DE2445955B2 - Zweikanal-MeBeinrichtung mit Amplituden- und Phasenvergleichseinrichtung - Google Patents

Description

Der elektronische Leitungsstrecker 24 gemäß Fi g, 2 wirkt mit dem Signalgenerator 16 und dem lokalen Oszillator 30 ebenfalls derart zusammen, daß die durch den Leitungsstrecker bewirkte Phasenverschiebung sich als lineare Funktion der Frequenz des Signalgenerators 16 ändert. Diese Funktion entspricht genau derjenigen des mechanischen Leitungsstreckers 20, der eine feste Länge einer Übertragungsleitung enthält, die eine linear mit der Frequenz veränderliche Phasenverschiebung bewirkt.

Der (variable) Phasenschieber, welcher als elektronischer Leitungsstrecker 24 verwendet wird, kann auf verschiedene Weise ausgebildet sein; variable Phasen-

schieber können beispielsweise mit Reaktanznetzwerken mit einem veränderbaren Reaktanzelement aufgebaut werden. Diese Arten von Phasenschiebern sind in der Regel bezüglich des Bereichs begrenzt und wären nicht besonders für einen großen Bereich von Prüffrequenzen geeignet. Ein Phasenschieber für einen größeren Frequenzbereich kann mittels einer Phasenregelschleife aufgebaut werden. Während ein derartiger Phasenschieber für größere Frequenzbereiche geeigneter als ein Reaktanz-Phasenschieber wäre, erfordern die sehr großen Frequenzbereiche der zur Zeit erhältlichen Signalgeneratoren für viele Anwendungszwecke einen noch größeren Bereich von Phasenverschiebungen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Zweikanal-Meßeinrichtung mit einer Signalquelle, einem daran angeschlossenen Meßkanal für eine zu untersuchende Schaltung, einem ebenfalls an die Signalquelle angeschlossenen Referenzkanal sowie einer Amplituden- und Phasenvergleichseinrichtung für die Ausgangssignale des Meß- und des Referenzkanals, wobei der Referenzkanal effektiv als zur Anpassung an den Meßkanal in ihrer Länge veränderbare Leitung ausgebildet ist, dadurch g n kennzeichnet, daß sowohl der Meß- (14) als auch der Referenzkanal (12) auf ihrer Ausgangsseite einen Frequenzumsetzer (26, 28) zur Erzeugung is einer konstanten Zwischenfrequenz aufweisen und daß im ReferenzkanaJ hinter dem Frequenzumsetzer eine elektronische Phasenschieberschaltung (24) vorgesehen ist, die Phasenverschiebungen durchzuführen im Stande ist, die größer als ±180" sind, wobei die Phasenverschiebung gemeinsam mit der Frequenz der Signaiqueiie (16) linear steuerbar ist

   Die Erfindung betrifft eine Zweikanal-Meßeinrichtunggemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

   Bei den herkömmlichen Netzwerkanalysatoren und anderen Zweikanal-Wechselspannungs-Prüfvorrichtungen werden mechanische Lertungsstrecker im Referenzsignalweg verändert, um die Phasendifferenzen zwischen beiden !'.analen aufgrund der verschiedenen Weglängen für die Signale auszubleichen. Da mechanische Leitungsstrecker bewegbare Kontakte erfordern, durch welche die Leitungslänge un*?r Beibehaltung des Wellenwiderstandes verändert werden kann, sind sie kostspielig und wegen der vielen mechanischen Bauteile einem Verschleiß ausgesetzt. Zusätzlich können derartige mechanische Leitungsstrecker praktisch nur bei hohen Frequenzen, insbesondere im Mikrowellenbereich, benutzt werden. Bei niedrigeren Frequenzen müßten die mechanischen Leitungsstrecker so lang sein, daß sie praktisch kaum ausgeführt werden können urd es würde eine solch erhebliche Menge an zusätzlicher Übertragungsleitung erforderlich, daß sich oft beträchtliche Verluste ergäben.

   Zwar sind auch elektronische Phasenschieberschaltungen bekann;, auch solche, die Phasenverschiebungen von mehr als ±180° ermöglichen und somit eine effektive Leitungslängenveränderung bewirken. Jedoch lassen sich solche Phasenschieberschaltungen nicht ohne weiteres an die Stelle von mechanischen Leitungsstreckern setzen, da die von ihnen bewirkte effektive Leitungslängenveränderung frequenzabhängig ist, während sie bei mechanischen Leitungsireckern frequenzunabhängig ist.

   Aus der US-PS 26 85 063 ist eine Zwcikanal-Meßeinrichtung bekannt, die einen variablen Phasenschieber im Referenzkanal aufweist. Dieser Phasenschieber ist jedoch wie ein mechanischer Leitungsstrecker nur manuell einstellbar und wird im Gegensatz zu einem solchen dazu benutzt, im Nullabgleichsvcrfahrcn die Phasenverschiebung zu messen, die durch eine zu prüfende Schaltung erzeugt wird. Messungen lassen sich dabei dabei nur bei jeweils einer Frequenz ausführen, die fest eingestellt werden muß. Eine Messung mit gewobbelter Frequenz ist nicht möglich. Darüber hinaus ist bei dem bekannten Gegenstand keine Leitungslän-

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   65 genanpassung in dem Sinne vorhanden, daß vor der Amplituden- und Phasenvergleichsmessung die gleiche effektive Leitungslänge im Meß- und im Referenzkanal erzeugt wird.

   Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zweikanal-Meßeisirichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die wie eine Meßeinrichtung mit mechanischem Leitungsstrecker eine Messung bei stetig veränderlicher Frequenz erlaubt, ohne diß jedoch solch ein mechanischer Leitungsstrecker erforderlich ist. Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch gekennzeichnet.

   Die Anordnung der elektronischen Phasenschieberschaltung hinter dem Frequenzumsetzer bewirkt, daß trotz der Frequenzabhängigkeit der elektronischen Phasenschieberschaltung eine effektive Leitungslänge erzielt wird, die frequenzunabhängig ist, wenn die Phasenverschiebung gemeinsam mit der Frequenz der Signalquelle linear gesteuert wird.

   Im folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert; es sielten dar

   Fig. 1 einen herkömmlichen Netzwerkanalysator mit einem mechanischen Leitungsstrecker;

   Fig.2 ein Blockdiagramm eines Netzwerkanalysator mit einem elektronischen Leitungsstrecker.

   Fig. 1 stellt einen bekannten Netzwerkanalysator 10 mit einem Referenzkanal 12 und einem Prüfkanal 14dar. Ein Signalgenerator 16 liefert ein gewobbeltes Prüfsignal für die Prüf- und Reierenzkanäle. Zwischen dem Signalgenerator'jnd dem Eingang 14 des Prüfkanals ist eine zu untersuchende Schaltung (DUT) 18 angeschlossen und zwischen dem Signalgenerator und dem Referenzkanaleingang 12 ist ein mechanischer Leitungsstrecker 20 angeschlossen. Der mechanische Leitungsstrecker 20 wird derart eingestellt, daß er die Signalwege durch die zwei Kanäle zwischen dem Signalgenerator und den Eingängen des Netzwerkanalysator ausgleicht. Dabei beruhen durch den Netzwerkanalysator gemessene Phascndiffei er.zen ausschließlich auf Veränderungen der Eigenschaften der untersuchten Schaltung 18 und nicht auf Unterschieden bezüglich der Leitungslänge beider Kanäle (Hewlett-Packard manual für die Meßgeräte Model 8410 und 8407).

   Fig.2 stellt einen Netzwerkanalysator 22 mit einem elektronischen Leitungsstrecker 24 dar. Der Netzwerkanalysator enthält einen Mischer 26 im Prüfkanal und einen Mischer 28 im Referenzkanal. Beide Mischer werden durch einen lokalen Oszillator 30 gespeist. Daher setzen die beiden Mischer die Eingangssignale phasenkohärent in eine gemeinsame Zwischenfrequenz um, die durch Zwischenfrequenzfilter 32 und 34 bestimmt wird. Der lokale Oszillator 30 ist mil dem .Signalgenerator 16 verbunden, so daß die Frequenz des lokalen Oszillators 30 sich entsprechend dem Wobbclvorgang des .Signalgenerators ändert und dadurch sichergestellt wird, daß die Eingänge des Netzwerkanalysator stets auf die Ausgangsfrequcn/. des .Signalgenerators abgestimmt sind. Der Frequenzunterschied zwischen dem lokalen Oszillator 30 und dem Signalgenerator 16 entspricht stets der Zwischenfrequenz. Die Signale in den Zwischenfrequenzbereichen der Prüf- und Referenzkanäle werden den Amplituden- und Phasendetektoren 36 zugeführt, welche die relative Amplitude und Phase der beiden Signale messen und diese Werte anzeigen. Die vorgenannten Netzwerkanalysatoren der Anmclderin arbeiten in dieser Weise, jedoch unter Verwendung mechanischer Leitungsstrek-