DE3638458A1 - Schaltungsanordnung zum bestimmen des frequenzverhaltens eines prueflings - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Bestimmen des Frequenzverhaltens eines Prüflings mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs bzw. 2 genannten Merkmalen. Derartige Anordnungen werden verwendet, um beispielsweise die Amplituden-Frequenz-Charakteristik eines Netzwerks zu bestimmen oder auch das Spektrum eines empfangenen Signals. Der Oszillator erzeugt dabei ein Wechselsignal, dessen Fre­ quenz mittels des Steuerspannungsgenerators durchgewobbelt wird.

Eine genaue Zuordnung der jeweiligen Augenblicksmeß­ größe zu der zugehörigen Meßfrequenz setzt eine numerische Bestimmung der Frequenz voraus oder zumindest einen hin­ reichend linearen Zusammenhang zwischen der Steuerspannung und der ihr zugeordneten Frequenz.

Üblicherweise wird die Abhängigkeit zwischen der Meß­ größe und der Meßfrequenz auf einer Wiedergabeanordnung, etwa dem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre, dargestellt. Aus der GB-PS 15 46 667 und der EP-A-00 95 723 ist es be­ kannt, den Oszillator während des Strahlrücklaufintervalls zu eichen, etwa indem er in eine Phasenregelschleife gelegt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache Anordnung der in Rede stehenden Gattung zu schaffen, die eine genaue Zuordnung Meßgröße/Meßfrequenz auch dann ermöglicht, wenn die Meßfrequenzen nichtlinear von dem Steuerspannungsgene­ rator abhängen, Drifterscheinungen und andere Störungen vorliegen. Dies ermöglicht, sowohl den Steuerspannungsgene­ rator als auch den Oszillator sehr einfach zu gestalten.

Die beiden, einander äquivalenten Lösungen gemäß der Erfindung sind in den Patentansprüchen 1 und 2 definiert. Demgemäß werden während einer Zählperiode Impulse gezählt derart, daß der Zählstand repräsentativ für die jeweilige Meßfrequenz (genauer gesagt, für den Mittelwert der Meßfre­ quenz während der Zählperiode) ist. Dies wird dadurch er­ reicht, daß entweder die Zähldauer quarzgenau eingehalten und die Impulse der Meßfrequenz gezählt werden - gemäß Pa­ tentanspruch 1 - oder umgekehrt die Zähldauer von der Pe­ riodendauer der Meßfrequenzen abhängig gemacht wird und quarzgenau erzeugte Impulse gezählt werden, wobei im ein­ fachsten Falle die Zähldauer gleich einer Periode oder Halbperiode der Meßfrequenzen gewählt wird, wie im Anspruch 2 angegeben.

Die Unteransprüche definieren zweckmäßige Ausgestal­ tungen dieses Konzepts, wobei sich die Bedeutung ihrer Merkmale aus der nachstehenden Erläuterung eines Ausfüh­ rungsbeispiels ergibt.

Dessen Blockschaltbild ist in der beigefügten Zeichnung dargestellt.

Als Beispiel sei angenommen, daß es sich bei dem Prüf­ ling 10, mit "U.U.T." (=unit under test) bezeichnet, um ein Netzwerk handelt, dessen Frequenzgang (Dämpfung in Abhän­ gigkeit von der Frequenz) zu bestimmen ist. Seinem Eingang wird eine Wechselspannung festliegender Amplitude, jedoch variabler Frequenz von einem spannungssteuerbaren Oszillator 12, mit "V.C.O." (=voltage controlled oscillator) bezeichnet, zugeführt, und an den Ausgang des Prüflings ist ein Pegeldetektor 14, mit "Level Det." bezeichnet, angeschlossen. Die Steuerspan­ nung für den V.C.O. 12 wird von einem Steuerspannungsgene­ rator 16, bezeichnet "SW. GEN." (= sweep generator), gelie­ fert, bei dem es sich um einen einfachen, nur in seiner Ge­ schwindigkeit und Richtung beeinflußbaren Sägezahngenerator handeln kann.

Die vom V.C.O. 12 erzeugten Meßfrequenzen werden ei­ nem Zähler 18 ("COUNT." = counter) zugeführt, gegebenenfalls nach Heruntermischen mittels eines Mischers ("MIX" = mixer) 20, wenn der Zähler sehr hohe Meßfrequenzen nicht mehr ver­ arbeiten kann. Dem Zähler ist ein quarzstabilisierter Takt­ geber 21 ("CL." = clock) zugeordnet, der - wie oben erläu­ tert - entweder die Zähldauer festlegt, wenn die Impulse der Meßfrequenzen gezählt werden, oder Zählimpulse liefert, wenn die Zähldauer von der Periodendauer der Meßfrequenz abhängig gemacht ist. Am Ende jeder Zähldauer wird das Zählergebnis einerseits einem Komparator 22 zugeführt, der es mit einem die Wobbelfrequenzgrenzen repräsentierenden, von der Kon­ trolleinheit 30 gelieferten Referenzwert 24 vergleicht. Wird dieser Wert unter- bzw. überschritten (abhängig von der mo­ mentanen Wobbelrichtung des Wobbelgenerators 16), wird über die Leitung 38 die Wobbelrichtung umgekehrt, so daß sich der Wobbelgenerator 16 immer in dem von der Kontrolleinheit 30 über die Referenz 24 festgelegten Wobbelfrequenzbereich be­ wegt; andererseits der Bildaufbereitungs- und -speicherein­ heit 28 zugeführt, in der mit den gleichzeitig anliegenden Pegelwerten vom Pegeldetektor 14, zusammen mit der Kontrolleinheit 30 die anfallenden Werte in eine für die Anzeigeanordnung 26 geeignete Form gebracht werden.

Claims (7)

1. Schaltungsanordnung zum Bestimmen des Frequenzver­ haltens eines Prüflings (10), umfassend einen spannungs­ steuerbaren Oszillator VCO (12) zum Erzeugen von Meßfrequen­ zen, einen Steuerspannungsgenerator (16) für die Steuer­ spannung des Oszillators, und eine Auswerteeinrichtung (14, 26, 28) zum Erfassen einer Meßgröße in Abhängigkeit von der Augenblicksfrequenz des Oszillators, wenn der Prüfling mit den Meßfrequenzen beaufschlagt wird, gekennzeichnet durch einen Zähler (18), dem als Zählimpulse die Meßfrequenzen zugeführt werden, einen Schaltkreis (21) zum quarzgenauen Festlegen der Zähldauer, und eine Kontrolleinheit (30) zum Zuordnen der jeweiligen Meßgröße zu dem die zugehörige Meß­ frequenz des Oszillators repräsentierenden Zählstand.

2. Schaltungsanordnung zum Bestimmen des Frequenzver­ haltens eines Prüflings (10), umfassend einen spannungs­ steuerbaren Oszillator VCO (12) zum Erzeugen von Meßfre­ quenzen, einen Steuerspannungsgenerator (16) für die Steuer­ spannung des Oszillators, und eine Auswerteeinrichtung (14, 26) zum Erfassen einer Meßgröße in Abhängigkeit von der Au­ genblicksfrequenz des Oszillators, wenn der Prüfling mit den Meßfrequenzen beaufschlagt wird, gekennzeichnet durch einen Zähler (18), dem quarzgenau erzeugte Zählimpulse innerhalb von Zählintervallen zugeführt werden, die gleich einem vor­ gegebenen ganzzahligen Vielfachen (oder Bruchteil) einer Periode der Meßfrequenzen ist, und eine Kontrolleinheit (30) zum Zuordnen der jeweiligen Meßgröße zu dem die zugehörige Meßfrequenzperiode des Oszillators repräsentierenden Zähl­ stand.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrolleinheit (30) in Wirkverbin­ dung mit dem Steuerspannungsgenerator (16) steht zum Fest­ legen eines vorgebbaren Frequenzhubes des Oszillators (12) in Abhängigkeit von den jeweils ermittelten Zählständen.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zwischen den Oszillator (12) und den Zähler (18) geschalteten Mischer (20) zum Umsetzen der Meßfrequenzen in einen vom Zähler beherrschbaren Frequenzbereich.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekenn­ zeichnet durch einen Komparatorschaltkreis (22) zum Ver­ gleichen der jeweils erfaßten Zählstände mit vorgegebenen Referenzwerten und Erzeugen eines Zuordnungssignals, wenn bei der Differenz zwischen Zählstand und Referenzwert ein Vorzeichenwechsel eintritt.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen die Referenzwerte enthaltenden Speicher (24), aus dem bei jedem Vorzeichenwechsel ein neuer Referenzwert ausgelesen wird.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekenn­ zeichnet durch eine Wiedergabeanordnung (26), längs deren einer Achse die Zählstände und längs deren orthogonal dazu verlaufender Achse die Meßgrößen erscheinen.