CN107942136B - 电气测量系统及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电气测量系统,其具有一个六端口电路、一个延迟线和一个运算单元,其中在第一工作模式中,一个电信号一方面可直接馈送至第一输入端子,另一方面可通过所述延迟线馈送至所述六端口电路的第二输入端子,且其中所述测量系统构建为,在第二工作模式中,不将任何信号馈送给所述六端口电路的第一输入端子,并将一个可预设的参考信号馈送给所述六端口电路的第二输入端子。
Description
技术领域
本发明涉及一种电气测量系统,其具有一个六端口电路、一个延迟线和一个运算单元,其中在第一工作模式中,一个电信号一方面可直接馈送至第一输入端子,另一方面可通过所述延迟线馈送至所述六端口电路的第二输入端子。
本发明还涉及这种测量系统的工作方法。
背景技术
例如由DE 10 2013 209 364 A1已知一种上述类型的测量系统。
发明内容
本发明的目的是进一步提高这种已知测量系统的精确性。
在本文开篇所述类型的测量系统方面,本发明用以达成上述目的的解决方案为,所述运算单元构建为,根据所述六端口电路的至少一个输出信号测定所述信号的频率,其中所述测量系统构建为,在第二工作模式中,不将任何信号,特别是任何自有的(即测量系统所有意产生的)信号馈送给所述六端口电路的第一输入端子,并将一个可预设的参考信号馈送给所述六端口电路的第二输入端子,其中所述测量系统还构建为,在所述第二工作模式中,根据所述六端口电路的至少一个输出信号而推断出特别是在所述第一输入端子的区域内有干扰信号存在。
本发明认识到,在所述第二工作模式中,优选能够推断出在测量系统的区域内,特别是在第一输入端子的区域内有至少一个干扰信号存在,因为该六端口电路在存在这种干扰信号的情况下特别是在参考信号的频率范围内会输出特有输出信号。其中将干扰信号大体用作针对该六端口电路的第一输入端子的“输入信号”。因而在第二工作模式中,不将任何信号从该电气测量系统或其所包含的信号源馈送给第一输入端子。这样一来,可能存在的干扰信号(优选只有这个干扰信号)才会施加于六端口电路的第一输入端子,这样就在同时将参考信号馈送给六端口电路的第二输入端子的情况下,导致该六端口电路的一或多个特有输出信号,从而有利于按本发明的方式加以评价。
这样就能识别出可能存在的干扰信号,并据此对本发明的六端口电路的工作进行调节。此外还有利于与其他同类型和/或不同类型的系统无干扰地共存,因为这样就能减轻对相同频带(如针对电信号使用相同频带)的其他使用者或系统的影响或者减轻这类其他系统对本发明的测量系统的干扰。
例如在一种实施方式中,如果在所述第二工作模式中发现存在干扰信号,可以至少在一个可预设的等待时间内不测量所述电信号的频率。
在替代实施方式中,可以测定所述干扰信号的信号功率,并根据该干扰信号的信号功率来决定是否在存在该干扰信号的情况下仍应在第一工作模式中对电信号进行频率测量。这样就能(例如)在干扰信号相对较小的情况下仍在第一工作模式中实施本发明的频率测量,而在干扰信号相对较强时,如前所述暂不进入第一工作模式。
在另一有利实施方式中,所述运算单元构建为,在所述第二工作模式中对至少两个在所述六端口电路的不同输出端子上获得的输出信号和/或由其导出的信号进行评价,并根据所述评价推断出一个干扰信号。这样就能非常精确地识别出干扰信号。
根据一种实施方式,所述运算单元可以包括一个微控制器或一个数字信号处理器或类似元件。
由所述六端口电路的输出信号导出的信号例如可指这些输出信号的例如通过低通滤波过滤后的版本。
在另一有利实施方式中,所述运算单元构建为,在所述第二工作模式中对四个在所述六端口电路的不同输出端子上获得的输出信号和/或由其导出的信号进行评价,并根据所述评价推断出一个干扰信号,从而进一步提高识别干扰信号时的精确度或检测可靠性。在这种实施方式中特别是能够更精确地对干扰信号的频率进行分级。
在另一有利实施方式中,所述运算单元构建为,基本上同时撷取至少两个输出信号和/或由其导出的信号,以便非常精确地测量电信号的频率。
在另一有利实施方式中,所述测量系统构建为,采取所述第二工作模式,以便检查有可能的干扰信号存在,从而获得表征干扰信号的信息,且其中所述测量系统构建为,在所述第二工作模式完毕后根据所述表征干扰信号的信息而切换至所述第一工作模式,以便测定所述电信号的频率。
在另一有利实施方式中,所述测量系统具有至少一个谐振器,其构建为提供所述电信号,其中所述至少一个谐振器特别是构建为表面声波谐振器,简称SAW谐振器(SAW=surface acoustic wave,表面声波)。
将SAW谐振器用作谐振器的情况下,该谐振器通常会输出较短且衰减中的响应信号。前述六端口电路尤其适合于对SAW谐振器的这些信号进行评价。
在本发明的一种改进方案中,所述电信号的频率与谐振器的(当前)谐振频率相应,该谐振频率主要与谐振器所面临的温度和/或压力和/或张力相关。在此情况下,该谐振器的温度和/或压力和/或张力的变化会引起谐振器频率的变化,该六端口电路可以在第一工作模式中测定这种情况。这样就能将所述六端口电路例如应用于测定温度或压力或(机械)张力。举例而言,通过本发明就能测定机器元件的机械负荷,如某个轴体的扭转。
在另一有利实施方式中,所述测量系统具有至少一个信号发生器,其构建为,提供所述参考信号和/或用于一个或所述谐振器的激励信号。借助所述激励信号为所述谐振器供能。随后,所述谐振器可以通过具有谐振频率的响应信号来重新输出这个能量。优选地,所述激励信号的频率至少大体处于谐振器的谐振频率范围内,以便充分地激励该谐振器。
在一种有利实施方式中,所述信号发生器例如具有一个振荡器,特别是可控振荡器。根据一种实施方式,所述信号发生器例如可以具有一个电压控制振荡器(VCO,voltagecontrolled oscillator)。例如可以由本发明的测量系统的运算单元来控制所述振荡器。
在另一有利实施方式中,所述信号发生器具有一个频率合成器,其中所述振荡器分配有一个锁相环(PLL,phase locked loop),以便按已知方式产生一个频率非常稳定的信号,该信号例如用作参考信号和/或激励信号。
在另一有利实施方式中,所述测量系统具有一个耦合装置,其构建为,将一个激励信号输出至至少一个谐振器并且接收所述至少一个谐振器的一个输出信号并输出至所述六端口电路的至少一个输入端以及/或者输出至分配给所述六端口电路的一个功率分配器。这样就能特别有效地为谐振器和六端口电路提供相应的信号。根据前述其他实施方式,所述激励信号例如可以由所述信号发生器产生。所述功率分配器例如可以构建为,将所述谐振器的输出信号或其相应第一部分(如信号功率的50%)作为供频率测量之用的电信号馈送给六端口电路的第一输入端子,其中将该输出信号的第二部分(如信号功率的另外50%)馈送给所述延迟线的一个输入端。在一种优选实施方式中,所述功率分配器例如可以包括至少一个威尔金森分配器。
在一种优选实施方式中,所述耦合装置例如可以具有至少一个环形器和/或定向耦合器。在另一替代实施方式中,所述耦合装置可以包括至少一个收发开关(英语:RX/TX-switch)。
在其他有利实施方式中,也可以设有多个开关(例如包含三个端子(“端口”)),以便例如在用于自线性化的第一开关位置、用于发送例如一个激励信号的第二开关位置,与用于接收例如针对激励信号的一个响应信号的第三开关位置间进行切换。
在另一有利实施方式中,所述测量系统具有第一开关,其构建为,将馈送至其输入端的一个输入信号可选地在其输出端的第一输出端子上或者在其输出端的第二输出端子上输出,其中特别是所述第一开关的输入端可与一个或所述信号发生器连接,其中所述第一开关的第一输出端子可与一个或所述耦合装置连接,其中所述第一开关的第二输出端子可与所述六端口电路的至少一个输入端和/或分配给所述六端口电路的一个功率分配器的一个输入端连接。
在另一有利实施方式中,所述测量系统具有第二开关,其构建为,将所述六端口电路的第二输入端可选地与提供一个或所述参考信号的源或者与所述延迟线的一个输出端连接在一起。这样就有利于将第一或第二工作模式所需的用于第二输入端子的信号有效地提供给所述六端口电路。
在另一有利实施方式中,所述延迟线具有至少两个可选可调节的延迟线长度。这样就能在进行频率测量时进一步提高精确度并特别是增大唯一性检测带宽。这样就进一步有利于与其他同类型和/或不同类型的系统无干扰地共存。
在另一有利实施方式中,所述测量系统构建为,在第三工作模式中,设置所述延迟线的第一延迟线长度,并且在第四工作模式中,设置所述延迟线的第二延迟线长度,其中所述第二延迟线长度不同于所述第一延迟线长度,其中所述第二延迟线长度特别是大于所述第一延迟线长度。使用所述第二延迟线长度来对电信号进行频率测量非常有利于提高测量精确度,而借助较小的第一延迟线长度则有利于增大频率测量时的唯一性范围(Eindeutigkeitsbereich)。
根据另一特别优选的实施方式,所述第一延迟线长度构建为,在本发明的测量系统的第一工作模式中,所述频率测量时的唯一性范围包括ISM带的整个频率范围,特别是包括约2400MHz至约2500MHz的频率范围。
在另一有利实施方式中,所述测量系统构建为,至少断续地将一个线性化信号一方面直接馈送给所述六端口电路的第一输入端子,另一方面通过所述延迟线馈送给所述六端口电路的第二输入端子。与所述电信号或所述激励信号或所述参考信号类似,所述线性化信号例如可以是正弦信号,其中所述线性化信号还具有已知的频率和振幅。这样就有利于实现测量系统的线性化,特别是对延迟线进行校准。
本发明用以达成上述目的的另一解决方案为一种电气测量系统的工作方法,所述测量系统具有一个六端口电路、一个延迟线和一个运算单元,其中在第一工作模式中,将一个电信号一方面直接馈送至第一输入端子,另一方面通过所述延迟线馈送至所述六端口电路的第二输入端子,且其中所述运算单元根据所述六端口电路的至少一个输出信号测定所述信号的频率,其中所述测量系统在第二工作模式中,不将任何信号馈送给所述六端口电路的第一输入端子,并将一个可预设的参考信号馈送给所述六端口电路的第二输入端子,其中所述测量系统还在所述第二工作模式中,根据所述六端口电路的至少一个输出信号而推断出特别是在所述第一输入端子的区域内有干扰信号存在。
在一种有利实施方式中,所述运算单元在所述第二工作模式中对至少两个在所述六端口电路的不同输出端子上获得的输出信号和/或由其导出的信号进行评价,并根据所述评价推断出一个干扰信号,其中所述运算单元特别是在所述第二工作模式中对四个在所述六端口电路的不同输出端子上获得的输出信号和/或由其导出的信号进行评价,并根据所述评价推断出一个干扰信号。
在另一有利实施方式中,所述运算单元基本上同时撷取至少两个输出信号和/或由其导出的信号。
在另一有利实施方式中,所述测量系统采取所述第二工作模式,以便检查有可能的干扰信号存在,从而获得表征干扰信号的信息,且其中所述测量系统在所述第二工作模式完毕后根据所述表征干扰信号的信息而切换至所述第一工作模式(例如在一可预设的等待时间后实施切换,该等待时间可视所述表征干扰信号的信息而定;或者例如在干扰信号过强的情况下完全不实施切换),以便测定所述电信号的频率。
在另一有利实施方式中,所述测量系统根据所述表征干扰信号的信息来测定一个等待时间,而所述等待时间,是从所述第二工作模式切换至所述第一工作模式前,执行。
在另一有利实施方式中,所述测量系统具有至少一个信号发生器,以及借助所述信号发生器来提供一个或所述参考信号和/或用于一个谐振器的激励信号。如前所述,在某些实施方式中,所述信号发生器具有一个振荡器和/或一个可控振荡器(如VCO)和/或一个具有锁相环的振荡器。
在另一有利实施方式中,所述测量系统具有一个耦合装置,其中所述测量系统借助所述耦合装置将一个激励信号输出至至少一个谐振器并且接收所述至少一个谐振器的一个输出信号并输出至所述六端口电路的至少一个输入端以及/或者输出至分配给所述六端口电路的一个功率分配器。
在另一有利实施方式中,所述测量系统具有第一开关,其中所述测量系统借助所述第一开关将馈送至其输入端的一个输入信号,特别是一个参考信号或一个用于一个谐振器的激励信号,可选地输出至一个或所述耦合装置或输出至所述六端口电路的一个输入端以及/或者输出至分配给所述六端口电路的一个功率分配器的一个输入端。
在另一有利实施方式中,所述测量系统具有第二开关,其中所述测量系统借助所述第二开关将所述六端口电路的第二输入端可选地与提供一个或所述参考信号的源或者与所述延迟线的一个输出端连接在一起。
在另一有利实施方式中,所述延迟线具有至少两个可选可调节的延迟线长度,且其中所述测量系统在第三工作模式中,设置所述延迟线的第一延迟线长度,并且在第四工作模式中,设置所述延迟线的第二延迟线长度,其中所述第二延迟线长度不同于所述第一延迟线长度,其中所述第二延迟线长度特别是大于所述第一延迟线长度。
在另一有利实施方式中,所述电信号或所述激励信号和/或所述参考信号处于至少一个ISM(工业、科学和医学,industrial,scientific,medical)频带中,特别约2400MHz至约2500MHz的频率范围内。
在另一有利实施方式中,所述测量系统至少断续地发送至少一个数据帧,特别是依据IEEE 802.11协议族的信标数据帧(和/或依据以下协议中的至少一个的信标数据帧:IEEE 802.15.4,特别是ZigBee和/或蓝牙),以便特别是建议处于无线电范围内的其他系统现有一个发送器,所述发送器特别是依据IEEE 802.11协议族和/或依据以下协议中的至少一个而工作:IEEE 802.15.4,特别是ZigBee和/或蓝牙。这样就有利于对本发明的测量系统的信标数据帧进行评价的其他系统(如WLAN,无线局域网,wireless local area network,router,ZigBee,蓝牙,其他WPAN或PAN系统)推断出:所述测量系统用来发送信标数据帧的信道或无线电波道已被占用,这样这些其他系统就能视情况不再继续使用相应无线电波道,从而减轻本发明的测量系统所使用的频率范围被干扰信号施加。
在另一有利实施方式中,如果先前在所述第二工作模式中已发现存在一个干扰信号,其信号功率超过一个阈值,则所述测量系统发送至少一个数据帧,特别是依据IEEE802.11协议族的信标数据帧。
本发明的更多特征、应用方案和优点参阅下文对附图所示本发明的实施例的描述。凡在说明中述及或在附图中示出的单项特征或特征组合,不论权利要求书中对其如何归总或如何回溯引用,也不论说明书对其如何表述,附图如何示之,均属发明项目。
附图说明
图中:
图1为在第一工作模式中,本发明的测量系统的第一实施方式的示意性框图,
图2为图1所示测量系统在第二工作模式中的示意性框图,
图3为本发明的测量系统的第二实施方式的示意性框图,
图4为本发明的测量系统的第三实施方式的示意性框图,
图5为本发明的测量系统的第四实施方式的示意性框图,
图6A为本发明的方法的一种实施方式的简化流程图,
图6B为本发明的方法的第二实施方式的简化流程图,
图6C为本发明的方法的第三实施方式的简化流程图,
图7为本发明的耦合装置的一种实施方式的简化框图,以及
图8为本发明的另一实施方式的示意性简化框图。
具体实施方式
图1为在第一工作模式中,本发明的测量系统的第一实施方式的示意性框图。
测量系统100具有一个六端口电路110、一个延迟线120和一个运算单元130。六端口电路110具有第一输入端子E1和第二输入端子E2,它们用来按已知方式将输入信号馈送给六端口电路110。此处的测量系统100构建为,在第一工作模式中,一方面将一个电信号s1直接馈送给六端口电路110的第一输入端子E1,另一方面通过延迟线120将该电信号s1馈送给六端口电路110的第二输入端子E2。
延迟线120按已知方式(延时线原理)延迟馈送给其的电信号s1,使得在其输出端上获得一个有所延迟的变量s1'。与馈送给第一输入端子E1的电信号s1相比,该有所延迟的变量s1'具有相应的相移d_phi。
根据以下等式,相移d_phi与电信号s1的频率相关:d_phi=2*Pi*f*t_dl,其中“*”为乘法算子,其中Pi为圆周率(3.141…),其中f为电信号s1的频率,其中t_dl为电信号s1在穿过延迟线120时经历的延迟时间。
六端口电路110构建为,其对延迟线120所导致的信号s1、s1'之间的相移进行评价。为此,六端口电路110例如在四个不同的相移0°、90°、180°、270°下将这两个输入信号s1、s1'叠加,从而共获得四个输出信号b3、b4、b5、b6。
特别优选地,六端口电路110也可以构建为,对这四个输出信号b3、b4、b5、b6进行降频转换(英语:downconversion),图1中用方框112的未详细绘示的二极管符号表示这种情况。相应地,在方框112的输出端上获得另外四个输出信号B3、B4、B5、B6,这些输出信号均为基带信号。另外这四个例如实施为相应电压的输出信号B3、B4、B5、B6形成一个复杂的输出矢量Z=(B5-B6)+j(B3-B4),从其相可以按已知方式测定前述相移d_phi,参阅以下等式:d_phi=tan-1((B3-B4)/(B5-B6)),其中tan-1()为反正切函数(Arcustangens)。因而在延迟时间t_dl已知的情况下,就能按以下方式测定电信号s1的频率:
f=(d_phi)/(2*Pi*t_dl)。
在本发明的方法的一种实施方式中,优选由运算单元130使用六端口电路110或方框112来执行上述运算。根据本发明,这些运算用于测量测量系统100的第一工作模式中的频率f。图1示出这种状态。
根据本发明,为测量系统100设置至少一个第二工作模式。图2示出对应于该第二工作模式的工作状态。与图1所示配置不同,在图2所示第二工作模式中,不将任何输入信号馈送给第一输入端子E1,因此,可能存在于测量系统100的区域内,特别是第一输入端子E1的区域内的干扰信号is,存在于第一输入端子E1上。测量系统100还构建为,在所述第二工作模式中,将可预设的参考信号rs馈送给六端口电路110的第二输入端子E2。此处借助信号发生器140来实现这一点,该信号发生器例如将预设频率和振幅的正弦输出信号输出至六端口电路的第二输入端子E2。
在优选实施方式中,信号发生器140还可以构建为,输出不同或可变频率的输出信号,特别是正弦输出信号。
根据本发明,测量系统100构建为,在所述第二工作模式中,根据六端口电路110的至少一个输出信号b3、b4、b5、b6而推断出特别是在第一输入端子E1的区域内存在一个或该干扰信号is。
这样就有利于发现在测量系统100的区域内或者在第一输入端子E1的区域内是否存在干扰信号is,该干扰信号可能干扰第一工作模式期间需要实施的测量或者电信号s1的频率的测定。
根据一种优选实施方式,运算单元130构建为,在所述第二工作模式中对至少两个在六端口电路110的不同输出端子A1、A2上获得的输出信号b3、b4和/或由其导出的信号B3、B4进行评价,并根据所述评价推断出干扰信号is(及例如其功率和/或频率)。
特别优选地,运算单元130构建为,在所述第二工作模式中对四个在六端口电路110的不同输出端子A1、A2、A3、A4上获得的输出信号b3、b4、b5、b6(即所有输出信号)和/或由其导出的信号B3、B4、B5、B6进行评价,并根据所述评价推断出一个干扰信号is,从而与评价四个以下输出信号相比提高精确度或检测可靠性。
在一种实施方式中,运算单元130例如可以对输出信号b3、b4、b5、b6和/或由其导出的信号B3、B4、B5、B6的某个大小进行评价,以便推断出存在干扰信号is或者测定该干扰信号的功率和/或频率。
在一种优选实施方式中,运算单元130为此而可以具有一个模/数转换器132,其优选构建为,基本上同时撷取至少两个输出信号b3、b4和/或由其导出的信号B3、B4。本文中的“基本上同时”尤指以下情形:相关信号能够在时间间隔约为最大100ns(纳秒),特别优选约为最大10ns的不同扫描时间点上被撷取到。
在一种优选实施方式中,测量系统100构建为,采取所述第二工作模式,以便检查存在可能的干扰信号is,从而获得表征干扰信号的信息,其中测量系统100还构建为,在所述第二工作模式完毕后根据所述表征干扰信号的信息而切换至所述第一工作模式,以便测定电信号s1的频率。
为此,图6A示例性示出本发明的方法的一种实施方式的简化流程。在步骤200中,测量系统100(图1、2)处于本发明的第二工作模式,以便发现在测量系统100的区域内或者在其第一输入端子E1的区域内是否存在干扰信号is。因而在这个步骤200中,不通过运算单元130或者整体上不通过测量系统100主动地将任何输入信号馈送给第一输入端子E1,因此,可能存在的干扰信号is会输入该输入端子E1。此外如图2所示,在步骤200中,通过信号发生器140将可预设频率和/或振幅的参考信号rs馈送给第二输入端子E2。这个参考信号例如可以处于ISM频带中,如约2400MHz至约2500MHz的范围内。本发明的测量系统100在步骤200中测定是否存在干扰信号is,并视情况测定该干扰信号具有何种信号功率或其他特性。
例如在干扰信号is的信号功率低于一个可预设阈值乃至不存在任何干扰信号is的情况下,本发明的测量系统100切换至第一工作模式,其用图6A所示另一步骤202表示。在第一工作模式或步骤202中,本发明的测量系统100按已知方式测量电信号s1的频率,参阅图1和此前的相关描述。
采用本发明的步骤200后,例如只有在不存在显著干扰信号的情况下才实施步骤202中的频率测量,从而确保特别精确地实施频率测量。
在另一优选实施方式中,测量系统100(图1)具有至少一个谐振器,其构建为提供所述电信号,其中所述至少一个谐振器特别是构建为表面声波谐振器。
图3为本发明的测量系统的第二实施方式100a的示意性框图。测量系统100a具有一个六端口电路110,参阅此前结合图1、2所示实施方式所描述的六端口电路。图3的测量系统100a同样具有一个延时线120,参阅此前结合图1、2所示实施方式所描述的延时线。测量系统100a还具有一个运算单元130,其以下文将予详细说明的方式对测量系统100a的工作进行控制。
除这些组件110、112、120、130外,测量系统100a还具有信号发生器140,其优选构建为用于高频信号的频率合成器(英语:RF,radio frequency,synthesizer)。信号发生器140例如具有一个包含锁相环(未绘示)的振荡器且能够按已知方式产生一个非常频率稳定的信号(此处例如处于约2400MHz至约2500MHz的高频范围内),该信号例如用作参考信号和/或用于表面波谐振器的激励信号。
如图3所示,信号发生器140所产生的一个输出信号可以通过第一开关SW1作为用于表面波谐振器SAW1的激励信号as馈送给一个耦合装置145。为此,第一开关SW1切换至在图3中用数字“1”表示的第一开关位置。第一开关SW1在其输入端SW1a上获得信号发生器140的输出信号,根据第一开关SW1的开关位置,信号发生器140的该输出信号在第一开关SW1的输出端SW1b上要么作为激励信号as(开关位置“1”)输出至耦合装置145,要么作为参考信号rs(开关位置“2”)输出至第二输入端子E2,下文将对此进行进一步说明。
耦合装置145构建为,将激励信号as输出至至少一个谐振器SAW1、SAWN并且接收所述至少一个谐振器SAW1、SAWN的输出信号as'并输出至六端口电路110的至少一个输入端子E1以及/或者输出至分配给六端口电路110的一个功率分配器150。在本文中,在六端口电路110的第一输入端子E1与耦合装置145之间布置有一个功率分配器150,其按已知方式对耦合装置145所输出的信号进行分配并如图3所示,将所获得的信号部分一方面馈送给六端口电路110的第一输入端子E1,另一方面馈送给延迟线120的输入端120a。
通过以上方式,信号发生器140就能提供一个输出信号,其作为激励信号as通过耦合装置145馈送给表面波谐振器SAW1,该耦合装置在一个输入端上接收激励信号as,并例如将激励信号as输出至第一表面波谐振器SAW1,这样就激励第一表面波谐振器SAW1按已知方式发生振动,特别是表面波振动,并发送一个响应信号as'。耦合装置145还构建为,接收第一表面波谐振器SAW1的响应信号as'并如图3所示,将其传输至功率分配器150。
在一种实施方式中,耦合装置145例如可以具有至少一个环形器和/或定向耦合器。在另一替代实施方式中,耦合装置145可以包括至少一个,视情况多个,收发开关(英语:RX/TX-switch)。
如前所述,功率分配器150将在输入端上馈送给其的响应信号as'例如分成相同信号功率的两个分信号,这两个分信号在此例如表示电信号s1,其频率例如在此前结合图1所描述的第一工作模式中可借助测量系统100a特别是其六端口电路110而测定。
如此前结合图1所述,一方面将电信号s1直接馈送给六端口电路110的第一输入端子E1。另一方面通过延迟线120将该电信号s1馈送给六端口电路110的第二输入端子E2。在延迟线120的输出端120b上获得一个有所延迟的电信号s1',其在频率方面与电信号s1相同,但由于穿过延迟线120,该有所延迟的电信号延迟了一个表征延迟线120的延迟时间。换言之,该有所延迟的电信号s1'相对电信号s1具有与延迟线120的特性相关的相移。
此处在延迟线120的输出端120b与六端口电路110的第二输入端子E2之间布置有第二开关SW2。为将该有所延迟的电信号s1'从延迟线120输往第二输入端子E2,第二开关SW2切换至其在图3中用数字“1”表示的第一开关位置。随后将该有所延迟的电信号s1'馈送给六端口电路110的第二输入端子E2,且可以以此前多次描述的方式测量电信号s1的频率。为此,运算单元130例如也可以对六端口电路110的一或多个输出信号和/或一或多个由其导出的信号B3、B4、B5、B6进行评价。
在测量系统100a的一种优选实施方式中,本发明的用于对电信号s1进行频率测量的第一工作模式,其特点在于,第一开关SW1与第二开关SW2均处于其第一开关位置(数字“1”)。图3示出这个工作模式。
在另一有利实施方式中,可以设有多个谐振器,如N个谐振器SAW1、…、SAWN。例如可以在一个时分多路复用工作模式中,即先后地对这些谐振器施加激励信号as,其中可以同样先后地对所述多个谐振器的相关响应信号进行相应的频率测量。
在另一实施方式中,所述多个谐振器也可以具有不同的谐振频率,且通过运算单元130例如就能控制信号发生器140,使其针对不同的谐振器产生具有相应频率的适宜的激励信号。
特别有利地,图3所示测量系统100a除能处于用于对电信号s1进行频率测量的第一工作模式外,还能处于本发明的可以用于测定干扰信号的第二工作模式。其中,第一开关SW1与第二开关SW2均处于其第二开关位置(数字“2”)。这个工作模式未绘示在图3中,下文将对其进行阐述。
在第一开关SW1处于其第二开关位置的情况下,信号发生器140所产生的输出信号通过第一开关SW1的输出端SW1b作为参考信号rs传输至第二开关SW2,该第二开关在其第二开关位置“2”中将参考信号rs馈送给六端口电路110的第二输入端子E2。亦即,通过这种方式将信号发生器140所产生的输出信号作为参考信号rs直接馈送给第二输入端子E2。
第一开关SW1在第二工作模式中处于其第二开关位置“2”中,因此,信号发生器140的输出信号不传输至耦合装置145,这样一来,不可能有任何激励信号as会从耦合装置145输出至至少一个谐振器SAW1,也不可能接收到相应的响应信号as'。
确切而言,在这个第二工作模式中,存在于测量系统100a的区域内的干扰信号is'(而非一个谐振器的响应信号as')可能输入耦合装置145的一个输入端,这样就将这些输入的干扰信号is'馈送给功率分配器150并进行分配。从而在功率分配器150的输出端上产生一个干扰信号is,其以类似于第一工作模式中的电信号s1的方式直接馈送给六端口电路110的第一输入端子E1。该干扰信号is的另一部分被馈送给延迟线120,被该延迟线延迟,但并未被传输至六端口电路110的第二输入端子E2,因为第二开关SW2在此处描述的第二工作模式中处于其第二开关位置“2”并将信号发生器140所提供的参考信号rs馈送给六端口电路110的第二输入端子。
因而在此处描述的第二工作模式中,馈送给六端口电路110的第一输入端子E1的是可能存在的干扰信号is,馈送给六端口电路110的第二输入端子E2的是参考信号rs。
测量系统100a构建为,在这个第二工作模式中,根据六端口电路110的至少一个输出信号而推断出特别是在第一输入端子E1的区域内存在该干扰信号is。为此,测量系统100a或其运算单元130可以对六端口电路110的至少一个输出信号和/或至少一个由其导出的信号进行评价。
特别优选地,图3所示测量系统100a的运算单元130构建为,在所述第二工作模式中对四个在六端口电路110的不同输出端子A1、A2、A3、A4(图1)上获得的输出信号b3、b4、b5、b6(即所有输出信号)和/或由其导出的信号B3、B4、B5、B6(图3)进行评价,并根据所述评价推断出一个干扰信号is,从而与评价四个以下输出信号相比提高精确度。
在另一实施方式中,测量系统100a的运算单元130例如可以对输出信号b3、b4、b5、b6和/或由其导出的信号B3、B4、B5、B6的某个大小进行评价,以便推断出存在干扰信号is或者测定该干扰信号的功率。
在一种特别优选的实施方式中,运算单元130可以对导出的信号B3、B4、B5、B6的振幅或大小进行评价,以便获取关于可能的干扰信号is的信息。所述评价例如可以包括阈值检测或类似操作。在另一有利实施方式中,所述评价例如可以包括检查导出的信号的该大小是否存在时间变化。
在另一有利实施方式中,在信号发生器140(图3)的输出端与第一开关SW1的输入端SW1a之间可以布置有一个阻尼元件,优选一个可控阻尼元件,此举进一步提高了本发明的测量系统100a工作过程中的灵活性以及精确度。该可控阻尼元件例如可以由运算单元130控制,以便将不同振幅的激励信号as作为信号发生器140的输出信号进行输出。此举有利于测量系统100a的线性化以及/或者有利于(例如)应用在设有多个谐振器且这些谐振器与耦合装置145的距离各不相同的配置方案中。这样例如就能对激励信号as或谐振器的相应响应信号as'的相应不同的自由空间损耗进行补偿。
图6B为本发明的方法的第二实施方式的简化流程图,该实施方式例如通过图3所示测量系统100a来实施。
在第一步骤210中,将这两个开关SW1、SW2均切换至第二开关位置“2”,例如可以通过控制运算单元130来实现这一点。这样一来,测量系统100a在步骤210中首先处于用来检查是否存在干扰信号is的第二工作模式。如前所述,信号发生器140为此而产生一个可用作参考信号rs的输出信号,不通过测量系统100a或其信号发生器140或另一组件主动地将任何信号馈送给六端口电路110的第一输入端子E1。随后如前所述,运算单元130在步骤210中对六端口电路110的一或多个输出信号进行评价,这样就能推断出存在干扰信号is。
在一种优选实施方式中,测量系统100a(图3),例如通过运算单元130,测定表征干扰信号的信息,测量系统100a随后切换至第一工作模式,参阅图6B中的步骤212,优选根据表征干扰信号的信息来进行切换。随后在步骤212中,可以在第一工作模式中测定电信号s1(图3)的频率。为此,如前所述,将这两个开关SW1、SW2均切换至第一开关位置“1”。
在一种实施方式中,开关SW1、SW2中的至少一个构建为所谓的SPDT开关(单刀双掷,Single Pole Double Throw)或切换开关。
在一种优选实施方式中,测量系统100a根据表征干扰信号的信息来测定一个等待时间,而所述等待时间,是在步骤210后从第二工作模式切换至第一工作模式前,即切换至步骤212前,执行。
举例而言,在表征干扰信号的信息表明存在具有相对较大信号功率的干扰信号的情况下,就可以选择相对较长的等待时间。在此情形下,在切换至第一工作模式(步骤212)前采用相对较长的等待时间是有益的,因为例如在此情况下,该干扰信号会在等待时间结束前有所衰减或者随后具有较小的信号功率。
在表征干扰信号的信息表明存在具有相对较小信号功率的干扰信号乃至完全不存在干扰信号的情况下,例如就可以选择相对较短的等待时间。在此情形下,视情况可以立即从步骤210切换至步骤212,即开始测量电信号s1的频率。
在一种特别优选的实施方式中,如果在前述等待时间后针对干扰所实施的第二次检查中发现,不存在任何干扰信号或者显著的干扰信号,则可以在所述等待时间后再次检查干扰信号,即在切换至第一工作模式(步骤212)前,重复步骤210,这样就能在步骤212中实施精确测量。
根据本发明,在第二工作模式中,将信号发生器140的输出信号,即参考信号rs,大体用作局部振荡器信号,以便结合该六端口电路110形成一个直接混合接收器(英语:direct conversion receiver),其对与参考信号rs处于类似频率范围的可能存在的干扰信号is(这种干扰信号可能对测量电信号s1的频率造成干扰,该电信号在频率方面优选通常与参考信号rs相同)进行降混,即从高频范围(英语:RF)转换至基带位置。换言之,本发明的测量系统100、100a除能用来测量电信号s1的频率外,还有利于在前述第二工作模式中对干扰信号进行检查。
可选地,在某些实施方式中设有低通滤波(“基带滤波器”)(未绘示),其对降混的输出信号B3、B4、B5、B6进行频谱限制,例如限制在某个带宽上,该带宽在第一工作模式中同样用来测量电信号s1的频率。这样就在第二工作模式中以本发明的方式观察干扰信号is时,优选仅对干扰信号is的可能对第一工作模式中的频率测量造成干扰的频谱部分进行观察。根据一种实施方式,该低通滤波器可以构建为离散器件。作为替代方案,也可以由运算单元130借助相应的数字信号处理法实施低通滤波。
图4为本发明的测量系统的第三实施方式100b的示意性框图。图4中的组件110、112、130、140、145、150在功能方面与此前结合图3所描述的实施方式100a中的相应组件基本相同,因而下文不再对其进行详细说明。
与所述测量系统的此前结合图3所描述的实施方式100a不同,图4所示测量系统100b具有构建方案有所不同的延迟线1200。延迟线1200在此具有两个可选可调节的延迟线长度。此处通过以下方式来实现这一点:在延迟线1200中设有第一分延迟线1202和第二分延迟线1204。通过例如可以由运算单元130控制的两个开关1206a、1206b,可以规定:在输入端1200a上馈送给延迟线1200的电信号s1是否延迟相对较短的第一延迟时间,还是延迟相对较长的第二延迟时间,以便在输出端1200b上获得有所延迟的电信号s1'。
在延迟线1200的两个开关1206a、1206b均处于图4中用数字“2”表示的第二开关状态的情况下,通过延迟线1200实现该较短的第一延迟时间。在此情形下,只有第一分延迟线1202起作用。这一点表明了测量系统100b的第三工作模式。
而在延迟线1200的两个开关1206a、1206b均处于图4中用数字“1”表示的第二开关状态的情况下,通过延迟线1200实现该较长的第二延迟时间。在此情形下,两个依次接通的分延迟线1202、1204均起作用。这一点表明了测量系统100b的第四工作模式。
如此前结合图1所述,图4所示测量系统100b也可以测定电信号s1的频率。例如可以使用这个配置来测定至少一个谐振器SAW1、SAWN的(当前)谐振频率。
根据一种特别有利的实施方式,可以选择第四工作模式,即延迟线1200以较长的延迟时间工作,来测量电信号s1的频率,这样做的优点是能够实现非常高的精确度。
根据另一特别有利的实施方式,可以选择第三工作模式,即延迟线以相对较短的延迟时间工作,来测量电信号s1的频率,这样做的优点是增大测定电信号s1的频率时的唯一性范围。在某些实施方式中,这个唯一性范围优选可以包括约2400MHz至约2500MHz的范围内的整个ISM频带。
在其他实施方式中,为测定电信号s1的频率,既在第四工作模式又在第三工作模式中实施测量。
图6C为本发明的方法的第三实施方式的简化流程图,该实施方式例如通过图4所示测量系统100b来实施。在第一步骤中220中,图4所述测量系统100b在第三工作模式中工作,即以延迟线1200的相对较短的延迟时间工作。如前所述,此举可增大频率测量时的唯一性范围。特别是能够发现是否存在干扰信号。有利地,信号发生器140为此而构建为,在第三工作模式期间针对一个谐振器输出一个用作激励信号as的输出信号。在此情形下可以检测到可能存在于测量系统100b的区域内,特别是其第一输出端子E1的区域内的干扰信号(未绘示)。
随后如图6C所示切换至步骤222,在该步骤中,测量系统100b处于第四工作模式,即以延迟线1200的相对较长的延迟时间工作,此举在测量电信号s1的频率时产生非常高的精确度。在此情形下,信号发生器140可以输出一或多个用于激励该谐振器的激励信号as,并在用六端口电路110的功率分配器150进行分配后,将该谐振器的响应信号as'馈送给此前多次描述的频率测量。
图5为本发明的测量系统的第四实施方式100c的示意性框图,该测量系统与此前结合图3、4所描述的发明方案的组合基本相同。
测量系统100c通过第一开关SW1可选地将一个用于施加至少一个谐振器SAW1的激励信号as馈送给耦合装置145,或者将一个参考信号rs馈送给第二开关SW2或六端口电路110的在开关位置“2”中与该第二开关连接的第二输入端子E2。
测量系统100c还可以通过第二开关SW2在该参考信号与一个有所延迟的电信号s1'之间进行切换。
图5所示测量系统100c这样就能在本发明的第一工作模式中工作,以便测量电信号s1的频率。在此期间,这两个开关SW1、SW2均处于其第一开关位置“1”中。
由于该在延迟时间方面可控的延迟线1200,测量系统100c在第一工作模式中优选能够在具有相对较长延迟时间的测量与具有相对较短延迟时间的测量之间进行切换,参阅延迟线1200的在图5中未详细绘示的开关,此前结合图4已对这些开关进行了详细说明。
在测量系统100c的这两个开关SW1、SW2均处于其第二开关位置“2”中的情况下,就能以此前结合图2所描述的方式测量干扰信号is。
在另一有利实施方式中,电信号s1或激励信号as和/或参考信号rs处于至少一个ISM(工业、科学和医学,industrial,scientific,medical)频带中,特别约2400MHz至约2500MHz的频率范围内。
在另一有利实施方式中,测量系统100、100a、100b、100c至少断续地发送至少一个数据帧,特别是依据IEEE 802.11协议族的信标数据帧(也可以发送其他协议的数据帧),以便特别是建议处于无线电范围内的其他系统现有一个发送器,该发送器是例如依据IEEE802.11协议族来工作。这种方案的优点是:对本发明的测量系统100、100a、100b、100c的信标数据帧进行评价的其他系统(如WLAN,无线局域网,wireless local area network,router)推断出:测量系统100、100a、100b、100c用来发送信标数据帧的信道或无线电波道已被占用,这样这些其他系统就能视情况不再继续使用相应无线电波道,从而减轻本发明的测量系统100、100a、100b、100c所使用的频率范围被干扰信号is施加。
在一种实施方式中,例如可以使用信号发生器140来产生这种“WLAN信号”或依据IEEE 802.11协议族的信标数据帧,该信号发生器为此而被运算单元130相应控制。
例如可以使用耦合装置145来以类似于将激励信号施加于至少一个谐振器的方式发射该所产生的“WLAN信号”。
在另一有利实施方式中,如果此前在第二工作模式中发现存在一个干扰信号is,其信号功率超过一个阈值,则测量系统100、100a、100b、100c发送至少一个数据帧,特别是依据IEEE 802.11协议族的信标数据帧。
在另一有利实施方式中,作为六端口电路110的替代或补充方案,也可以使用一个用于测量相差的电路,从而测定电信号s1与该有所延迟的电信号s1'间的频率相关的相差(d_phi=2*Pi*f*t_dl),以便随后算出其频率f。例如可以使用一或多个I/Q混频器。
在另一有利实施方式中,测量系统100、100a、100b、100c构建为,至少断续地将一个线性化信号一方面直接馈送给六端口电路110的第一输入端子E1(图1),另一方面通过延迟线120馈送给六端口电路110的第二输入端子E2。这样就能实现测量系统的线性化,特别是对延迟线120进行校准。这一点表明了本发明的测量系统的第五工作模式,该工作模式优选例如可以作为前述工作模式的至少另一替代方案而实施。特别优选地,可以周期性地实施该用于进行校准的第五工作模式。
与电信号s1或激励信号as或参考信号rs类似,所述线性化信号例如可以是正弦信号,其中所述线性化信号优选具有已知的频率和振幅。这样就能实现测量系统的线性化,特别是对延迟线120、1200进行校准,例如使用的是以下前述的等式来实现这一点:d_phi=2*Pi*f*t_dl,也可以将该等式转换成:t_dl=d_phi/(2*Pi*f)。换言之,在相移d_phi已知(可以由六端口电路110通过评价线性化信号来测定)且该线性化信号的频率f已知的情况下,就能测定延迟线120、1200的当前延迟时间t_dl。而后就能借助这个获取的延迟时间当前值来(例如)借助前述第一工作模式实施频率测量,该工作模式因对延迟时间进行前述的校准而非常精确。
在其他有利实施方式中,可以在本发明的方法的结合图6A至图6C所述实施方式的步骤200、202、210、212、220、222中的至少一个前,对延迟时间进行前述的校准或者实施线性化。
图7为本发明的耦合装置1450的一种实施方式的简化框图。前述耦合装置145(图3、4、5)例如可以至少部分或全部地具有下文将结合图7进行描述的配置1450。
此处的耦合装置1450具有三个SPDT开关(单刀双掷,“Single Pole DoubleThrow”,或切换开关)1452a、1452b、1452c。除这三个切换开关1452a、1452b、1452c外,图7中还以虚线矩阵的形式示出信号发生器140、一个谐振器SAW和功率分配器150,以便结合与该耦合装置连接的组件140、SAW、150描述耦合装置1450中的信号流。
如图7所示,信号发生器140的一个输出信号os可以馈送给第一切换开关1452a的第一端子a1。该输出信号os例如指前述激励信号as和/或前述参考信号rs和/或前述线性化信号ls。
第一切换开关1452a可以将其第一端子a1可选地与其第二端子a2或其第三端子a3连接在一起。该方案同样适用于第二切换开关1452b的第一端子a5与其第二或第三端子a4、a6,以及第三切换开关1452c的第一端子a9与其第二或第三端子a7、a8。例如可以通过运算单元130(图1)的控制来调节上述连接方案。因此,切换开关1452a、1452b、1452c在其功能方面与前述第一或第二开关SW1、SW2(图3)相同。
例如在将信号发生器140所产生的输出信号os作为激励信号as馈送给谐振器SAW的情况下,第一切换开关1452a将其第一端子a1与其第二端子a2连接在一起,从而将输出信号os作为激励信号as输出至第二切换开关1452b,即其第二端子a4。相应地,第二切换开关1452b将其第一端子a5与其第二端子a4连接在一起,以便将激励信号as输出至谐振器SAW。
图7中示出了第二切换开关1452b与谐振器SAW间的直接连接(连接线),但在某些实施方式中,也可以通过耦合器或天线或电缆将激励信号as从第二切换开关1452b的第一端子a5传输至谐振器SAW。
为接收谐振器SAW的响应信号as',第二切换开关1452b随后可以将其第一端子a5与其第三端子a6连接在一起,以便通过该第三端子a6将响应信号as'输出至第三切换开关1452c,即其第二端子a7。最后,第三切换开关1452c可以将其第二端子a7与其第一端子a9连接在一起,以便将响应信号as'例如输出至功率分配器150,这样一来,响应信号as'以此前结合图1所描述的实施方式中的电信号s1的形式存在于功率分配器150的输出端上,且其频率能够受到评价。
在一种优选实施方式中,激励信号as可以具有一个脉冲持续时间例如为数微秒的脉冲。在该脉冲已被输出至谐振器SAW的情况下,第二切换开关1452b可以将其开关状态从端子a4、a5的连接变更为端子a5、a6的连接,以便按前述方式传输响应信号as'。例如也可以由本发明的测量系统的运算单元130或另一组件(如离散逻辑元件,未绘示)来对第二切换开关1452b的开关状态进行相应控制。
在另一有利实施方式中,将信号发生器140所产生的输出信号os作为线性化信号ls直接馈送给功率分配器150。优选同样由耦合装置1450的图7所示配置方案来实施这一点。为此,如此地控制第一切换开关1452a,使其将其端子a1、a3相连,以便将线性化信号ls输出至第三切换开关1452c,即其第三端子a8。此外还如此地控制第三切换开关1452c,使其将其端子a8、a9相连,以便将线性化信号ls通过端子a9输出至功率分配器150。因而在此情形下,不将任何信号输出至谐振器SAW,而是通过耦合装置1450将具有已知频率和振幅的线性化信号ls直接从信号发生器140输出至功率分配器150,以便由六端口电路110(图1)进行评价。随后就能按前述方式测定延迟线120、1200的延迟时间。
在本发明的测量系统的此前结合图3、5所描述的实施方式中,耦合装置145的一个分配给谐振器SAW1的端子例如分配有一个天线符号146,其表示将激励信号as无线传输至相应的谐振器SAW1、…、SAWN或者将响应信号as'从相应谐振器无线传输至耦合装置145的端子。
在某些实施方式中,信号as、as'的无线传输特别有利,因为在例如用于长度测量或者用于测量应力或张力的谐振器SAW1与测量系统的其他组件之间无需布置任何连接线。
因而特别有利地,例如可以使用本发明的测量系统来非接触式地测量活动系统的会影响谐振器SAW的谐振频率的物理变量。举例而言,将本发明的测量系统用来测量机械轴的扭转极为有利。图8为一种相应实施方式100d的框图。图8中同样示出一个机械系统2000,该系统中,一个旋转驱动装置2002(如电动机)通过一个轴体2004驱动一个组件2006(如传动装置)。机械系统2000分配有本发明的测量系统100d,该测量系统非接触式地询问至少一个布置在轴体2004上的谐振器SAW,参阅双箭头dp1。谐振器SAW优选如此地与轴体2004的表面连接,使得机械的应力或张力状态至少部分地传递至谐振器SAW,使其谐振频率发生变化。
可以使用本发明的测量系统100d通过以下方式测定谐振器SAW的当前谐振频率。测量系统100d对谐振器SAW施加激励信号as,并接收一个作为反应而由谐振器SAW发射的响应信号as',测量系统100d的六端口电路110对该响应信号的频率进行评价。根据这个频率例如就能推断出谐振器SAW以及轴体2004的张力负荷。
优选通过以下方式来实现谐振器SAW的非接触式询问dp1:测量系统100d以类似于图三所示配置100a的方式具有一个耦合装置145,该耦合装置的分配给谐振器SAW的端子具有一个天线146,该天线用于将激励信号as从耦合装置145无线传输至谐振器SAW以及从谐振器SAW接收响应信号as'。这样就能与轴体2004的当前角位置无关的方式询问谐振器SAW,并在本发明的第一工作模式中测定该谐振器的当前谐振频率。
可选地,测量系统100d也可以构建为询问多个例如同样可以布置在轴体2004上的谐振器SAW',参阅图8中的另一双箭头dp2。
在其他实施方式中,图8所示测量系统100d,特别是在其组件110、120、1200、130、140、145、150方面,可以至少部分地采用与此前结合图1至5所描述的方案相同的构建方案。
Claims (26)
1.一种电气测量系统,其具有一个六端口电路、一个延迟线和一个运算单元,其中在第一工作模式中,一个电信号一方面可直接馈送至第一输入端子,另一方面可通过所述延迟线馈送至所述六端口电路的第二输入端子,且其中所述运算单元构建为,根据所述六端口电路的至少一个输出信号测定所述信号的频率,其中所述测量系统构建为,在第二工作模式中,不将任何信号馈送给所述六端口电路的第一输入端子,并将一个可预设的参考信号馈送给所述六端口电路的第二输入端子,其中所述测量系统还构建为,在所述第二工作模式中,根据所述六端口电路的至少一个输出信号而推断出特别是所述第一输入端子的区域内有干扰信号存在。
2.根据权利要求1所述的测量系统,其中所述运算单元构建为,在所述第二工作模式中对至少两个在所述六端口电路的不同输出端子上获得的输出信号和/或由其导出的信号进行评价,并根据所述评价推断出一个干扰信号,其中所述运算单元特别是构建为,在所述第二工作模式中对四个在所述六端口电路的不同输出端子上获得的输出信号和/或由其导出的信号进行评价,并根据所述评价推断出一个干扰信号。
3.根据权利要求1至2中任一权利要求所述的测量系统,其中所述运算单元构建为,基本上同时撷取至少两个输出信号和/或由其导出的信号。
4.根据权利要求1所述的测量系统,其中所述测量系统构建为,采取所述第二工作模式,以便检查有可能的干扰信号存在,从而获得表征干扰信号的信息,且其中所述测量系统构建为,在所述第二工作模式完毕后根据所述表征干扰信号的信息而切换至所述第一工作模式,以便测定所述电信号的频率。
5.根据权利要求1所述的测量系统,其中所述测量系统具有至少一个谐振器,所述至少一个谐振器构建为提供所述电信号,其中所述至少一个谐振器特别是构建为表面声波谐振器。
6.根据权利要求5所述的测量系统,其中所述测量系统具有至少一个信号发生器,所述至少一个信号发生器构建为,提供所述参考信号和/或用于一个或所述谐振器的激励信号。
7.根据权利要求1所述的测量系统,其中所述测量系统具有一个耦合装置,所述耦合装置构建为,将一个激励信号输出至至少一个谐振器并且接收所述至少一个谐振器的一个输出信号并输出至所述六端口电路的至少一个输入端以及/或者输出至分配给所述六端口电路的一个功率分配器。
8.根据权利要求7所述的测量系统,其中所述测量系统具有第一开关,所述第一开关构建为,将馈送至其输入端的一个输入信号可选地在其输出端的第一输出端子上或者在其输出端的第二输出端子上输出,其中特别是所述第一开关的输入端可与一个或所述信号发生器连接,其中所述第一开关的第一输出端子可与一个或所述耦合装置连接,其中所述第一开关的第二输出端子可与所述六端口电路的至少一个输入端和/或分配给所述六端口电路的一个功率分配器的一个输入端连接。
9.根据权利要求8所述的测量系统,其中所述测量系统具有第二开关,所述第二开关构建为,将所述六端口电路的第二输入端可选地与提供一个或所述参考信号的源或者与所述延迟线的一个输出端连接在一起。
10.根据权利要求1所述的测量系统,其中所述延迟线具有至少两个可选可调节的延迟线长度。
11.根据权利要求10所述的测量系统,其中所述测量系统构建为,在第三工作模式中,设置所述延迟线的第一延迟线长度,并且在第四工作模式中,设置所述延迟线的第二延迟线长度,其中所述第二延迟线长度不同于所述第一延迟线长度,其中所述第二延迟线长度特别是大于所述第一延迟线长度。
12.根据权利要求1所述的测量系统,其中所述测量系统构建为,至少断续地将一个线性化信号一方面直接馈送给所述六端口电路的第一输入端子,另一方面通过所述延迟线馈送给所述六端口电路的第二输入端子。
13.一种电气测量系统的工作方法,所述测量系统具有一个六端口电路、一个延迟线和一个运算单元,其中在第一工作模式中,将一个电信号一方面直接馈送至第一输入端子,另一方面通过所述延迟线馈送至所述六端口电路的第二输入端子,且其中所述运算单元根据所述六端口电路的至少一个输出信号测定所述信号的频率,其中所述测量系统在第二工作模式中,不将任何信号馈送给所述六端口电路的第一输入端子,并将一个可预设的参考信号馈送给所述六端口电路的第二输入端子,其中所述测量系统还在所述第二工作模式中,根据所述六端口电路的至少一个输出信号而推断出特别是在所述第一输入端子的区域内有干扰信号存在。
14.根据权利要求13所述的方法,其中所述运算单元在所述第二工作模式中对至少两个在所述六端口电路的不同输出端子上获得的输出信号和/或由其导出的信号进行评价,并根据所述评价推断出一个干扰信号,其中所述运算单元特别是在所述第二工作模式中对四个在所述六端口电路的不同输出端子上获得的输出信号和/或由其导出的信号进行评价,并根据所述评价推断出一个干扰信号。
15.根据权利要求13或14所述的方法,其中所述运算单元基本上同时撷取至少两个输出信号和/或由其导出的信号。
16.根据权利要求13所述的方法,其中所述测量系统采取所述第二工作模式,以便检查有可能的干扰信号存在,从而获得表征干扰信号的信息,且其中所述测量系统在所述第二工作模式完毕后根据所述表征干扰信号的信息而切换至所述第一工作模式,以便测定所述电信号的频率。
17.根据权利要求16所述的方法,其中所述测量系统根据所述表征干扰信号的信息来测定一个等待时间,而所述等待时间,是从所述第二工作模式切换至所述第一工作模式前,执行。
18.根据权利要求13所述的方法,其中所述测量系统具有至少一个信号发生器,以及借助所述信号发生器来提供一个或所述参考信号和/或用于一个谐振器的激励信号。
19.根据权利要求13所述的方法,其中所述测量系统具有一个耦合装置,其中所述测量系统借助所述耦合装置将一个激励信号输出至至少一个谐振器并且接收所述至少一个谐振器的一个输出信号并输出至所述六端口电路的至少一个输入端以及/或者输出至分配给所述六端口电路的一个功率分配器。
20.根据权利要求19所述的方法,其中所述测量系统具有第一开关,其中所述测量系统借助所述第一开关将馈送至其输入端的一个输入信号,特别是一个参考信号或一个用于一个谐振器的激励信号,可选地输出至一个或所述耦合装置或输出至所述六端口电路的一个输入端以及/或者输出至分配给所述六端口电路的一个功率分配器的一个输入端。
21.根据权利要求20所述的方法,其中所述测量系统具有第二开关,其中所述测量系统借助所述第二开关将所述六端口电路的第二输入端可选地与提供一个或所述参考信号的源或者与所述延迟线的一个输出端连接在一起。
22.根据权利要求13所述的方法,其中所述延迟线具有至少两个可选可调节的延迟线长度,且其中所述测量系统在第三工作模式中,设置所述延迟线的第一延迟线长度,并且在第四工作模式中,设置所述延迟线的第二延迟线长度,其中所述第二延迟线长度不同于所述第一延迟线长度,其中所述第二延迟线长度特别是大于所述第一延迟线长度。
23.根据权利要求13所述的方法,其中所述电信号和/或所述参考信号处于至少一个ISM频带中,特别约2400MHz至约2500MHz的频率范围内。
24.根据权利要求13所述的方法,其中所述测量系统至少断续地发送至少一个数据帧,特别是依据IEEE 802.11协议族的信标数据帧,以便特别是建议处于无线电范围内的其他系统现有一个发送器,所述发送器特别是依据IEEE 802.11协议族和/或依据以下协议中的至少一个而工作:IEEE 802.15.4,特别是ZigBee和/或蓝牙。
25.根据权利要求24所述的方法,其中如果先前在所述第二工作模式中已发现存在一个干扰信号,其信号功率超过一个阈值,则所述测量系统发送至少一个数据帧,特别是依据IEEE 802.11协议族的信标数据帧。
26.根据权利要求13所述的方法,其中所述测量系统至少断续地将一个线性化信号一方面直接馈送给所述六端口电路的第一输入端子,另一方面通过所述延迟线馈送给所述六端口电路的第二输入端子。
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