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Die Erfindung bezieht sich auf eine Wobbeleinrichtung mit voreinstellbarem
Frequenzmarkengeber für ein Frequenzkurven-Sicht- bzw. -Registrier-Gerät (Elektronenstrahloszillograph),
bei der eine in ihrer Frequenz insbesondere periodisch modulierbare Spannung in
einem Oszillator erzeugt wird, bei der ferner an einem Komparator einerseits eine
dem jeweils dargestellten Frequenzwert proportionale, insbesondere gleichzeitig
die Frequenzmodulation steuernde Spannung und andererseits eine in Frequenzeinheiten
geeichte, voreinstellbare Gleichspannung anliegen, wobei der Komparator bei Gleichheit
der beiden anliegenden Spannungen einen Impuls abgibt, der dem Frequenzkurven-Sicht-
bzw. -Registrier-Gerät als Frequenzmarkenimpuls zugeführt wird, und bei der Frequenz
ablenkung des die Frequenzkurven aufzeichnenden Schreibmittels (Elektronenstrahl)
von der dem Frequenzwert proportionalen Spannung gesteuert wird.
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Eine bekannte Einrichtung dieser Art dient in einem Spannungsmeßgerät,
das nach Art eines Panoramaempfängers aufgebaut ist, zur Frequenzselektion von in
breiten Hochfrequenzbändern auftretenden, diskreten Signalspannungen. Zu diesem
Zweck wird die frequenzmodulierbare Spannung einer Umsetzungsstufe als Suchspannung
zugeführt und in dieser mit den empfangenen Signalspannungen gemischt, wobei ein
nachgeschaltetes Bandfilter jeweils einen schmalen Frequenzbereich aus den Mischprodukten
aussiebt und dem Sichtgerät zur weiteren Auswertung zuführt. Der Frequenzmarkenimpuls
dient zur kurzzeitigen Sperrung oder Auftastung der Bandfilterausgangsspannungen,
woraus sich eine entsprechende Tastung der darzustellenden Frequenzkurve ergibt.
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Bei herkömmlichen Darstellungen von Frequenzkurven elektrischer Vierpole
mit Hilfe von Sicht-bzw. Registriergeräten werden die eingeblendeten Frequenzmarken
im allgemeinen in der Weise erzeugt, daß eine gewobbelte Meßfrequenz mit einer festen,
einstellbaren Vergleichsfrequenz gemischt wird und die Differenzfrequenz zwischen
beiden über einen Tiefpaß mit niedriger Grenzfrequenz oder ein Bandfilter mit engem
Durchlaßbereich ausgefiltert wird. Stimmt hierbei die Meßfrequenz mit der festen
Vergleichsfrequenz annähernd überein oder weicht sie von dieser um einen durch das
Bandfilter vorgegebenen festen Betrag ab, so entstehen am Filterausgang jeweils
Spannungen, die zur Frequenzmarkenerzeugung herangezogen werden können. So ist es
beispielsweise möglich, diese Spannungen, gegebenenfalls nach Gleichrichtung, zur
zusätzlichen Ablenkung des Elektronenstrahls der Elektronenröhre zu verwenden oder
mit ihnen die Auslösung eines Impulsgenerators zu bewirken, der eine Intensitätssteuerung
des Elektronenstrahls vornimmt.
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Hierbei ist es nachteilig, daß die Frequenzmarken-Steuerung über
den Tiefpaß bzw. das Bandfilter, insbesondere bei kleinen Wobbelhüben, wegen der
Filtereinschwingzeit eine hinreichend kleine Wobbelgeschwindigkeit voraussetzt.
Wählt man beispielsweise bei einem Wobbelhub von 100 Hz die Breite der sichtbaren
Frequenzmarke zu 1 Hz, d. h. zu 1 0/o des Hubes, so beträgt die Einschwingzeit eines
dabei verwendeten, unversteilerten Filters als reziproker Wert der Bandbreite 1
Sekunde. Das bedeutet jedoch, daß der gesamte Wobbelhub hierbei in 100 Sekunden
oder mehr durchlaufen werden müßte, was einer Wobbelfrequenz von 0,01 dz entspricht.
Umgeht
man derartige extrem niedrige Wobbelfrequenzen, die praktisch keine Auswertung
- mittels Elektronenröhren zulassen, dadurch, daß man breitere Frequenzmarken von
mehr als 10/o des Hubes zuläßt, so ergeben sich einerseits Ungenauigkeiten in der
Frequenzablesung, während andererseits die darzustellende Frequenzkurve von den
Frequenzmarken weitläufiger überdeckt wird, so daß auch ihre Ablesbarkeit darunter
leidet.
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Eine andere, auch für kleine Wobbelhübe verwendbare, bekannte Schaltungsanordnung
zur Erzeugung eines Frequenzmarkenimpulses ist so ausgebildet, daß von der Meßspannung
über ein Differenzierglied und einen nachgeschalteten Gleichrichter eine Gleichspannung
abgeleitet wird, deren Amplitude von der Meßfrequenz nach einer monoton ansteigenden
bzw. abfallenden Funktion eindeutig abhängig ist. Diese Gleichspannung wird zusammen
mit einer zweiten, der Meßspannungsamplitude proportionalen Gleichspannung den beiden
Eingängen eines Differentialverstärkers zugeführt, der ausgangsseitig zwei zueinander
gegenphasige Spannungen abgibt, von denen die eine dem zeitlichen Amplitudenverlauf
der abgeleiteten Gleichspannung unter Berücksichtigung eines bestimmten Verstärkungsfaktors
entspricht. In einem nachgeschalteten Vollweggleichrichter werden die beiden gegenphasigen
Spannungen sodann derart einander überlagert, daß jeweils nur die über der zweiten
Gleichspannung liegenden positiven Äste übertragen werden. Diese schließen zwischen
sich ein Minimum der Ausgangsspannung ein, welches im Zeitpunkt der Amplitudengleichheit
zwischen den beiden dem Differentialverstärker zugeführten Spannungen liegt und
den gewünschten Markierungsimpuls darstellt.
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Bei der vorstehend beschriebenen, bekannten Schaltungsanordnung zur
Erzeugung eines Frequenzmarkenimpulses wird von einem Spannungsvergleich ausgegangen,
bei dem von einer amplitudenmäßig von der Meßfrequenz eindeutig abhängigen Spannung
beim Erreichen einer durch die zweite Gleichspannung definierten Amplitude ein Markenimpuls
in aufwendiger Weise abgeleitet wird. Dazu sind einerseits Differenzier-, Integrier-
oder Diskriminatorschaltungen erforderlich, welche aus der Meßwechselspannung eine
Wechselspannung mit frequenzabhängiger Amplitude ableiten und andererseits Gleichrichterschaltungen,
welche deren Hüllkurve auswerten. Weiterhin ist ein Nachteil darin zu sehen, daß
die Meßspannung im allgemeinen nicht so groß ist, daß bei der Erzeugung des Frequenzmarkenimpulses
eine ausreichende Impulshöhe erzielbar ist. Dies wird erst möglich durch den zusätzlichen
Einsatz von Verstärkungsmitteln in den die frequenzabhängige Gleichspannung ableitenden
Schaltungen. Eine derartige zusätzliche Verstärkung ist insbesondere auch aus dem
Grund notwendig, weil hierdurch die Amplitudenänderung der frequenzabhängigen Gleichspannung
nach der Zeit so weit vergrößert wird, daß der Zeitpunkt des Frequenzmarkenimpulses
genauer definiert ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Genauigkeit der Frequenzmarkierung
von mittels Frequenzkurven-Sicht- bzw. -Registrier-Geräten dargestellten Vierpolmeßwerten
zu vergrößern. Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch die Anwendung der eingangs
genannten Einrichtung zur Aufnahme frequenzabhängiger, mit einstellbaren Frequenzmarken
versehener
Meßwertkurven eines Vierpols, der jeweils zwischen den Oszillator und den die Meßinformation
auswertenden Teil des Frequenzkurven-Sicht- bzw.
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-Registrier-Gerätes geschaltet ist, und dem die Oszillatorspannung
als Meßspannung zugeführt wird, wobei gegebenenfalls die am Komparator liegende,
dem Frequenzwert proportionale Spannung mittels eines Diskriminators aus der Meßspannung
abgeleitet ist.
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Mit der Erfindung ist eine Vergrößerung der Anzeigegenauigkeit bei
der Darstellung von frequenzabhängigen Meßwertkurven von Vierpolen erzielbar, wobei
der Schaltungsaufwand gegenüber der bekannten, auch bei kleinen Wobbelhüben verwendbaren
Schaltungsanordnung gleichzeitig erheblich verringert wird. Ein weiterer wesentlicher
Vorteil besteht darin, daß auch ohne zusätzliche Verstärkungsmittel eine ausreichende
Amplitude zur genauen Definition des Markierungszeitpunktes sowie zur Erzeugung
einer ausreichenden Impulshöhe des Frequenzmarkenimpulses zur Verfügung steht.
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Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten,
bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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In der Zeichnung ist eine Wobbeleinrichtung dargestellt, die aus
einem kontinuierlich und insbesondere automatisch in der Frequenz einstellbaren
(wobbelbaren) Oszillator 1 und einem Frequenzkurven-Sicht-bzw. -Registrier-Gerät
2 besteht, das eine Elektronenstrahlröhre als Anzeigeorgan enthält. Hierbei wird
in an sich bekannter Weise die frequenzabhängige Meßwertkurve 3 eines zwischengeschalteten
Vierpols X auf dem Bildschirm von 2 dargestellt, indem ein Wobbelgenerator 4, der
beispielsweise eine sägezahnförmige Wobbelspannung dem Oszillator 1 zuführt und
diesen entsprechend frequenzmoduliert, gleichzeitig die horizontale Zeitablenkspannung
(Zeitbasis) für die Elektronenstrahlröhre 2 liefert. Die infolge der eingangsseitigen
Speisung mit der als Meßspannung dienenden Ausgangsspannung von 1 ausgangsseitig
vom Vierpol X auftretende Meßspannungsamplitude wird dabei zur Vertikalablenkung
herangezogen.
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Zur Erzeugung einer Frequenzmarke in der in 2 dargestellten Frequenzkurve
wird die Ausgangsspannung U1 des Wobbelgenerators 4, die dem jeweils dargestellten
Frequenzwert proportional ist, zusammen mit einer einstellbaren, in Frequenzeinheiten
geeichten Gleichspannung U2, die über ein Potentiometer S von einer Batterie 6 abgeleitet
ist, den Eingängen eines Komparators 7 zugeführt, der in an sich bekannter Weise
beim Auftreten von Amplitudengleichheit beider Eingangsspannungen einen Impuls 8
abgibt. Dieser wird gegebenenfalls in einer nachfolgenden Impulsformerstufe 9 in
einen Rechteckimpuls geeigneter Höhe und Breite umgeformt und als Frequenzmarkenimpuls
der Vertikalablenkung der Elektronenstrahlröhre zugeführt. Der Frequenzmarkenimpuls
kann in Abweichung hiervon auch der Intensitätssteuerelektrode der Elektronenstrahlröhre
zuge-
führt werden, wo er eine Hell- bzw. Dunkeltastung der dargestellten Meßwertkurve
3 in dem zu markierenden Punkt bewirkt. Die Größe der vom Wobbelgenerator4 gelieferten
Spannung U1 reicht hierbei aus, um im Komparator 7 einen Impuls 8 mit einer solchen
Impulshöhe zu erzeugen, daß ohne Einsatz von zusätzlichen Verstärkungsmitteln ein
Frequenzmarkenimpuls ausreichender Amplitude gebildet werden kann.
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Eine Einstellung der Frequenzmarke über der Breite des in 2 dargestellten
Frequenzhubes erfolgt in einfacher Weise durch Einstellung der Amplitude von U2.
Die Eichung der Einstellung von U2 kann beispielsweise nach einem der herkömmlichen
Verfahren der Frequenzmarkenerzeugung erfolgen, bei denen die gewobbelte Meßfrequenz
mit einer Vergleichsfrequenz gemischt und die Differenzfrequenz über einen Tiefpaß
ausgefiltert wird. Hierbei ist lediglich darauf zu achten, daß die Wobbelgeschwindigkeit
genügend klein ist. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Meßfrequenz von
Hand einzustellen und beim Auftreten einer Frequenzmarke nach dem beschriebenen
Frequenzmischverfahren die Vergleichsspannung U2 auf den zur Erzeugung der gleichen
Frequenzmarke erforderlichen Wert nachzustellen.