem zur Demodulation des Messsignals geeigneten Demodulator, sowie mit einem durch einen Phasendetektor gesteuerten Oszillograph und ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Anordnung zwei gleiche, zur Demodulation der durch das Messsignal veranlassten Modulation geeignete Demodulatoren, sowie ein symmetrischer Phasendetektor vorgesehen sind und der Generator über eine symmetrische Abzweigung, einerseits unter Zwischenfügung des zu messenden Stromkreises an den Eingang des einen Demodulators und anderseits unmittelbar an den Eingang des andern Demodulators angeschlossen ist, weiters dadurch,
dass die Ausgänge der beiden Demodulatoren an die beiden Eingänge des symmetrischen Phasendetektors angeschlossen sind und der Ausgang des symmetrischen Phasendetektors an den Eingang des vertikalen Verstärkers des Oszillographen geschaltet ist.
Die erfindungsgemässe Anordnung ist in Fig. 4 in Blockschaltung dargestellt. Demgemäss wird ein Generator G mit zwei Signalen, u. zw. mit dem Abtastsignal LJ und dem Messsignal MJ durch die Modulatoren M, bzw. M, moduliert. Das Ausgangssignal des Generators wird über eine symmetrische Abzweigung einerseits unter Zwischenschaltung des zu messenden Stromkreises X an den Demodulator DI und anderseits unmittelbar an den Demodulator D2 gelegt. An den einen Eingang des symmetrischen Phasendetektors Fs wird der Demodulator D und an den andern der Demodulator D2 angeschlossen. Am Ausgang des Phasendetektors Fs liegt der Eingang des Vertikalverstärkers y des Oszillographen 0, während das Abtastsignal LJ an den Horizontalverstärker x des Oszillographen 0 gelegt ist.
In der Anordnung nach Fig. 4 werden die Laufzeitfehler der Modulatoren und Demodulatoren prinzipiell kompensiert. Der Demodulator D im unteren Zweig gibt nämlich ein Messsignal an den einen Eingang des symmetrischen Phasendetektors Fs, dessen Phase der Gesamtlaufzeit des Modulators M. und des Demodulators D proportional ist, wobei im oberen Zweig der Demodulator D ein Messsignal an den andern Eingang des Phasendetektors Fs geleitet wird, dessen Phase der gesamten Laufzeit des Modulators Modes zu messenden Stromkreises X und des Demodulators D proportional ist.
Ist demgemäss der Phasendetektor Fs symmetrisch und sind die beiden Demodulatoren D und Djj gleich, so ist die Ausgangsspannung des Phasendetektors Fs nur der Laufzeit des zumessenden Stromkreises proportional.
Die symmetrische Anordnung gestattet nicht nur die Laufzeitmessung eines einzelnen Stromkreises, sondern auch die Feststellung des Unterschiedes zwischen den Laufzeiten zweier Stromkreise. Das ist dann wichtig, wenn ein als normal angesehener Stromkreis vorhanden ist und die Aufgabe darin besteht, die Laufzeit des andern Stromkreises der Laufzeit des normalen anzupassen. Zu diesem Zweck wird die Anordnung nach Fig. 5 benutzt, in der mit X bzw. X2 die beiden zu vergleichenden Stromkreise bezeichnet sind, deren Abweichungen in der Laufzeit festgestellt werden sollen.
Die Fehler des Modulators M., sowie der Demodulatoren Dlund und Dz werden hier kompensiert, weil, - wie schon er- wähnt - die Abzweigung symmetrisch ist, die Demodulatoren Dj und D2 gleiche Kennlinie haben und der Phasendetektor Fs symmetrisch ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltungsanordnung zur Messung von Laufzeitkurven mit einem mit doppeltem sogenanntem Abtast-und Messsignal modulierten Generator, einem zur Demodulation des Messsignals geeigneten Demodulator und einem durch einen Phasendetektor gesteuerten Oszillograph, dadurch gekennzeichnet, dass zwei gleiche, zur Demodulation der durch das Messsignal veranlassten Modulation geeignete Demodulatoren (D1, Da) sowie ein symmetrischer Phasendetektor (Fs) vorgesehen sind und der Generator (G) über eine symmetrische Abzweigung, einerseits unter Zwischenfügung des zu messenden Stromkreises (X) an den Eingang des einen Demodulators (D) und anderseits unmittelbar an den Eingang des andern Demodulators (D2) angeschlossen ist, weiters dadurch, dass die Ausgänge der beiden Demodulatoren (D, D )
an die beiden Eingänge des symmetrischen Phasendetektors (Fs) angeschlossen sind und der Ausgang des symmetrischen Phasendetektors (Fs) an den Eingang des vertikalen Verstärkers (y) des Oszillographen (O) geschaltet ist (Fig. 4).