DE2350939A1 - Vorrichtung und verfahren zur frequenzmessung - Google Patents

Description

DR. BEKG DIPL.-ING. STAPF DIPL.-ING. SCHWACH DR. ü(. SANDMa^R

PATEN VAN WÄLTE ? ^ ^ Π Ρ Ί Q

8 MÜNCHEN 86, POSTFACH Po 02 45

Anwaltsakte 2k ^58 10. Oktober 1973

Flann Micro-wave Instruments Ltd« Bodtnin, Cornwall, GrdSiritaimien

Vorrichtung und Verfahren zur Frequenzmessung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Frequenzmessung, und insbesondere, jedoch nicht aiissehließlich, gur Messung von Frequenzen, die über der oberen Grcnse von Direktfrequenzzählern liegen.

Zur Messung der Frequenz eines Eingangssignal«*, die über der oberen Grenze eines direkt zählenden Frequemizählers liegt, ist vorgeschlagen worden, eine Bezugsfrequenz mit dem Eingangssignal zu mischen und im Bereich des Direktfrequenzzählers nach einer Schwebungsfrequenz zu suchen. Wenn keine meßbare Schwebungsfrequenz entsteht, dann werden die zweite und dritte und weitere, aufeinanderfolgende Oberwellen nacheinander erzeugt und nacheinander in ansteigender Reihenfolge mit dem Eingangs*·

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signal geniecht, bis die niedrigste Oberwelle gefunden wird, die eine meßbare Schwebungsfrequenz erzeugt. Durch geeignete Wahl der Bezugsfrequenz wird keine Vieldeutigkeit in dem für die Frequenz des Eingangs signals berechneten Wert auftreten; ■it anderen Vor ten heißt das: Man weiß, daß das Eingangssignal über der untersten ' Oberwelle liegen wird, die eine meßbare Schwebungsfrequenz erzeugt·

Bei diesem bereits vorgeschlagenen Verfahren können die Verfahrensschritte der Untersuchung, ob eine gegebene Oberwelle die unterste Oberwelle ist, die eine meßbare Schwe bungs frequenz produzieren wird, sowie drnm Erzeugens und Mischens in der Reihenfolge der nächsten, höheren Oberwellen automatisch durchgeführt werden. Es läßt sich jedoch erkennen, daß viele aufeinanderfolgende Oberwellen nacheinander erzeugt und mit dem Eingangssignal gemischt werden müssen, wenn ein Eingangssignal in der Nähe der oberen Grenze dieses bereits vorgeschlagenen Systems zur Frequenzmessung liegt.

Der Erfindung liegt deshalb unter anderem die Aufgabe zugrunde, eine neue Vorrichtung und ein neues Verfahren zur automatischen Messung der Frequenz eines Eingangs signals in der Weise zu schaffen, daß die Meßzeit keine Funktion der Oberwellen des Bezugssignals ist.

Diese Aufgabe wird gemäß einem Aspekt der Erfindung durch eine Vorrichtung zur automatischen Messung der Frequenz eines Eingangssignals gelöst, die Geueratoreinrichtungen zur Erzeugung

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eines Bezugssignals mit einer vorher ausgewählten Frequenz sowie einer Anzahl seiner aufeinanderfolgenden Oberwellen, Mischeinrichtungen zum Mischen eines Eingangssignals mit dem Bezugssignal und jeder der aufeinanderfolgenden Oberwellen, und Verarbeitungseinrichtungen zur Messung einer sich ergebenden Schwebungsfrequenz aufweist; dabei sind die Generatoreinrichtungen so ausgebildet, daß sie wenigstens zwei Sätze von Bezugssignalen und ihren Oberwellen erzeugen, von denen ein erster Satz auf den vorher ausgewählten Frequenzen F , F₂ und F- mit F = F₂ -ÄF = F, + 4F und von denen ein zweiter Satz auf den vorher ausgewählten Frequenzen F. , F_ und Fg mit F. - F_ - £F = Fg + βF basiert, wobei

vorher ausgewählte Zunahmen sind, und wobei jedes Bezugssignal gleichzeitig mit seinen Oberwellen erzeugt wird; die Mischeinrichtungen sind für jedes der Bezugssignale der Sätze so ausgebildet, um das Eingangssignal mit einem jeweiligen Bezugssignal und seinen Oberwellen gleichzeitig zu mischen. Weiterhin weist die Vorrichtung eine FiIt er einrichtung mit einer vorher ausgewählten Grenzfrequenz auf, die kleiner als die Hälfte der Differenz zwischen, benachbarten Oberwellen ist, um eine jeweilige der sich ergebenden Schwebungsfrequenzen auszusortieren und um nicht trens,.3are Schwebungsfrequenzen abzuweisen, die auftreten, wenn ein Eingangssignal in einem zentral zwischen zwei benachbarten Oberwellen angeordneten Bereich liegt} die Verarbeitiamgselmrietrtungen sprechen auf die jeweiligen, a'assortierteis. Sciwslbt&agsfrequenssen für einen Satz der Bezugssignale star Li@f@rnmg des Wertes der örctaungs-

zahl der Oberwelle eines ausgewählten der Bezugssignale des Satzesj wobei die Oberwelle die dem Eingangssignal nächste Oberwelle ist, sowie des Wertes der aussortierten.. Schwebungsfrequenz und des Vorzeichens der Differenz zwischen dem Eingangssignal und der nächsten Ob er vd. Ie an; weiterhin sind F , F. ÄF, ^F und die Grenzfrequenz der Filtereinrichtungen so gewählt, daß sich ein kontinuierlicher Meßbereich über eine ausgewählte Ordnungszahl der Oberwellen erstreckt.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur automatischen Messung der Frequenz eines Eingangssignals gelöst, das die Verfahrensschritte der Erzeugung eines Bezugssignals mit einer vorher ausgewählten Frequenz sowie einer Anzahl seiner aneinanderfolgenden Oberwellen, des Miscliens eines Eingangs signals mit dem Bezugssignal und jeder der aufeinanderfolgenden Oberwellen, und des Messens einer sich ergebenden Schwebungsfrequenz umfaßt; dieses Verfahren weist folgende Verfahrensschritte auf: Wenigstens zwei Sätze iron Bezugs signal en und ihren Oberwellen werden erzeugt, von denen ein erster Satz auf den vorher ausgewählten Frequenzen F , F_g und F, mit F = F„ - Δ F = F + zl F und von denen ein zweiter Satz auf den vorher ausgewählten Frequenzen F^, F. und Fg mit F^ - F_ - β F = Fg + £ F basiert, wobei ilF und § F vorher ausgewählte Zunahmen sind und jedes der Bezugssignale gleichzeitig mit seinen Oberwellen erzeugt wird; für jedes der Bezugssignale der Sätze wird das Eingangssignal mit einem jeweiligen Bezugssignal and seinen Oberwellen gleichzeitig gemischt; die jeweiligen niedrigsten Schwebungs-

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frequences werden aussortiert, vorausgesetzt₉ daß das Eingangssignal außerhalb eines jeweilig©^, vorherbestimmt en, zentral zwischen den jeweiligen Nachbaroberwellem. angeordnet sia Bereichs liegt; weiterhin werden die jeweiligen^ aiass©3rtiertem Schtrebungsfrequenzen ftir einen Satz der Besugssxgaale ztsr Lieferung des Wertes der Ordnungszahl der Oberwelle eim©s ausgewähltem. der Bezugssignale des Satses,, wobei die Oberwelle, die dem Eingangssignal nächste Oberwelle ist_e sowi® des Wertes" des· aussortierten Sehwebungsfrequenz und des ¥arsei©ia®2t.s ü®r Differenz zwischen desa Eingangssignal und der nächstem ©ts@rwell@ verarbeitet? schließlich werden F₈ F. ₉ ^dF₅ ^F usmd di© jeweiliges.₉ vorlierbestifiiisteE Bereiche so vorher amsg©wälalt ₀ daB aicla ©am kontinuierlicher Meßbereich über ©ine ausgewählte zahl der C Oberwellen erstreckt«

Um dea Meßbereich über des, B©s*ei©iä hinaus, d©^ fe©i der ¥erwendung von nur swei Sät sen von Bezugs signal ©22. ^m^ Terftigua steht, zu erstreclcen, können ©in oder mehrere t-xeiter® Satae von Bezugssignalen verwendet werden.

Es kaniE. eim individmeller K^aI ftir jede dear ir©Th<3T ausgewählten Frequenzen der Sätse vom Bezugssignalea vorgesehen sein_e Die Mischeinrichtungen können eine Mischstuf® in jedem Kanal und die FiItereinrichtungen einen Filter in jedem Kanal aufweisen. Die Verarbeitungseinrichtungen können so angeordnet sein, daß sie die Ausgangssignale vom jedem der Fil ter parallel oder nacheinander verwerten· Werden die Fi lter-

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ausgangssignale parallel verwertet, so würde dies den Verarbextungseinrichtungen die Möglichkeit geben, die angeforderten Ausgangssignale, extrem rasch zu liefern. Eine solche Betriebsgeschwindigkeit muß jedoch nicht notwendig sein, so daß die aufeinanderfolgende Verwertung ausreichend sein kann. Die Mischeinrichtungen und die FiIt er einrichtungen können aticls. weniger Mischstufen und Filter als Kanäle aufweisen: in. diesem Falle würden dann die Ubertragungskanäle in der Weise vielfach ausgenutzt (Multiplexverfahren), daß eine Mischst«sfe siid sis Filter der Reihe nach tsit einen? aits einer Anzahl von Kanälen verbunden, werden. Weiterhin können weniger Kanäle als vorher ausgewählte Frequenzen vorgesehen sein; in. diesem Fall würden, ein oder mehrere Kanäle der Reihe nach auf zwei oder mehr vorher ausgewählten! Frequenzen arbeiten. Wie später erläutert werden wird, geht man von der Erwartung aus, daß nur zwei Sätse von Bezugssignalen, d. h» F. bis Fg₅ benötigt -werden; unter dem Gesichtspunkt der Kosteneinsparung kann auch nur ein einzelner Kanal verwendet werden.

Die Vorrichtung muß nur die Schwebungsfrequenz, N und + oder liefern. Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist jedoch eine Anordnung zur Berechnung des Wertes der Eingangsfrequenz aus diesen Daten und zum Auslesen des berechneten Wertes vorgesehen·

Bei einer Vorrichtung, bei der die Verarbeitungseinrichtungen nicht die Schwebungsfrequenzen von allen Sätzen von Bezugs-

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parallel ve^wcsrten, köixncri die Verarbeitim.gsei322r3.chtinxgen so angeordnet seisi» daß sie die Zuschal tuiig₅ oclei- Er- · setigurag der Sät£e von Besugssigrialen nacheinander steiiersi, bis die Yerasrliex-t-ajigseinriclitiJ37.gen das Eingaasssigmal ±a Bezug auf ed.B.eji Sats ttosi Besugssignale^ messen kömiejio Nacla elasr bevorzugten Ausrülirrnigsforiis wird das EingSingssignal ebenfalls in Bezug auf exEten zweiten Sat ζ von Beisugssigri&Xen. gemessen, um su überprüfen, daß die verarbeiteten ßatea nicht M.ns±cirt-Iicb. einer Olservjelle des Eingcuigssignals in Bgzup¹ stehen. Wenn also eise ¥ielza!il von Kanälen vor gesellen ist₃ da^sa i-rird €L@ Urdschaltixixg zwischen den.. Kanälen gesteuert; ist jkviz· sin einzelner Kanal vor-ge seilen, dann wird der Signal generator gssteu- ©rt_f xmi die Satze nacheinander su erzenges.» Wenn, das Eingangssignal nicht in Beztig auf irgendeinen der Sätse vüh Bssagssignalen gemessen werden lcansij dann körniea die richtimgen so angeordnet werden, daß sie eine Anzeige liefern, daß das Eingangssignal außerhalb des Meßfeesreielas der Vorrichtung liegt. Die Ainseige kann, durch Energie stifülsriBmg zu einer Anzeigelanrpe erfolgen»

Um N und + oder - zu erhalten, können die richtungen die nie drigsten S chwebungs frequenz en saess©B., oder nur jede der Frequenzen für die gleiche Äbtastperxod® abtasten« ¥eim aber die Abtastung ' verwendet -wird, dann islissen

die Verarbeitungseinrichtungen auch eine -volle Zählung einer ausgewählten, untersten Schwebungsfrequenz durchfübren·

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BADORIQiNAi,

Es ist zweckdienlich, a.1® bekannten Zmjalinen/ί F und SP mit dew gleichen I-iert au versehen« Die vorherbestimmte Frequenz F|, k&sin über oder unter der vorhc-rbestiiBisrfcen Frequenz F^ liegen.

r· Betriebsablauf eimer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und die gegenseitige Beziehung zwischen den. verschiedenea Frequexs.zen. wird durch die nua folgende Erklärung ■weiter erläutert werden.

His eia oberhalb der oberen. Grenze eines Direktzählers liegendes Eingangssignal F_T?- au messen, wird grundsätzlich das Ein» gangssignal einer Mischstufe zugsfiihrt, wo es mit einer bekannten Überlagerungsfrequenz ^t₀₁ (die das Bezugssignal F bildet) gemischt wird, so daß ©ine^ Schx-iehntigstreqaenz F_p erhalten iffird, dia in dem Frequenzbereich des Direkt Zählers liegt® Der· I/art der Frequenz F^ wird deshalb In Abhängigkeit davon, ob F_X,_T über oder Hinter Ρ_ΤΛ. liegt, als F__rt. -~ F-. ausgedrückt»

Frequenzen über einen weiteren Bereich, zu messen, wird die Mischstufe gleichzeitig von Oberwellen der Frequenz F__o- angesteuert; das Eingangssignal wird _m±±, ^_er nächsten Ober-

iüberlapert >

•welle, so daß sich die niedrigste Schwebungsfrequenz ergibt; diese kann von den anderen Schiebungsfrequenzsen dadurch getreiint werden, daß das Ausgangs signal der Misclistufe durch einen Tiefpaßfilter mit einer Grenzfrequenz F..-, «C F_T_^/2 geführt wird. Baraus läßt sich entnelnneii«, daß das Eingangssignal

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nun durch F_TTT ~ N F_T_. + F„ gegeben vd.rd, vfobei N die Qr€z,vin£a~ zahl der nächsten Oberwelle ist«,

Uia auf diese VJcxse die Eiiigfoigisirerxuens zai berechnen, ißt es no tvendig, sowohl den Viert von H als auch das; kor-rckte Vorzeichen, (ä.lx, -i- oder ~) für F six bestisinricn =

der endliche?.! Grenscharakteristikeii dos Tiefpaßfilters wird sich oin Bereich von Frequenzen ergeben, die zenfcrsl zwischen irgendwelchen awei auf einander i'olgendeii Qnorwelleü der Überlagertingsfrequens liegen^ für diesen Bereich kara der Filter die Schwebiuigsfrequex&Zien nicht tresraea, so daß der Zähler keine korrekte Zählanseige machen, mrdo Ztar ITbe-rwin-. dung dieses Problems wird die Grenssfrequens des Filters auf ■weniger als F. _,./2, in der Praxis auf weniger als^,„, -4F}/2 in der Weise reduziert₀ daß Frequenzen, die vorher· eine t^ige~ naus Zählanzeige verursachten, jetzt keine Zählanzöige gebe:!· Die in diesen Bereichen liegenden Frequenzen können nicht ιϊιι~ ter Verwendung der Üb er iagerraigs frequenz F_ _Q gsBiesseii werdea, so daß zur Bestimmung dieser Frequenzen ein. zweiter Überlagerungsoszillator mit einer bekannten Frequenz F_„_o (die das Bezugssignal F^ bildet) an die Stell© des erste» Überlagerungsoszil» lators tritt, um axtch die "keine Zählung *f - -Bereiche überstreichen zu können. Ein dritter Überlagerungsossillator kann verwendet werden, um die FrequeiizüberdecJcung, zu erweitern oder eine erhöhte*Trennung von F-~. und F__p zu ermöglichen, in den meisten Fällen wird es jedoch ausreichen, nur zwei Üfoerl&gorungs-

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BAD QRtQINAL W-

oszillatoren vorzusehen.

Zur Bestimmung des Wertes von N und des korrekten + oder Zeichen, wird die Überlagerungsfrequenz um einen kleinen Betrag ■§· ÄF verschoben, um Ft₀₁ + Δ^ι d.h. F zu ergeben; dann wird sich offensichtlich die Oberwelle N-ter Ordnung um +N /kF verschieben. Wenn das Eingangssignal außerhalb des von den oberen und unteren Grenzen NF-₀ bzw. N (Ftqi + <&F) definierten Frequenzbereichs liegt, dann wird die Schwebungsfrequenz um K^F auf eine Signalfrequenz, die niedriger bzw. hoher als NF_₀ ist, zu steigen oder zu sinken. Zur Verarbeitung der Schwehungsfrequenzen für ^vq« *k"3L (^t λ 1+ ^P) ^zur> Lieferung des Wertes von N und des Vorseiclxene können die üblichen Techniken angewandt werden.

die Eingangsfrequenz innerhalb eines "keine Zählung"-. Bereichs liegt, dann kann die zweite Oberwelle oder eine höhe re Oberwelle der Eingangsfrequenz außerhalb der "keine Zäh'-.lun.g "-Bereiche liegen, und wenn sie (a) eine ausreichende Amplitude hat, und (b) in den Frequenzbereich des Systems fällt _s dann werden sich eine falsche Zählanzeige und ein falscher, hoher Wert für M ergeben. Durch Ändern auf die zweite Überlagerungsfrequenz F^₀₂ wird eine Oberwelle von F __ nahe genug an die Grundschwingung der Eingangs frequenz gebracht, um die Erreichung einer korrekten Zählanzeige zu ermöglichen. Die korrekten und die fälschen Zählanzeigen werden durch ihre N-Werte unterschieden, wobei die Zählanzeige mit dem höheren

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N-Wert als die falsche Zählanzeige araxüekgewieses. wird.

Ss wird nicht notwendig sein, daß der Zähler einen digen ZählVorgang der Schwebungsfrequenz siar B©stis»tag ύοά Ν durchrührt ₉ da ausreichende Informationen h®± ©isa©r Afc^astzelt zur Verfügung stehen werden., die der Baues· einiger weniger Zyklen von ^.F entspricht. ¥egen ©isier ftandamentalen. Genauigkeit vom. _* 1 bis +_ 2 Auszählungen pro Messung des ..Zählers -wird aotwendig sein, die minimale Auszählmmg so e>u wSlalea«, öaS si© aicht weniger als 6 Ibis 8 beträgt; w&±t<STh.xm mi®3@m alle Ans- Zählungen auf ein ganzzahliges ¥iel£a©3hes aählimg abgerundet werden»

Wenn das Eingangs signal sswischea N ^₀ ^ waö M C F^₀ ^ A&} liegt, dana wird z. B. ein langeiaaii©^ Wort für SJ wenn das Eingangssignal auf de® 3kalfei©m If eg ^tTiiseikoia H F₁, _/Q)i, tsaffi.

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__O1 +AF) liegt ι dann wird· die Sete®tasgsf2r©qm©ms mrlteht steigen oder simken -mid zu dens Ergrtmis ftilss'ssa,, <äsB S fgjt,®S,@ls Null zu sein scheint« In diesem fall "kann di© tilb©rlag©ffi3iagsfrequenz tua -^F verschoben werden ₉ im dem ff-islitigsa Wert für M zu erhalten«

Für nahe bei M F₁-. liegende Eingangs fr equaeas esa ist ©s -sieht möglich,, das !korrekte Torzeichen für F^ ©urne ©im® lamg© Äbtastperiode festzustellen ι deshalb wird v®rgea@g©a₉ F^. ■«■ oder zu verwenden, isam F₁, au erhalten und

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die absolute obere Grenz© bei (si~i)F , + P liegosu B©i der später sa beschreib enden Ausfiihraagsforaa ist J©d®<sfe d±® arbeitraag so ausgelegt, daß die Bestimmung vosa, '. zeichen sur raiter der Voraussetzung stattfindest ^fd % ^Fttd) sowohl für (F_Trt„ -ΛΡ) als auch für CF__. -J-^F) ist« Das vereinfacht zwar die Rech©mfolge_a es mu& j©d®eh der MaeSa·= t©il ©iiaer Reduktion der obereEOni Fre^uemssgres^e sisf Cs- i) F_TO ψ F _ - (η ·= l) AF in Kanaf geHosämsn uerdeao Eia© weiter© Folge d@r ¥ejrweiidisng dieses spezielles Ablaufs ist₀ dsJB siar Sicherst ellung einer adäquat ©ss, tlfeerdeelc?jag des "keime Zäh-·= .Itnag."⁵«»Bereichs ztrisehen Cffi. — 2) F_ ~^ tssad C ss. <=» ä)F__. sieh di© ZMhlb©2Peich© "r©sa (sa. = .2) F^^^ wad Ausmaß üfeerlapp©^ ssiissesig daß gleich ι

F„„ - (u - S)Af gerade

wobei e.s als (m, - 2) F-^ - F_T„ ψ Ca

isa ©imea

ist_o

g©ia®ssea

2) AF

drückt wird« Diarcla GlsicfesetseB. dieser beides hält rnssa F_TiX_/2 = F_Tft. - F_Tm 4- Ca - 2) ^F als Bios© üleieh^ang stellt

er

Größen

F_v

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bestisHsrfe wir da Auf dies® Weis®

gewählt werd©n₉ daß sie einen, geeigneten Bereieh für die Frequenzmessung ergeben; F^- und AF können, so ausgewählt werden, daß sie günstig liegende Wert© haben. Wenn Λ F g© gewählt wird, 'daß ©s einen geeigneten Wert hat_s dann setzt die ©feige Gleichung eine untere Grenze für F_Tpf wobei die obere Grenze durch

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die Schärfe der* örenzeharakieristik und die -Notwendigkeit bestimmt wird, bei Ρ^_β./2 ein© große Dämpfung zu haben.

Eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden, Erfindung kann auto mat! seh die Frequenz eines Eingangssignal s (vorausgesetzt, es liegt im MeSbereicfe) messen^ ohne daß ein Näherungswert seiner Frequenz erforderlich ist*

Eine AusfülirungsforEa der- Erfindung wird iia folgenden unter Eezugns&me auf cixe Isexlie-gesdesi scb.eiaatisch.eiL Zexchnungen nSiier erläutert.

Fig a 1 Gis. Bl<3©3kd±agrar«KE eines Freqn.en.zs E.esli der· verliegoadeE, Erfindung.;

Fig« 2Ä._S 2B und 2C eim Flußdiagranus des Betrf-ebsabi&af ε des Frequeaamessers nach. Fig« If

Fige 3 eine Modiffilsatioa eines Teils des Frequenzmessers s.aeh Fig«, I? und

Fig« % eine weitere Modifikation eines Teils des Frequenzmessers nach Fig. i.

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Figo 1 stellt ®±m. 3eSai®s3at±s©lhi©s Biagratua ©im©© Fjreqpssa^sQssje d@2? ·ίτ@2°ϋ解@Εβ1©Μ. üs'ü'imdiuijag das' ξ 3huL©2*lb©± 2,i©f©ir"fe gIsl ISq=

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Figo Io Bio smm folgosidesa Älbsäts© gsbeai die folge deE* eimgelsasia Solsritt© am lasad siad ir@m 100 asu

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knopf es abgenommen w®rdan_s ©deir e^ kasm automatisch am Ende einer
quenz abgeleitet werden«

Die Speicher Si, S2_S S3_S S4 -omü B5 sowie die Zähler l8 und 21 werden zurückgestellt

Der Überlagerungsoszillator 10 mrd auf ^FL01 "^^ gesetzt, und der Zähler 21 wird mit dem Speicher Sl verbunden.

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23509 3- Da=? Tor RG ΐ-'ird für S ,uS geSr

Bic Aussähl^/iS in dew 2»äb.xer 21 icfcrdi ±ii detii Spoleäer Si als ZKhXassexge Cl

Dis Sählaaseige Ci wird mit 20%S

Cgc to iO6)s WeKXi €i^20^;*ß_s Sprung E ilCe

Ber tfberXagermag^oiSsilla.toir IG wird auf F_ .^λ ^j F eiixgestsXlt _s uad deir Säiiler* Si vsrlrd mit dem Speiclier S2

D&££ ^"or 20 wird für 6 juS geöffnet.

Die Zälilanzelge in dem ZäiiJ-er· 2i in «äejii Speicher S2 als Zälilansseige C2 gespeichert«.

Zghlanzeigs C2 v^ird mit 20it8 verglichen. Wenn C2 < 2048, Sprung nach 111: Xienn C2 ^2048, Sprung nach 110.

Speicher Nl = l6 in Speicher S4 und Sprung nach 120.

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Speichere ±n Speicher 8k El = (Cl + C2)/12;

iesL ~f xsnd F = F₇^,, -/|F_O BaiHa Sprung

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Die Speicher Sl₉ S2 und S3 werden zurück gestellt,

S@r überlagerungsoszillator 10 wird amf

!Diese iieifeenfeige der Seiforitte ent spricht ' \im2ia.t.±® Dsutamdis J jeweils deaa Sehrittass. 103 bis 2,2© mit den folgenden Ausnahmen: Ση des Sskri-ätesi 125 ₉ 13I₉ 136, 137 -acad s'ieih/b für 1?-_r^, die Firesnaeaa F„_rcr)§ in desa Schrittes 129 ₃ 136, 137 -umd 138 steht für Nl 1121 Tsiid im den Schritten 129, 136, und 13S*^ir S& ^d S5. I

IfI imu H2 werden ebü I6 -rerglisiien« "-Jeaa Nl = N2 = 16 _f Spi*«aa,3 aiach l4ls Soast nach 4

Bern "!saiiae ZialTaiag^-Aazeiger 25 wii^cl l

sia Startsignal gsli

-■· U d ο i η / U d λ

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Der ZäSiler l8 wird ami Ml mal du© la Sk gespeicherte Frequans vor©ing®st©lit_o

ist

Das Tor 20 ^cLr d g©öffa®t usadl deff Zäfeler 1 @ia© voll© ^!^!^©rxod© gTarüeko Dasasa

Tor 17 -wiriä g®öffn©t w&d dor ZäM.©jr ΐ ssalilt ©ine voll© Zä&lp©ri©dl®

Diese Heiheafolge der Schritte ist bis 152 identisch mit dem Sehritten i%3 bis i%7₅ jedoch mit den folgenden Amsmaismems In den Schritten l48_s 1%9 tm<ä 150 wird ^ür S4 S3 gelesen; in dem Schritt 1A9 wird für

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Kl NS gelesen»

153 Die endgültige Zahl im Zähler lS

wird angezeigt, «nd es wird eiiL Startsignal geliefert»

eine dritte Üfoerlagerungsfrequenz verwendet wird_f oder wenn, einige "keine Zäii3Usag^ei!-Bereiche akzeptiert werden können« dann, kasE, sicfe der Frequenzbereich über 15 ^Voi ^***¹¹¹⁵ unter der Yajraussetsung erstE*©eS£ea_s daß der harmonische Bereich der SpGiLsaesrscSisuLiidlaciffi-e ssumice'lGliGmd gs*oE ist« Er kann, sicii bis

Ο»ί£-— 9'vcJ· *-·' ·τ- /ν* - vli/'/tji^,^ witsü ^ίΐΕ^'-ώ·^ J·:- ■„ ■ * · ■■ τ Αί ίί (---ι? '--j - ί ^ f -LSfiLi i^j j6j w>Wii iffiiiiiinffi '■'^■vi ¹JJ a 'tiff *fli Ji *ir S *&& WCiX^ufiXup^i

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Der Zweirichtsangszähler iS mmB nmr eine einzsel&e Ziffer zur Anzeige von 6Es habe&i weiterhin kann ein überlauf anzeiger vorgesehen sein_s so Äail Frequesizen über 9»999 GSz gemessen. werden känsxesu AuS dies® Welse kSn&eäa Frequenzen, bis zu 19#999 QHz^ atisgelesea werdea_s waxi falls es gewfinseirfc wird_s können Oberwellen, bis zu -omA eisascliließlich der 28. Ordnung verwendet werden, d.h. Oberwellen über der 28« Ordnung werden eine Vieldeutigkeit in dem Wert des Überlaufs verursachen« In diesem Fall kann in der Reihenfolge der Schritte HO und 129 die Zahl Io durch die Zahl 29 ersetzt werden; dann sollte die Instruktion bei Schritt Il4 ungefähr so lauten: Wenn Ni = N2 s 29,

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dann Sprung zu

In Fig. 3 ist eine Anordnung da.3rgpi@ilt_a di© m®&bs

G^ bis G^ aufweist„ die dem

signalen F. bis F/> emtspreclsaaio Jeder GsmoratoE= emfsihiSjL'S Jeweils eine SpeiclaerseJbialtdi
ander folgenden ©berwslXea d®m B@siiägssx^a©ls ^ϊπ. ©rseiagem· B±e Ausgangssignale von den Generatoresa G^, Ibis G^- twerdejü. auf eise Datenübertragiuigs-Steuereiaheit CMultiplesseir') 29 geg©bem, äle einen der Generatorea m±t sisaesr Mi s©Sns-fciaf @ l4 ^Tss^biia.-Bie DatesHibert2*agiüffiigsg5teu©r©i3a3!s©it vyiard ^"©sa. ©isiea SigjaiaS. gesteuert, das auf ibrea St©ii®r©iag©23!,g JQ v©sa dojr Eislaeit sees* Folgesteuerung 2h (Figo l) g©g®Tb©a wir do Di© SoSaaltfolg® Izsmm ^TOTh-QT ausgewählt werden, wotoei si© s_o B₀ die gleieih.© seia
kann, wie si© ±n üen. F±g_o 2A bis EC darg©stollt ist« Falls .
erforderlich, üaBSi saelir als ©iss© Mis©Jistt8.f © "fQ^aiBWäo-fc τ7©Ε"ί2<ΐ·Ξί§
ε. B. können drei MisoliEtuf©sa ^©rgoseSiSEü. s@isB.₉ v©b2. dl®ja©im J<s<£s ülber die J5atenübertragTOig
Paar von Generatoren geiaört

Fig. % zeigt eine AnordHoag tos seelhs <ais2.a@ls2.ess,
generatoren G bis G^₉ iron "d©aean J©de Sigmale ami? ©isae ezrö
sprechende, einzelne Mischsätiafe i%=l %6

stufen siad Jeweils nsait ©atsp^sckeadesig ®±sa@lsi©m Filters
l6-l bis 16—δ gedoppelt j di© ■j-jiedeE'uaa Bigsaal©
gäage eisaer Sechea©is22i©it %O g©b©

sie di©

4 0 9 8 16/ 0=9

Claims (1)

1. Pat entanspräche

   ...Vorrichtung zur automatischen Messung der Frequenz eines

   Eingangssignals mit Generatoreinrichtungen zur Erzeugung eines Bezugssignals mit einer vorher ausgewählten Frequenz sowie einer Anzahl von aufeinander folgenden Oberwellen dieses Signals, Mischeinrichtungen, zur Mischung eines Eingangs signals mit dem Bezugssignal und jeder der aufeinander folgenden Oberwellen, lind mit Verarbeitungs einrichtung en zur Messung einer sich ergebenden Schwebungsfrequenz, dadurch gekennzeichnet, daß die Seneratoreinrichtimgen (10,11, 12, 13, 2k) zur Erzeugimg v"©K wenigstens zwei Sätzen von Bezugssignalen und ihren Oberwellen ausgebildet sind, von denen ein erster Satz auf den vorher ausgewählten Frequenzen F., F„ und F mit F = P₂ - /i F = F +Z^P und von denen ein zweiter Satz auf den variier ausgewählten Frequenzen Fj. , F_ und Fg mit F. = F-6F s Fg +ÜF basiert₉ wobei ,AF und ^F vorher ausgewählte Zunalneea. sind vm.u wobei jedes der Bezugssignale gleichzeitig mit seinen Oberwellen erzeugt wird, daß die Mischeinrichtungen für jedes der Bezugssignale der Sätze so angeordnet sind, daß sie das Eingangssignal mit einem jeweiligen Bezugssignal und seinen Oberwellen gleichzeitig mischen, daß die Vorrichtung Filtereinrxchtungen il6) m±t einer vorher ausgewählten Grenzfrequenz enthält j die gleich weniger als der Hälfte der Differenz zwischen benachbarten Oberwellen ist, um jeweils eine der sieh ergebenden Schwebungsfrequenzen auszusortieren und die nicht trennbaren Sciiwebungsfrequenzen zurückzuweisen, die -

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   dann auftreten, wenn ein Eingangssignal in einem zentral zwischen zwei benachbarten Oberwellen angeordneten Bereich liegt, daß die Verarbeitungseinrichtungen (l? &is 25, 27, 28, Sl bis S3) auf die jeweiligen, aussortierten Schwebra&gsfrequenzen für einen Satz der Bezugssignale zur Lieferung des Wertes der Ordnung der Oberwelle eines ausgewählten der Bezugssignale des Satzes, wobei die Oberwelle, die dem Eingangssignal nächste Oberwelle ist, des Wertes der aussortierten Schwebungsfrequenz und des Vorzeichens der Differenz zwischen, dem Eingangssignal und der nächsten Oberwell© ansprechen, rand daß F., F^₉ jOF₉ Sf und die Grensfrequenz d©r F±Xt©r©imrieh» tungen so ausgewählt sind, daß sich ein kontismierlicher Meßbereich über eine ausgewählte Oröiraag vom. Oberwellen erstreckte

   2e Vorrichtung nach Anspruch I₃ dadiarch gekennzeichnet, die CaeneratoreinrichtusageB, (Gi "bis G6) zur gleichseitigen. Erzeugung eines jeden der Besugssignale eines jedem d©r Sätze ausgebildet sind, daß die Misoln@inricfe.tu2s.gess. jeweilige eisazel= ae Mischstufess. (l4-i bis 14-6) aufweisen, daß dx© Filtereinriehtungesi!. jeweilige, einselae Filter (i6-i h±& i6-6) auf·= weisen, und. daß die VerarbeitTamgseinricSituiigem C40) s© angeordnet sind_s daß sie die jei-?eil±geEi!.₉ aus sortiert esa Schwebtsngs= freqmeazen parallel verwerten«

   5« ¥orricht^ing nach Ansprucli I₀ dadurch gek©nmB®i©lsaet „ daß •die Generatoreinrichtungen (Gi bis 6) zur gleichseitigen Erzeugung eines jeden der Bezugssignale eines jeden der Sätze

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   ausgebildet sind, daß die Mischeinrichtungen wenigstens eine Mischstufe (lA) jedoch weniger Mischstufen als erzeugte Bezugssignale aufweisen, und daß eine Datemibertragungaäeuereinheit (29) (Multiplexer) zur Anschaltung einer Mischstufe vorgesehen ist, um im Wechsel jedes einer Vielzahl der erzeugten Bezugssignale zu empfangen.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtungen zur Steuerung der Datenübertragungssteuereinheit ausgebildet sind, und daß die Verarbeitungseinrichtungen die aussortiertem Sciiwebungs frequenz en fiix* die Sätze von Bezugs signal en synchron mit der Verarbeitung der aussortierten Schiebung sfrequenzen durch die Verarbeitungs einrichtungen empfangen.

   5« Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gener at or einrichtungen einen einzelnen, steuerbaren Generator (10 bis 13) aufweisen, der so ausgebildet ist, daß er nacheinander jedes der Bezugssignale eines jeden der Sätze erzeugt, daß die Mischeinrichtungen: eise einzelne Mischstufe (14) aufweisen, daß die FxXt er einrichtungen, einen einzelnen Filter (l6) aufweisen, und daß die Verarbeitungseinrichtungen (17 bis 25, 27, 28, Sl bis S5) so ausgebildet sind, daß sie die aussortierten Schwebungsfrequenzen. in Serie verwerten.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtungen (17 bis 25, 27, 28, Sl bis S5)

   - 28 -

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   - as. -
   Q ?35Π939

   zur Steuerung des steuerbaren Generators CiO bis 13) - in der Weise ausgebildet sind, daß die Sätze iron Bezugssignalen synchron mit der Verarbeitung der aussortierten Schwebungsfrequenzen durch die Verarbeitungseizsx>±chtunge& erzeugt werden«

   7· Vorrichtung nach Anspruch 6₃ dadiarsla g©k©ms3.aeichiaet, daß die V er arbeitungs einrichtungen (17 bis 25₉ 27, 28, Sl bis S5) zur Lieferung einer Anzeige ausgebildet simd_g wenn das Eingangssignal nicht in Bezug auf irgendeinem der Sätze ?on Bezugssignalen gemessen werden kann»

   8 β Vorrichtung nach einem der Amspriiela© 1 bis ?₉ dadwrclfo. gekennzeichnet, daß die VerarbeituagseinricSittangen C17 bis 25» S7j 28, Sl bis S5) zur BereciMwmg vmid zum Aub1bb®m des Wertes des Eingangssignals ausgebildet

   9· Vorrichtung nach einem der Aasprüelne i h±s S₅ daotarsihi. kennzeichnet, daß die Generatoreimriciit-uasiigQsii ClO bigs 13₉ so ausgebildet sind, daß ^F = SF ist.

   10. Vorrichtung nach einem der Ansprüela© 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeit-samgseinriolitiaiigeia (17 bis 25_t 27j 28_y Sl bis S5) so ausgebildet sind_f daß sie die aussortierten Schwebungsfrequenzen von zwei, übt Sät ze von. Bezugs Signalen ■verarbeiten und die verarbeitete» Batem mit- eiasna kleineren Wert der Ordnung der nächst en Oberwell® des ©nt sprechenden Bezugssignals zum Auslesen auswählen.

   — 29

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   ?35093.9

   Ii. Verfahren zur antomatisehen Messung der Frequenz eines Eingangs signal s, bei dem ein Bezugssignal mit einer vorher ausgewählten Frequenz und einer Anzahl seiner aufeinander folgenden, Oberwellen erzeugt wird, das Eingangssignal mit dem Bezugssignal und jeder der aufeinander folgenden Ofeer~_ wellen gemischt wird, und. bei dem eine sich ergebende Schwe- bungsfrequenz g©nassem wird, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Sätze von BezugsSignalen und ihren Oberwellen erzeugt werden, von. denen ein erster Satz auf den vorher ausgewählten Frequenzen F , F_ rand F. mit F = F₀ -^F =

   Xo J) J. Ct

   F- +^F,. und von denen ein sweiter Satz auf den vorher ausgewählten Frequenzen F. , P und F^ rait F^ = P_ - &F = Fg + 5 ^F basiert, wobei ^F-und SF vorher ausgewählte Zunahmen sind, und wobei jedes der Beziigßsignale gleichzeitig mit seinen Oberwellen erzeugt wird_g daS für jedes der Bezugssignale der Sätze das Eingangssignal mit einem jeweiligen Bezugssignal und seinen Oberwelle^ gleichzeitig gemischt wird, daß nur die jeweiligen untersten . 'Schvebungsfrequenzen unter der Voraussetzung aussortiert werden, daß das Eingangssignal außerhalb eines jeweiligen, vorherbestimmten, zentral zwischen den jeweiligen benachbarten Oberwellen angeordneten Bereichs liegt, daß die jeweiligen aussortierten Schwebungsfrequenzen für einen Satz der Bezugssignale zur Lieferung des Wertes der Ordnung der Oberwelle eines ausgewählten der Bezugssignale des Satzes, wobei die Oberwelle die dem Eingangssignal nächste Oberwelle ist, des Wertes der aussortierten Schwebungsfrequenz und des Vorzeichens der Differenz zwischen dem Eingangssipaa?,

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   und der nächsten Oberwelle verarbeitet werden, toad daß F , F, , ^F, &F uid die jeweiligen vorherbestimmten Bereiche in der ¥eise vorher ausgewählt werden, daß sich ©in kontinuierlicher Meßbereich über eine ausgewählte Ordnung von Oberwellen erstreckt.

   12. Verfahren mach Anspruch H₉ dadurch gekestsiseieimst die jeweiligen Bezugssignale gleichzeitig erzeugt das Eingangs signal mit dem jeweiligen Besugssigsial g!<3xciiz®i tig gesaischt wird, daB di© jeweiligen . raaterstsa Scfoweb frsqtuemzisja gleichseitig aussortiert worden, m&d daß die weiligen mit erst asu S©h"webwEa@s?E*eqia.©az©Ea pasrallel Tb©i arbeitung verwertet werden ο

   13«, Y@r£&M?@n aach issasprucls. H₉ dadmreJi gekOBüEaseichmot ₉ daß di© jeweiligen BetragssigBa.le gleieiaaeltig ©rseuagt w©rd®3a_g daß das Miscbea mit Hilf© von x*jemigst©ms <eis@r mit vren±g&T Misehstufea al® erseutgtam

   wird, rand daB x^enigsteas eime g

   atoweeaselsad jedes eiaer¹ augelkoiriigea YxslsaSil Bssugs signal am au

   l4o ¥©rfafer©s2. nach Ansprueh Ii₈ dadurch gekeraaseiehmet_s di® Besiagssigjaale nacheinander erae^igt werdssa, daß das Mis©h©a nacheinander Mit Hilfe einer einzelnem Mischstrnfe wirdj und daß bei■der Verarbeitung die jeweiligen, Schweb^asagsfrequenzen in Serie verwertet werden*

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   15» Verfahren nach Anspruch lA, dadia-cii gekennzeichnet, daß die Sätze von Bezugssignalen synchron mit. dem Verarbeitungsscliritt erzeugt werden.

   l6. Verfahren nach Anspruch. 15, dadurch gekennzeichnet, daß eise Anzeige vorgesehen ist, wenn das Eiagangssignal nicht in Bezug auf einen der Sätze von. Bezugssxgnalen gemessen werden kann.

   17« Verfahren n&cli einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet , daß der Wert des EingamgsssLgsmls berechnet und ausgelesen wird»

   lS. Verfahren macht ein era der ^aspräelfe© 11 fels 17» dadurch gei ebnet ₉ daß die Bezugs fr eqsensBeE so «irzeugt werden, daß gleich. £P ist,,

   19* Verfahren nach eiaeta der Anspziiclie 11 Ms 18, dadurch gekennzeichnet, daß die untersten SefessreistHsagfireqiieiizen von zwei der Sätze von Bezu.gssigmaleEi irearsi-feel.feef; eerdea, und daß zum Auslegen die verarbeitet sas. D at esa m±t. eiESüs niedrigeren Wert cfex· Ordnung der nächstes Oberwelle· des entsprechenden Bezugssignals ausgewählt werden»

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