DE1177737B - Method for linearizing the frequency-time characteristic of the output voltage of a wobble transmitter - Google Patents

Method for linearizing the frequency-time characteristic of the output voltage of a wobble transmitter

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DE1177737B
DE1177737B DESCH32023A DESC032023A DE1177737B DE 1177737 B DE1177737 B DE 1177737B DE SCH32023 A DESCH32023 A DE SCH32023A DE SC032023 A DESC032023 A DE SC032023A DE 1177737 B DE1177737 B DE 1177737B
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B23/00Generation of oscillations periodically swept over a predetermined frequency range

Description

Verfahren zur Linearisierung der Frequenz-Zeit-Charakteristik der Ausgangsspannung eines Wobbelsenders In der Nachrichtentechnik werden Verstärker, Vierpole, Kabel, Anpassungsglieder usw. verwendet, deren übertragungsmaß nach Größe und Phase von der Frequenz der sie durchlaufenden Signale abhängt. Das Übertragungsmaß ist im allgemeinen das Verhältnis der Ausgangsspannung zur Eingangsspannung oder das entsprechender Ströme. Es kann punktweise gemessen werden, indem nacheinander für diskrete Frequenzen im interessierenden Frequenzbereich bei konstanter Größe der Eingangsspannung die Ausgangsspannung ermittelt wird und anschließend in einem Kurvenzug das Übertragungsmaß in Abhängigkeit von der Frequenz dargestellt wird. Diese Darstellung kann erfolgen sowohl für die Amplitude des übertragungsmaßes wie auch für dessen Phasenlaufzeit oder Gruppenlaufzeit. Diese Art der Untersuchung ist sehr langwierig und erfordert zeitlich sehr konstante Meßgeräte und Prüfgeräte. Zur beschleunigten Messung derartiger Kurven werden die sogenannten »Wobbelverfahren« mit der Aufzeichnung des Ergebnisses auf einem Registriergerät, bevorzugt dem Schirm einer Braunschen Röhre, verwendet. Hierbei wird die Frequenz des sinusförmigen Meßsignals des Wobbelsenders periodisch durch Ändern der Größe eines oder mehrerer die Frequenz bestimmenden Teile kontinuierlich variiert und synchron hierzu der Elektronenstrahl der Braunschen Röhre in horizontaler Richtung abgelenkt. Die Spannung am Ausgang des Prüflings wird nach geeigneter Verstärkung und Gleichrichtung zur Ablenkung des Elektronenstrahles in der vertikalen Richtung verwendet. Auf dem Schirm der Braunschen Röhre erscheint dann ein Kurvenzug, der das Übertragungsmaß in Abhängigkeit von der Frequenz darstellt. Die Frequenzänderung des Wobbelsenders kann z. B. mechanisch durch Ändern des Drehwinkels eines Drehkondensators, elektrisch durch Ändern der Vormagnetisierung des Kernes der Spule des Schwingkreises oder durch Ändern der Spannung an einer Kapazitätsdiode vorgenommen werden. Die Frequenz des Wobbelsenders ist im allgemeinen nicht proportional der Größe des die Frequenz modulierenden Signals, also beispielsweise dem Drehwinkel des Drehkondensators, dem Strom im Vormagnetisierungskreis der Schwingspule oder der Spannung an einer Kapazitätsdiode. Ist der Verlauf des die Frequenz modulierenden Signals der Zeit proportional, so ist also noch nicht die Frequenz des Wobbelsenders ebenfalls der Zeit proportional. Die Frequenz-Zeit-Charakteristik ist nicht linear. Diese Nichtlinearität bedingt, daß gleiche Wege auf dem Schirm der Braunschen Röhre, deren Strahl in der Zeitachse mit konstanter Geschwindigkeit bewegt wird, nicht gleichen Frequenzdifferenzen entsprechen. Die Festlegung bestimmter zur Beurteilung wichtiger Frequenzwerte geschieht dann durch eine Helligkeitsmodulation des Schreibstriches, oder durch eine zusätzliche Auslenkung des Elektronenstrahles in der vertikalen Richtung. Eine lineare Frequenz-Zeit-Charakteristik des Wobbelsenders ist von besonderer Bedeutung bei einer Gruppenläufzeitmessung des Übertragungsmaßes nach dem Spaltfrequenzverfahren. Bei diesem wird die durch den Prüfling geschickte sinusförmige Schwingung des Wobbelsenders vorher mit der Spaltfrequenz amplitudenmoduliert und diese hinter dem Prüfling durch Demodulation wieder zurückgewonnen. Durch Vergleich der Phase der Spaltfrequenz nach dem Prüfling mit derjenigen vor dem Prüfling, also am Ausgang des Wobbelsenders, kann dann die Phasendifferenz ermittelt werden. Ein einwandfreies Ergebnis kann aber nur gewonnen werden, wenn die Frequenz-Zeit-Charakteristik der Ausgangsspannung des Wobbelsenders tatsächlich linear ist. Es ist bekannt, die Frequenz-Zeit-Charakteristik durch Rückführung einer von der Ausgangsspannung des Wobbelsenders abgeleiteten Gegenkopplungsspannung auf den frequenzbestimmenden Teil zu linearisieren.Method for linearizing the frequency-time characteristic of the Output voltage of a wobble transmitter In communications technology, amplifiers, Quadrupoles, cables, adapters, etc. used, their transmission rate according to size and phase depends on the frequency of the signals passing through them. The transfer rate is generally the ratio of the output voltage to the input voltage or the corresponding currents. It can be measured point by point by successively for discrete frequencies in the frequency range of interest with constant size the input voltage the output voltage is determined and then in one Curve shows the transmission rate as a function of the frequency. This representation can take place both for the amplitude of the transmission factor as well as also for its phase delay or group delay. That kind of investigation is very tedious and requires measuring devices and test devices that are very constant over time. To accelerate the measurement of such curves, the so-called "wobble methods" are used with the recording of the result on a recorder, preferably the screen a Braun tube. Here, the frequency of the sinusoidal measurement signal of the wobble transmitter periodically by changing the size of one or more of the frequency determining parts varies continuously and synchronously with this the electron beam the Braun tube deflected in the horizontal direction. The voltage at the output the test object becomes a distraction after suitable amplification and rectification of the electron beam is used in the vertical direction. On the screen of the Braun's tube then appears a curve that depends on the transfer rate of the frequency represents. The frequency change of the wobble transmitter can, for. B. mechanically by changing the angle of rotation of a rotary capacitor, electrically by changing the Pre-magnetization of the core of the coil of the resonant circuit or by changing the Voltage can be made on a capacitance diode. The frequency of the wobble transmitter is generally not proportional to the size of the signal modulating the frequency, So, for example, the angle of rotation of the variable capacitor, the current in the bias circuit the voice coil or the voltage across a capacitance diode. Is the course of the the frequency modulating signal is proportional to time, so it is not yet the frequency of the wobble transmitter is also proportional to the time. The frequency-time characteristic is not linear. This non-linearity means that there are equal paths on the screen the Braun tube, whose beam in the time axis with constant velocity is moved, do not correspond to the same frequency differences. Establishing certain To assess important frequency values, a brightness modulation is then used of the writing line, or by an additional deflection of the electron beam in the vertical direction. A linear frequency-time characteristic of the wobble transmitter is of particular importance when measuring the transmission time in a group according to the split frequency method. In this case, the is sent by the test object Sinusoidal oscillation of the wobble transmitter previously amplitude-modulated with the slit frequency and this is recovered behind the test item by demodulation. By comparison the phase of the gap frequency after the test specimen with that before the test specimen, that is at the output of the wobble transmitter, the phase difference can then be determined. A A perfect result can only be obtained if the frequency-time characteristic the output voltage of the wobble transmitter is actually linear. It is known that Frequency-time characteristic by feeding back one of the output voltage of the Wobbel transmitter derived negative feedback voltage on the frequency-determining part to linearize.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Linearisierung der Frequenz-Zeit-Charakteristik der Ausgangsspannung eines Wobbelsenders für Meß-und Prüfzwecke durch Rückführung einer von der Ausgangsspannung abgeleiteten Gegenkopplungsspannung auf den frequenzbestimmenden Teil anzugeben.It is the object of the invention to provide a method for linearizing the Frequency-time characteristic of the output voltage of a wobble transmitter for measurement and Test purposes by feeding back a negative feedback voltage derived from the output voltage to be indicated on the frequency-determining part.

Erfindungsgemäß wird das gewobbelte sinusförmige Signal veränderlicher Frequenz auf eine Verzögerungsleitung geschaltet und aus der Differenzfrequenz zwischen der verzögerten mit der unverzögerten Spannung die Gegenkopplungsspannung gebildet. Dann ist der Frequenzgang praktisch linear von der Zeit abhängig, die Frequenz-Zeit-Charakteristik ist linear.According to the invention, the swept sinusoidal signal becomes more variable Frequency switched to a delay line and from the difference frequency between the delayed with the undelayed Voltage is the negative feedback voltage educated. Then the frequency response is practically linearly dependent on the time The frequency-time characteristic is linear.

Die Erfindung soll zunächst an Hand der A b b. 1 und 2 näher erläutert werden: Die Frequenz f des Wobbelsenders 1 werde durch einen irgendwie aufgebauten Mechanismus periodisch geändert. Am Beginn einer solchen Wobbelperiode sei (A b b. 2 a) die Frequenz f l, am Ende sei sie f2. Der Übergang von f1 nach f" erfolge nach der gezeichneten Kurve mit einer nichtlinearen Frequenz-Zeit-Charakteristik. Am Ende der Wobbelperiode springt die Frequenz des Wobbelsenders von f., auf f1 zurück, und zu gleicher Zeit wird der Leuchtfleck auf dem Oszillographen von der rechten Endlage in die linke Endlage zurückgeführt. Am Ausgang des Verzögerungsgliedes 2 ergibt sich der Verlauf der Frequenz in Abhängigkeit von der Zeit nach A b b. 2b. Er entspricht dem Ausgangssignal des Wobbelsenders nach A b b. 2 a und ist diesem gegenüber um die Zeit 4 t verzögert. Aus A b b. 2 a und 2b ergibt sich die zeitabhängige Frequenzdifferenz 1 f, die nicht konstant ist, und die im Falle der vorliegend gewählten Kurve mit zunehmender Zeit abnimmt. Die sinusförmigen Signale mit dem Frequenz-Zeit-Verlauf entsprechend A b b. 2 a und 2 b werden der Mischschaltung 3 in A b b. 1 zugeführt, welche die Differenzfrequenz A f nach A b b. 2 c liefert. Diese Frequenz wird in dem Frequenzdiskriminator 4 in ; ein Gleichstromsignal umgesetzt, welches die Frequenz des Wobbelsenders 1 derart zusätzlich steuert, daß die Frequenzänderung bei zu schnellem Anstieg der Frequenz verringert und bei zu schwachem Anstieg vergrößert wird. Für die Umformung des Gleichstromsignals von 4 in Frequenzänderungen des Wobbelsenders kann nach bekannten Verfahren vorgegangen werden.The invention will first be based on the A b b. 1 and 2 are explained in more detail: The frequency f of the wobble transmitter 1 is changed periodically by a mechanism that is constructed somehow. At the beginning of such a wobble period, let (A b b. 2 a) be the frequency fl, and at the end let it be f2. The transition from f1 to f "takes place according to the curve drawn with a non-linear frequency-time characteristic. At the end of the wobble period, the frequency of the wobble transmitter jumps back from f. To f1, and at the same time the light spot on the oscilloscope changes from the At the output of the delay element 2 there is the course of the frequency as a function of the time according to A b b. 2b. It corresponds to the output signal of the wobble transmitter according to A b b Time 4 t delayed. The time-dependent frequency difference 1 f results from A b b, 2 a and 2 b, which is not constant and which, in the case of the curve selected here, decreases with increasing time corresponding to A b b 2 a and 2 b are fed to the mixer circuit 3 in A b b 1, which supplies the difference frequency A f to A b b 2 c. This frequency is determined in the frequency discriminator 4 in; e converted into a direct current signal which additionally controls the frequency of the wobble transmitter 1 in such a way that the frequency change is reduced if the frequency rises too quickly and is increased if the increase is too weak. Known methods can be used to convert the direct current signal from 4 into frequency changes of the wobble transmitter.

Als Verzögerungsglieder können verschiedene technische Einrichtungen verwendet werden. In Weiterbildung der Erfindung kann beispielsweise ein aus T- oder @z-Gliedern bestehender elektrischer Kettenleiter benutzt werden, der am Ende reflexionsfrei abgeschlossen ist und im betrachteten Frequenzbereich konstante Laufzeit hat. Das Wobbelsignal läuft mit konstanter Geschwindigkeit über dieses Verzögerungsglied, und die am Ausgang auftreffende Welle wird vom Abschlußwiderstand absorbiert. In Weiterbildung der Erfindung ist es aber auch möglich, ein Laufzeitglied zu verwenden, das am Ende nicht reflexionsfrei abgeschlossen wird und das an den Signalgenerator mit dem Wellenwiderstand angepaßt ist. Dann wird der Wellenzug am Ende des Laufzeitgliedes reflektiert, läuft den Kettenleiter wieder zurück zum Anfang der Speisestelle, und dort wird seine Energie im Abschlußwiderstand vernichtet. Am Eingang des Kettenleiters stehen dann sowohl das verzögerte wie auch das unverzögerte Signal. Damit ergibt sich das Schema der A b b. 3. Der Schwingungsgenerator im Wobbel-Sender 5 mit nichtlinearer Frequenz-Zeit-Charakteristik speist den am Ende reflektierenden Kettenleiter6, und die reflektierte Welle wird am Eingang im Abschlußwiderstand absorbiert. Die beiden an der Verbindungsleitung zwischen 5 und 6 stehenden Signale werden der Mischhaltung 7 zugeführt, an deren Ausgang die Differenzfrequenz beider entsteht. Sie wird in dem Frequenzdiskriminator 8 gleichgerichtet, und die gewonnene Gleichspannung dient zur Regelung der Frequenz des Wobbelsenders in der gewünschten Form.Various technical devices be used. In a further development of the invention, for example, a T- or @ z-links of existing electrical chain conductors can be used, which at the end is completed without reflection and has a constant running time in the frequency range under consideration Has. The wobble signal runs at a constant speed over this delay element, and the wave arriving at the exit is absorbed by the terminating resistor. In Further development of the invention, however, it is also possible to use a delay element which is not terminated without reflection at the end and that to the signal generator is adapted to the wave resistance. Then the wave train at the end of the term element reflected, runs the chain ladder back to the beginning of the dining area, and there its energy is destroyed in the terminating resistor. At the entrance of the chain ladder then both the delayed and the undelayed signal are available. So that results the scheme of A b b. 3. The vibration generator in the wobble transmitter 5 with non-linear The frequency-time characteristic feeds the chain conductor 6, and, which is reflective at the end the reflected wave is absorbed at the entrance in the terminating resistor. The two The signals on the connecting line between 5 and 6 become mixed mode 7 supplied, at the output of which the difference frequency of the two arises. She will be in the frequency discriminator 8 is rectified, and the DC voltage obtained is used to regulate the frequency of the wobble transmitter in the desired form.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird als Verzögerungsglied ein Hochfrequenzkabel verwendet, das in gleicher Form wie der Kettenleiter in den gesamten Weg eingeführt wird. In einer weiteren Ausführung der Erfindung wird ein Ultraschallverzögerungsleiter verwendet.In another embodiment of the invention is used as a delay element a high-frequency cable is used, which is in the same shape as the chain ladder in the is introduced all the way. In a further embodiment of the invention, a Ultrasonic delay conductor used.

Claims (4)

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Linearisierung der Frequenz-Zeit-Charakteristik der Ausgangsspannung eines Wobbelsenders für Meß- und Prüfzwecke durch Rückführung einer von der Ausgangsspannung abgeleiteten Gegenkopplungsspannung auf den frequenzbestimmenden Teil, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß die gewobbelte Spannung auf eine Verzögerungsleitung geschaltet wird und aus der Differenzfrequenz zwischen der verzögerten und der unverzögerten Spannung die Gegenkopplungsspannung gebildet wird. Claims: 1. Method for linearizing the frequency-time characteristic the output voltage of a wobble transmitter for measuring and testing purposes through feedback a negative feedback voltage derived from the output voltage on the frequency-determining Part that indicates that the swept voltage is applied to a delay line is switched and from the difference frequency between the delayed and the undelayed Voltage the negative feedback voltage is formed. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerung der Frequenz des Wobbelgenerators auf einem elektrischen Kettenleiter oder einem Hochfrequenzkabel erfolgt, die am Ende reflexionsfrei mit dem Wellenwiderstand abgeschlossen sind und im überstrichenen Frequenzbereich konstante Laufzeit haben, und daß die Frequenz des unverzögerten Signals am Eingang mit derjenigen des verzögerten Signals am Ausgang verglichen wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the delay increases the frequency of the wobble generator an electrical chain conductor or a high frequency cable is carried out at the end reflection-free with the wave resistance are completed and in the swept over Frequency range have constant running time, and that the frequency of the undelayed Signal at the input compared with that of the delayed signal at the output will. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerung des Signals des Wobbelgenerators auf einem elektrischen Kettenleiter oder einem Hochfrequenzkabel erfolgt, in die über dem Wellenwiderstand das gewobbelte Signal eingespeist wird, die im überstrichenen Frequenzbereich konstante Laufzeit haben und durch Fehlanpassung am Ende dort reflektieren - vorzugsweise durch Kurzschluß oder Leerlauf erreicht - und daß die Frequenzdifferenz zwischen dem am Eingang des Laufzeitgliedes stehenden verzögerten und unverzögerten Signal miteinander verglichen werden. 3. The method according to claim 1, characterized in that the delay the signal of the wobble generator on an electrical ladder or a High-frequency cable is carried out into which the swept signal is transmitted via the wave impedance is fed in, which have a constant running time in the swept frequency range and reflect there by mismatching at the end - preferably by short circuit or idle - and that the frequency difference between that at the input of the Delay element standing delayed and undelayed signal compared with each other will. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, da.ß als Laufzeitglied eine Ultraschallverzögerungsleitung verwendet wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 862 3l8.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that da.ß an ultrasonic delay line is used as a delay element. Into consideration Printed publications: German Patent No. 862 318.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE862318C (en) * 1943-05-06 1953-01-08 Philips Nv Circuit for influencing the natural frequency of an oscillating circuit by means of a variable reactance

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE862318C (en) * 1943-05-06 1953-01-08 Philips Nv Circuit for influencing the natural frequency of an oscillating circuit by means of a variable reactance

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