DE2804482A1 - Verfahren und schaltung zum erregen einer frequenz mit konstantem unterschied zu einer steuerfrequenz - Google Patents

Verfahren und schaltung zum erregen einer frequenz mit konstantem unterschied zu einer steuerfrequenz

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DE2804482A1
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DE19782804482
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Inventor
Gerhard Dipl Ing Winterer
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European Atomic Energy Community Euratom
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European Atomic Energy Community Euratom
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B21/00—Generation of oscillations by combining unmodulated signals of different frequencies
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K7/00—Modulating pulses with a continuously-variable modulating signal
    • H03K7/04—Position modulation, i.e. PPM

Landscapes

  • Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)

Description

D-1 BERLIN-DAHLEM 33 ■ PODBIELSKIALLEE 68 D-8 MÜNCHEN 22 · WIDENMAYERSTRASSE 4Θ
BERLIN: DIPL.-ING. R. MÜLLER-BÖRNER
Europäische Atomgemeinschaft (EURATOM) MÜNCHEN: DIPL.-ING. HANS-HEINRICH WEY
DIPL.-ING. EKKEHARD KÖRNER
Berlin« den 31. Januar 1978
"Verfahren und Schaltung zum Erregen einer Frequenz mit konstantem Unterschied zu einer Steuerfrequenz"
(entspr. Niederlande Nr. 77.01245 vom 07.02.77)
6 Seiten Beschreibung mit 3 Patentansprüchen 2 Blatt Zeichnung
leu/*-27 279 809832/0794
BERLIN: TELEFON (03O) 8312O88 M Ü N C H E N : TELEFO Ν (Ο8β) 22 5O85
KABEL: PROPINDUS · TELEX 01 84O07 KABEL: PROPINDUS · TELEX O5 24244
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie eine Schaltung zum Erregen einer Frequenz mit einem konstanten Unterschied zu einer Steuerfrequenz. Die Erfindung findet insbesondere bei der stroboskopischen Wahrnehmung periodischer Erscheinungen Anwendung, deren Periode nicht konstant ist. Bei der Beobachtung derartiger Erscheinungen, deren Frequenz periodisch variiert oder moduliert wird, muß die Stroboskopfrequenz, die sich nur wenig von der wahrzunehmenden Frequenz oder der Steuerfrequenz unterscheidet, regelmäßig zu Hilfe genommen werden, was umständlich und bei schnellen Wechseln ungenau ist.
Einrichtungen zum automatischen Verfolgen von Frequenzen sind an sich bekannt, wie die im Handel erhältlichen EMI AS2-Autostrobe, die jedoch von verwickelter Ausführung sind (2-Phasenerregung aus der Steuerfrequenz, Motorantrieb) und gleichzeitig meistens innerhalb eines beschränkten Frequenzbereichs arbeiten.
Die Erfindung dagegen bezweckt in einem Verfahren das automatische Verfolgen einer Steuerfrequenz, was mit Hilfe einer einfachen Schaltung mit nur drei Kettenelementen zu verwirklichen ist, wobei gleichzeitig eine Phasenmessung ermöglicht wird. Nach dem Verfahren der Erfindung wird mit Hilfe dieser Schaltung die Stroboskopfrequenz automatisch an die Steuerfrequenz angepaßt, und es entfallen somit die bei stroboskopischen Beobachtungen zeitraubenden und ungenauen Einstellungen.
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Fiir stroboskopische Beobachtungen gilt die Gleichung
f β fi c, worin f * Steuerfrequenz, f = Stroboss s
kopfrequenz und C eine Konstante, gewöhnlich in der Größenordnung von einigen Hz, ist, welche die Beobachtungs- oder Schwebungsfrequenz darstellt.
Für das neue Verfahren wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß ein Dreiecksignal mit einer Frequenz erregt wird, die gleich derjenigen von der gewünschten scheinbaren Bewegung (also gleich C in der Formel) ist, und mit der Amplitude der Steuerfrequenz (f ), wobei das Signal derart mit der Steuerspannung verglichen wird, daß ein Oifferenzsignal erregt wird, wenn der momentane Wert der Steuerspannungsamplitude größer ist als der momentane Wert der Dreieckspannung, welches Signal einen monostabilen Multivibrator verstärkt, der einen Ziehimpuls für das Stroboskop erregt, in dem Sinne, daß mittels eines Rechtecksignals, das synchron mit dem Dreiecksignal verläuft, der monostabile Multivibrator so verstärkt wird, daß dieser im Phasenbereich 90 .. 180 .. 270° des Steuersignals durch die positive Seite des Differenzsignals, und im Phasenbereich 270 .. 0 .. 90° durch die negative Seite verstärkt wird. Beim Ausgang des Multivibrators entsteht somit eine monotone Impulsreihe, deren Frequenz jedesmal abhängig von der Steuerung des Multivibrators oberhalb oder unterhalb der Steuerfrequenz liegt. Aus dem bereits gegebenen Vergleich folgt, daß dadurch die Wahrnehmungsfrequenz auch bei Veränderung der Steuerfrequenz konstant bleibt.
Die Erfindung umfaßt gleichzeitig eine vorteilhafte Schaltung zur Durchführung des Verfahrens, bestehend
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aus einem Funktionsgenerator, der die Spannungssignale mit der Wahrnehmungsfrequenz erregt, aus einem Komparator zum Vergleichen der Steuerspannung mit den Spannungen mit der Wahrnehmungsfrequenz, wobei der Komparator ein Signal abgibt, solange der momentane Wert der Steueramplitude größer ist als der momentane Wert der Dreieckspannung, aus einem monostabilen Multivibrator, der durch den Komparator verstärkt wird, und aus einem Wechselrichter (Inverter), der das empfangene Signal umkehren kann.
Dieses Schaltungsbeispiel soll nun anhand der Fig. 1 und 2 der Zeichnung erläutert werden.
In Fig. 1 wird ein Funktionsgenerator 1 gezeigt, der beispielsweise aus zwei Operationsverstärkern oder einem integrierten Schaltkreis, wie 'Intersil 8083', besteht, womit ein Rechteck- und ein damit synchrones Dreiecksignal (c und b in Fig. 2) mit der Periode der scheinbaren Bewegung (beispielsweise 1 Hz) und der Amplitude der Steuerfrequenz a erregt wird. Diese Steuerfrequenz rührt von der Wahrnehmung periodischer Erscheinungen in (I1) her. Ein Komparator 2 vergleicht die Dreieckspannung b mit der Steuerspannung a. Am Ausgang entsteht eine Spannung d, deren logischer Pegel MHM wird, solange und wenn der momentane Wert der Steueramplitude a größer ist als der momentane Wert der Dreieckspannung b. Dieses logische Signal verstärkt einen raonostabilen Multivibrator 3, der seinerseits einen Ziehimpuls e für das Stroboskop erregt. Das mit dem Dreiecksignal b synchrone Rechtecksignal c steuert den Multivibrator so, daß dieser im Phasenbereich 270 .. 0 .. 90 des Steuersignals durch
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die negative Seite des logischen Signals d, im Phasenbereich 90 .. 180 .. 270° durch die positive Seite verstärkt wird. Dadurch entsteht am Ausgang des Multivibrators 3 eine gleichförmige Impulsreihe e, deren Frequenz, abhängig von der Schaltstellung des Wechselrichters 4 mit der eingestellten Wahrnehmungsfrequenz b, oberhalb oder unterhalb der Steuerfrequenz liegt.
Die Steuerspannung kann eine Sinusform aufweisen, in welchem Fall die scheinbare Bewegung sinusförmig moduliert wird.
Die Schaltung nach Fig. 2 kann insofern variiert werden, daß die Leitung b an eine Gleichspannung mit einem Wert zwischen dem maximalen und minimalen Wert der Steuerspannung a angeschlossen werden kann; z.B. kann mit einem durch 5 dargestellten Potentiometer eine Leitung c über die Schaltung 6 an den logischen Pegel H von L gekoppelt werden. Somit kann die Wahrnehmung, wie der Lichtschein, im Phasenbereich 0 - 350 unabhängig von der Frequenz verschoben werden. Gleichzeitig ist dadurch die Möglichkeit gegeben, mit dieser Schaltung durch Einstellen des Potentiometers eine Phasenmessung auszuführen. Ferner kann durch Anlegen des Signals c an den logischen Pegel H von L die Phase der Wahrnehmungsfrequenz periodisch zwischen 270 .. 90 bzw. 90 .·
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270 vertauscht werden, wodurch eine Rotationsbewegung in eine schwingende Bewegung umgesetzt werden kann. Somit kann man mit der Schaltung gemäß der Erfindung die Steuerfrequenz genau verfolgen und gleichzeitig die Phase messen.
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Claims (2)

  1. Patentansprüche
    .y Verfahren zum Erregen einer Frequenz mit konstantem "^ Unterschied zu einer Steuerfrequenz, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dreieckssignal mit einer Frequenz erregt wird, die gleich derjenigen von der gewünschten scheinbaren Bewegung ist, und mit der Amplitude der Steuerfrequenz , wobei das Signal derart mit der Steuerspannung verglichen wird, daß ein Differenzsignal erregt wird, wenn der momentane Wert der Steuerspannungsamplitude größer ist als der momentane Wert der Dreieckspannung, welches Signal einen monostabilen Multivibrator verstärkt, der einen Ziehimpuls für das Stroboskop erregt, in dem Sinne, daß mittels eines Rechtecksignals, das mit dem Dreiecksignal synchron ist, der monostabile Multivibrator so verstärkt wird, daß dieser im Phasenbereich 90 .. 180 .. 270 des Steuersignals durch die positive Seite des Differenzsignals, und im Phasenbereich 270 .. 0 .. 90° durch die negative Seite verstärkt wird, wobei die am Ausgang des Multivibrators empfangene monotone Impulsreihe eine Frequenz aufweist, die abhängig von der Steuerung des Multivibrators oberhalb oder unterhalb der Steuerfrequenz liegt und womit die Folgefrequenz geregelt wird.
  2. 2. Schaltung für die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese einen Funktionsgenerator (1), der
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    die Spannungssignale mit der Wahrnehmungsfrequenz erregt, sowie einen Komparator (2) zum Vergleichen der Steuerspannung mit der Spannung mit der Wahrnehmungsfrequenz umfaßt, der ein Signal abgibt, solange der momentane Wert der Steueramplitude größer ist als der momentane Wert der Dreieckspannung, ferner einen monostabilen Multivibrator (3), der durch den Komparator verstärkt wird, und einen Wechselrichter (4), der das empfangene Signal umkehren kann.
    Schaltung nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß zur Messung der Phase die Leitung der Dreieckspannung an eine Gleichspannung mit einem Wert zwischen dem Maximal- und Minimal-Wert zwischen dem maximalen und minimalen Wert der Steuerspannung und die Leitung der Rechteckspannung an den logischen Pegel H von L gelegt wird.
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DE19782804482 1977-02-07 1978-01-31 Verfahren und schaltung zum erregen einer frequenz mit konstantem unterschied zu einer steuerfrequenz Pending DE2804482A1 (de)

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US3902126A (en) * 1974-05-29 1975-08-26 Itt Single sideband generator

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IT1105279B (it) 1985-10-28
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FR2379940A1 (fr) 1978-09-01

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