Elektrische Me¯- und Pr feinrichtung.
Die Erfindung betrifft eine elektrische Me¯- und Pr feinrichtung zur Erzeugung der Frequenz-¯bertragungsg te-Kurve eines Stromkreises.
Gemϯ der Erfindung enthält die Einrichtung Mittel zum Anlegen einer zur Aus- gangsspannung dieses Stromkreises proportionalen Spannung, zweeks Erzielung einer Verschiebung eines Anzeigepunktes lÏngs einer der Koordinaten, ferner Mittel, um aus der Ausgangsspannung des zu pr fenden Stromkreises eine von der Frequenz dieser Ausgangsspannung abhängigen, aber von ihrer Amplitude unabhängige Spannung zu erzeugen und mit dieser eine Versehiebung des genannten Anzeigepunktes längs der andern Koordinate zu bewirken. Die Anzeige kann dabei auf dem Leuchtschirm eines Kathodenstrahlenoszillographen hervor- bebracht werden, indem die beiden Span- nungen den beiden Ablenkungeplattenpaaren angelegt werden.
Nachstehend ist die Erfindung an Hand einer beispielsweisen Ausf hrungsform, welche in der beiliegenden Zeichnung schematisch dargestellt ist, näher beschrieben. In dieser Zeichnung zeigt die Fig. 1 die Teile der Einrichtung, mittels denen die f r die Prüfung benützte veränderliche Frequenz erzeugt wird, sowie den zu prüfenden Stromkreis, und die Fig. 2, welche rechts an die Fig. 1 anzuschliessen ist, diejenigen Teile, die zur Erzeugung des gewünschten Kurvenbildes auf dem Leuchtschirm eines Kathoden strahlenoszillographen dienen.
In der Fig. 1 i. st der zu untersuchende Stromkreis durch das Rechteck X dargestellt. Mittels einem an sich bekannten, sloge namnten Ringmodulator M, der aus Trookengleichrichtern, beispielsweise aus Kupfer- oxydgleiohrichtern besteht und wie darge- stellt geschaltet ist, wird ein Strom erzeugt, dessen Frequenz kontinuierlichüberden ganzen zu untersuchenden Frequenzbereich geändert wird und dessen Amplitude prak- tisch konstant ist.
Derartige Ringmodula- toren haben die Eigenschaft, dass, falls die Spannung der dem Eingang zugef hrten Trägerfrequenz ein Mehrfaches der Span nung der dem Eingang zugeführten Modu- lationsfrequenz ist, die Spannung der Im AusgangauftretendenSeitenbandfrequenz von der Spannung der Trägerfrequenz am Eingang praktisch unabhängig ist.
Die dem Modulator M zugef hrte Modulationsfrequenz wird einem Oszillator OSC2 entnommen, welcher Schwingungen mit unveränderlicher Frequenz erzeugrt und eine hohe Stabilität besitzt, während die dem Eingang zugeführte Trägerfrequenz dem Schwingungen von veränderlicher Frequenz erzeugenden Oszillator OSC1 entnommen wird. Bekannt- lich ist es weitaus schwieriger, aus einem Oszillator mit veränderlicher Frequenz Schwingungen mit konstanter Amplitude zu erhalten als aus einem Oszillator mit unver änderlicherFrequenz, hingegen werdendurch die Verwendung der oben erwähnten Anordnung im Ausgang des Modulators M Schwingungen mit veränderlicher Frequenz, aber konstanter Amplitude erhalten.
Es sei beim vorliegenden Beispiel ange- nommen, da¯ der zu untersuchende Stromkreis X die Ausrüstung am Empfangsende einer Trägerfrequenzübertragungsanlage sei, in welcher eine Trägerfrequenz von 6000 Hz benützt wird, und dass die Untersuchung sich über den Frequenzbereich von 6000 bis 9000 Hz erstreeken solle.
Der Oszillator OSC2 wird in diesem Falle so eingeste Ilt, da¯ er eine konstante Frequenz von 6000 Hz liefert, und die Frequenz des Oszillators OSC1 wird mittels eines motorgetriebcnen veränderliehen Kondensators beispielsweise etwa fünfzehnmal in der Sekunde von 12 000 Hz auf 15 000 Hz verändert.
Das bei der Modulation entstehende obere Seitenband wird durch ein Tiefpassfilter LPF mit einer etwas oberhalb 12 000 Hz liegenden Grenz- frequenz unterdrückt, während das untere Seitenband von 6000-9000 Hz, falls dies erforderlich ist, in einem VerstÏrker AMP1 verstÏrkt und dem zu untersuchenden Stromkreis X zugeführt.
Wenn der Stromkreis, wie erwähnt, die Endausrustung einer Trägerfrequenzanlage ist, so enthÏlt er einen Demodulator, in dessen Ausgang ein Sprachfrequenzband mit der obern Grenzfrequenz von 3000 Hz auf- tritt.
Diese Ausgangsspannung wird in einem VerstÏrker AMP2 (Fig. 2) verstärkt und ein Teil der Energie über einen Transformator TRI einem Gleichrichter-Bl zugeführt, des- sen Ausgangsspannung durch einen an den Ausgangsklemmen liegenden Kondensator Cl geglättet und hierauf den beiden Vertikal- ablenkungsplatten Py eines Kathodenstrahlenoszillographen CRO angelegt wird. Ein Potentiometer P1, an dessen Klemmen eine Gleichstromquelle liegt, erm¯glicht die Einstellung des Leuchtfleckes auf eine Mittel lagede.sLeuchtschirmesund des gew nseh ten Massstabes des zu erhaltenden Oszillo- grammes.
Der übrige Teil der Energie im Aus gangskreis des Verstärkers AMP2 wird ber den Transformator TR2 als Trägerfrequenz einem Modulator DM zugeführt. Dieser Modulator DM, der aus Trockengleichrichtern besteht, erhält aus einem Schwingungen mit unveränderlicher Frequenz erzeugenden Oszillator OSC3 eine solche Modulationsfre- quenz, da¯ ein oberes Seitenband von 1 2 000 bis 15 OW Hz erhalten wird, was der durch den Oszillator OSC1 gelieferten Schwur g entspricht. Dieses obere Seitenband wird durch ein Bandfilter BPF durchgelassen.
Die Spannung der dem Modulator zugeführten veränderlichen Trägerfrequenz wird so bemessen, dass sie verglichen mit derjenigen aus dem Oszillator OSC3 genügenel hoch ist, um einen konstanten, nur vom Oszillator OSC3 abhängigen Ausgangspegel zu erhalten, selbst dann, wenn der Pegel der ankommenden Trägerfrequenzen nicht kon- stant ist.
(Im allgemeinen wird im Falle der Messung einer Frequenzkurve dieser Pegel nicht konstant sein.)
Das erhaltene Frequenlzband mit ändernden Frequenzen, aber konstantem Pegel wird einem Netzwerk N zugeführt, dessen DÏmp fungskurve ungefähr wie im Reehteck IV angedeutet verlÏuft, das hei¯t das Netzwerk hat für jede Frequenz eine verschiedene DÏmpfung bezw. die Kurve weist weder ein Minimum noch ein Maximum auf. Ein der artiges Netzwerk kann innerhalb eines begrenzten Frequenzbereiches eine praktisch lineare Kennlinie aufweisen und beispiels- weise nach Fig. 5 des Kapitels 18 des Buches von K. S.
Johnson"Circuit de Transmission pour C, ommunications Telephoniques" (Ver- lag Paris) aufgebaut sein.
Es ist jedoch nicht wesentlich, dass die Kurve des Netzwerkes N linear verläuft, und es kann sogar erforderlich werden, dass sie an beiden Enden eine leichte Krümmung aufweise, um dadurch die Krümmung des Leuchtschirmes und andere Faktoren zu kompensieren.
Die Ausgangsspannung des Netzwerkes N wird durch einen Gleichrichter. R2 gleich- gerichtet und den Horizontalablenkungsplat- ten Px des Kathodenstrahlenoszillographen CRO zugeführt. Mittels eines Potentiometers P2 und einer der gleichgerichteten Spannung entgegenwirkenden, den Klemmen des Po tentiometers angelegten Gleichspannung kann der Leuchtfleck f r die in der Bandmitte vorhandene Frequenz auf die Leuchtschirm- mitte eingestellt werden.
Es ist ersichtlich, da¯ der Leuchtfleck sich entsprechend dem Wert der Dämpfung des Netzwerkes N horizontal auf dem Schirm bewegt und in genauem Rhythmus mit der aus dem zu prüfenden Stromkreis ankommenden ändernden Frequenz entsprechende Stellungen längs der Horizontalaclise einnimmt. Der Leuehtfleck bewegt sieh auBerdem entsprechend den Ubertragungs- kenngrössen des zu prüfenden Stromkreises X parallel zur Vertikalachse und zeichnet auf diese Weise eine Kurve, welche die ¯bertragungskenngr¯¯e-Frequenz-Kurve des zu prüfenden Stromkreises darstellt.
Es ist ersichtlich, dass dadurch die Einstellungen in dem zu prüfenden Stromkreis zur Erzielung einer gewünschten Form der Kurve wesentlich erleichtert werden, da, die Wirkung irgendeiner bestimmten EinstellungsmaBnahme sofort am Leuchtschirm be obachtet werden kann.
Bei der praktischen Anwendung wird das durch die Sendeeinrichtung der Fig. 1 ausgesendete Frequenzband zweekmässiger- weise etwas gr¯¯er gewÏhlt als das tatsÏchlich benotigte Frequenzband, so daB die auf dem Leuchtschirm erhaltene Kennlinie über die Grenzfrequenzen hinausgeht.
Au, dem vorangehenden ist ersichtlich, daB keine Synchronisierung von beweglichen Teilen erforderlich ist, da am Empfangsende kein veränderlicher Oszillator vorhanden ist.
Weder die Geschwindigkeit des veränder- lichen Oszillators am Sendeende noeh die Genauigkeit der zu erzeugenden Frequenzen sind wichtig, vorausgesetzt, daB die erfor- derliche Bandbreite eingehaltenwird. AuBer- dem wird, um das Band der Frequenzen, bei welchen die Kenngrössen zu messen sind, in einem weiten Bereich ändern zu können, der verÏnderliche motorgetriebene Oszillator nicht geändert, sondern es wird lediglich einer der Oszillaboren OSC2 und OSC3 oder beide eingestellt.
Electrical equipment and testing equipment.
The invention relates to an electrical measuring and testing device for generating the frequency transmission rate curve of a circuit.
According to the invention, the device contains means for applying a voltage proportional to the output voltage of this circuit, in order to achieve a shift of a display point along one of the coordinates, further means to convert the output voltage of the circuit to be tested to a dependent on the frequency of this output voltage , but to generate a voltage independent of its amplitude and with this to cause a displacement of the indicated display point along the other coordinate. The display can be brought out on the fluorescent screen of a cathode ray oscilloscope by applying the two voltages to the two pairs of deflection plates.
The invention is described in more detail below using an exemplary embodiment which is shown schematically in the accompanying drawing. In this drawing, FIG. 1 shows the parts of the device by means of which the variable frequency used for the test is generated, as well as the circuit to be tested, and FIG. 2, which is to be connected to the right of FIG. 1, those parts, which are used to generate the desired curve image on the fluorescent screen of a cathode ray oscilloscope.
In Fig. 1 i. The circuit to be examined is represented by the rectangle X. A current is generated by means of a sloped ring modulator M known per se, which consists of Trooken rectifiers, for example copper oxide gauges and is switched as shown, the frequency of which is continuously changed over the entire frequency range to be examined and the amplitude of which is practically constant is.
Such ring modulators have the property that if the voltage of the carrier frequency fed to the input is a multiple of the voltage of the modulation frequency fed to the input, the voltage of the sideband frequency occurring in the output is practically independent of the voltage of the carrier frequency at the input.
The modulation frequency fed to the modulator M is taken from an oscillator OSC2, which generates oscillations with an invariable frequency and has a high stability, while the carrier frequency fed to the input is taken from the oscillator OSC1 which generates oscillations of variable frequency. As is well known, it is far more difficult to obtain oscillations of constant amplitude from an oscillator with a variable frequency than from an oscillator with an unchanging frequency, on the other hand, by using the above-mentioned arrangement in the output of the modulator M oscillations with a variable frequency but constant amplitude are obtained .
In the present example it is assumed that the circuit X to be examined is the equipment at the receiving end of a carrier frequency transmission system in which a carrier frequency of 6000 Hz is used, and that the examination should extend over the frequency range from 6000 to 9000 Hz.
In this case, the oscillator OSC2 is set up in such a way that it supplies a constant frequency of 6000 Hz, and the frequency of the oscillator OSC1 is changed by means of a motor-driven variable capacitor, for example about fifteen times a second from 12,000 Hz to 15,000 Hz.
The upper sideband resulting from the modulation is suppressed by a low-pass filter LPF with a cut-off frequency slightly above 12,000 Hz, while the lower sideband of 6000-9000 Hz, if necessary, is amplified in an amplifier AMP1 and the circuit to be examined X supplied.
If, as mentioned, the circuit is the final equipment of a carrier frequency system, it contains a demodulator, the output of which is a voice frequency band with the upper limit frequency of 3000 Hz.
This output voltage is amplified in an amplifier AMP2 (FIG. 2) and part of the energy is fed to a rectifier B1 via a transformer TRI, the output voltage of which is smoothed by a capacitor C1 connected to the output terminals and one of the two vertical deflection plates Py Cathode ray oscilloscope CRO is applied. A potentiometer P1, at the terminals of which is connected to a direct current source, enables the light spot to be set to a central position. The fluorescent screen and the desired scale of the oscillogram to be obtained.
The remaining part of the energy in the output circuit of the amplifier AMP2 is fed as a carrier frequency to a modulator DM via the transformer TR2. This modulator DM, which consists of dry rectifiers, receives from an oscillator OSC3 which generates oscillations with a constant frequency, such a modulation frequency that an upper sideband of 1 2,000 to 15 OW Hz is obtained, which is the oath delivered by the oscillator OSC1 corresponds. This upper sideband is allowed to pass through a band filter BPF.
The voltage of the variable carrier frequency fed to the modulator is dimensioned in such a way that it is sufficiently high compared with that from the oscillator OSC3 to obtain a constant output level that is only dependent on the oscillator OSC3, even if the level of the incoming carrier frequencies is inconsistent. is stant.
(In general, when measuring a frequency curve, this level will not be constant.)
The obtained frequency band with changing frequencies but constant level is fed to a network N, the attenuation curve of which runs roughly as indicated in rectangle IV, i.e. the network has a different attenuation or attenuation for each frequency. the curve has neither a minimum nor a maximum. Such a network can have a practically linear characteristic curve within a limited frequency range and, for example, according to FIG. 5 of chapter 18 of the book by K. S.
Johnson "Circuit de Transmission pour C. Communications Telephoniques" (Paris publishing house).
However, it is not essential that the curve of the network N be linear, and it may even be necessary that it have a slight curvature at both ends in order to thereby compensate for the curvature of the fluorescent screen and other factors.
The output voltage of the network N is supplied by a rectifier. R2 rectified and fed to the horizontal deflection plates Px of the cathode ray oscilloscope CRO. By means of a potentiometer P2 and a DC voltage that counteracts the rectified voltage and is applied to the terminals of the potentiometer, the light spot can be set to the center of the luminescent screen for the frequency present in the middle of the band.
It can be seen that the light spot moves horizontally on the screen according to the value of the attenuation of the network N and assumes corresponding positions along the horizontal axis in precise rhythm with the changing frequency coming from the circuit to be tested. The light spot also moves in accordance with the transfer parameters of the circuit to be tested X parallel to the vertical axis and in this way draws a curve which represents the transfer parameters-frequency curve of the circuit to be tested.
It can be seen that the settings in the circuit to be tested to achieve a desired shape of the curve are thereby made much easier, since the effect of any particular setting measure can be observed immediately on the fluorescent screen.
In practical use, the frequency band transmitted by the transmitter in FIG. 1 is chosen to be somewhat larger than the actually required frequency band, so that the characteristic curve obtained on the luminescent screen goes beyond the limit frequencies.
From the foregoing it can be seen that no synchronization of moving parts is required since there is no variable oscillator at the receiving end.
Neither the speed of the variable oscillator at the transmission end nor the accuracy of the frequencies to be generated are important, provided that the required bandwidth is maintained. In addition, in order to be able to change the band of frequencies at which the parameters are to be measured over a wide range, the variable motor-driven oscillator is not changed, but only one of the oscillation laboratories OSC2 and OSC3 or both is set.