DE2048125B2 - Schaltungsanordnung zum Abgleich eines mechanischen Filters - Google Patents
Schaltungsanordnung zum Abgleich eines mechanischen FiltersInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung
zum Abgleich eines mechanischen Filters, der aus mehreren, über mechanische Koppelelemente gekoppelten
Resonatoren besteht, von denen zumindest die Endresonatoren mit elektromechanischen
Wandlern verbunden sind, über die die elektrischen Schwingungen eines Senders in mechanische Schwingungen
umgewandelt werden und umgekehrt, bei der die Einstellung einer vorgegebenen Übertragungscharakteristik
durch Veränderung einzelner Filterelemente erfolgt, und der Abgleichvorgang in der
Weise durch geführt wird, daß die gemessene Frequenz der Schwingungen (Koppelschwingungen) mit
dem berechneten Wert der Koppelschwingungen einem Soll-Ist-Wert-Vergleich unterzogen ist, und
daß ein aus oen sich ergebenden Frequenzdifferenzen durch Auflösung des den Zusammenhang zwischen
Elementwertabweichungen und Koppelfrequenzabweichungen darstellenden Gleichungssystenis
die vorliegenden Aufbaufehler berechnender und daraus die Stellgrößen für eine Abgleichvorrichtung
ermittelnder Prozeßrechner vorgesehen ist und durch die Stellgrößen der Abgleich der einzelnen Filterelemente
erfolgt.
Mechanische Filter sind bekanntlich in dem für sie geeigneten Frequenzbereich den aus konzentrierten
Schaltelementen bestehenden Filtern unter anderem deshalb erheblich überlegen, weil sie bei einem
nur geringen Raumverbrauch eine hohe Schwingungsgüte der einzelnen Resonatoren sowie eine hohe zeitliche
Konstanz in Verbindung mit einer verhältnismäßig großen thermischen Konstanz aufzuweiser
haben. Auf Grund der nicht zu vermeidenden Her Stellungstoleranzen sowie der Schwankungen de:
Materialeigenschaften ist es jedoch nicht möglich bei einem Filter unmittelbar die theoretisch vorge
gebene Übertragungscharakteristik zu erreichen, um es ist deshalb erforderlich, die einzelnen Filter
elemente so zu korrigieren, daß sich die Übertragungs charakteristik des Filters möglichst wenig von de
3 f 4
theoretisch vorgegebenen unterscheidet. Für diese die Stellgrößen der Abgleich der einzelnen Filter-Korrektur
der einzelnen Filterelemente ist bekannt- elemente erfolgi, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß
lieh auch der Ausdruck »Abgleich« üblich. dadurch gelöst, daß dem Sender entweder ein extrem
Allgemein läßt sich sagen, daß die Eigenschaften hoher oder ein extrem niedriger Ausgangswiderstand
eines mechanischen Bandfilters durch die Eigen- 5 zugeordnet ist und die Abnahmeeinrichtung entweder
frequenzen und die Massen der einzelnen Resona- einen extrem hohen oder einen extrem niedrigen
toren sowie durch die Steifigkeiten der Koppler ge- Eingangswiderstaud hat, so daß vier mögliche Korngeben
sind. Diese drei Grüßen unterliegen Ab- binationen beidseitiger Filterabschlüsse entstehen,
weichungen von ihren Sollwerten, verursacht durch und daß zumindest bei einer der vier Kombinationen
unvermeidliche Werkstoff- und Baufehler. Während io der Extremwerte der Abschlußwiderstände der Abdie
Eigenfrequenzen der Resonatoren sich im Ver- gleichvorgang durchgeführt wird,
lauf ihrer Herstellung in einfacher Weise abgleichen Aus der Literaturstelle »Funkscliau«, 1970,
lassen, scheidet ein Abgleich der Massenfehler im Heft 17, S. 571 bis 574, ist es zwar bekannt, in der
allgemeinen sowohl aus wirtschaftlichen Gründen Fernsehmeßtechnik Prozeßrechner zum Abgleich von
als auch wegen der Gefahr einer unzulässigen Ver- 15 Fernsehempfängern heranzuziehen, jedoch wird dort
änderung des Ersatzschaltbildes aus. Ein Abgleich der Abgleichvorgang auf solche Parameter bezogen,
der Koppler wäre nur am fertigen Filter möglich, da die unmittelbar übereinstimmen mit den im praksich
die Koppelfehler wesentlich aus Fehlern beim tischen Betrieb solcher Videoverstärker auftretenden
Zusammenbau bilden. Ein nachträglicher iterativer Parametern.
Abgleich an den Kopplern des fertigen Filters von 20 Bei der Erfindung wird demgegenüber von der
Hand unter gleichzeitiger Beobachtung des Betriebs- Überlegung ausgegangen, daß die Eigenschaften des
Verhaltens scheidet jedoch ebenfalls aus, da das Filters durch die vier Elemente seiner Kettenmatrix
Betriebsverhalten bei jeder Frequenz in komplizier- .
ter Weise von sämtlichen Elementen abhängt und [^i |
sich eine einmal vollzogene Änderung eines mecha- 25 K ~ I
nischen Filterelements nicht mehr rückgängig machen Vc ^2/
läßt. vollständig bestimmt sind. Verhältnismäßig leicht
Aus diesen Gründen ist es bisher üblich, die Re- meßbare und sehr scharfe Kriterien eines Filters sind
sonatoren vor dem Zusammenbau des Filters auf seine Eigenfrequenzen, die in den vier Extremalihre
Sollfrequenz abzugleichen, die Werkstoff- und 30 betriebszuständen, nämlich R1 = 1/A2 = 0, oc;
Baufehler jedoch so gering zu halten, daß die Ab- R1 = R1, = 0, 00 den Nullstellen der Matrixelemenweichungen
des Filterverhaltens vom Sollverhalten te A1, A2, B, C entsprechen. Unter R1 und R2 sind
ausreichend klein bleiben. Diesem Vorgehen sind dabei die Abschlußwiderstände des Filters zu verjedoch
bei sehr hohen Anforderungen an ein Filter, stehen. Die Zahl der Nullstellen reicht aus, um mit
z. B. an seine Ebnung mit einem Reflexionsfaktor 35 Hilfe der Nullstellenfehler sämtliche Elementfehler
r<5%, gegenüber bisher rs«100/o, oder an sein zu bestimmen. Wegen der Kleinheit der Fehler ist
Phasenverhalten, technische und wirtschaftliche ein nahezu linearer Zusammenhang zwischen Null-Grenzen
gesetzt. stellen- und Elementfehlern zu erwarten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Die Erfindung soll daher darin bestehen, die Null-
Verfahren zum Abgleich eines mechanischen Filters 40 stellen der Matrixelemente zu messen, aus den Nullanzugeben,
bei dem einerseits ein gezielter Abgleich Stellenfehlern die Elementfehler zu bestimmen und
der einzelnen Filterelemente möglich ist und das diese als Ausgangsgrößen für den Filterabgleich zu
andererseits einem vollautomatischen Abgleich unter benutzen.
Verwendung eines Prozeßrechners zugänglich ist, der Insbesondere sollen zur wesentlichen Vereinalle für den Filterabgleich erforderlichen Maßnahmen 45 fachung bei Ersatzschaltungen entsprechend der
steuert. später noch zu erläuternden Fig. 2 lediglich die
Ausgehend von einer Schaltungsanordnung zum Nullstellen des Matrixelementes C des abzugleichen-Abgleich
eines mechanischen Filters, das aus mehre- den Filters gemessen und die daraus bestimmbaren
ren, über mechanische Koppelelemente gekoppelten Korrekturen für die Resonatorfrequenzen und Kopp-Resonatoren
besteht, von denen zumindest die End- 50 ler angebracht werden. Diese setzen sich zusammen
resonatoren mit elektromechanischen Wandlern ver- aus einem Anteil zur teilweisen Korrektur der eigentbunden
sind, über die die elektrischen Schwingungen liehen Koppelfehler sowie aus einem Anteil zur teileines
Senders in mechanische Schwingungen umge- weisen Korrektur der Wirkungen der Massenfehler
wandelt werden und umgekehrt, bei der die Ein- der durch die jeweiligen Koppler miteinander verstellung
einer vorgegebenen Übertragungscharak- 55 bundenen Resonatoren, wobei wegen der Symmetrie
teristik durch Veränderung einzelner Filterelemente der Schaltung und des Betriebszustandes, also wegen
erfolgt und der Abgleichvorgang in der Weise durch- der daraus resultierenden Nichtunterscheidbarkeil
geführt wird, daß die gemessene Frequenz der symmetrisch liegender Elemente die erforderlicher
Schwingungen (Koppelschwingungen) mit dem be- Korrekturen gleichmäßig auf zueinander symmetrisch
rechneten Wert der Koppelschwingungen einem 60 liegende Elemente zu verteilen sind.
Soll-Ist-Wert-Vergleich unterzogen ist und daß ein In der Regel sind dabei die infolge des Ausgleich«
aus den sich ergebenden Frequenzdifferenzen durch von Massenfehlern an den Kopplern notwendig geAuflösung
des den Zusammenhang zwischen Eic- wordenen Korrekturen der Resonatorfrequenzen se
mentwertabweichungen und Koppelfrequenzabwei- klein, daß auf ihre Anbringung verzichtet werder
chungen darstellenden Gleichungssystems die vor- 65 kann.
liegenden Aufbaufehler berechnender und daraus Nachstehend wird die Erfindung an Hand vor
die Stellgrößen für eine Abgleichvorrichtung er- Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. Es zeig
mittelnder Prozeßrechner vorgesehen ist und durch in der Zeichnung
niederohmigen Strommesser ersetzen. Die Frequenzen der gemessenen Extremwerte entsprechen praktisch
den freien Eigenschwingungen eines mechanisch gekoppelten mechanischen Systems, das ein- und
5 ausgangsseitig nicht belastet ist, und es ist für diese Frequenzen auch der Ausdruck Koppelfrequenz
üblich. Durch eine dem Filterabgleich vorhergehende Netzwerkanalyse lassen sich die Koppelfrequenzen
genau bestimmen, und es kommt nun beim Abgleich
Abgleichvorrichtung ermittelt. Die Abgleichvorrichtung selbst nimmt dann den Abgleich der einzelnen
Filterelemente nach Maßgabe dieser Stellgrößen vor.
An Stelle eines Kurzschlusses oder eines Leerlaufes kann der Ausgangswandler W auch durch ein
Reaktanznetzwerk, wie z. B. elektrische Endkreise, abgeschlossen sein.
Erleichternd für den Abgleich wirkt sich insbe-
F i g. 1 ein aus mehreren, mechanisch gekoppelten, mechanischen Resonatoren bestehendes Filter,
F i g. 2 das elektrische Ersatzschaltbild eines mechanischen Filters gemäß Fig. 1,
F i g. 3 und 4 Fehlerverteilungen der Koppelfehler
vor und nach der Korrektur an den Koppelelementen,
vor und nach der Korrektur an den Koppelelementen,
F i g. 5 den Aufbau einer Abgleichvorrichtung im
Blockschaltbild,
Blockschaltbild,
F i g. 6 eine weitere Anordnung zur Durchführung io des Filters darauf an, die gemessenen Koppelfrequendes
Abgleiches im Blockschaltbild. zen mit den theoretischen möglichst genau zur Uber-
F i g. 1 zeigt ein mechanisches Filter, das aus meh- einstimmung zu bringen. Hierzu werden die Frequenreren
mechanischen Resonatoren 1, 2, 3 ... π be- zen der gemessenen Extremwerte, wie später noch
steht. Die einzelnen Resonatoren sind über die Kopp- erläutert wird, einem Soll-Ist-Wert-Vergleich unterler
K12, K23, K 34 ... miteinander gekoppelt, und 15 zogen, und aus den sich dabei ergebenden Frequenzdie
gestrichelte Linie zwischen den Resonatoren 3 differenzen werden dann die Stellgrößen für eine
und η soll kenntlich machen, daß an sich beliebig
viele weitere Resonatoren und Koppler vorhanden
sein können. Die Endresonatoren des Filters, nämlich der Resonator 1 und der Resonator «, sind je- 20
weils mit einem elektromechanischen Wandler W
bzw. W verbunden. Die Wandler bestehen beispielsweise aus Plättchen elektrostriktiven Materials, die
unmittelbar auf die aus einem metallischen Material
viele weitere Resonatoren und Koppler vorhanden
sein können. Die Endresonatoren des Filters, nämlich der Resonator 1 und der Resonator «, sind je- 20
weils mit einem elektromechanischen Wandler W
bzw. W verbunden. Die Wandler bestehen beispielsweise aus Plättchen elektrostriktiven Materials, die
unmittelbar auf die aus einem metallischen Material
bestehenden Resonatoren 1 und η aufgebracht und 25 sondere aus, wenn die Eigenfrequenzen aller Resoauf
der den Resonatoren abgewandten Seite mit einer natoren auf ihre Sollwerte abgestimmt sind und wenn
Metallisierung versehen sind. Es sei angenommen, die elektromechanischen Ankoppelelemente, dargedaß
der Wandler W den Eingangswandler und der stellt durch die Induktivitäten/0 in Fig. 1, 2, eben-Wandler
W den Ausgangswandler darstellen, wobei falls vorab gemessen und gegebenenfalls abgeglichen
im Ausführungsbeispiel die Resonatoren als Biege- 30 werden können. Darüber hinaus genügt es in nahezu
schwinger ausgebildet sind, deren Kopplung über im allen Fällen, nur elementsymmetrische Filter zu beBereich
der Schwingungsmaxima angreifende Kopp- trachten und sich auf kleine Fehler zu beschränken,
ler erfolge. Legt man an die Eingangsklemmen 5, 5' In der Regel genügt es, nur die Nullstellen des
eine elektrische Wechselspannung, so wird diese Leerlaufleitwertes, d. h. also das Matrixelement C
durch den Wandler W in mechanische Schwingungen 35 der Kettenmatrix, heranzuziehen. Für den Abgleich
umgewandelt, die am Ausgangswandler W wiederum elementsymmetrischer Filter genügt es, daß der Abin
elektrische Schwingungen umgewandelt werden gleich auf symmetrisch liegende Filterelemente
und an den Klemmen 6, 6' als elektrische Wechsel- gleichermaßen verteilt wird. Ferner ist es möglich,
spannung abnehmbar sind. die Messung der Istfrequenzen bei mechanisch freien
Ein vereinfachtes elektrisches Ersatzschaltbild des 40 oder bei mechanisch fest eingespannten, d. h. also
mechanischen Filters nach F i g. 1 ist in F i g. 2 dar- bei mechanisch geklemmten Filterenden, vorzunehgestellt,
die eine Abzweigschaltung zeigt, in deren men. Dabei erfolgt die Schwingungsanregung bzw.
Querzweigen die Resonanzkreise 1 bis η liegen. Die die Schwingungsabnahme durch elektromagnetische
einzelnen Resonanzkreise sind über in den Längs- oder elektroakustische Wandler, und als Abgleichzweigen
liegende Koppelinduktivitäten /12, / 23, 45 kriterium werden die Geschwindigkeitsresonanzen des
/34 ... miteinander gekoppelt. Die Resonanzkreise 1 Filterkörpers verwendet. Bei Verwendung relativ gebis
η bilden dabei unmittelbar die Resonatoren 1
bis η von F i g. 1 nach, so daß also auch die Eigenfrequenzen/l, /2, /3 ... j η der Resonatoren und
der Schwingkreise übereinstimmen. Die elektro- 50
mechanischen Wandler W und W sind im Ersatzschaltbild durch die im Eingangslängszweig bzw.
die im Ausgangslängszweig liegenden Spulen 10
nachgebildet.
bis η von F i g. 1 nach, so daß also auch die Eigenfrequenzen/l, /2, /3 ... j η der Resonatoren und
der Schwingkreise übereinstimmen. Die elektro- 50
mechanischen Wandler W und W sind im Ersatzschaltbild durch die im Eingangslängszweig bzw.
die im Ausgangslängszweig liegenden Spulen 10
nachgebildet.
Entsprechend den eingangs angestellten Über- 55 Kraft-Strom-Analogie nach F i g. 1, 2 entspricht dielegungen
läßt man die Ausgangsklemmen 6, 6' des ser Betriebsfall einem in beidseitig elektrischem
Wandlers W entweder leerlaufen, oder es werden Kurzschluß gemessenen mechanischen Filter mit
diese Klemmen kurzgeschlossen. Über den Eingangs- piezoelektrischen Antrieben.
wandler W wird das Filter durch eine an den Klem- Der Zusammenhang zwischen den Fehlern der zui
men S, 5' anliegende Wechselspannung variabler Fre- 60 Korrektur heranzuziehenden Elemente und den
quenz zu mechanischen Schwingungen erregt. Diese Nullstellenfehlem, dargestellt durch die Koeffizienten
Schwingungen werden wiederum abgenommen und der »Fehlermatrix«, ist für eine bestimmte Filterdie
Freqrenzen der Extremwerte gemessen. Dies läßt schaltung einmalig durch Analyse zu bestimmen,
sich beispielsweise im Falle des Leerlaufs mit Hilfe Zum Abgleich werden sodann aus den Nullstelleneines
extrem hochohmigen Spannungsmessers be- 65 fehlem eines Filters über die aus der Fehlermatris
werkstelligen, der an die Ausgangsklemmen 6,6' ange- durch Inversion gewonnene »Korrekturmatrix« die
schlossen ist. Im Falle des Kurzschlusses läßt sich Korrekturgrößen bestimmt,
der Spannungsmesser durch einen geeigneten extrem Selbst bei einer sehr starken Vereinfachung de:
der Spannungsmesser durch einen geeigneten extrem Selbst bei einer sehr starken Vereinfachung de:
nau vorabgeglichener Resonatoren 1 bis η braucht der Abgleich häufig nur mehr an den Koppelelementen
K12, K 23 vorgenommen zu werden.
Die Nullstellen des Matrixelementes C werden bei beidseitigem Leerlauf der Ersatzschaltung, Fig. 1, 2,
gemessen und berücksichtigen daher voraussetzungsgemäß nicht die elektromechanischen Ankoppelelemente
I0 in F i g. 1, 2. Gemäß der gewählten
Verfahrens durch eine Beschränkung auf nur ein Matritxelement sowie auf die Anbringung gleich
großer Korrekturen an symmetrisch zueinander liegenden Elementen, wobei im wesentlichen die sich
sehr stark auswirkenden gleichsinnig gerichteten Fehleranteile dieser Elemente korrigert werden, ergeben
sich bereits ganz wesentliche Verbesserungen des Filterverhaltens, wie dies das Beispiel in den
Fig. 3, 4 zeigt. In den Fig. 3 und 4 ist die Betriebsdämpfung
ab nach Abzug des durch die Verluste to hervorgerufenen Dämpfungsanteils im Durchlaßbereich
eines Filters in Abhängigkeit von der Frequenz aufgetragen. F i g. 3 zeigt eine größere Anzahl
von Fehlerverteilungen, d. h. den Streubereich einer größeren Anzahl mechanischer Filter. Hierbei sind
entweder die Koppler allein oder Koppler und Massen eines mechanischen Bandpasses mit Fehlern
behaftet, die sich aus einem systematischen Fehler und aus zufälligen Fehlern zusammensetzen. Sodann
werden die mit Hilfe der Nullstellenfehler des Matrixelementes C über die Korrekturmatrix erfindungsgemäß
bestimmten Korrekturen angebracht. Wie aus F i g. 4 zu erkennen ist, ist der Streubereich
bei genau der gleichen Anzahl mechanischer Filter durch den Abgleich erheblich kleiner geworden.
Zur Durchführung des Abgleiches ist z. B. ein Feinsandstrahlgebläse geeignet. Da hiermit nur ein
Materialabtrag möglich ist, sind die Koppler mit einem entsprechenden Vorhalt zu bemessen. Die
automatische Messung der Nullstellen, die Gewinnung der Abgleichgrößen und die Steuerung der Abgleicheinrichtung
werden von einem Prozeßrechner vorgenommen.
In F i g. 5 ist ein Beispiel dargestellt, bei dem die Steuerung zur Feststellung der Istfrequenzen, die Auswertung
der Frequenzdifferenzen, die Ermittlung der Stellgrößen sowie die Veranlassung zur Durchführung
des Abgleiches durch einen Prozeßrechner vorgenommen wird. Innerhalb der gestrichelt umrahmten
Schaltung 10 ist hierbei ein Prozeßrechner PR angeordnet, der vor- und rückwirkend mit einem ihm
zugeordneten Prozeßelement PE verbunden ist, wie dies durch den Pfeil 11 kenntlich gemacht ist. Das
Prozeßelement PE steht einerseits mit einem Frequenzmesser FM in Verbindung, der die Istfrequenz
des ebenfalls nur schematisch dargestellten Filters F feststellt. Es sei dabei angenommen, daß das Filter F
ein Filter gemäß Fig. 1 sei. Der Prozeßrechner in
Verbindung mit dem ihm fest zugeordneten Prozeßelement steuert dabei die Feststellung der Istfrequenzen
und nimmt gleichzeitig die Auswertung der Frequenzdifferenzen
auf Grund der in den Prozeßrechner fest eingegebenen Werte für die Koppelfrequenzen,
d. h. also für die freien Schwingungen des mechanisch gekoppelten Systems, vor. Gleichzeitig
ermittelt der Prozeßrechner PR die Stellgrößen und veranlaßt über das Prozeßelement PE die Abgleichvorrichtung
A am Filter F, d. h. also an den Resonatoren und an den Koppelelementen des Filters F,
den Abgleich vorzunehmen. Der Abgleich läßt sich gegebenenfalls in mehrere Schritte, also beispielsweise
in einen Grob- und einen Feinabgleich unterteilen. Darüber hinaus ist es möglich, daß durch den
Prozeßrechner PR mehrere Abgleicheinrichtungen simultan gesteuert werden, wie dies durch die Pfeile
12 kenntlich gemacht ist. Mit anderen Worten heißt dies, daß mehrere Frequenzmesser FM und Abgleichvorrichtungen
A an den Prozeßrechner PR angeschlossen werden können, was insbesondere deshalb
günstig ist, weil die große Rechenkapazität eines derartigen Rechners dadurch gut ausgenutzt wird.
In F i g. 6 ist eine weitere Möglichkeit zum automatischen Abgleich des Filters F gezeigt. Es wird
hierbei wiederum ein Prozeßrechner Pi? in Verbindung mit einem ihm unmittelbar zugeordneten Prozeßelement
PE verwendet. Durch die Pfeile 12 ist wiederum kenntlich gemacht, daß vom Prozeßrechner
PR mehrere Abgleichvorrichtungen gesteuert werden können. Zur Schwingungsanregung des Filters
F wird ein digitaler Sender 16 verwendet, dessen Frequenz über eine Frequenzsteuereinrichtung 17
vom Prozeßelement PE gesteuert wird. Die Amplituden Amp der vom Filter F abgegebenen elektrischen
Schwingungen werden über einen Empfänger 18 und das Prozeßelement PE dem Prozeßrechner PR zugeführt.
Entsprechend den Frequenzänderungen der Empfangsamplitude steuert der Prozeßrechner die erforderlichen
Frequenzstellschritte für den Sender 16 zur Auffindung aller Resonanzfrequenzen und übergibt
nach Auffindung aller Resonanzen, nach der Ermittlung sämtlicher Frequenzdifferenzen und nach
der Berechnung der Änderungsgrößen die Stellgrößen über das Prozeßelement PE an die Abgleichvorrichtung
A zur Ausführung. Die Abgleicheinrichtung kann beispielsweise in Form eines Sandstrahlgebläses
oder in Form eines Lasers ausgebildet sein. Das Sandstrahlgebläse nimmt nacheinander an allen abzugleichenden
Stellen, also beispielsweise an Resonatoren und Kopplern, so viel Material weg, bis die Istwerte
der Koppelfrequenzen mit den theoretischen Sollwerten in vorgebbaren Grenzen übereinstimmen.
Wenn zum Abgleich ein Laserstrahl verwendet wird, dann wird das abzutragende Resonator- bzw. Kopplermaterial
beispielsweise durch Verdampfen abgetragen. Die Strahlzeit bzw. die Lichtintensität für die
Abgleicheinrichtung A wird also mit Hilfe der vom Prozeßelement PE gesteuerten Schaltungseinheit T
gesteuert. Zum Abgleich der Koppelelemente ist es ebenfalls möglich, eine Einrichtung zum Nachtempern
des für die Koppler verwendeten Materials vorzusehen. Es ist dies immer dann möglich, wenn füi
die Koppelelemente ein Material verwendet wird, das eine Anomalie im Temperaturkoeffizienten des Elastizitätsmoduls
aufweist, wie dies in einem älteren Vorschlag P 20 47 899.3-35 bereits ausgeführt ist. In diesem
Fall wird also durch die Schaltungseinheit T die Temperatur zum Nachtempern der Koppelelement
gesteuert.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 509544/32
Claims (9)
1. Schaltungsanordnung zum Abgleich eines mechanischen Filters, das aus mehreren, über
mechanische Koppelelemente gekoppelten Resonatoren besteht, von denen zumindest die Endresonatoren
mit elektromechanischen Wandlern verbunden sind, über die die elektrischen Schwingungen
eines Senders in mechanische Schwingungen umgewandelt werden und umgekehrt, bei der die Einstellung einer vorgegebenen Übertragungscharakteristik
durch Veränderung einzelner Filterelemente erfolgt, und der Abgleichvorgang in der Weise durchgeführt wird, daß die
gemessene Frequenz der Schwingungen (Koppelschwingungen) mit dem berechneten Wert der
Koppelschwingungen einem Soll-Ist-Wert-Vergleich unterzogen ist, und daß ein aus den sich
ergebenden Frequenzdifferenzen durch Auflösung des den Zusammenhang zwischen Elementwertabweichungen
und Koppelfrequenzabweichungen darstellenden Gleichungssystem die vorliegenden Aufbaufehler berechnender und daraus
die Stellgrößen für eine Abgleichvorrichtung ermittelnder Prozeßrechner vorgesehen ist und
durch die Stellgrößen der Abgleich der einzelnen Filterelemente erfolgt, dadurch gekennzeichnet,
daß dem Sender entweder ein extrem hoher oder ein extrem niedriger Ausgangswiderstand
zugeordnet ist und die Abnahmeeinrichtung entweder einen extrem hohen oder einen extrem niedrigen Eingangswiderstand
hat, so daß vier mögliche Kombinationen beidseitiger Filterabschlüsse entstehen, und daß zumindest
bei einer der vier Kombinationen der Extremwerte der Abschlußwiderstände der Abgleichvorgang
durchgeführt wird.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Sender und Eingangswandler
(z. B. W) und/oder zwischen Ausgangswandler (z. B. W') und Abnahmeeinrichtung
ein Reaktanznetzwerk geschaltet ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozeßrechner
(PR) mehrere Abgleicheinrichtungen (12) simultan steuert.
4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Schwingungsanregung des Filters (F) ein über ein Prozeßelement (PE) vom Prozeßrechner (PR)
gesteuerter digitaler Sender (16) vorgesehen ist, daß die Amplitude (Amp) der vom Filter (F) abgegebenen
elektrischen Schwingungen über einen Empfänger (18) und das Prozeßelement (PE)
dem Prozeßrechner (PiR) zugeführt ist, der entsprechend den Frequenzänderungen der Empfangsamplitude
(Amp) die erforderlichen Frequenzstellschritte für den Sender (16) zur Auffindung
aller Resonanzfrequenzen steuert, und nach Auffindung aller Resonanzen, nach Ermittlung
der Frequenzdifferenzen und Berechnung der Änderungsgrößen die Stellgrößen über das
Prozeßelement (PE) an die Abgleichvorrichtung (A) zur Ausführung übergibt.
5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum
Abgleich elementsymmetrischer Filter der sich aus den Stellgrößen ergebende Abgleich an symmetrisch
liegende Filterelemente gleichermaßen erfolgt.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Messung der Ist-Frequenzen bei mechanisch freien oder bei mechanisch geklemmten Filterenden (1, n) erfolgt und die
Geschwindigkeitsresonanzen des Filterkörpers als Abgleichkriterium dienen.
7~. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung
relativ genau vorabgeglichener Resonatoren (1 bis n) der Abgleich nur mehr an den
Koppelelementen (K 12, K 23, K 34 ...) erfolgt.
8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Abgleicheinrichtung (A) als Sandstrahlgebläse oder in Form eines Läsers ausgebildet ist.
9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum
Abgleich der Koppelelemente (K 12, K 23, K 34 . . .) eine der Änderung ihres E-Moduls
dienende Einrichtung zum Nachtempern vorgesehen ist.
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