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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Vergleich der Frequenz einer-Wechselspannung mit einer vorgegebenen Frequenz bei tiefen Niederfrequenzen unter Verwendung einer Abstimmanzeigeröhre, die von der Wechselspannung mit der zu vergleichenden Frequenz zwischen Gitter und Masseleitung und von der Wechselspannung mit der vorgegebenen Frequenz über einen Kathodenwiderstand, der vom Heizstrom mit der vorgegebenen Frequenz und deren Oberwellen durchflossen wird, steuerbar ist.
Die in Differenztongeneratoren durch Überlagerung von zwei Hochfrequenzen erhaltene Niederfrequenz unterliegt leicht Veränderungen unter dem Einfluss von Temperaturschwankungen auf die Schaltelemente, die sich bei tiefen Niederfrequenzen relativ am stärksten auswirken. Es ist daher notwendig, eine Kontrollmöglichkeit für die Richtigkeit der Einstellung der Niederfrequenz zu besitzen.
Es ist bereits aus der deutschen Patentschrift Nr. 159284 bekannt, für derartige Frequenzvergleichseinrichtungen Kathodenstrahlanzeiger zu verwenden, bei denen die Spannung mit der einen Frequenz zwischen Kathode und Erde geschaltet ist, während die Spannung mit der zweiten Frequenz zwischen das Gitter des Kathodenstrahlanzeigers und Erde geschaltet ist.
Aus der österr. Patentschrift Nr. 180 096 ist es auch bereits bekannt, an Stelle von Kathodenstrahlanzeigern normale Abstimmanzeigeröhren für diesen Frequenzvergleich einzusetzen. Hiebei wird eine Wechselspannung einer die Grösse des Schattenwinkels der Abstimmanzeigeröhre beeinflussende Elektrode und die andere einer die Helligkeit des Leuchtsektors derselben beeinflussenden Elektrode zugeführt.
Ungünstig bei diesen Lösungen erscheint jedoch, dass der Schirm der Abstimmanzeigeröhre dauernd leuchtet, obwohl ein Frequenzvergleich erst bei sehr tiefer Frequenz möglich ist, da bei hohen Frequenzen das Auge den Änderungen der Leuchtfläche nicht folgen kann. Dadurch wird der Leuchtschirm stark abgenutzt und ausserdem stört unter Umständen der dauernd leuchtende Schirm. Zusätzlich kann bei schnellem Durchstimmen der zu vergleichenden Frequenz der Nulldurchgang leicht übersehen werden.
Eine günstigere Lösung ist es daher, den Leuchtschirm im normalen Betrieb ständig dunkel zu halten. Erst wenn die Frequenzen weit genug abgesunken sind, um einen Vergleich zu ermöglichen, beginnt der Leuchtschirm im Rhythmus der Differenz der beiden Frequenzen zu flackern. Dadurch, dass der Leuchtschirm erst in der Nähe des Nulldurchganges der Differenz der beiden Frequenzen aufleuchtet, wird der Nulldurchgang auch bei schnellem Durchstimmen wahrgenommen.
Diese Lösung wird erfindungsgemäss dadurch erzielt, dass die Wechselspannung mit der zu vergleichenden Frequenz über ein RC-Glied zugeführt wird, das hohe Frequenzen, bei denen ein Vergleich noch nicht sinnvoll ist, dämpft und dass die Wechselspannung mit der vorgegebenen Frequenz über ein elektrisches Ventil, dem ein Glättungskondensator nachgeschaltet ist und weiters über die Heizwendel der Abstimmanzeigeröhre an den Kathodenwiderstand geführt ist, derart, dass der Heizstrom einen zusätzlichen, den Anodenstrom unterhalb einer Ansprechschwelle des Steuergitterpotentials unterdrückenden Gleichstromanteil aufweist, so dass die durch das RC-Glied gedämpften hohen Frequenzen keine Anzeige mehr auslösen können.
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Für die Kontrolle der Frequenzeinstellung eignet sich besonders eine sehr niedrige Frequenz und als solche erweist sich die Netzfrequenz von 50 Hz von besonderem Vorteil, weil der Heizstrom der Abstimmanzeigeröhre auf einfache Weise über den Netztransformator gewonnen werden kann. Ebenso einfach können auch Vergleichsfrequenzen aus den Oberwellen der Netzfrequenzen gewonnen werden, beispielsweise die ersten beiden, so dass also Eichspannungen mit 50 Hz, 100 Hz bzw. 150 Hz zur Verfügung stehen.
Der benötigte Gleichstromanteil des Heizstromes wird durch entsprechende Dimensionierung eines Ladekondensators eines in den Heizstromkreis eingeschalteten Gleichrichters gewonnen. Dieser Ladekondensator unterdrückt auch Oberwellen höherer Ordnung, die für die Anzeige nicht weiter benötigt werden. Ein RC-Siebglied vor dem Steuergitter der Abstimmanzeigeröhre hält Wechselspannungen mit höheren Frequenzen ab, so dass nur die interessierenden tiefen Frequenzen zum Vergleich mit den in der Kathodenspannung enthaltenen Vergleichsfrequenzen herangezogen werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. l der Zeichnungen dargestellt. Die Fig. 2 bis 4 zeigen Diagramme einzelner in der Schaltung auftretender Spannungen.
Die Wechselspannung --U1--, deren Frequenz mit Hilfe der erfindungsgemässen Vergleichseinrichtung zu untersuchen ist, wird an den Gitterableitwiderstand --1-- einer Abstimmanzeigeröhre --2-- angelegt. Der Heizstrom für die Röhre --2--, der die vorgegebene Vergleichsfrequenz von beispielsweise 50 Hz aufweist, wird über einen Einweggleichrichter-5-mittels eines Transformators-S-aus dem Netz gewonnen. Mit --4-- ist der Kathodenwiderstand der Röhre --2-- und mit --6-- ein der Kathode der Röhre --2-- und dem Kathodenwiderstand --4-- parallelgeschalteter Glättungskondensator bezeichnet, der vorwiegend den Gleichstromanteil des Heizstromes bestimmt.
Um zu verhindern, dass höhere Frequenzen als erwünscht an das Gitter der Abstimmanzeigeröhre --2-- gelangen, ist dem Widerstand - ein RC-Glied nachgeschaltet, das im einzelnen aus einem in die Gitterzuleitung geschalteten Widerstand --7 -- und einem zu den Widerständen --1 und 7-- parallelliegenden Kondensator --8-- besteht.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Schaltung beruht darauf, dass die mit-U --bezeichnete Gitter-Kathodenspannung der Abstimmanzeigeröhre --2-- im wesentlichen aus der Summe der Wechselspannung --U1-- mit der zu untersuchenden Frequenz und der am Kathodenwiderstand --4-liegenden Spannung-U-, die die Vergleichsfrequenzen aufweist, besteht. Weisen die beiden Spannungen und U--unterschiedliche Frequenzen auf, so leuchtet die Abstimmanzeigeröhre-2-- im Rhythmus der Differenzfrequenz auf.
Diese Differenzfrequenz wird jedoch null, wenn die Frequenz der Spannung-U < -gleich ist der vorgegebenen Frequenz der Spannung-U-und in diesem Fall ergibt sich eine gleichbleibende Anzeige in der Röhre--2--, die dann je nach der relativen Phasenlage der Spannungen--Ul und U - hell oder dunkel bleibt. Dieser Zustand der Röhre --2-- wird daher als Kriterium für die Gleichheit der beiden Frequenzen herangezogen.
Der durch den Gleichrichter-5-im Heizstromkreis gewonnene Gleichstromanteil des Heizstromes bedingt einen Gleichspannungsabfall --Us-- aa Kathodenwiderstand-4--, der einen Schwellwert darstellt, der überschritten werden muss, um die Abstimmanzeigeröhre --2-- zum Leuchten zu bringen.
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ergibt sich der in Fig. 4 dargestellte Spannungsverlauf-U-, der im wesentlichen der Gitter-Kathodenspannung der Abstimmanzeigeröhre --2-- entspricht, wenn von einem bei tiefen Frequenzen geringen Spannungsabfall am Widerstand --7-- abgesehen wird.
Wie aus Fig. 4 zu ersehen ist, ergibt sich bei dieser dargestellten Phasenlage eine Überschreitung der Schwellspannung--Ug--, die als Aufleuchten der Röhre --2 -- wahrgenommen wird. Bei einer andern Phasenlage der Spannungen --U1 und U4 -bleibt die Röhre --2-- dauernd dunkel und die Beibehaltung eines dieser beiden Zuständeliefertsomit das Kriterium für die Gleichheit der Frequenzen der beiden Spannungen--U und U -.