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Schaltung zum Darstellen einer Kenngröße eines elektrischen Vier-
oder Zweipols als Funktion der Frequenz mit einem Elektronenstrahl-Oszillographen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zum Darstellen einer Kenngröße eines
elektrischen Vier- oder Zweipols als Funktion der Frequenz mit einem Generator,
der dem Meßobjekt eine periodisch gewobbelte Meßspannung zuführt, mit einem Elektronenstrahl-Oszillographen,
dessen Vertikalablenkung von der Ausgangsspannung des Meßobjekts und dessen Horizontalablenkung
von einer von der Meßspannung über einen Frequenzdiskriminator abgeleiteten Kippspannung
gesteuert wird, und mit einem durch einen selbsttätigen Impulsgeber gesteuerten
Umschalter, mit dessen Hilfe dem Diskriminator die Meßspannung abwechselnd miteinerHilfswechselspannung
vorgegebener Frequenz zum Darstellen einer Frequenzmarke zugeführt sowie zeitgleich
mit dieser Hilfswechselspannung eine weitere Hilfswechselspannung der Vertikalablenkspannung
zum Darstellen der Frequenzmarke als senkrechter Strich überlagert wird.
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Derartige, bekannte Schaltungen ermöglichen es, beliebig vorgegebene
Frequenzwerte innerhalb des durchwobbelten Frequenzbereiches in der Darstellung
der Kenngröße auf dem Oszillographenschirm zum Zwecke einer genauen Frequenzmarkierung
als senkrechte Strichmarken hervorzuheben. Dabei wird in jenen Anwendungsfällen
großerWert auf die Genauigkeit der Frequenzmarkierung gelegt, bei denen die Ablesegenauigkeit
der dargestellten Frequenzkurve der Kenngröße durch Dehnung in vertikaler Richtung
vergrößert wird. Soll z. B. die Durchlaßdämpfung eines Filters wiedergegeben werden,
dessen Dämpfungskurve an den Grenzen des Durchlaßbereiches eine große Flankensteilheit
aufweist, so ist eine genaue Frequenzmarkierung sehr erwünscht. Weitere, genaue
Frequenzmarken erfordernde Anwendungsbeispiele können ganz allgemein in der Scheinwiderstandsmessung
oder der Fehlerdämpfungsmessung von Zwei- oder Vierpolen in Abhängigkeit von der
Frequenz gesehen werden.
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Nachteilig ist jedoch bei den bekannten Schaltungen dieser Art, daß
die Frequenzkurve der Kenngröße einerseits und die Strichmarke andererseits nicht
gleichzeitig beschrieben werden können, sondern zunächst eine oder mehrere vollständige
Beschreibungen der Meßkurve beendet sein müssen, bevor die Strichmarke innerhalb
eines eigenen horizontalenAblenkvorgangs des Elektronenstrahloszillographen eingeblendet
werden kann. Das führt jedoch dazu, daß zur Erzielung einer guten Ablesbarkeit der
Frequenzmarke die Wobbelgeschwindigkeit relativ groß gewählt werden muß und Bildschirme
von großer Nachleuchtdauer vorzusehen sind.
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Es ist ferner bereits eine Schaltungsanordnung bekannt, bei der auf
dem Schirm eines Elektronenstrahl-Oszillograph Frequenzmarkierungen bei bestimmten
Frequenzen eines von einem Wobbelsender gelieferten Frequenzbandes in der Weise
vorgenommen werden, daß von der gewobbelten Spannung auf die genannten Frequenzen
abgestimmte Schwingkreise angeregt werden, die zusätzliche Ablenkspannungen liefern,
die der Vertikalablenkung zugeführt werden. Dabei ist die Lage dieser Frequenzmarkierungen,
bezogen auf die dargestellte Frequenzkurve, durch die Resonanzfrequenz der einzelnen
Schwingkreise bestimmt. Bei einer anderen bekannten Schaltungsanordnung wird die
einem Elektronenstrahl-Oszillographen zugeführte Wobbelspannung gleichzeitig an
eine Röhrenschaltung gelegt, in deren Kathodenkreis ein oder mehrere Parallelschwingkreise
vorgesehen sind, die auf die zu markierenden Frequenzen abgestimmt sind.
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Hierbei ergibt sich beim Überstreichen der entsprechenden Resonanzfrequenzen
durch die Wobbelspannung eine impulsförmige Spannungsabsenkung am Anodenwiderstand
der Röhrenschaltung, die zur Hell- oder Dunkelsteuerung des Elektronenstrahls benutzt
wird. Diesen letzteren Schaltungsanordnungen ist jedoch der Nachteil gemeinsam,
daß die durch die abgestimmten Schwingungskreise gegebene Frequenzgenauigkeit der
Markierungen nicht so groß ist, wie es für viele Anwendungszwecke wünschenswert
wäre.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten
Schaltungen der eingangs genannten Art zu beseitigen. Dies wird bei einer Schaltung
der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der den Umschalter
betätigende
Impulsgeber eine so hohe Impulsfrequenz hat, daß der Umschalter während einer Wobbelperiode
mehrmals umschaltet, und daß die Impulse des Impulsgebers zusätzlich zum Dunkeltasten
des Elektronenstrahls der Oszillographenröhre während der Umschlagzeiten des Umschalters
ausgenutzt sind.
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Bei der Schaltung nach der Erfindung entsteht eine neuartige Frequenzkurvendarstellung,
bei der die eigentliche Meßkurve in einzelne, stetig beschriebene Teilstücke aufgeteilt
wird, d. h. gestrichelt dargestellt wird, während in den den Kurvenlücken zugeordneten
Zeitpunkten jeweils die Aufzeichnung der senkrecht verlaufenden Frequenzstrichmarken
erfolgt.
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Insbesondere bei Darstellung von Filterdämpfungskurven, bei denen
die Meßkurve annähernd vertikal verläuft, lassen sich hierdurch die Äste der Frequenzkurve
sowie. die vertikalen Strichmarken deutlich voneinander unterscheiden.
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Weitere Vorteile der Anordnung nach der Erfindung sind der nachfolgenden
Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausfüh--rungsbeispieles
entnehmbar.
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Ein Meßsenderl, der mittels einer einstellbaren frequenzbestimmenden
Reaktanz, z. B. eines Drehkondensators 2, in seiner Frequenz periodisch durchstimmbar
ist (Wobbelsender), speist ein Meßobjekt 3, dessen Betriebsdämpfung in Abhängigkeit
von der Frequenz festgestellt werden soll. Zu diesem Zweck wird die am Ausgang von
3 auftretende, gewobbelte Meßspannung der Vertikalablenkungsschaltung 4 eines Elektronenstrahl-Oszillographen
5 zugeführt, die im wesentlichen aus den schematisch angedeuteten Stufen zur Wechselstromverstärkung,
Gleichrichtung und Gleichstromverstärkung besteht. Die Ausgangsspannung von 4 wird,
wie aus der Figur ersichtlich ist, als Ablenkspannung den vertikalen Ablenkorganen
der Elektronenstrahlröhre 6 zugeführt. Ein Teil der vom Meßsender 1 gelieferten
Meßspannung wird entweder vor oder nach dem Durchlaufen des Meßobjektes 3 abgegriffen,
im letzteren Fall über einen Begrenzer 7, wie in der Zeichnung gestrichelt angedeutet
ist, und der einen Kontaktseite des Umschalters sl einer Umschaltevorrichtung 8
zugeführt.
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In der gezeichneten Lage von s 1 wird dieser Teil der Meßspannung
sodann an den Eingang der Horizontalablenkungsschaltung 9 des Oszillographen 5 durchgeschaltet.
Diese enthält neben einem Wechselspannungsverstärker9 im wesentlichen einen Diskriminator
10 zur Bildung einer Wechselspannung mit einer der jeweiligen Meßfrequenz proportionalen
Amplitude, eine Gleichrichteranordnung 11 sowie eine weitere, nicht bezifferte Stufe
zur Gleichspannungsverstärkung, die eine Ablenkspannung geeigneter Amplitude den
horizontalen Ablenkorganen der Elektronenstrahlröhre 6 zuführt. In der zweiten,
nicht dargestellten Schaltstellung des Umschalters s 1 wird über eine Leitung 12
eine Spannung stabilisierter Frequenz zu dem Diskriminator 10 durchgeschaltet.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Spannung stabilisierter
Frequenz aus den Ausgangsspannungen zweier quarzstabilisierter Generatoren 13 und
14 ausgewählt, wobei als Auswahlorgan ein Umschalter lã dient, der zusammen mit
der Wobbeleinrichtung 2 des Meßsenders 1 von einem Antriebsmotor 16 betätigt wird.
Die Auswahl unter den Ausgangsspannungen der beiden Generatoren 13 und 14 erfolgt
dabei in der Weise, daß beim Überstreichen der unteren Hälfte des Meßfrequenzbereiches
der
eine Generator, z. B. 13, beim Überstreichen der oberen Hälfte der andere Generator,
z. B. 14, angeschaltet wird. Dabei schwingt der Generator 13 auf einer festen Frequenz
innerhalb der unteren, der Generator 14 entsprechend innerhalb der oberen Hälfte
des Meßfrequenzbereiches. Gemäß einer Weiterbildung können auch mehrere Teilbereiche
der Meßfrequenz gebildet werden, wobei jedem dieser Teilbereiche ein stabilisierter
Generator zugeordnet ist, dessen Ausgangsfrequenz diesem Teilbereich angehört.
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Der Umschalter 81, der mit Vorteil in an sich bekannter Weise durch
elektronisch steuerbare Torschaltungen realisiert wird, ist von einem Impulsgeber
17 gesteuert. Hierbei kann das Impulsverhältnis zweier aufeinanderfolgender Impulse
18 und 19, die den Umschalter 81 nacheinander auf die untere und obere Kontaktseite
einstellen, zweckmäßigerweise z. B. etwa 1 : 2 betragen. Der Impulsgeber 17 ist
so ausgebildet, daß während der Umschaltezeiten von s 1 Steuerimpulse 20 abgegeben
werden, die der Intensitätssteuerelektrode der Elektronenstrahlröhre 6 zum Zwecke
einer Dunkelsteuerung zugeführt werden.
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Die beschriebene Anordnung arbeitet in der Weise, daß abwechselnd
im Takte der Umschaltfrequenz von sl einerseits jeweils ein Teil der Kurve des Frequenzverlaufes
der gewobbelten, über das Meßobjekt 3 abgeleiteten Meßspannung und andererseits
eine punktförmige Frequenzmarke auf dem Bildschirm der Elektronenstrahlröhre 6 zur
Darstellung gelangen. Dabei ist es vorteilhaft, die vom Impulsgeber 17 definierte
Umschaltfrequenz relativ hoch gegenüber der Wobbelfrequenz des Meßsenders 1 zu wählen,
da hierdurch ein ruhiger Bild am Bildschirm entsteht. Durch die Unterbrechung der
Aufzeichnung des Frequenzverlaufes im Takte der Umschaltfrequenz ergibt sich eine
gestrichelte Darstellung der Kurve, wobei es zur Erzielung einer klaren Linienführung
vorteilhaft ist, die Umschaltfrequenz so groß zu wählen, daß sie ein Vielfaches
der Wobbelfrequenz der Meßspannung beträgt. Hierdurch wird eine Verschiebung der
ausgetasteten Kurvenstücke längs der Kurve vermieden.
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Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Anordnung nach der Erfindung
enthält die Umschaltevorrichtung 8 einen weiteren, mit dem Umschalter sl synchron
arbeitenden Schalters2, der während der unteren Schaltstellung von 81, d. h. während
der Durchschaltung der Spannung stabilisierter Frequenz an den Diskminatoreingang,
gleichzeitig eine von einem Generator 21 erzeugte Hilfsspannung an die Vertikalablenkungsschaltung
4 legt. Hierdurch wird erreicht, daß die Frequenzmarke auf dem Bildschirm der Elektronenstrahlröhre
6 infolge einer gleichzeitigen Vertikalablenkung des Elektronenstrahles als senkrechte
Strichmarke erscheint. Bei einem Ausführungsbeispiel wurde hierbei für eine Wobbelfrequenz
von 1 Hz und eine Umschaltfrequenz von 180 Hz eine Hilfswechselspannung mit einer
Frequenz von 400 Hz gewählt.