DE3106408C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Nachweis von Rauschen entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Als Rauschen wird die Existenz jeglicher unerwünschter Signale, wie beispielsweise Impulsstörungen, insbesondere bei Nachrichtenübertragungsschaltungen oder anderen elektrotechnischen Einrichtungen und Geräten, bezeichnet.

Ein solcher Stand der Technik ist aus der Praxis bekannt. Bei ihm werden Rausch- bzw. Impulsstörungen über Meßgeräte, wie beispielsweise Oszillographen, zur Anzeige gebracht. Hierbei ist es von Vorteil, daß neben der Frequenz und Amplitude auch die Form des Störimpulses registriert werden kann. Hierfür muß aber eine sehr aufwendige und meist aus mehreren Geräten bestehende Meßanordnung in Kauf genommen werden. Hierzu sei auch auf die Rohde & Schwarz-Mitteilungen, Heft 9, November 1957, S. 73 bis 77, hingewiesen.

Weiterhin wird in der Druckschrift ETZ-B, Bd. 12, H. 20 (3. 10. 1960, S. 483 bis 486) ein tragbares Betriebsmeßgerät zum Messen von Funkstörungen im Frequenzbereich von 150 kHz bis 3 MHz beschrieben, das auch Knackstörungen anzeigen und bewerten kann. Es weist einen Überlagerungsempfänger auf, in dem die Empfangsfrequenz einmalig in eine Zwischenfrequenz umgesetzt und über Verstärker einer Bewertungsschaltung zugeführt wird. Es ist mit Transistoren aufgebaut. Vorteilhaft ist die tragbare und batteriebetriebene Ausführung. Bei diesem Gerät ist jedoch auch ein erheblicher schaltungstechnischer Aufwand nötig, der eine größere Störanfälligkeit bedeutet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1 so auszubilden, daß sie einen besonders einfachen und kompakten Aufbau aufweist. Im Falle einer transportablen Bauweise soll diese Vorrichtung bei einfachem Aufbau einen Einsatz auch im Außenbereich oder an schwer zugänglichen Stellen mit geringer Störanfälligkeit ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Nachweis von Rauschen,

Fig. 2 ein Wellenformdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise des in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiels und

Fig. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schaltbildes.

In Fig. 1 ist ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Nachweis von Rauschen veranschaulicht. In Fig. 1 ist mit 1 eine erste Einrichtung dargestellt, die aus Meßelektroden (Antennen) P 1 und P 2 besteht und Rauschen, wie beispielsweise Impulsstörungen einfängt. Die erste Einrichtung 1 stellt gepulste Hochfrequenz-Raumfelder fest, insbesondere das auf ein Impulsrauschen bzw. Störimpulse oder dergleichen zurückzuführende Potential, und erzeugt ein Ausgangssignal, das den Impulsstörungen entspricht. Dieses Ausgangssignal wird einer zweiten Einrichtung 2 zugeführt. Um hierbei das Vermischen von unnötigen, von den Meßelektroden P 1 und P 2 nicht herrührenden Potentialen zu vermeiden, ist der die erste Einrichtung 1 mit der zweiten Einrichtung 2 verbindende Zuführungsdraht abgeschirmt, wie bei S 1 gezeigt ist. Die zweite Einrichtung 2 enthält einen Kondensator C 1, Widerstände R 1 und R 2 und einen Operationsverstärker (OpAmp) OP 1. Durch die Wahl einer Zeitkonstante, die durch den Kondensator C 1 und den Widerstand R 1 festgelegt ist, werden lediglich die Hochfrequenzkomponenten des Ausgangssignals der ersten Einrichtung 1 dem Operationsverstärker OP 1 zugeführt. Im Operationsverstärker OP 1 werden die Eingangssignale mit dem durch den Widerstand R 2 festgelegten Verstärkungsfaktor verstärkt und dann der nächsten Stufe einer dritten Einrichtung 3 zugeführt. In der dritten Einrichtung 3 ist ein Pegelkomparator OP 2 enthalten. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers OP 1 wird über einen Widerstand R 3, einer Eingangsklemme des Pegelkomparators OP 2 zugeführt, dessen andere Eingangsklemme mit dem Schleifkontakt oder dem beweglichen Teil R 4 S eines an ein Bezugspotential (+) angelegten variablen Widerstands R 4 verbunden ist. Demgemäß wird die Amplitude des Ausgangssignals des Pegelkomparators OP 2 durch ein Standard- oder Schwellenpotential V 1 bestimmt, das beim Schleifkontakt R 4 S auftritt. Das Ausgangssignal der dritten Einrichtung 3, d. h. das Ausgangssignal des Pegelkomparators OP 2 wird einer vierten Einrichtung 4 zugeführt. Diese vierte Einrichtung 4 enthält einen Zeitgeber OT, der mit dem durch einen Kondensator C 2 und einen Widerstand R 5 festgelegten Zeitfaktor die Breite des zugeführten Impulssignals bis zu einem bestimmten eingestellten Breitenwert dehnt. Der Grund hierfür ist, daß die Impulsbreite der festzustellenden Impulsstörungen normalerweise bei Werten zwischen Nanosekunden und Mikrosekunden liegt, was viel zu kurz ist, um von einem Menschen wahrgenommen zu werden.

Die Lichtstrahlung einer optischen Alarmeinrichtung muß zumindest in der Größenordnung von Mikrosekunden andauern, damit ein Mensch die Strahlung einer Lampe oder dergleichen überhaupt erkennen kann, und für ein deutliches Erkennen ist es wünschenswert, daß eine solche Lampe weiter zwischen 1/10 bis 1/2 Sekunden leuchtet. Aus diesem Grunde ist die vierte Einrichtung 4 vorgesehen. Die gedehnte Impulsbreite, das Ausgangssignal der vierten Einrichtung 4, wird einer fünften Einrichtung 5 zugeführt, die einen Summer Bz und einen Treibertransistor TR und eine Lampe L enthält. Das Ausgangssignal aus der vierten Einrichtung 4 wird der Basis des Transistors TR über einen Widerstand R 6 zugeführt. Die Lampe L und der Summer Bz sind beide parallel angeschlossen und in Serie mit der Kollektor-Emitter-Leitung des Transistors TR verbunden. Außerdem ist eine Versorgungsquelle 6, z. B. eine Batterie, für die Einrichtungen 2, 3, 4 und 5 vorhanden.

Die Funktion des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung wird anhand von Fig. 2 beschrieben:

Es sei angenommen, daß in einer Wechselstromleitung ein Störimpuls b einer Wechselstromwelle a überlagert ist. Indem die erste Einrichtung 1 der erfindungsgemäßen Vorrichtung dicht an diese Wechselstromleitung gebracht wird, nehmen die Meßelektroden P 1 und P 2 beide elektrischen Größen infolge Einkopplung über die Atmosphäre auf. Dieses Ausgangssignal wird der zweiten Einrichtung 2 zugeführt, die die Niederfrequenz-Wechselstromwelle a entfernt, so daß nur der Impuls b zurück bleibt und die Ausgangswelle aus der zweiten Einrichtung 2 die in Fig. 2B gezeigte Form besitzt. Die in Fig. 2B gezeigte Ausgangswelle wird der nächsten Stufe zugeführt, d. h. der dritten Einrichtung 3, bei der zur Einstellung des Potentials, z. B. des Pegels C in Fig. 2B, der variable Widerstand R 4 einen Schwellenwert V 1 ändert. Wenn der Pegel (Amplitude) des Impulses b den Pegel C übersteigt, wie in Fig. 2B gezeigt ist, erscheint das Ausgangssignal der dritten Einrichtung 3 somit als Welle c, wie in Fig. 2 C gezeigt ist. Die Zeitbreite dieses Ausgangssignals c, d. h. die Impulsbreite, ist extrem kurz, wie schon oben erwähnt wurde, so daß ein Mensch sie nicht erkennen kann, selbst wenn sie in Licht oder Schall umgewandelt wird. In diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird daher das Ausgangssignal c der dritten Einrichtung 3 einer vierten Einrichtung 4 zugeführt. Bei dieser vierten Einrichtung 4 wird dann die Impulsbreite des Eingangssignals c umgewandelt, und das Ausgangssignal, das Signal d, besitzt eine geeignete Breite, die nach Umwandlung des Signals in Licht oder Schall vom Menschen erkennbar ist. Dies ist in Fig. 2D gezeigt. Dieses Signal d wird der fünften Einrichtung 5 zugeführt, so daß der Transistor TR während des hohen Pegels des Signals d leitend ist, wodurch Energie aus der Versorgungsquelle 6 zur Lampe L oder dem Summer Bz über den Transistor TR zugeführt wird, und während der Transistor TR leitend bleibt, d. h. während eines Zeitraums, während dem der Mensch den Vorgang erkennen kann, leuchtet die Lampe L oder der Summer Bz erzeugt einen Schall, so daß die Meßperson die Erzeugung von Impulsstörungen am Meßplatz feststellt.

Nach obiger Beschreibung kann das Vorhandensein oder Fehlen von Rauschen, z. B. Impulsen, berührungsfrei gemessen werden, indem lediglich die erste Vorrichtung 1 der Vorrichtung zum Nachweis von Rauschen dicht an die zu untersuchende oder zu messende Stelle gebracht wird, ohne daß direkte Anschlüsse zu dieser hergestellt werden. Des weiteren ist der Aufbau der erfindungsgemäßen Nachweisvorrichtung einfach, und sie kann in den Abmessungen und der Form klein ausgeführt werden, und außerdem reichen Batterien für die Versorgungsquelle 6 aus, so daß die Vorrichtung zum Nachweis von Rauschen in kompakter Größe, z. B. der handelsüblichen Taschenradios, ausgeführt werden kann. Sie kann im praktischen Gebrauch auf vorteilhafte Weise bequem getragen werden. Ein großer Vorteil besteht mit anderen Worten darin, daß die Erzeugungsstelle von Rauschen, z. B. eines Impulses an jeder Stelle berührungsfrei, einfach und sicher nachgewiesen werden kann.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Standard- oder Schwellenwert V 1 festgesetzt, indem der variable Widerstand R 4 der dritten Einrichtung 3 eingestellt wird, aber natürlich können auch andere Mittel bei Modifizierungen dieses Ausführungsbeispiels hier verwendet werden. In Fig. 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. In diesem Ausführungsbeispiel enthält die dritte Einrichtung 3 eine Reihe von Pegelkomparatoren, hier z. B. 3 Pegelkomparatoren OP 21, OP 22, OP 23. Während eine Eingangsklemme von ihnen jeweils mit der Ausgangsklemme des Operationsverstärkers OP 1 über entsprechende Widerstände R 31, R 32, R 33 verbunden ist, werden den anderen Eingangsklemmen separate Standard- oder Schwellenwerte V 1, V 2 bzw. V 3 zugeführt, die z. B. durch den gemeinsamen variablen Widerstand R 4 für jeden Komparator eingestellt werden. Andererseits ist bei der vierten Einrichtung 4 eine der Anzahl der Pegelkomparatoren entsprechende Anzahl von Abschnitten installiert, hier z. B. 3, d. h. jeweils ein Zeitgeber OT 1, OT 2, OT 3 ist in ähnlicher Weise wie im Beispiel von Fig. 1 angeordnet. Dementsprechend sollte auch die fünfte Einrichtung 5 mehrfach vorhanden sein, in diesem Fall dreifach, so daß die Ausgangsseite der Zeitgeber OT 1, OT 2, OT 3 jeweils mit den Lampen L 1, L 2 bzw. L 3 über Widerstände R 6 und Transistoren TR verbunden sind. Entsprechend dem in Fig. 3 veranschaulichten Ausführungsbeispiel der Erfindung können die große und die kleine auftretender Amplituden gleichzeitig gemessen werden und nicht nur das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Rauschen, z. B. Impulsen, angegeben werden. Das heißt, indem separate Standardpegel V 11, V 12 und V 13 festgelegt werden, können die Lampen L 1, L 2 und L 3 in Abhängigkeit von der Amplitude klein, mittel oder groß, leuchten, z. B. nur eine oder zwei gleichzeitig oder alle drei gleichzeitig. Wenn der Summer Bz parallel zur Lampe L 3 angeschlossen ist, die der kleinsten Amplitude des Impulses entspricht, kann des weiteren, wie in Fig. 3 gezeigt ist, der Summer ein akustisches Alarmsignal in allen Fällen des Störimpulsnachweises erzeugen.

In Bezug auf die für die erste Einrichtung 1 der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung verwendeten Pole ist festzustellen, daß dieselben Ergebnisse erzielt werden können, wenn Hochfrequenz-Spulen an ihrer Stelle verwendet werden. Während beide, Summer und Lampe, in der fünften Einrichtung 5 installiert sind, kann eines von ihnen eliminiert werden, oder es kann ein weiteres Meßgerät zugefügt werden, um die kleinen oder großen Amplituden der gemessenen Impulse anzuzeigen.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Nachweis von Rauschen, enthaltend

• a) eine erste Einrichtung (1), deren Eingang ein von einer Rauschquelle erzeugtes Hochfrequenz- Impulsfeld einfängt und deren Ausgang ein Hochfrequenz- Impulssignal abgibt,
• b) eine an die erste Einrichtung (1) angeschlossene zweite Einrichtung (2), die Hochfrequenz-Impulskomponenten des Ausgangssignales der ersten Einrichtung (1) durchläßt,

gekennzeichnet durch

• c) eine an die zweite Einrichtung (2) angeschlossene dritte Einrichtung (3) zur Erzeugung einer Signalkomponente mit einem Pegel oberhalb eines vorbestimmten Pegels,
• d) eine an die dritte Einrichtung (3) angeschlossene vierte Einrichtung (4) zur Erzeugung eines Impulssignales mit einer vorbestimmten Breite, basierend auf der von der dritten Einrichtung (3) erzeugten Signalkomponente,
• e) eine an die vierte Einrichtung (4) angeschlossene fünfte Einrichtung (5) zur Rauschanzeige.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fünfte Einrichtung (5) einen Summer (BZ) und/ oder eine Lampe (L) enthält.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Einrichtung (3) aus einem Pegelkomparator (OP 2) und einem variablen Widerstand (R 4) besteht, wobei der variable Widerstand (R 4) zur Einstellung eines vorbestimmten Wertes einen Schwellenwert (V 1) ändert.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß die dritte Einrichtung (3) mehrere aus einem Pegelkomparator und einem variablen Widerstand bestehende Anordnungen (OP 21, OP 22, OP 23; R 4) zur Einstellung von mehreren verschiedenen vorbestimmten Pegeln enthält.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die fünfte Einrichtung (5) eine der Anzahl der aus einem Pegelkomparator und einem variablen Widerstand bestehenden Anordnungen (OP 21, OP 22, OP 23; R 4) entsprechende Anzahl von Lampen (L 1, L 2, L 3) aufweist.