DE1591996A1 - Schaltungsanordnung zum digitalen Messen der Guete von Schwingkreisen - Google Patents

Schaltungsanordnung zum digitalen Messen der Guete von Schwingkreisen

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/26Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
    • G01R27/2688Measuring quality factor or dielectric loss, e.g. loss angle, or power factor

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)

Description

  • Schaltungsanordnung zum digitalen Messen der Güte von Schwingkreisen Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum digitalen Messen der Güte von Schwingkreisen, bei der eine im Schwingkreis angeregte gedämpfte Schwingung zwei sich bezglich ihrer eingestellten schwellwerte wie 100 : 4,3 verhaltenden Schwellwert-Maßeinrichtungen zugeführt wird, und die zwischen diesen beiden Schwellwerten auftretenden Halbwellen der gedämpften Schwingung mittels eines Zählers gesibit werden.
  • Es ist bereits eine Schaltungsanordnung dieser Art bekannt, bei der als Schwellwert-Meßeinrichtungen übliche auf vorbestimmte Gleichspannungspegel ansprechende Schwellwert-Schalter dienen, denen die gleichgerichtete gedämpfte Schwingung zngeführt wird (Electronics 34, 1961, September 29, 5. 150). Diese bekannte Anordnung besitzt den Nachteil, daß sie nicht zur Auswertung verachiedener Frequonzen geeignet ist, denn die zur Gleichrichtung der gedämpften Schwingung erforderlichen Gleichrichterschaltungen sind in starkem Maße frequenzabhängig.
  • Es ist Aufgabe ger Erfindung, eine in Aufbau einfache Schaltungsanordnung zum digitalen Messen der Güte von Schwingkreisen zu schaffen, die eine genaue Messung in einem breiten Frequenzbereich von beiepielsweise einigen Hz bis weit in das MHz-Gebiet erlaubt.
  • Diese Aufgabe vird ausgehend von einer Schaltungsanordnung der eingange erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Schwellwert-meßeinrichtungen Kippschaltungen, insbesondere Schmitt-Trigger-Schaltungen oder Schaltungen mit Tunnel-Diodengewählt werden, die jeweils bie sum Absinken der Amplitudenwerte der gedämpften Schwingung auf den vorbestinaten Schwellwert ausgangsimpulse mit der Frequenz der gedämpften Schwingung abgeben, wobei durch diese Impulse eine it einer Torschaltung zusammenwirkende bistabile Kippstufe derart angesteuert wird, daß die Torschaltung während der Ansteuerung der bistabilen Kippstufe mit Impulsen aus beiden Kippschaltungen gesperrt ist und nach dem Unterbrechen der Impulserzeugung in der auf den höheren Sohwellwert eingestellten Kippechaltung nur noch die in der auf den niedrigeren Schwellwert eingestellten Schwellwert-Kippschaltung erzeugten Impulse über die Toreschaltung dem Zähler zugeführt werden. Ein besondere einfacher Aufbau ergibt sich, wenn auf den gleichen Schwellwert eingestellte Kippechaltungen verwender werden und der auf den niedrigeren Sohwellwert eingestellten 100 kippschaltung ein Verstärker mit den verstärkungsfaktor v = 4,3 vorgeschaltet ist. Um eine exakte Steuerung zu gewährelisten, hat eo stich ferner als notwendig erwiesen, die Ausgagsimpulse der auf den niedrigeren Schwellwert eingestellten Kippschaltung einer Differenzierschaltung zuzuführen und die bistabile Kippstufe jeweile durch die Impulse der auf den hdheren Schwellvert eingestellten Kippschaltung zu öffnen und durch die der Anstiegsflanke der Impulse der auf den niedrigeren Schwellwert eingestellten lippschaltung entsprechenden differenzierten Impulse wieder zu schließen.
  • Die der Abfallflanke der auf den niedrigeren Schwellwert eingestellten Kippschaltung entsprochenden differenzierten Inpulse werden insbesondere nach Durohlaufen einer Inpulsformerstufe, um Fehlmessungen durch verstümmelte Impulse oder dgl. zu vermeiden, als Zählimpulse der Torschaltung zugeführt.
  • Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist bezüglich der Feststellung der vorbestimmten Schwellwerte vollkommen frequenzunabhängig, so daß ohne irgend welcher Ein- oder Nachstellungen mit ein und derselben Schaltung G2tenessungen in einen breiten Frequenzband von beispielsweise 1 kHz bis 10 MHz sehr exakt durchgeführt werden konnen. Vor alle. durch den identischen Aufbau der beiden verwendeten Schwellwert-Kippachaltungen wird erreicht, daß eine beisielsweise durch Temperatureinflüsse oder dgl. hervorgerufene eventuelle Verschiebung der eingestellten Schwellwerte in beiden Kippschaltungen in gleicher Richtung erfolgt, also der Abstand der beiden Schwellwerte konstant bleibt, so daß meßfehler weitgehendst vermieden werden.
  • Die Erfindung wird in folgenden an hand schematischer Zeichnungen an einen Ausführungsbeispiel näher erläutert.
  • Fig. 1 zeigt an hand eines Blockschaltbildes eine erfindungsgemäße Schaltuagsanordnung zur Messung der Güte von Spulen.
  • Fig. 2 zeigt die bei der Schaltung nach Fig. 1 an den Stellen 1 bis 10 auftretenden verschiedenen Impulsfolgen.
  • Die Güte Q eines Schwiagkreises hängt bekanntlich mit dem logarithmischen Dekrement wie folgt sus@@@@en: # = #/# wobei # bestimmt ist durch den natürlichen Logerithmus des Verhältnisses der Amplituden von aufeinanderfolgenden halbwellen der gedämpften Schwingung. Darmus ergibt sich, daß die Zahl der Schwingungen, die zwischen zwei Amplitudenwerten liegen, welche sich wie 100 : 4,3 verhalten, genen den Wert der Gü to Q entspricht. Auf diesen physikalischen Grundprinzip besiert die erfindung@genäße Schaltungsnordnung.
  • Gemäß Fig. 1 wird der zu messende Schwingkreis S, bei dem z.B. die zu messende Spule L mit einem weitgehendst vorlustfreien Kondensetor C zusammengeschaltet ist, über einen Impulsgeerator G periodisch z.B. in Abständen von etwa 2 sec. zu gedämpften Schwingungen angeregt. Die gefämpfte Schwingung vird durch einen Verstärker V1 vorstärkt und zwei Schwellwert-Kippschaltungen K1 und k2, beispielsweise Ublichen Schmitt-Trigger-Schaltungen, zugeführt, deren Schwellwerts sich wie 100 s 4,3 verhalten. In des gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Ansprechschwellen dieser beiden Kippschaltungen K1 und K2 gleich groß gewählt und vor die auf den niedrigeren Schwellwert ansprechende Kippschaltung K2 ist ein Verstärker V2 sit der Spannungsverstärkung * I 100 geschaltet.
  • 4,3 Die beiden Kippschaltungen K1 und K2 liefern in bekannter Weise inmmer dann Ausgangsimpulse, wenn die Amplitude der einganseitig zugeführten Wechselspannung noch größer ist als der jeweils eingestellte Schwellwert. Durch die Kippeschaltung K1 werden also so lange Ausgangsimpulse erzeugt, als die Amplitude dr gedämpften Schwingung noch über des eingestellten obersten Schwellwort liegen. Wird dieser Schwellwert von den Amplituden der gedämpften Schwingung unterschritten, so werden durch die Kippschaltung K1 keine Ausgangsimpulse @ehr erzeugt, sondern nur noch durch die Kippschaltung K2 und zwar bis zum Erreichen des niedrigeren Schwellwerts. Da die Schwellwerte der beiden Kippschaltungen K1 und K2 unterschiedlich gewählt sind, erhält man damt zwei Impulsreinhen unterschiedlicher Länge, wie dies in Fig. 2 bei 4 und 5 dargestellt ist.
  • Die beiden Kippschaltungen K1 und K2 steuern eine bistabile Kippstufe B.
  • Die Ausgeangsimpulse der Kippstufe K2 werden zu diesem Zweck in einer Differenzierstufe D differenziert und Uber einen Impulsverstärker V3, durch welchen die positiven differenzierten Impulse, also die der Anstiegeflanke der von er Kippschaltung K2 abgegebenen Ausgangsimpulse entsprechenden Impulse, ausgesiebt, verstärkt und gegebenenfalls geeignet geformt werden. Mit den Ausgangsimpulsen der Kippschaltung K1 vird die bistabile Kippstufe B jeweils geöffnet und sit den differenzierten Impulsen 7 wieder geschlossen. As Ausgang der bistabilen Kippstufe erhält man auf diese Weise stets dann Ausgangeimpulse, wenn sowohl von der Kippschaltung k1 als auch von der Kippschaltung K2 Ausgangsimpulse erzeugt werden. Wenn infolge des Erreichens des oberen Schwellwertes von der Kippschaltung K1 keine Ausgangsimpulse mehr erzeugt werden, io werden von der bistabilen Kippstufe B ebenfalls keine ausgangsimpulse mehr erzeugt.
  • Die ausgangsimpulse der bistabilen Kippstufe b steuern eine Torschaltung T. Schnge also durch die Kippeohaltung B ausgangsimpulse erzeugt werden, ist diese Torschaltung T gesperrt. Wird dqegen die Erzeugung von Ausgangsimpulsen durch die Kppschaltung K1 infolge des Erreichens des oberen Schwellwertes unterbrochen, so wird auch die Erzeugung von Ausgangsimpulsen der bistabilen Kippschaltung B unterbrochen und die Torschaltung T wird geöffnet. Werden nun Uber die Torschaltung T die in positive Impulse 9 umgewandelten negativen Differentiationsimpulse an Ausgang der Differenzierzohaltung D des Zähler Z zugeleitet, so werden nur diejenigen Halbwellen der gedämpften Schwingung gezählt, die zwischen den durch die Kippschaltungen K1 und K2 bestimmten Schwellwerten auftreten. Die Zahl dieser Impulse 10 entspricht dann unmittelbar der Wert der GUte Q der su mesenden Spule L. Der Zähler Z wird vorzugsweise automatisch bei erneuten Anstoß des Schwingkreises Uber den Impuls-Generator G wieder zurückgestellt, wie diese durch die Leitung A angedeutet ist.
  • Patentansprüche

Claims (4)

  1. P a t e n t e an s p r ü c h e 1. Schaltungsanordnung zum digitalen Messen der Güte von Schwingkreisen, bei der eins in Schwingkreis angeregte gedämpfte schwingung zwei sich bezüglich ihrer eingestellten schwellwerte wie 100 : 4,3 verhaltenden Schwellwert-meßeinrichtungen zugefüûhrt wird, und die zwischen diesen beiden Schwellwerten auftretenden Halbwellen der gedämpften Schwingung mittels eines Zählers gezählt werden, d a d u r c h 6 e k # fl n s e i o h n e t daß die Schwellwert-Meßeinrichtungen Kippschaltungen (K1, K2) sind, die Jeweils bis zum Absinken der Amplitudenwerte der gedämpften Schwingung auf den vorbestinsten Schwellwert ausgangsimpulse mit der Frequens der gedämpften Schwingung abgeben (Impulszüge 4 und 5), und daß durch diese Impulse eine mit einer Torschaltung (T) zusammenwirkende bistabile Kppstufe (B) derart angestert ist, daß die Torschaltung (T) während der Ansteuerung der bistabilen Kippstufe (B) mit Impulsen aus beiden Kippschaltungen (K1 und K2) gesperrt ist und nach du Unterbrochen der Impulserzeugung in der auf den höheren Schwellwert eingestellten Kippschaltung (K1) nur die von der auf den niedrigeren Schwellwert eingestellten Kippschaltung (K20 abgeleiteten folgenden Impulse über die Torschaltung (T) dem Zähler (Z) zugeführt werden.
  2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, d r d u r c h g # k e n n z # i c h n # t , daß auf den gleichen Schwellwert eingestellte Kippschaltungen (K1, K2) verwendet werden und der auf den niederigeren Schwellwert eingestellten Kippschaltung (K2) ein Verstärker (V2) 100 mit dem Verstärkungsfakteor = vorgeschaltet ist.
  3. 4,3 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, d a -d u r c h g # k e n n s # i c h n # t , daß die Ausgangmimpulse der auf den niedrigeren Schwellwert eingestellten Kippschaltung (K2) einer Differenzierschaltung (D) zugeführt verden und dio bistabile Kippstufe (B) jeweils durch die Impulse (4) der auf den höheren Schwellwert eingostellten Kppschaltung (K1) geöffnet und durch die der Anstiegsflanke der Impulse (5) der auf den niedrigeren Schwellwert eingestellten Kippschaltung (K2) entsprechenden differenzierten Impulse (7) wieder geschlossen wird.
  4. 4. Schmltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 3 , d w d u r c h g e k e n n z # i c h n e t # daß die der Abfallflanke der auf en niedrigeren Schwellwert eingestellten Kippschaltung (K2) entsprechenden differenzierten Impulse (9) insbesondere nach Durchlaufen einer Impulsformerstufe (V4) als Zählimpulse der Torschaltung (T) zugeführt werden.
    L e e r s e i t e
DE19671591996 1967-10-06 1967-10-06 Schaltungsanordnung zum digitalen Messen der Gute von Schwingkreisen Expired DE1591996C (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DER0047068 1967-10-06
DER0047068 1967-10-06

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1591996A1 true DE1591996A1 (de) 1971-01-07
DE1591996B2 DE1591996B2 (de) 1972-07-06
DE1591996C DE1591996C (de) 1973-02-01

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4460003A (en) * 1981-08-21 1984-07-17 Mars, Inc. Coin presence sensing apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4460003A (en) * 1981-08-21 1984-07-17 Mars, Inc. Coin presence sensing apparatus

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DE1591996B2 (de) 1972-07-06

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