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Verfahren und Einrichtung zur Erzeugung von Frequenzmarken auf dem
Leuchtschirm eines Kathodenstrahloszillographen Die Erfindung betrifft ein Verfahren
und eine Einrichtung zur Erzeugung von Frequenzmarken auf dem Leuchtschirm eines
Kathodenstrahloszillographen, bei dem die Resonanzspannung eines elektrisch schwingfähigen
Gebildes, das von einen frequenzmodulierten Hochfrequenzgenerator erregt wird, nach
entsprechen der Umformung als Sperrimpuls für die Erzeugung von Hell- oder Dunkelmarken
auf dem Leuchtschirm der Kathodenstrahlröhre verwendet wird.
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Bei der Darstellung von Durchlaßkurven nach dem Wobbel-Verfahren,
beispielsweise von Bandfilterkurven od. dgl., auf dem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre
ist die Fixierung bestimmter Frequenzwerte, nsbesondere für Quantitativmessungen,
erforderlich. Die Fixierung bestimmter Frequenzwerte kann mit f-Iilfe von Dunkel
marken erfolgen, indem durch kurze Unterbrechungen der hellen Durchlaßkurve auf
dem Bildschirm dunkle Eichmarken entstehen. Werden auf der Frequenzachse eines Bildschirmes
zwei oder mehrere Frequenzmarken erzeugt. deren Abstand der Bandbreite eines Bandfilters
od. dgl. entspricht, so kann mit Hilfe dieser Marken in einfacher Weise eine Bandbreitenmessung
bzw. ein Abgleichen auf die gewünschte Bandbreite vorgenommen werden. Es ist aber
auch möglich, die Frequenzmarken als Hellmarken oder als sonst irgendwie geartete
Frequenzzeichen auszuführen.
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Es sind mehrere Verfahren zur Erzeugung solcher Frequenzmarken bekannt,
bei denen ein oder mehrere elektrisch schwingfähige Gebilde, z. B. fest abgestimmte
Schwingkreise oder Schwingquarze zum Schwingen angeregt werden, wenn die Frequenz
der Spannung des frequenzmodulierten Generators mit ihrer Resonanzfrequenz übereinstimmt.
Die so entstehenden Resonanzspannungen werden dann nach entsprechender Umformung
als Sperrimpulse für die I(athodenstrahlröhre verwendet. Diese Sperrimpulse liefern
somit die gewünschten Frequenzmarken.
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Bei diesen bekannten Verfahren ist aber für jede zu erzeugende Frequenzmarke
ein elektrisch schwingfähiges Gebilde erforderlich, so daß der Aufwand solcher Anordnungen
bei Erzeugung mehrerer Frequenzmarken beträchtlich ist. Außerdem ist eine Veränderung
der Frequenzmarken bei diesen Anordnungen nur unter Aufwendung besonderer Mittel
möglich.
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Ein weiterer Nachteil der bekannten Verfahren ist der, daß sich infolge
von Einschwingvorgängen und Mitnahmeerscheinungen leicht Verschiebungen und Unschärfen
der Frequenzmarken ergeben können.
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Nach der Erfindung werden diese Nachteile durch ein wesentlich einfacheres
Verfahren zur Erzeugung von Frequenzmarken der eingangs erwähnten Art beseitigt,
indem die frequenzmodulierte Hochfrequenzspannung mit einer veränderbaren Niederfrequenz-
spannung,
deren Frequenz gleich oder kleiner als die Hälfte des gesamten Frequenzhubes ist,
gemischt und das so entstandene Frequenzgemisch dem auf eine mittlere Frequenz der
frequenzmodulierten Hochfrequenzspannung abgestimmten elektrisch schwingfähigen
Gebilde zugeführt wird. Die Resonanzspannung wird dann in bekannter Weise an einen
Impulsgeber weitergeleitet, der die Sperrimpulse für die Kathodenstrahlröhre liefert.
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Vorzugsweise wird die niederfrequente Wechselspannung in einem Generator
erzeugt, der, z. B. durch Übersteuerung, zur Erzeugung so vieler Oberwellen angeregt
wird, als weitere Frequenzmarkenpaare gewünscht werden.
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Vorteilhaft wird die frequenzmodulierte Hochfrequenzspannung gleichzeitig
zur Darstellung der Durchpaß kurve benutzt.
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Mit dem Verfahren nach der Erfindung kann eine beliebig große Anzahl
von Frequenzmarken erzeugt werden. Außerdem läßt sich durch Veränderung der Niederfrequenz
der Abstand der äußeren Frequenzmarken von der der mittleren Frequenz symmetrisch
variieren.
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Es sei noch erwähnt, daß es bereits bekannt ist, bei einem Frequenzkurvenschreiher
den Generator gleichzeitig in der Frequenz und Amplitude zu modulieren und diese
Spannung auf das Meßobjekt zu gehen. Die Frequenz der Amplitudenmodulation soll
dabei höher liegen als die der Frequenzmodulation, so daß sich nach Gleichrichtung
des das Meßobjekt durchlaufenden, modulierten Signals eine Spannung mit der hohen
Frequenz der Amplitudenmodulation ergibt, welche sich mit einfacheren Mitteln verstärken
läßt als eine mit der niedrigen Frequenz der Frequenimodulation.
Zur
Erzeugurig von Frequenzmar ken dient jedoch diese bekannte Einrichtung nicht.
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Die Wirkungsweise des Verfahrens nach der Erfindung wird an Hand
eines schematischen Blockschaltbildes näher erläutert.
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Eine einem frequenzmodulierten HF-Generator 1 mit einer Frequenz
fm und einem Frequenzhub + d7 f entnommene Hochfrequenzspannung mit der Frequenz
fm + ZJf [ wird einem Mischteil 2 zugeführt und dort erfindungsgemäß mit einer niederfrequenten,
von dem Generator 3 erzeugten Spannung mit der Frequenz SN gemischt. Die Niederfrequenz
JN ist in einem weiten Frequenzbereich veränderbar, wird aber stets gleich oder
kleiner als der halbe Frequenzhub, also als df, sein.
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Am Ausgang des Mischteiles 2 entsteht ein moduliertes Frequenzgemisch
mit im wesenthchen folgenden Frequenzen: (fm+fN) tAf fm+Xf (fm-fN) ,df Dieses Frequenzgemisch
(fm +fN)+ j f wird einem elektrisch schwingfähigen Gebilde 4 zugeführt, das auf
die mittlere Frequenz fm der frequenzinodulierten Hochfrequenzspannung abgestimmt
ist und während eines Frequenz hubes mindestens dreimal angestoßen wird, und zwar
jedesmal, wenn eine der drei Frequenzen des Frequenzgemisches den Wert fm, also
die Resonanzfrequenz des schwingfähigen Gebildes 4 durchläuft. Die Resonanzspannungen
des schwingfähigen Gebildes 4 werden in an sich bekannter Weise einem Impulsgeber
5 zugeführt, der somit bei jedem Hinlauf des Elektronenstrahls einer nicht dargestellten
Kathodenstrahlröhre drei Sperrimpulse liefert, welche auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre
als Frequenzdunkelmarken auf einer hellen Durchlaßkurve od. dgl., die ebenfalls
vom - Generator 1 erzeugt sein kann, erscheinen.
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Von den drei so erzeugten Dunkelmarken liegen die beiden äußeren
symmetrisch zur mittleren Frequenzmarke auf der Frequenzachse des Bildschirmes.
Der Abstand der äußeren Marken von der mittleren entspricht der Frequenz fN des
Niederfrequenzgenerators 3 und ist mit dessen Einstellelementen wählbar und veränderbar.
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Die Erzeugung der Symmetriemarken ist nicht auf die Anzahl zwei beschränkt.
Beispielsweise können durch Übersteuerung des Niederfrequejizgenerators 3 in an
sich bekannter Weise so viele Oberwellen erzeugt werden, als weitere zur mittleren
Marke symmetrische und in ihren Abständen stetig veränderbare Frequenzmarkenpaare
auf dem Bildschirm gewünscht sind.
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Das elektrisch schwingfähige Gebilde 4 kann als Schwingkreis hoher
Güte ausgebildet sein. Um die Genauigkeit der mittleren Freqúenzmarke zu erhöhen,
ist es jedoch vorteilhaft, an Stelle eines Schwingkreises einen Schwingkristall,
vorzugsweise einen Schwingquarz, zu verwenden. Es kann sich jedoch ergeben, daß
sich ein normaler Schwingquarz infolge der Koppel frequenzen und der nahe bei dem
Resonanzmaximum liegenden Nebenmaxima in einer Ein-
richtung nach der Erfindung als
ungeeignet erweist.
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In diesem Fall ist die Verwendung eines Filterkristalls, vorzugsweise
eines Filterquarzes, erforder -lich, dessen Nebenmaxima genügend weit außerhalb
des Frequenzhubes liegen.
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Bei Verwendung von SchwiIlg- bzw. Filterquarzell ist die Genauigkeit
der mittleren Frequenzmarkc außerordentlich hoch, da sie unmittelbar vom Quarz gesteuert
wird. Die Genauigkeit der symmetrischen Frequenzmarken, die nur mittelbar durch
den Quarz beeinflußt werden, hängt von der Stabilität des Niederfrequenzgenerators
3 ab. Eine durch Temperaturschwankungen od. dgl. hervorgerufene kleine Frequenzänderung
ist jedoch im Verhältnis zu der modulierten Hochfrequenz belanglos und zu vernachlässigen.
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Zweckmäßig werden mehrere oder sämtliche zu der Einrichtung nach
der Erfindung benötigten Bauelemente, wie die Generatoren, das schwingungsfähige
Gebilde, der Impuisumformer, der Kathodenstrahloszillograph usw., zu einer Baueinheit
zusammengefaßt.
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PATENTANSPRi I IIE: 1. Verfahren zum Erzeugen von Frequenzmarken
auf dem Leuchtschirm eines Kathodenstrahloszillographen, bei dem die Resonanzspannmig
eines elektrisch schwingfähigen Gebildes, das von einem frequenzmodulierten Hochfrequenzgenerator
erregt wird, nach Umformung als Spexrimpuls für die Erzeugung von Hell- oder Dunkelmarken
benutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die frequenzmodulierte Hochfrequenzspannung
mit einer in der Frequenz veränderbaren niederfrequenten Wechselspannung gemischt
wird und daß das so entstandene Frequenzgemisch dem auf eine mittlere Frequenz der
IRochfrequenzspannung abgestimmten schwingfähigen Gebilde (4) zugeführt wird.