DE1133032B

DE1133032B - Verfahren zur selektiven Spannungsmessung elektrischer Signale

Info

Publication number: DE1133032B
Application number: DER29980A
Authority: DE
Inventors: Horst Lucius
Original assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Current assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority date: 1961-03-27
Filing date: 1961-03-27
Publication date: 1962-07-12
Also published as: DE1148016B; US3303422A

Description

Verfahren zur selektiven Spannungsmessung elektrischer Signale Zur Messung von Hochfrequenzspannungen kommt bekanntlich auf dem Gebiet der Nachrichtentechnik das Röhrenvoltmeter in großem Umfang zum Einsatz. Es stellt gewissermaßen das Standardgerät dar, mit welchem Hochfrequenzspannungen, selbst von geringer Größe, d. h. bis hinab zu einigen Millivolt, hinreichend genau bestimmt werden können. Noch geringere Spannungen, wie sie häufig als Signale von Sendern oder auch als Störschwingungen bei Fernsehempfängern auftreten und ebenfalls meßtechnisch erfaßbar sein müssen, liegen meist im Bereich von nur wenigen Mikrovolt und sind deshalb einer Messung mit üblichen breitbandigen Röhrenvoltmetern nicht mehr zugänglich. Für dieses Meßgebiet verwendet man deshalb bisher im allgemeinen von Hand in der Frequenz abstimmbare Röhrenvoltmeter, mit welchen diskrete Signalspannungen selektiv gemessen werden können. Die Messung mit diesen bekannten abstimmbaren Röhrenvoitmetern ist jedoch relativ zeitraubend und umständlich. An einem einschlägigen einfachen Meßverfahren und handlichem Meßgerät hat es bisher für das Gebiet kleinster und darüber hinaus auch größerer Meßspannungen gefehlt.
Zur Frequenzanalyse sind an sich bereits sogenannte Panoramaempfänger bekannt, mit denen in einem relativ breiten Frequenzbereich auf dem Bildschirm einer Braunschen Röhre die Spannungsamplituden spektrumartig wiedergegeben werden. Derartige Panoramaempfänger sind jedoch bekanntlich sehr aufwendig, da sie bei den von ihnen erwarteten Genauigkeiten nicht nur mit einem großen Bildschirm ausgerüstet, sondern auch spiegelfrequenzsicher ausgeführt sein müssen.
Zur Messung von Wechselspannungsspitzen oder des Modulationsgrades ist es weiterhin an sich bekannt, das gesamte Frequenzband der Modulationsspannung ohne Selektion einem Spitzenspannungsmesser zuzuführen, so daß durch die Wirkungsweise des Spitzenspannungsmessers die Wechselspannungsspitzen unabhängig von deren Frequenzlage angezeigt werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein einfaches Verfahren zur selektiven Spannungsmessung von elektrischen Signalen, vorzugsweise geringer Stärke, wie sie mit gegebenenfalls nur kleinen Frequenzabständen voneinander als diskrete Signalspannungen in breiten Hochfrequenzbändern auftreten, aufzuzeigen, das mit geringsten schaltungstechnischen Mitteln durchführbar ist.
Ausgehend von einem Verfahren zur selektiven Spannungsmessung von elektrischen Signalen, vorzugsweise geringer Stärke, wie sie mit gegebenenfalls nur kleinen Frequenz abständen voneinander als diskrete Signalspannungen in breiten Hochfrequenzbändern auftreten, mit einer nach Art eines Panoramaempfängers arbeitenden Selektionseinrichtung durch periodisches Durchstimmen des zu untersuchenden Frequenzbandes mittels eines Wobbelgenerators, schlägt die Erfindung vor, daß die am Ausgang der Selektionseinrichtung in zeitlicher Folge nacheinander auftretenden Signalspannungswerte kurzzeitig, vorzugsweise mehrfach, einem an sich bekannten Spitzenspannungsmesser zugeführt werden, so daß nur das Signal mit der im Frequenzband auftretenden größten Spannungsamplitude angezeigt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt gegenüber allen bisher bekannten entsprechenden Meßverfahren den Vorteil, daß auf einfache Weise und mit geringstem Aufwand Ho chfrequenzspannungen aus einem breiten Frequenzband und beispielsweise sehr geringer Stärke selektiv gemessen werden können, wie dies bisher nur beschränkt mit hochwertigen, elektronisch komplizierten und teueren Breitbandröhrenvoltmetern möglich war.
In besonderer Ausgestaltung der Erfindung kann bei nur einem einzigen im Frequenzband auftretenden Signal die Frequenzlage des selektiv gemessenen Signals größter Spannungsamplitude über einen einerseits mit dem Ausgang der Selektionseinrichtung und andererseits mit dem Wobbelgenerator verbundenen Zeitkomparator angezeigt werden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in der nachstehenden Beschreibung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Darin sind zwei Ausführungsbeispiele dafür wiedergegeben, und zwar zeigen die Fig. 1 und 3 als Blockschaltbilder die Anürdnungen für diejenigen Fälle, in denen es entweder nur darauf ankommt, die Spannungsamplitude des stärksten Signals zur Anzeige zu bringen (Fig. 1) oder zusätzlich auch noch die jeweilige Frequenzlage des stärksten Signals wiederzugeben (Fig. 3). Die Fig. 2 läßt den inneren Aufbau der beiden Schaltblocks am Ausgang der Anordnung nach Fig. 1 erkennen.
Nach Fig. 1 gelangt das aus meist mehreren Signalen verschiedener Spannungsamplituden und Frequenzlagen bestehende Signalgemisch über den Eingang 1 auf die Mischstufe 2, in der das erwähnte Gemisch mit den Frequenzen des Überlagemngsoszillators 3 umgesetzt wird, der seinerseits von dem Wobbelgenerator 4 in seiner Frequenz periodisch durchgestimmt wird. Das Mischprodukt gelangt über den Zwischenfrequenzverstärker 5 auf den Empfangsgleichrichter 6, von welchem es dem Spitzendetektor 7 zugeführt wird, der die Größe der stärksten Spannungsamplitude am Anzeigegerät 8 zur Wiedergabe bringt.
Wie der Spitzendetektor7 und das Anzeigegerät 8 im einzelnen aufgebaut sind, ergibt sich aus der Fig. 2.
Die aus dem Empfangsgleichrichter 6 austretende Spannung gelangt zunächst auf das Gitter der Triode9, die als Kathodenverstärker arbeitet und einen sehr niedrigen Ausgangswiderstand aufweist. Dieser Ausgangswiderstand setzt sich dabei aus dem Innenwiderstand der Röhre 9 und dem Kathodenwiderstand 10 zusammen. Die Signalspannungen laden über die Schaltdiode 11 den Kondensator 12 in sehr kurzer Zeit auf. Die Entladung dieses Kondensators geht dagegen über den hochohmigen Widerstand 13 nur sehr langsam vonstatten. Die am Kondensator 12 jeweils anstehende Spannung wird dann auf den Kathodenverstärker 14 gegeben, an dessen Kathodenwiderstand 15 das Signal größter Spannungsamplitude als Spitzenspannung abgegriffen und an dem mit den Widerständen 16 in einer Bruckenschaltung liegenden Gerät 17 zur Anzeige gebracht wird.
Nach Fig 3 ist das Blockschaltbild der Fig. 1 noch durch die Geräte 18 und 19 ergänzt, die einerseits zwischen den Schaltglieden 6 und 7 und andererseits dem Ausgang des Wobbelgenerators 4 vorgesehen sind. Bei dem Gerät 18 handelt es sich um einen Zeit- komparator, der immer dann, wenn ein Signalimpuls über die Leitung 20 auf ihn auftrifft, den Augenblickswert der aus dem Wobbelgenerator 4 stammenden und ihm ebenfalls zugeleiteten Spannung feststellt und an dem Gerät 19 zur Anzeige bringt. Dieser Spannungswert ist der jeweiligen Frequenzlage des über die Leitung 20 ermittelten Meßsignals proportional.
Die in den Schaltblöcken 8 und 19 vorgesehenen Meßgeräte können, statt in der erwähnten Brückenschaltung angeordnet zu sein, auch zwischen den Kahoden einer Doppeltriode liegen, wodurch sich der bereits erwähnte Vorteil großer Stabilität ergibt.

Claims

PATENTANSPRUCHE: 1. Verfahren zur selektiven Spannungsmessung von elektrischen Signalen, vorzugsweise geringer Stärke, wie sie mit gegebenenfalls nur kleinen Frequenzabständen voneinander als diskrete Signalspannungen in breiten Hochfrequenzbändern auftreten, mit einer nach Art eines Panorama-Empfängers arbeitenden Selektionseinrichtung durch periodisches Durchstimmen des zu untersuchenden Frequenzbandes mittels eines Wobbelgenerators, dadurch gekennzeichnet, daß die am Ausgang der Selektionseinrichtung in zeitlicher Folge nacheinander auftretenden Signalspannungswerte kurzzeitig, vorzugsweise mehrfach, einem an sich bekannten Spitzenspannungsmesser zugeführt werden, so daß nur das Signal mit der im Frequenzband auftretenden größten Spannungsamplitude angezeigt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei nur einem einzigen im Frequenzband auftretenden Signal die Frequenzlage des selektiv gemessenen Signals größter Spannungsamplitude über einen einerseits mit dem Ausgang der Selektionseinrichtung und andererseits mit dem Wobbelgenerator verbundenen Zeitkomperator angezeigt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 469 839; »Funktechnik«, Nr. 8, 1957, S. 236 und 237.