DE1065086B - Procedure for evaluative frequency analysis - Google Patents

Procedure for evaluative frequency analysis

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DE1065086B
DE1065086B DED28410A DED0028410A DE1065086B DE 1065086 B DE1065086 B DE 1065086B DE D28410 A DED28410 A DE D28410A DE D0028410 A DED0028410 A DE D0028410A DE 1065086 B DE1065086 B DE 1065086B
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Germany
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voltage
frequency
search
analyzed
target curve
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Pending
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DED28410A
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German (de)
Inventor
Dipl-Ing Dietrich Brodhun
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Akademie der Wissenschaften der DDR
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Akademie der Wissenschaften der DDR
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/28—Measuring attenuation, gain, phase shift or derived characteristics of electric four pole networks, i.e. two-port networks; Measuring transient response
    • G01R27/32—Measuring attenuation, gain, phase shift or derived characteristics of electric four pole networks, i.e. two-port networks; Measuring transient response in circuits having distributed constants, e.g. having very long conductors or involving high frequencies

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur bewertenden Frequenzanalyse, bei der die durch Mischung der zu analysierenden Spannung mit einer Schluß frequenz entstehende tieffrequente Spannung einer Anzeigevorrichtung zugeführt wird.The invention relates to a method for evaluating frequency analysis, in which by mixing the voltage to be analyzed with a final frequency resulting low-frequency voltage is fed to a display device.

Die Erfindung befaßt sich also mit der Frequenzanalyse von Wechselspannungen und allen Vorgängen, die in Wechselspannungen umgewandelt werden Können, wobei eine Abweichung des Frequenzspektrums des zu untersuchenden Vorganges von einem gegebenen Frequenzspektrum angezeigt wird, ohne daß das Frequenzspektrum selbst abgelesen oder aufgezeichnet werden muß.The invention is thus concerned with the frequency analysis of alternating voltages and all processes which can be converted into alternating voltages, with a deviation in the frequency spectrum of the process to be investigated is indicated by a given frequency spectrum without that the frequency spectrum itself must be read or recorded.

Es sind Schaltungsanordnungen zur Frequenzanalyse bekannt, die es gestatten, den in Frequenzbändern gegebener Breite enthaltenen Energieanteil abzulesen oder zu registrieren. Derartige Anordnungen beruhen überwiegend auf dem Prinzip der zeitlich nacheinander erfolgenden Analyse mit elektrischen Siebschaltungen, z. B. Oktavfiltern, oder auf dem Verfahren der Suchtonanalyse. In der Praxis ist häufig die Einhaltung der Bedingung zu prüfen, daß in keinem Frequenzband das Spektrum des zu untersuchenden Vorganges einen gegebenen maximalen Pegel (Sollkurve) überschreiten darf. Ein solcher Fall liegt z. B. bei dem Frequenzspektrum von Lärm vor, über dessen Zulässigkeit nach einer genormten Sollkurve entschieden wird.There are known circuit arrangements for frequency analysis that allow the frequency bands read or register the amount of energy contained in the given width. Such arrangements are mainly based on the principle of successive analysis with electrical Filter circuits, e.g. B. octave filters, or on the method of search tone analysis. In practice it is Often the observance of the condition to check that in no frequency band the spectrum of the to be examined Process may exceed a given maximum level (target curve). Such a Case is z. B. with the frequency spectrum of noise, about its admissibility according to a standardized Target curve is decided.

Bei bekannten Einrichtungen wird eine Frequenzanalyse des zu untersuchenden Vorganges mit Frequenzfiltern durchgeführt und das Ergebnis neben der Sollkurve graphisch dargestellt, um eine eventuelle Überschreitung bzw. Unterschreitung der Sollkurve zu erkennen. Diese Einrichtungen sind ziemlich aufwendig und unhandlich. Ein schnelles Erkennen des Ergebnisses ist nicht möglich. Durch Ausnutzung der theoretisch höchstmöglichen Analysiergeschwindigkeit und Verwendung einer Katodenstrahlröhre entsteht eine als Schallspektrograph bekannte Meßeinrichtung, welche in Verbindung mit einer Schablone die beschriebene Meßaufgabe lösen kann. Beim Schallspektrographen sind jedoch Aufwand und Unhandlichkeit nochmals gesteigert, so daß dieses Gerät außerhalb des Laboratoriums kaum verwendet wird.In known devices, a frequency analysis of the process to be examined is carried out with frequency filters carried out and the result graphically displayed next to the target curve in order to avoid any Detecting overshoot or undershoot of the target curve. These bodies are pretty expensive and unwieldy. A quick recognition of the result is not possible. By exploiting the theoretically highest possible analysis speed and use of a cathode ray tube a measuring device known as a sound spectrograph is created, which in connection with a template can solve the measurement task described. With the sound spectrograph, however, there is a lot of effort and unwieldiness increased again, so that this device is hardly used outside of the laboratory will.

Nach dem Such ton verfahren wird gleichfalls eine dem zu analysierenden Spektralanteil proportionale Spannung fortlaufend zur Anzeige gebracht bzw. registriert, doch muß auch hier nachträglich durch eine auswertende Person punktweise ein Vergleich mit der Sollkurve vorgenommen werden.After the search tone procedure, one is also proportional to the spectral component to be analyzed Voltage continuously displayed or registered, but here too it has to be retrospectively provided by a evaluating person a point-by-point comparison with the target curve can be made.

All diese Nachteile werden bei dem eingangs genannten Verfahren dadurch vermieden, daß erfindungsgemäß vor der Mischung der zu analysierendenAll of these disadvantages are avoided in the method mentioned at the outset in accordance with the invention before mixing the to be analyzed

Verfahren zur bewertenden
FrequenzanalyseProcess for evaluating
Frequency analysis

Anmelder:
Deutsche Akademie der WissenschaftenApplicant:
German Academy of Sciences

zu Berlin,to Berlin,

Berlin -Adlershof,Berlin -Adlershof,

Rudower Chaussee 116-125Rudower Chaussee 116-125

Dipl.-Ing. Dietrich Brodhun, Berlin-Joh.annisth.al,
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Dietrich Brodhun, Berlin-Joh.annisth.al,
has been named as the inventor

Spannung mit der Suchspannung die Amplitude der zu analysierenden Spannung oder der Suchspannung in Abhängigkeit von der Frequenz entsprechend dem vorgegebenen zulässigen Frequenzspektrum verändert wird und daß durch die nach dem Mischen entstandene tieffrequente Spannung (bei Überschreiten bzw. Unterschreiten eines einstellbaren Grenzwertes) eine Anzeigevorrichtung ausgelöst und ein Signal abgegeben wird. Jede Überschreitung der Sollkurve führt also zu einer Überschreitung des Grenzwertes im Ausgang der Suchtonschaltung. Durch diese Überschreitung des Grenzwertes soll eine Anzeigevorrichtung ausgelöst und ein Signal abgegeben werden. Als Anzeigevorrichtung kann z. B. eine Glimmlampe oder ein Relais verwendet werden. Dabei durchläuft die Suchfrequenz periodisch den für die Prüfung wichtigen Frequenzbereich, wobei die Periodendauer nach den Bedürfnissen der Meßaufgabe eingestellt wird. Die Grenzfrequenz des Tiefpasses bestimmt die Breite des aus der zu prüfenden Spannung ausgesiebten Frequenzbandes.Voltage with search voltage the amplitude of the voltage to be analyzed or the search voltage changed depending on the frequency according to the specified permissible frequency spectrum and that the low-frequency voltage created after mixing (when it is exceeded or Falling below an adjustable limit value) triggers a display device and emits a signal will. Each time the target curve is exceeded, the limit value in the is exceeded Output of the search tone circuit. By exceeding the limit value, a display device should triggered and a signal issued. As a display device, for. B. a glow lamp or a relay can be used. The search frequency periodically runs through the one that is important for the test Frequency range, the period duration being set according to the requirements of the measuring task. The cutoff frequency of the low pass determines the width of the frequency band filtered out of the voltage to be tested.

Der Vorteil des Verfahrens liegt darin, daß die Über- bzw. Unterschreitung der Sollkurve angezeigt wird, ohne daß eine Auswertetätigkeit von Personen oder ein visueller Vergleich von Kurven erforderlich ist. Die im Eingang liegende Schaltung zur Veränderung der Frequenzabhängigkeit kann leicht durch Schaltungen mit einem anderen Frequenzgang ersetzt werden, so daß sich die gestellte Aufgabe nach den verschiedensten Bedingungen lösen läßt.The advantage of the method is that the exceeding or falling below the target curve is indicated without the need for an evaluation of people or a visual comparison of curves is. The circuit at the input for changing the frequency dependency can easily through Circuits with a different frequency response are replaced, so that the task at hand is based on the different conditions can be solved.

Wird der Eingang für die zu prüfende Spannung noch zusätzlich mit einem geeichten, frequenzunabhängigen, veränderbaren Dämpfungsglied versehen, und wird das Dämpfungglied so verstellt, daß dieIf the input for the voltage to be tested is additionally equipped with a calibrated, frequency-independent, variable attenuator provided, and the attenuator is adjusted so that the

909 627/194909 627/194

Claims (3)

Anzeigeeinrichtung gerade eben einsetzt bzw. aussetzt, so kann auch abgelesen weriden, um wieviel der Pegel des zu prüfenden Spannungsspektrtims die Sollkurve über- oder unterschritten hat. Die Erfindung ist auf alle zeitlich veränderlichen Vorgänge anwendbar, die sich in elektrische Spannungen umwandeln lassen, insbesondere auf Schallschwingungen. Die zu prüfenden Vorgänge brauchen nicht periodisch zu sein, sondern können einen beliebigen zeitlichen Verlauf aufweisen, jedoch darf sich ihr Frequenzspektrum während der Periodendauer der Analyse nicht wesentlich ändern. Da im Tonfrequenzgebiet die Erzeugung einer über eine hinreichend lange Zeit in der Frequenzlage und Amplitude konstanten Suchspannung technische Schwierigkeiten bereiten kann, wird auch erfindungsgemäß der zu untersuchende Vorgang einem Träger aufmoduliert, wobei sich die Suchfrequenz dann gleichfalls im Gebiet der gewählten Trägerfrequenz bewegen muß. Nach der Demodulation erfolgt die Anzeige wie schon beschrieben. Um auch feststellen zu können, um wieviel die Sollkurve vom Frequenzspektrum des zu prüfenden Vorganges im Mittel über- bzw. unterschritten wird, soll während der Zeitdauer der Anzeige ein Speicher aufgeladen und die Größe seiner Aufladung nach einer Periode abgelesen werden bzw. nach einer größeren Zahl von Perioden der Gleichgewichtszustand zwischen der Aufladung und einer der Ladung proportionalen ständigen Entladung beobachtet werden. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß durch den durch die Anzeigevorrichtung fließenden Strom ein Kondensator aufgeladen und die am Kondensator liegende Spannung abgelesen wird. In der Zeichnung ist das Prinzip des Verfahrens als Blockschaltbild dargestellt. Die zu untersuchende Spannung wird den Eingangsklemmen 1 zugeführt und erhält im Entzerrer 2 einen auf die Sollkurve zugeschnittenen Frequenzgang und einen geeigneten Pegel. Die Suchspannung wird im Generator 3 erzeugt. Die am Ausgang des Entzerrers 2 und Generators 3 liegenden Spannungen werden im Modulator 4 gemischt. Nach Aussiebung der restlichen Originalfrequenzen und eventueller Oberschwingungen im Tiefpaß 5 liegen die nunmehr verbleibenden tieffrequenten Komponenten am Anzeigeteil 6, welches bei Überschreitung des Grenzwertes der angelegten Spannung ausgelöst wird. Patentansprüche:If the display device is just beginning or stopping, it can also be read off by how much the level of the voltage spectrum to be tested has exceeded or fallen below the target curve. The invention can be applied to all processes which vary over time and which can be converted into electrical voltages, in particular to sound vibrations. The processes to be checked do not need to be periodic, but can have any time course, but their frequency spectrum must not change significantly during the period of the analysis. Since the generation of a search voltage that is constant in frequency position and amplitude over a sufficiently long time can cause technical difficulties in the audio frequency area, the process to be examined is also modulated according to the invention on a carrier, the search frequency then also having to move in the area of the selected carrier frequency. After demodulation, the display is as already described. In order to also be able to determine how much the target curve of the frequency spectrum of the process to be tested is exceeded or undercut on average, a memory should be charged during the duration of the display and the size of its charge read off after a period or after a larger number periods of equilibrium between the charge and a constant discharge proportional to the charge can be observed. This can be done, for example, in that a capacitor is charged by the current flowing through the display device and the voltage across the capacitor is read off. In the drawing, the principle of the method is shown as a block diagram. The voltage to be examined is fed to the input terminals 1 and receives a frequency response tailored to the target curve and a suitable level in the equalizer 2. The search voltage is generated in generator 3. The voltages at the output of the equalizer 2 and generator 3 are mixed in the modulator 4. After filtering out the remaining original frequencies and possible harmonics in the low-pass filter 5, the now remaining low-frequency components are on the display part 6, which is triggered when the limit value of the applied voltage is exceeded. Patent claims: 1. Verfahren zur bewertenden Frequenzanalyse, bei der die durch Mischung der zu analysierenden Spannung mit einer Suchspannung entstehende tieffrequente Spannung einer Anzeigevorrichtung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Mischung der zu analysierenden Spannung mit der Suchspannung die Amplitude der zu analysierenden Spannung oder der Suchspannung in Abhängigkeit von der Frequenz entsprechend dem vorgegebenen zulässigen Frequenzspektrum verändert wird und daß durch die nach dem Mischen entstehende tieffrequente Spannung (bei Überschreitung bzw. Unterschreitung eines einstellbaren Grenzwertes) eine Anzeigevorrichtung ausgelöst und ein Signal abgegeben wird.1. Method for evaluating frequency analysis, in which the by mixing the to be analyzed Voltage with a search voltage resulting low-frequency voltage of a display device is supplied, characterized in that before the mixing of the voltage to be analyzed with the search voltage the amplitude of the voltage to be analyzed or the search voltage depending on the frequency according to the specified permissible frequency spectrum is changed and that the low-frequency voltage generated after mixing (at Exceeding or falling below an adjustable limit value) a display device triggered and a signal is given. 2. Verfahren zur bewertenden Frequenzanalyse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Einfügung eines geeichten, frequenzunabhängigen veränderbaren Dämpfungsgliedes am Eingang der zu analysierenden Spannung ein Abweichen des Pegels des zu analysierenden Spannungsspektrums von der Sollkurve ermittelt wird.2. A method for evaluating frequency analysis according to claim 1, characterized in that by inserting a calibrated, frequency-independent variable attenuator on the Input of the voltage to be analyzed a deviation of the level of the voltage spectrum to be analyzed is determined from the target curve. 3. Verfahren zur bewertenden Frequenzanalyse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einem während der Zeitdauer der Anzeige aufgeladenen Speicher auf Grund seines Ladtmgszustandes die mittlere Überschreitung bzw. Unterschrei tang der Sollkurve entnommen wird.3. A method for evaluating frequency analysis according to claim 1 or 2, characterized in that that a memory charged during the duration of the display due to its charge state the mean overshoot or undershoot tang is taken from the target curve. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 533 353;
Funk-Technik, Nr.21, 1955, S. 627 bis 629.Considered publications:
German Patent No. 533,353;
Funk-Technik, No. 21, 1955, pp. 627 to 629. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings ©909 627/194 9.59© 909 627/194 9.59
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE533353C (en) * 1927-07-21 1931-09-12 Siemens & Halske Akt Ges Method for determining the partial tones of a frequency mixture according to amplitude and frequency, in which a sinusoidal alternating voltage is superposed on the frequency mixture

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE533353C (en) * 1927-07-21 1931-09-12 Siemens & Halske Akt Ges Method for determining the partial tones of a frequency mixture according to amplitude and frequency, in which a sinusoidal alternating voltage is superposed on the frequency mixture

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