DE2229609A1

DE2229609A1 - Hochfrequenzmeßschaltung für Rauschspektrumanalysen und dgl

Info

Publication number: DE2229609A1
Application number: DE19722229609
Authority: DE
Inventors: John L. Baltimore; Masters Harvey M. Ellicott City; Nugent Md. (V.St.A.)
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1971-06-22
Filing date: 1972-06-19
Publication date: 1972-12-28
Also published as: JPS4812065A; JPS553673B1; GB1382893A; ES403484A1; IL39487A0; US3693076A; CA943254A; FR2143286B1; FR2143286A1; IL39487A

Description

Dlpl.-lng. Klaus Neubecker 2229609

Patentanwalt 4 Düsseldorf · SchadowplatZ 9

Telefon 320858/58 Düsseldorf, 15. Juni 1972

42,719 7252

Westinghouse Electric Corporation Pittsburgh, Pa., V. St. A.

Hochfrequenzmeßschaltung für Rauschspektrumanalysen und dgl.

'Die Erfindung betrifft allgemein ein elektrisches Hochfrequenzmeßsystem und (insbesondere)eine Prüfeinrichtung, die insbesondere zum Messen der Rauschspektren von Mikrowellensignalen geeignet ist, die nahe der Trägerfrequenz einer untersuchten Schaltung liegen. Die Meßschaltung ist darüber hinaus mit einem programmierten, digitalen Rechner verbunden und wird von diesem automatisch gesteuert. Der Rechner übersetzt die Ergebnisse und er gibt eine Anzeige über die ausgeführten Messungen.

Während durch Rechner gesteuerte Einrichtungen allgemein bekannt sind, sind keine durch Rechner gesteuerten Hochfrequenzanalysatoren bekannt, die Hochfrequenzrauschen- und modulation messen können. Durch Programmiereinrichtungen gesteuerte Frequenzanalysatoren sind beispielsweise aus den US Patenten 3 436 657 und 3 500 183 bekannt. Hochfrequenzspektrumanalysatoren für sich sind ebenfalls allgemein bekannt in der Mikrowellentechnik. Diese sind beispielsweise in den US Patenten 3 441 850 und 3 500 beschrieben.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist die Schaffung einer Prüfeinrichtung, die Hochfrequenzrausch- und modulationsmessungen durch einen digitalen Rechner gesteuert ausführen kann.

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Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß eine Hochfrequenzmeßschaltung für Rauschspektrumanalysen und dgl. einer untersuchten Schaltung mit einem Hochfreguenzausgang vorgesehen, wobei die Meßschaltung durch einen digitalen Rechner gesteuert ist. Sie ist gekennzeichnet durch eine Quelle für variable Frequenz mit einer Einrichtung zur externen Steuerung der Ausgangsfrequenz, eine Interface-Einrichtung zur Verbindung der Quelle für variable Frequenz mit dem digitalen Rechner, der die Ausgangsfrequenz von der Quelle für variable Frequenz auswählt, eine mit den Ausgängen der Quelle für variable Frequenz und der untersuchten Schaltung verbundenen Mischstufe zur Abgabe eines Zwischenfrequenzsignales durch überlagerung der Hochfrequenzausgangssignale, einen mit dem Ausgang der Mischstufe verbundenen Frequenzbegrenzer zur Abgabe einea Ausgangsignales, das im wesentlichen einer vorbestimmten Zwischenfrequenz entspricht, eine gesteuerte Frequenzquelle, die in dem Bereich der vorbestimmten Zwischenfrequenz arbeitet, einen mit den Eingängen des Begrenzers und der gesteuerten Frequenzquelle verbundenen Detektor, der die Zwischenfrequenz unterdrücken und ein Rauschsignal abgeben kann, eine zwischen dem Ausgang des Detektors und der gesteuerten Frequenzquelle angeschlossenen Phasenregelschleife, die auf das Detektorausgangsignal anspricht und ein Steuersignal erzeugt und der gesteuerten Frequenzquelle zur Phasenverriegelung des Ausgangs der gesteuerten Frequenzquelle mit der vorbestimmten Zwischenfrequena zuführt, einen mit der Quelle für variable frequenzverbundenen Wobbel-Generator zur wahlweisen Veränderung von deren Ausgangsfrequenz über einen vorbestimmten Frequenzbereich, der die Ausgangsfrequenz der untersuchten Schaltung einschließt, einer ersten auf den Ausgang des Detektors ansprechenden Schaltung zum Erzeugen eines die Phasenverriegelung anzeigenden Ausgangsignales und mit einer Einrichtung die das der Phasenverriegelung entsprechende Signal mit dem Rechner und dem Wobbel-Generator verbindet, um den Wobbeivorgang bei der Phasenverriegelung zu unterbrechen, einen mit dem Ausgang des Detektors verbundenen Spektrumanalysator, der durch den Rechner gesteuert ist und ein die Spektralcharakteristik des Rauschsignales anzei-

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gende Signal abgibt, eine zweite mit dem Ausgang des Spektrumanalysators verbundene Schaltung zur Messung der Spektralcharakteristik des Rauschsignales und zur Abgabe eines entsprechenden Signales an den Rechner, wodurch der Rechner eine geeignete Anzeige abgibt.

Der Rechner wählt die Prüfung aus und verursacht deren Durchführung, verarbeitet die Ergebnisse und zeigt an, ob die untersuchte Schaltung der Prüfung standgehalten hat oder außerhalb der vorbestimmten Toleranz liegt. Die Prüfschaltung weist unter anderem eine digitale Eingangs/Ausgangsinterfaceschaltung auf, die zur Verbindung mit einem Mehrzweck-Digitalrechner geeignet ist, der eine Programmeinheit und eine Auslese-Einheit aufweist. Eine durchstimmbare Frequenzquelle oder eine Frequenzsynthese-Einheit wird durch den Rechner gesteuert, und deren Ausgangsfrequenz wird einer Mischstufe zugeführt, die auf dem anderen Eingang ein Hochfrequenzsignal von der untersuchten Schaltung aufnimmt. Die Mischstufe überlagert die beiden Signale/ um ein Zwischenfrequenzsignal zu erzeugen, das einem Quadratur-Detektor zugeführt wird, der zusätzlich ein.. Signal von einem spannungsgesteuerten Kristalloszillator aufnimmt, der in einer Phasenregelschleife liegt, die den Detektor einschließt. Wenn die Phasenverriegelung zwischen den Zwischenfrequenzsignalen und dem Kristalloszillator eintritt, wird die Durchstimmung der frequenzveränderlichen Quelle beendet und an den Rechner ein Anzeigesignal abgegeben, das dann den Ausgang des Detektors mit einem digitalen Frequenzanalysator verbindet, was wiederum unter der Steuerung des digitalen Rechners erfolgt. Der Ausgang des digitalen Frequenzanalysators wird dann einem digitalen Voltmeter zugeführt, das mit dem digitalen Rechner verbunden ist. Der Rechner erstellt dann eine geeignete Anzeige der Prüfergebnisse. Der digitale Frequenzanalysator ist auch mit einem Schwellwertdetektor verbunden, der an den Rechner ein Rückkopplungssignal abgibt, das die Toleranzüberschreitung bei der Rauschmessung anzeigt, so daß der Rechner diesen Zustand und auch die Frequenz und den Rauschpegel anzeigen kann, bei dem die untersuchte

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Schaltung die Toleranzgrenze überschritten hat. Der Ausgang der Mischstufe ist auch mittels einer Leistungsteilerschaltung mit einem Detektor für amplitudenmodulierte Signale verbunden, dessen Ausgang wieder mit dem digitalen Frequenzanalysator unter der Steuerung des Rechners zurückverbunden sein kann, um eine Messung des Rauschens durch Amplitudenmodulation oder Frequenzmodulation in der vorstehend beschriebenen Weise zu ermöglichen. Ein Hochfrequenzdetektor ist ebenfalls selektiv über den Rechner mit dem digitalen Voltmeter zur Messung des Hochfrequenzleistungspegels am Ausgang der untersuchten Schaltung verbunden.

Somit ergibt sich ein durch einen Rechner gesteuertes Prüfgerät, das Rauschen aufgrund von Frequenzmodulation und Amplitudenmodulation eines Hochfrequenzsignales sowie den Modulationsindex, den Hochfrequenzleistungspegel und die Linearität eines frequenzmodulierten Rampensignales von einem Mikrowellenoszillator in einer untersuchten Schaltung anzeigen kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit der zugehörigen Zeichnung erläutert. Ein digitaler Mehrzweckrechner 10 weist eine Programmiereinheit 12 und eine Auslese-Einheit 14 zur Steuerung des Betriebs des Rechners und zur Abgabe eines Ausdrucks oder einer anderen Anzeige der an der untersuchten Schaltung 16 vorgenommenen Messung auf. Eine digitale Eingangs/Ausgangsinterfaceschaltung ist zwisahen dem digitalen Rechner 10 und einem Analysegerät für Hochfrequenzrauschen- und modulation verbunden, das u.a. eine Mikrowellenquelle 20 (X-Frequenzband) aufweist, die beispielsweise aus einem Frequenzsynthesegerät, einem digitalen Frequenzanalysator 22, wie er in der am gleichen Tage eingereichten Anmeldung der Anmelderin beschrieben ist, und einem digitalen Voltmeter 24 bestehen, das ein binär-dezimal kodiertes Ausgangssignal abgibt, das an den digitalen Rechner 10 durch die Interface-Einheit 18 zrückgeführt wird. Der digitale Rechner 10 kann die von der Frequenzquelle abgegebene Frequenz steuern oder auswählen, indem er über eine

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Signalleitung 26 einen entsprechenden Befehl gibt. Falls es erwünscht ist, kann auch ein manueller Frequenzwähler 28 den Ausgang der Frequenzquelle 20 mittels der Signalleitung 30 steuern. Ein Sägezahngenerator 32 ist auch mit der Frequenzquelle 20 mittels einer Signalleitung 34 verbunden, um eine lineare Durchstimmung der Ausgangsfrequenz zu ergeben, die auch die Frequenz einschließt, die entweder manuell oder durch den digitalen Rechner gewählt wird.

Die Ausgangsfrequenz der untersuchten Schaltung 16 wird einer Mischstufe 36 durch ein Relais 38 und einen digital gesteuerten Abschwächer 40 zugeführt, die beide mittels des digitalen Rechners 10 durch Signale auf Leitungen 42 bzw. 44 gesteuert werden. Das Relais 38 ist auch mit einer zweiten bzw. selbstprüfenden Frequenzquelle 46 verbunden, so daß nach Maßgabe des durch den Rechner eingestellten Zustandes des Relais 38 entweder der Hochfrequenzausgang der untersuchten Schaltung 16 oder die Quelle 46, welche eine Eichfrequenzquelle mit einer festen Frequenz sein kann, mit der Mischstufe 36 durch den Abschwächer 40 verbunden wird. Der andere Eingang der Mischstufe 36 besteht in der Ausgangsfrequenz der Frequenzquelle 20. Das überlagerte Ausgangssignal der Mischstufe 36 ist ein Zwischenfrequenzsignal, das dem Verstärker 48 zugeführt wird, der üblicherweise als Vorverstärker bezeichnet wird. Der Ausgang des Verstärkers 48 wird einem ersten Signalleistungsteiler 50 zugeführt und ein Teil dieses Signales gelangt an einen zweiten Leistungsteiler 52 über eine Schaltung 54, während der andere Teil . beispielsweise einem Zwischenfrequenzbegrenzer 56 für 30MHz mittels einer Schaltung 58 und eines zweiten elektrischen Relais 60 zugeführt wird. Das Relais 60 wird durch den digitalen Rechner 10 mittels einer Signalleitung 62 gesteuert, die mit der Relaisspule verbunden ist, welche dessen beweglichen Teil betätigt.

Der Ausgang des Begrenzers 56 wird einem Eingang eines Quadraturdetektors 64 zugeführt, der ein zweites Eingangssignal von einem spannungsgesteuerten Kristalloszillator 66 (VCXO) erhält,

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der beispielsweise mit 3OMEs schwingt und im Phasenregelkreis zwischen dem Ausgang des Detektors und einem zweiten Verstärker

68 liegt. Der Ausgang des Detektors 64 bei der Verbindungsstelle

69 wird auch einer Anzeigeschaltung 70 für die Phasenverriegelung mittels einer Leitung 72 sowis mittels eines Filters 74 und eines Detektors 76 für Nulldurchgäng© aber Signalleitungen 77 bzw. 79 zugeführt,» Die Anzeigeschaltung 70 für die Phasenverriegelung kann den Betrieb des SMgezahngenarators 32 anhalten, wenn die Ausgangszwischenfrequsns der Mischstufe 36 mit der Frequenz phasenverriegelt ist, die durch den Oszillator 66 erzeugt wird. An dieser Stelle betragen di© Swischenfrequenz und die Oszillatorfrequeßs 30MIIg₁ Die Anzeigeschaltung 70 gibt auch ein Signal zurück as des Rechner 10 durch öle Interface-Schaltung 18 über die SignalleitURg "S. aa di© Messung zn beginnen, was nachfolgend ±~a einsslnsa beschriebst t?lL°<ä. Der Detektor 76 für Nulldurchgänge hat auch eine Eingangsleitung 80 zur Weiterleitung eines Äuslösebefehles vom Eschnsr IO sowie eine Ausgangsleitung £2 g ura Information an den Rechner srdriickzulelten. Das Ausgangssignal des Detektors wird eineis Piltsr 74 zugeleitet und dem digitales! Frequenzanalysator 22 durch einen Verstärker 84- und ein durch einen Rechner gesteuertes Relais 86 über die Signalleitung 88 zugeführtο

Die insoweit beschriebene Schaltung mit dem Quadraturdetektor und dem digitales Frequenzanalysator 22 dient zur Messung der Geräuschspektrea der untersuchten Schaltung 16. Es sei hervorgehoben t daß die untersuchte Schaltung IS zum Zwecke der Erläuterung so dargestellt ist ^ daß sie durch, .eine Signalleitung Ktiä der ProgiraKEEiereiaheit 13 w,vs Äbgab-a eines Signales dargestellt istff cd&c UKi ^eqß&ri%kiiii.Ll ex:seiger der in den Rechner eingelesen wis=Q_P ώζλ dia husg€^gsxrec;zesxs der Frequenzquelle 20 ζα steuern. Der Rechner karm aneh aa die untersuchte Schaltung auf dsr Leitung 92 einsn Befshl gebsa» um eine lineare Rampe de:; .isisgangsfreguesis 2üx S'ffecvriViasmsfclation auszulösen, worauf dev Datektozf 75 für NalldurGfigäEiga Gie Zahl des erzeugten NuIl-

Das Relais 86 kann in seiner anderen Relaisstellung ein Amplitudenmodulations-Rauschsignal dem digitalen Frequenzanalysator 22 zuführen, welches Signal von den Leistungsteilern 50 und 52 abgeleitet ist. Ein Teil des dem Leistungsteiler 52 zugeführten Signales wird einem Detektor 96 für Amplitudenmodulation über die Leitung 98 zugeführt. Das Ausgangssignal des Detektors 96 wird einem Filter 100 und dann dem digitalen Frequenzanalysator 22 über das Relais 86 und einen Verstärker 102 zugeführt.

Der andere Teil des dem Leistungsteiler 52 zugeführten Signales wird über eine Leitung 104 einem Detektor 106 zugeführt, der mit dem digitalen Voltmeter 24 durch einen Verstärker 108 und ein drittes Relais HO derart verbunden ist, daß die Prüfschaltung den Hochfrequenzleistungspegel der untersuchten Schaltung 16 messen kann. Das Relais 110 kann auch durch den digitalen Rechner 10 gesteuert werden, und dies erfolgt über eine Leitung 112, welche die Interface-Einheit 18 mit dem Solenoid des Relais 110 verbindet.

Während das Ausgangssignal des Verstärkers 108 einem der feststehenden Relaiskontakte des Relais HO zugeführt wird, ist der andere feststehende Relaiskontakt mit dem Ausgang des digitalen Frequenzanalysator 22 über die Leitung 114 und ein durch einen Rechner gesteuertes Relais 115 verbunden, das über die Leitung 117 angeschlossen ist. Dadurch kann das digitale Voltmeter 24 binär/dezimal kodierte Signale, die den Ausgang des digitalen Frequenzanalysator 22, des Verstärkers 84 oder des verstärkten Ausganges des Detektors 106 angeben, an den digitalen Rechner durch die Interface-Einheit 18 über die Leitung 116 zurück führen. Der Frequenzanalysator 22 hat auch eine Ausgangsverbindung, die mit einem Schwellwertdetektor 118 verbunden ist, dessen Ausgang mit dem Rechner IO über die Interface-Einheit 18 durch die Leitung 120 verbunden ist, so daß der Rechner 10 Daten verarbeiten kann, die ihm durch die Prüfschaltung zugeführt werden, und der eine Anzeige abgeben kann, die durch die Anzeigeschaltung vorbereitet wird. Auch kann er die automatisch ausgeführte Prü-

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ftong steuern. Der Schwellwertdetektor 118 kann mit Anzeigeschaltungen 122 bzw. 124 für ^Hgo^H und "no go" verbunden werden, die durch eine die Vorrichtung beobachtende Bedienungsperson ausgewertet werden können.

Zur zusätzlichen Eichung der Prüfschaltung kann ein zweiter spannungsgesteuerter Kristalloszillator 122 mit dem Quadraturdetektor 64 durch den Begrenzer 56 und das Relais 60 verbunden werden. Der spannungsgesteuerte Oszillator 122 wird bezüglich der Frequenz durch einen Nullgenerator (124) verändert, der ein Eingangssignal von einem Sägezahngenerator 125 aufnimmt und ein lineares Rampensignal bei einem Befehl vom Rechner 10 auf der Leitung 127 abgibt. Wenn die korrekte Stellung Null vom Rechner erfaßt worden ist, wird das Rampensignal an dieser Stelle unterbrochen.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung kann mehrere Prüfmessungen an der untersuchten Schaltung 16 bei vollständiger Steuerung durch den digitalen Rechner 10 ausführen. Dieser sendet nicht nur Befehle an die einzelnen Schaltungskomponenten, sondern nimmt das Ausgangssignal von dem digitalen Voltmeter 24 auf, übersetzt die Ergebnisse und erstellt eine gedruckte Anzeige durch die Anzeigevorrichtung 14. Beispielsweise kann sowohl der Hochfrequenzleistungspegel der untersuchten Schaltung 16 als auch FM- und AM-Rauschen gemessen werden. Auch kann die Ausgangsfrequenz der untersuchten Schaltung entsprechend einer linearen Rampenfunktion moduliert werden, die vom Rechner abgegeben wird. Anhand einer geeigneten Ablesung kann schließlich auch der Modulationsindex ausgerechnet werden.

Im Betrieb wird die untersuchte Schaltung mit dem Prüfgerät verbunden und die Versorgungsspannung eingeschaltet. Gewünschtenfalls kann die Programmiereinheit 12 bewirken, daß der digitale Rechner 10 das Relais 38 über die Leitung 42 auslöst, um zunächst die selbstprüfende Frequenzquelle 46 mit der Prüfvorrichtung zu Eichzwecken zu verbinden. Beispielsweise wird angenom-

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men, daß die Frequenzquelle 20 in dem X-ßand der Mikrowellenfrequenzen arbeitet, und daß die selbstprüfende Frequenzquelle einen X-Band-Oszillator aufweist, der um 3OMHz von der Frequenz der Frequenzquelle versetzt ist. Das andere Eichmerkmal besteht in einem spannungsgesteuerten Kristalloszillator 22, der beispielsweise ein 3OMHz Oszillator sein kann, der mit der Vorrichtung durch das vom Rechner betätigte Relais 60 verbunden werden kann.

Entsprechend einem oder mehreren Eichverfahren erhält der digitale Rechner 10 ein Signal, daß er den Ausgang der untersuchten Schaltung mit der Prüfschaltung über das Relais 38 verbindet. Inzwischen wird die Ausgangsfrequenz oder Kanalzahl der untersuchten Schaltung in den Rechner 10 über die Programmiereinheit 12 eingelesen. Dies erfolgt in der dargestellten Ausführungsform über die elektrische Leitung 90. Diese ist lediglich zum Zwecke der Erläuterung dargestellt, da die gleiche Funktion gewünschtenfalls auch manuell ausgeübt werden kann, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Nachdem die Kanalzahl der untersuchten Schaltung 16 in den Rechner 10 eingelesen worden ist, wählt der Rechner nicht dargestellte X-Band-Oszillatoren in der X-Band-Frequenzquelle 20 und verbindet sie mit der Mischstufe 36 durch die Leitung 21. Der Ausgang der Mischstüfe 36 enthält ein Zwischenfrequenzsignal, das mit der festen Ausgangsfrequenz von beispielsweise 30MHz des spannungsgesteuerten Kristalloszillators 66 bezüglich der Frequenz verriegelt werden soll. Der Sägezahngenerator 32 stimmt entsprechend die Frequenz der Frequenzquelle 20 durch, bis am Ausgang der Mischstufe im wesentlichen ein Zwischenfrequenzsignal mit 3OMHz erscheint, so daß die Phasenverriegelung am Ausgang des Quadraturdetektors 64 eintritt. Dieser Ausgang wird durch die Anzeigeschaltung 70 für Phasenverriegelung erfaßt* Gleichzeitig erhält der Sägezahngenerator 32 über die Leitung 33 den Befehl, den Durchstimmvorgang zu beenden. Außerdem wird gleichzeitig ein die Phasenverriegelung anzeigendes Signal an den Rechner über die Interface-Einheit 18 und die Leitung 78 zurückgeführt, das dem Rechner den Befehl

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gibt, mit der Messung zu beginnen.Der Rechner betätigt daraufhin das Relais 110, um die Detektoren 1O6 mit dem digitalen Voltmeter 24 durch den Verstärker 108 zu verbinden. Das digitale Voltmeter gibt ein binär/dezimal kodiertes Signal über den Hochfrequenzleistungspegel an den Rechner über die Leitung 116 zurück. Demzufolge steuert der Rechner den digital gesteuerten Abschwächer 40 zwischen der untersuchten Schaltung 16 und der Mischstufe 36, so daß er in Stufen von 2db durch ein Signal auf der Leitung 44 weitergeschaltet wird, bis ein voreingestellter Signalpegel vom digitalen Voltmeter 24 erfaßt wird. Dadurch gelangt die Eingansleistung der untersuchten Schaltung 16 an die Mischstufe 36 und ist eine direkte Messung der Ausgangsleistung der untersuchten Schaltung, d.h. des Betrages der zum Erreichen des eingestellten Pegelwertes erforderlichen Abschwächung.

Nach der Messung des Ausgangsleistungspegels wird das FM-Rauschen gemessen. Der digitale Rechner 10 betätigt das Relais 86 durch ein Signal auf der Leitung 88, so daß der digitale Frequenzanalysator 22 mit dem Ausgang des Verstärkers 84 verbunden wird, der mit dem Ausgang des Quadraturdetektors 74 über das Filter 74 verbunden ist. Der Betrieb des Quadraturdetektors 64 bewirkt, daß die Trägerfrequenz unterdrückt wird, so daß das dem Filter 74 zugeführte Ausgangssignal ein Rauschsignal aufweist, das irgendwo zwischen Gleichspannung und einer inkrementalen Frequenz, beispielsweise IMHz auf einer Seite der Trägerfrequenz liegt. Daraufhin schaltet der digitale Rechner 10 die durch den digitalen Frequenzanalysator 22 erzeugte Frequenz schrittweise über ein ausgewähltes interessierendes Frequenzband durch einen Befehl auf der Leitung 23. Der Frequenzanalysator gibt sein Ausgangssignal durch die Relais 115 und 110 an das digitale Voltmeter 24 bei jedem Frequenzschritt ab. Der Rechner liest das binär/dezimal kodierte Ausgangssignal vom digitalen Voltmeter 24 ab und zeichnet den Rauschpegel bei jeder Frequenz auf. Auch gibt der Rechner 10 einen Ausdruck bei der Ablegeeinrichtung 14 zur permanenten Aufzeichnung der Frequenz über dem Geräuschpegel der untersuchten Schaltung 16 ab.

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Wie schon angemerkt wurde, ist der Ausgang des digitalen Frequenzanalysators 22 mit dem Schwellwertdetektor 118 verbunden. Der Schwellwertdetektor ist auch mit dem Rechner über die Leitung 120 verbunden, so daß der Rechner den Schwellwertdetektor überwacht, der eingestellt ist, um eine außerhalb der Toleranz liegende Messung anzuzeigen. Dadurch wird die Anzeigevorrichtung für "no go" betätigt und signalisiert dem Rechner auf der Leitung 120, daß die untersuchte Schaltung den Test nicht bestanden hat. Der Rechner druckt dann die Frequenz und den Rauschpegel aus, bei dem die Schaltung versagt hat. GewünschtenfalIs kann das gesamte Rauschspektrum vom Rechner aus der vom digitalen Voltmeter 24 erstellten Ablesung entnommen werden, die dann im Rechner auf Befehl abgespeichert werden kann.

Wenn die FM-Rauschmessung ausgeführt worden ist, kann auch das AM-Rauschen gemessen werden, wobei der Rechner das Relais 86 derart betätigt, daß der AM-Detektor 96 mit dem digitalen Frequenzanalysator durch das Filter 100 und die Verstärkerstufe verbunden wird. Der Rechner schaltet wiederum stufenweise den digitalen Frequenzanalysator 22 in Frequenzstufen durch ein vorbestimmtes Frequenzband, wobei der Ausgang durch das digitale Voltmeter 24 gemessen und das Ergebnis an den Rechner zurückgeleitet wird, um eine Ablesung zu ergeben, die ähnlich derjenigen ist, die im Zusammenhang mit der Messung des FM-Rauschens erläutert wurde.

Wenn die Linearität eines durch eine Rampenspannung gesteuerten frequenzmodulierten Ausgangsignales der untersuchten Schaltung gemessen werden soll, wird ein Befehl zum Auslösen einer linearen FM-Rampe an die untersuchte Schaltung 16 auf der Leitung 92 und ein Signal zur Betätigung des Nulldetektors 76 auf der Leitung abgegeben. Wenn das FM-Ausgangssignal der untersuchten Schaltung als Ergebnis der zugeführten linearen Rampenfunktion auftritt, mißt der Null-Detektor 76 das Ausgangssignal des Quadraturdetektors 64 und insbesondere das Seitenband erster Ordnung, worauf der Rechner 10 die Anzahl der erzeugten Nullstellen zählt. Der

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Rechner berechnet auch während dieser Zeitspanne die Spitzenabweichung und stellt in oder außerhalb der Toleranz liegende Messungen fest. Falls die Linearität des FM-Ausgangsignales außerhalb des Toleranzbereiches liegt, kann die Abweichung zur Abänderung der untersuchten Schaltung 16 ausgedruckt werden.

Schließlich kann der FM-Modulationsindex durch den Rechner gemessen werden, indem das Relais 115 betätigt und der Verstärker 84 direkt mit dem digitalen Voltmeter 24 durch das Relais 110 verbunden wird, das einen geschlossenen Signalweg für das Ausgangssignal des Quadraturdetektors 64 abgibt. Das digitale Voltmeter 24 verbindet wiederum das Ausgangssignal mit dem Rechner über die Leitung 116. Der Rechner liest das digitale Eingangssignal entsprechend der gemessenen Spannung ab, berechnet den Modulationsindex und druckt eine Aufzeichnung des Modulationsindexes aus.

Vorstehend wurde eine Mikrowellenprüfeinrichtung zur Messung des Hochfrequenzrauschens und der Modulation in einer untersuchten Schaltung beschrieben, wobei der Messvorgang durch einen programmierten digitalen Rechner automatisch gesteuert wurde. Der Rechner wählt das Prüfverfahren aus, bewirkt die Durchführung des Verfahrens, verarbeitet die Ergebnisse und trifft die Entscheidung, ob das Ergebnis der Messung in oder außerhalb der Toleranzgrenzen liegt.

Patentansprücheι

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Claims

-' 13 - Patentansprüche t

1./ Hochfrequenz-Meßschaltung, welche durch einen digitalen Rechner gesteuert ist, für Rauschspektrumanalysen und dgl. einer untersuchten Schaltung, mit einem Hochfrequenzausgang, gekennzeichnet durch eine Quelle (20) für variable Frequenz mit einer Einrichtung zur externen Steuerung der Ausgangsfreguenz, einer Interface-Einrichtung (18) zur Verbindung der Quelle für variable Frequenz mit dem digitalen Rechner (1O), der die Ausgangsfrequenz von der Quelle für variable Frequenz auswählt, eine mit den Ausgängen der Quelle für variable Frequenz und der untersuchten Schaltung (16) verbundene Mischstufe (36) zur Abgabe eines Zwischenfrequenzsignales durch Überlagerung der Hochfrequenzausgangssignale, einen mit dem Ausgang der Mischstufe verbundenen Frequenzbegrenzer (56) zur Abgabe eines Ausgangssignales, das im wesentlichen einer vorbestimmten Zwischenfrequenz entspricht, eine gesteuerte Frequenzquelle (66), die in dem Bereich der vorbestimmten Zwischenfrequenz arbeitet, einen mit den Eingängen des Begrenzers (56) und der gesteuerten Frequenzquelle (66) verbundenen Detektor (64), der die Zwischenfrequenz unterdrücken und ein Rauschsignal abgeben kann, eine zwischen dem Ausgang des Detektors und der gesteuerten Frequenzquelle angeschlossene Phasenregelschleife (64, 66, 68), die auf das Detektorausgangssignal anspricht und ein Steuersignal erzeugt und es der gesteuerten Frequenzquelle zur Phasenverriegelung des Ausgangs der gesteuerten Frequenzquelle mit der vorbestimmten Zwischenfrequenz zuführt, einen mit der Quelle für variable Frequenz verbundenen Wobbel-Generator (32) zur wahlweisen Veränderung von deren Ausgangsfrequenz über einen vorbestimmten Frequenzbereich, der die Ausgangsfrequenz der untersuchten Schaltung (16) einschließt, einer ersten auf den Ausgang des Detektors (64) ansprechenden Schaltung (70) zum Erzeugen eines die Phasenverriegelung anzeigenden Aus-

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gangsignales und mit einer Einrichtung, die das der Phasenverriegelung entsprechende Signal mit dem Rechner urü dem Wobbel-Generator verbindet, um den Wobbeivorgang bei der Phasenverriegelung zu unterbrechen, einen mit dem Ausgang des Detektors verbundenen Spektrumanalysator (22), der durch den Rechner gesteuert ist und ein die Spektralcharakteristik des Rauschsignales anzeigendes Signal abgibt, eine zweite mit dem Ausgang des Spektrumanalysators verbundene Schaltung (24) zur Messung der Spektralcharakteristik des Rauschsignales und zur Abgabe eines entsprechenden Signales an den Rechner, wodurch der Rechner eine geeignete Anzeige abgibt.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor einen Quadraturdetektor (64) aufweist.

Schaltung nach Anspruch 1, 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle (20) variabler Frequenz eine Frequenzsynthese-Einrichtung und der Wobbel-Generator einen Sägezahngenerator (32) zur linearen Änderung der Ausgangsfrequenz der Synthese-Einrichtung über einem vorbestimmten Frequenzbereich nach Maßgabe des digitalen Rechners (10) aufweist.

4. Schaltung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spektrumanalysator einen Frequenzanalysator (22) aufweist.

5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schaltung ein digitales Voltmeter (24) aufweist, das binär/dezimal kodierte Signale an den Rechner abgibt.

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6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Leistungsteiler (50) für das Zwischenfrequenzsignal vorgesehen ist, der mit dem Ausgang der Mischstufe (36) verbunden ist und erste und zweite Ausgänge (58, 98) aufweist, wobei der erste Ausgang mit dem Frequenzbegrenzer (56) verbunden ist.

7« Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (106) mit dem zweiten Ausgang des Leistungsteilers (50, 52) verbunden ist und eine Schaltung (108) aufweist, die den Ausgang des Detektors mit dem Eingang des digitalen Voltmeters (24) verbindet.

8. -Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein AM-Detektor (96) mit dem zweiten Ausgang (98) verbunden ist und eine Schaltung zur selektiven Verbindung mit dem digitalen Frequenzanalysator (22) vorgesehen ist.

9. Schaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Filter (74) und ein erster Verstärker (84) zwischen dem Ausgang des Quadraturdetektors (64) und dem Eingang des digitalen Frequenzanalysators (22) und ein zweites Filter (100) und ein zweiter Verstärker zwischen dem Ausgang des AM-Detektors (96) und dem Eingang des digitalen Frequenzanalysators (22) angeschlossen sind.

10. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein digital gesteuerter Signalabschwächer (40) zwischen der untersuchten Schaltung (16) und der Mischstufe (36) und dem digitalen Rechner (10) verbunden ist, so daß der Abschwächer bezüglich des Abschwächfaktors schrittweise gesteuert ist.

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11. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die spannungsgesteuerte Frequenzquelle einen spannungsgesteuerten Kristalloszillator aufweist und der Phasenregelkreis einen Verstärker (68) aufweist, der zwischen dem Ausgang des Detektors (64) und dem Kristalloszillator (66) verbunden ist, wobei der Ausgang des Verstärkers eine Steuerspannung an den Kristalloszillator abgibt.

12. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spektrumanalysator einen digitalen Frequenzanalysator (22) mit einer Schaltungsverbindung (23) zu der Rechnerinterfaceschaltung (18) aufweist, um durch den digitalen Rechner (10) gesteuert zu werden, und ein Schwellwertdetektor (118) mit dem Ausgang des digitalen Frequenzanalysators verbunden ist und ein Ausgangssignal abgibt, wenn ein vorbestimmtes Amplitudensignal des Frequenzanalysators erfaßt wird.

13. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltungsverbindung zwischen dem digitalen Rechner (10) und der untersuchten Schaltung (16) über die Interface-Schaltung (18) vorgesehen ist, um die Ausgangsfrequenz der untersuchten Schaltung über einen vorbestimmten Bereich zu verändern, und ein Null-Detektor (76) eine Schaltungsverbindung (80) zu dem digitalen Rechner über die Interface-Schaltung (18) aufweist, um durch den Rechner gleichzeitig betätigt zu werden, wenn die untersuchte Schaltung (16) ein Signal erhält, um dessen Ausgangsfrequenz zu ändern, wobei der Null-Detektor (76) zusätzlich mit dem Ausgang der Detektorschaltung verbunden ist, um ein Signal an den Rechner über die Interface-Schaltung abzugeben, das der Anzahl der im Frequenzbereich der untersuchten Schaltung erzeugten Nullstellen entspricht.

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