DE10331092B4 - Arrangement for phase synchronization of several electronic measuring devices combined to form a measuring system - Google Patents
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Abstract
Anordnung zur Phasensynchronisation von mehreren zu einem Meßsystem zusammengefaßten elektronischen Meßgeräten (T1, T2), insbesondere Netzwerk- oder Spektrumanalysatoren, die jeweils mindestens einen über eine Phasenregelschleife (PLL) phasengeregelten Frequenzgenerator (A1, A2, R1, R2) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge (G1-G6) und die jeweils zugehörigen Phasensynchronisier-Eingänge (E1, E2) dieser Frequenzgeneratoren (A1, A2, R1, R2) der Meßgeräte (T1, T2) über eine Verbindungsleitung (L) miteinander verbunden sind.arrangement for phase synchronization of several to a measuring system combined electronic measuring devices (T1, T2), in particular network or spectrum analyzers, respectively at least one over a Phase Locked Loop (PLL) phase locked frequency generator (A1, A2, R1, R2), characterized in that the outputs (G1-G6) and their respective ones Phase-locked inputs (E1, E2) of these frequency generators (A1, A2, R1, R2) of the measuring devices (T1, T2) a connecting line (L) are interconnected.
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Phasensynchronisation von mehreren zu einem Meßsystem zusammengefaßten elektronischen Meßgeräten, beispielsweise Netzwerk- oder Spektrumanalysatoren.The The invention relates to an arrangement for phase synchronization of several to a measuring system combined electronic measuring devices, for example Network or spectrum analyzers.
Elektronische
Meßgeräte, die
wie Netzwerkanalysatoren oder Spektrumanalysatoren zur Messung von
komplexen Meßgrößen geeignet
sind, werden zur Beschleunigung von Meß- bzw. Abgleicharbeiten an
einem mehrere Meßtore
aufweisenden Meßobjekt
in zunehmendem Maße
zu Meßsystemen zusammengefaßt. So gibt
es zwar beispielsweise Netzwerkanalysatoren mit zwei oder vier Meßtoren, zur
Messung im Prüffeld
beispielsweise an Mobiltelefonen müssen aber möglichst gleichzeitig an 10
oder 20 Meßtoren
entsprechende Messungen durchgeführt
werden, was nur mit mehreren solchen nur zwei oder vier Meßtore aufweisenden
Netzwerkanalysatoren zu einem Gesamtmeßsystem möglich ist. Dabei können die
einzelnen Meßgeräte vorteilhafterweise auch
räumlich
getrennt voneinander angeordnet sein. Solche Systemmessungen mit
mehreren an ein gemeinsames Meßobjekt
gleichzeitig angeschalteten Meßgeräten sind
nur möglich,
wenn alle den Meßtoren
zugeführten
Meßsignale
konstante und auch nach Schaltvorgängen stets wiederkehrende Phase zueinander
aufweisen. Die bisher übliche
zentrale Synchronisation solcher Meßgeräte über ein externes den Geräten zugeführtes Referenzsignal,
(z. B. nach
Entsprechendes
gilt für
die bekannte gegenseitige Phasensynchronisation von zwei Taktgeneratoren
(
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zur Phasensynchronisation von mehreren zu einem Meßsystem zusammengefaßten elektronischen Meßgeräten zu schaffen, die eine absolute Phasensynchronisation der in diesen Meßgeräten vorgesehenen phasengeregelten Hochfrequenzgeneratoren und/oder Taktgeneratoren ermöglicht, so daß auch mit einem solchen aus mehreren Meßgeräten bestehenden Meßsystem komplexe Messungen möglich sind. Ferner besteht die Aufgabe darin ein zugehöriges Meßgerät zu schaffen.It is therefore an object of the invention, an arrangement for phase synchronization from several to a measuring system combined to create electronic measuring instruments the one absolute phase synchronization provided in these meters phase-controlled high-frequency generators and / or clock generators allows so that too with such a measuring system consisting of several measuring devices Complex measurements possible are. Furthermore, the object is to provide an associated meter.
Gelöst wird diese Aufgabe ausgehend von einer Anordnung laut Oberbegriff des Anspruches 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale. Die Lösung für das Meßgerät ist in Anspruch 6 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Is solved this task starting from an arrangement according to the preamble of Claim 1 by its characterizing features. The solution for the meter is in Claim 6 specified. Advantageous developments emerge from the dependent claims.
Gemäß der Erfindung werden die Ausgänge der Hochfrequenzgeneratoren bzw. Taktgeneratoren der Meßgeräte über eine gesonderte Verbindungsleitung zwischen den Meßgeräten miteinander und mit dem jeweiligen Phasensynchronisier-Eingang dieser Generatoren verbunden. Durch diese bidirektionale Verbindung wird aus dem jeweiligen Ausgangssignal beispielsweise des einen Hochfrequenzgenerators des einen Meßgerätes und dem Ausgangssignal des Hochfrequenzgenerators des zweiten Meßgeräts ein Differenzsignal gebildet, mit dem die Phasenregelschleife der beiden Hochfrequenzgeneratoren entsprechend in der Phase nachgeregelt wird, bis absolute Phasengleichheit besteht und zwar unabhängig von zufälligen Phasenzuständen dieser Phasenregelschleifen der Hochfrequenzgeneratoren nach dem Einschalten, nach einem Frequenzwechsel oder dergleichen Schaltvorgängen.According to the invention will be the outputs of the High-frequency generators or clock generators of the measuring devices via a separate connecting line between the measuring instruments with each other and with the respective phase synchronization input connected to these generators. Through this bidirectional connection becomes from the respective output signal for example of the one High frequency generator of a measuring device and the output signal the high-frequency generator of the second measuring device forms a difference signal, with the phase locked loop of the two high frequency generators is adjusted accordingly in the phase, to absolute phase equality exists and regardless of random phase states this phase locked loops of the high frequency generators after the Turn on, after a frequency change or the like switching operations.
Gemäß der Erfindung können alle dem System zugeordneten Meßgeräte völlig gleichberechtigt sein und sowohl Hardware- als auch Software-mäßig identisch aufgebaut sein und es muß nicht eines der Meßgeräte als Master und die anderen als Slave definiert werden.According to the invention can all the measuring devices assigned to the system are completely equal and be constructed identically both hardware and software and it does not have to one of the measuring instruments as master and the others are defined as slaves.
Durch die bidirektionale Verbindung ist die erreichte Phasengleichheit unabhängig von der Länge des Verbindungskabels, so daß auch bei thermischer oder mechanischer Längenänderung der bidirektionalen Verbindungsleitung kein Phasenfehler auftritt. Gemäß der Erfindung können so beispielsweise Hochfrequenzgeneratoren von Meßgeräten, die eine konstante gleiche Ausgangsfrequenz erzeugen, auf absolute Phasengleichheit geregelt werden, wozu es nur erforderlich ist, die Ausgänge dieser Hochfrequenzgeneratoren und deren Phasensynchronisier-Eingänge über die bidirektionale Verbindungsleitung miteinander zu verbinden.By the bidirectional connection is the achieved phase equality independently of the length the connecting cable, so that too with thermal or mechanical change in length of the bidirectional Connecting line no phase error occurs. According to the invention can such as high-frequency generators of measuring instruments, which are a constant same Generate output frequency, controlled to absolute phase equality All that is required is the outputs of these high-frequency generators and their phase synchronizing inputs via the bidirectional connection line to connect with each other.
Wenn drei oder mehr solche Meßgeräte synchronisiert werden sollen, werden diese Verbindungsleitungen entweder sternförmig oder kaskadenförmig zusammengeschaltet. In gleicher Weise können beispielsweise auch phasengeregelte Taktgeneratoren phasensynchronisiert werden. Wenn in einem Meßgerät Frequenzsynthesizer vorgesehen sind, die auf unterschiedliche Ausgangsfrequenzen einstellbar sind und denen jeweils ein Referenzgenerator zugeordnet ist, so können auch diese gemäß der Erfindung phasensynchronisiert werden, indem die Ausgänge und Phasensynchronisier-Eingänge dieser Referenzgeneratoren erfindungsgemäß durch eine bidirektionale Verbindungsleitung miteinander verbunden werden. Voraussetzung ist allerdings, daß in diesem Fall der Synthesizer die Eigenschaft besitzt, daß die Phase seiner Ausgangsfrequenz jeweils unabhängig von der Frequenzeinstellung absolut phasensynchron ist mit der Ausgangsfrequenz des Referenzgenerators. Für das Zusammenschalten der Meßgeräte ist es nur erforderlich, außen an den Meßgeräten entsprechende Anschlußbuchsen vorzusehen, die mit dem Phasensynchronisier-Eingang des zu synchronisierenden Generators und mit einem entsprechenden Übertrager zum Auskoppeln des Ausgangssignals des zu synchronisierenden Generators verbunden sind.If three or more such meters are to be synchronized, these connection lines are interconnected either star-shaped or cascade-shaped. In the same way, for example, phase-locked clock generators can also be phase-synchronized. If frequency synthesizers are provided in a measuring device which can be set to different output frequencies and to each of which a reference generator is assigned, these can also be phase-synchronized according to the invention by the outputs and phase-synchronizing inputs of these reference generators according to the invention a bidirectional connection line are connected to each other. The prerequisite is, however, that in this case the synthesizer has the property that the phase of its output frequency is independent of the frequency setting is absolutely phase-synchronized with the output frequency of the reference generator. For the interconnection of the measuring devices, it is only necessary to provide appropriate external sockets on the meter, which are connected to the phase synchronizing input of the generator to be synchronized and with a corresponding transformer for decoupling the output signal of the generator to be synchronized.
Die Meßgeräte können über diese Verbindungsbuchsen einfach durch eine Zweidrahtleitung miteinander verbunden werden, wobei die Länge dieser Verbindungsleitungen keinen zusätzlichen Phasenfehler hervorruft.The Measuring devices can use these Connection sockets simply by a two-wire line with each other be connected, the length these connection lines causes no additional phase error.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung am Ausführungsbeispiel eines Meßsystems beschrieben, das aus mehreren Netzwerkanalysatoren zum Vermessen eines Meßobjekts mit mehreren Meßtoren geeignet ist. In der Zeichnung zeigen:The Invention will be described below with reference to a schematic drawing at the embodiment a measuring system described, consisting of several network analyzers for surveying a test object with several measuring gates suitable is. In the drawing show:
In
dem in
Die Ausgangsfrequenz fr der Referenzgeneratoren R1 und R2 wird über einen Transformator ausgekoppelt und über einen Widerstand an einen Geräteanschluß G1 bzw. G2 an der Außenseite des Meßgerätes geführt. Diese Anschlüsse G1 bzw. G2 sind außerdem mit dem Phasensynchronisier-Eingang E1 bzw. E2 des phasengeregelten Referenzgenerators R1 bzw. R2 verbunden.The output frequency f r of the reference generators R1 and R2 is decoupled via a transformer and passed through a resistor to a device terminal G1 or G2 on the outside of the meter. These terminals G1 and G2 are also connected to the phase-synchronizing input E1 and E2 of the phase-locked reference generator R1 and R2, respectively.
Zur
absoluten Phasensynchronisation der Referenzgeneratoren werden die
Geräte über diese Anschlüsse G mittels
Verbindungsleitungen L miteinander verbunden, wie dies für die beiden
Geräte
T1 und T2 im Ausführungsbeispiel
der
In gleicher Weise können auch eventuelle Taktgeneratoren, die über Phasenregelschleifen PLL synchronisierbar sind, phasensynchronisiert werden, wie dies mit den Taktgeneratoren A1 und A2 schematisch angedeutet ist, deren Phasensynchronisier-Eingang und deren die Taktfrequenz führender Ausgang jeweils mit einem nach außen geführten Geräteanschluß G5 bzw. G6 verbunden ist. Durch Verbindung dieser Anschlüsse G5 und G6 durch eine entsprechende vorzugsweise wiederum Zweidraht-Verbindungsleitung können so auch die Taktgeneratoren auf absolute Phasengleichheit synchronisiert werden.In same way also possible clock generators that can be synchronized via phase-locked loops PLL are phase locked, as with the clock generators A1 and A2 is indicated schematically, the phase-synchronizing input and whose the clock frequency leading Output is connected in each case with an outwardly led device port G5 or G6. By connecting these connections G5 and G6 through a corresponding preferably again two-wire connection line can so synchronized the clock generators to absolute phase equality become.
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