DE4134473C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE4134473C2 DE4134473C2 DE19914134473 DE4134473A DE4134473C2 DE 4134473 C2 DE4134473 C2 DE 4134473C2 DE 19914134473 DE19914134473 DE 19914134473 DE 4134473 A DE4134473 A DE 4134473A DE 4134473 C2 DE4134473 C2 DE 4134473C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- frequency
- measured
- signal
- residual signal
- intermodulation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
- G01R23/16—Spectrum analysis; Fourier analysis
- G01R23/20—Measurement of non-linear distortion
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum automatischen
Messen von nichtlinearen Verzerrungen eines Meßobjektes
nach dem Intermodulations- oder Differenzton-Verfahren
laut Oberbegriff des Hauptanspruches.
Das Messen von nichtlinearen Verzerrungen in der Elek
troakustik ist für das Differenzton-Verfahren nach DIN
45 403 Bl. 3 und für das Intermodulations-Verfahren nach
Blatt 4 geregelt. Beim Differenzton-Verfahren werden
zwei Signale gleicher Amplitude mit den Frequenzen f1
und f2 und einem vorgegebenen Frequenzabstand am Eingang
des Meßobjektes eingespeist, durch die unsymmetrischen
Verzerrungen des Meßobjektes entstehen Differenztöne,
die im Abstand von einem ganzen Vielfachen des Frequenz
abstandes von der Frequenz Null liegen. In den DIN-Vor
schriften ist genau definiert, wie der Differenztonfaktor
gerader Ordnung bzw. ungerader Ordnung gemessen wird.
Beim Intermodulationsverfahren wird ein Signal niedriger
Frequenz f1 und großer Amplitude und ein Signal hoher
Frequenz f2 und kleiner Amplitude am Eingang des Meßob
jektes eingespeist. Am Ausgang des Meßobjektes entstehen
außer den ursprünglichen Signalen noch zusätzliche
Modulationsfrequenzen, die nach Frequenz und Amplitude
gemessen werden. Aus den gemessenen Effektivwerten der
einzelnen Seitenfrequenzen und des Meßtones höherer
Frequenz wird nach der DIN-Vorschrift der Intermodulationsfaktor
errechnet.
Die Messung der für das Differenzton- bzw. Intermodulations-Verfahren
erforderlichen Frequenzkomponenten erfolgt
bisher meist in analoger Meßtechnik, beispielsweise
mittels eines Suchton-Analysators, mit welchem sämtliche
Komponenten des Frequenzspektrums nach Frequenz und
Amplitude gemessen werden, aus den so gemessenen Effektivwerten
kann dann der Differenztonfaktor bzw. der
Intermodulationsfaktor berechnet werden. Es ist auch
bekannt, diese Verfahren in digitaler Meßtechnik auszuführen,
beispielsweise durch Berechnung des Gesamtspektrums
nach der Fast-Fourier-Transformation (FFT). Bei
allen bekannten analogen oder digitalen Messungen ist
jedoch immer eine vorbestimmte Meßfolge notwendig, was
zu langen Meßzeiten führt. Ein automatisches Messen und
Erkennen der Frequenzlage der einzelnen Frequenzkomponenten
ist mit den bekannten Verfahren nur mit langer
Meßzeit möglich.
Es ist auch bereits eine Anordnung zum wahlweisen Messen
der Intermodulationsverzerrungen eines Prüflings nach
der SMPTE- oder der CCIF-Mehrton-Methode bekannt
(DE-PS 31 14 008 bzw. Funkschau, 25 bis 26/1981, Seiten
79 bis 81), bei der zur Trennung der Frequenz Hochpässe
und Tiefpässe benutzt werden. Die Messung mit dieser
bekannten Anordnung ist deshalb relativ ungenau, da bei
dieser groben Trennung durch Filter auch Störgrößen
mitgemessen werden.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zu
schaffen, mit der diese Messungen nach dem Differenzton-
bzw. Intermodulations-Verfahren automatisch, schneller
und genau durchgeführt werden können.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Anordnung laut
Oberbegriff des Hauptanspruches durch dessen kennzeichnende
Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen,
jeweils angepaßt auf das Differenzton- bzw. Intermodulations-Verfahren,
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Eine erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht die vollautomatische
Messung von nichtlinearen Verzerrungen eines
Meßobjektes nach dem Differenzton- bzw. Intermodulations-Verfahren,
da die erfindungsgemäße Anordnung
vollautomatisch jeweils die Erkennung der beiden am
Eingang des Meßobjektes eingespeisten Frequenzkomponenten
ermöglicht, aus denen dann in bekannter Weise diejenigen
Frequenzkomponenten des Meßsignales bestimmt werden
können, deren Effektivwert gemessen werden muß, um aus
diesen Werten dann den Differenztonfaktor bzw. den Intermodulationsfaktor
nach DIN-Vorschrift zu berechnen. Durch
die Verwendung von Frequenzanalysatoren ist eine exakte
frequenzselektive Messung der Frequenzkomponenten
gewährleistet, und Meßungenauigkeiten durch Messen von
nichtharmonischen Verzerrungen in Umgebung der eigentlichen
Meßfrequenzen werden vermieden. Eine erfindungsgemäße
Anordnung kann dabei sowohl in Analogtechnik als
auch in Digitaltechnik aufgebaut sein. In der Analogtechnik
werden als Frequenzanalysatoren beispielsweise
übliche Suchtonanalysatoren benutzt, die es ermöglichen,
die gewünschten Frequenzkomponenten f1 und f2 nach Frequenz
und Amplitude zu bestimmen und die es auch ermöglichen,
aus dem ursprünglichen Eingangssignal diese
Frequenzkomponenten auszukoppeln und das verbleibende
Restsignal ohne diese Frequenzkomponenten zu erzeugen.
Besonders einfach ist es jedoch, eine erfindungsgemäße
Anordnung in Digitaltechnik aufzubauen. Als Frequenzanalysatoren
sind in diesem Fall handelsübliche Geräte
geeignet, die nach einem bekannten Frequenztransformationsverfahren,
beispielsweise nach der FFT, arbeiten
und die es ermöglichen, aus dem digitalisierten Eingangssignal
wiederum die Frequenzkomponenten maximaler Amplitude
zu erkennen, auszusondern, deren Frequenz zu messen
und schließlich das verbleibende Restsignal als Digital
signal ohne diese Frequenzkomponente zu erzeugen und
für die weitere Auswertung zur Verfügung zu stellen.
Hierfür sind im Prinzip alle bekannten Frequenztransfor
mationsverfahren geeignet, wie sie beispielsweise
beschrieben sind in H.W. Schüßler: "Digitale Systeme
zur Signalverarbeitung", Springer-Verlag, 1973, insbe
sondere S. 165 bis 170.
Eine erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht nicht nur
das vollautomatische Messen von Differenztonfaktoren
bzw. Intermodulationsfaktoren, sondern ermöglicht auch
eine wesentlich schnellere Messung, da die Messungen
parallel durchgeführt werden können.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer
Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt das Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen
Anordnung zum Messen der Differenztonfaktoren nach dem
Differenzton-Verfahren gemäß DIN 45 403, Bl. 3. Die
Meßanordnung besteht aus zwei in Reihe geschalteten
Frequenzanalysatoren 1 und 2, die so ausgebildet sind,
daß der erste Analysator 1 aus dem ihm vom Ausgang 3
des Meßobjektes 4 zugeführten Meßsignal die Frequenz
komponente f1 erkennt, die in diesem Meßsignal maximale
Amplitude besitzt. Da bei dem Differenzton-Verfahren
am Eingang des Meßobjektes 4 zwei Frequenzen f1 und f2
eingespeist werden, die gleiche Amplitude besitzen, wird
der Frequenzanalysator 1 eine dieser beiden gleich großen
Komponenten als Maximum erkennen, in dem dargestellten
Beispiel f1. Der Frequenzanalysator 1 ist ferner so aus
gebildet, daß er nicht nur die maximale Frequenzkomponente
erkennt, sondern gleichzeitig auch noch deren Frequenz
mißt. Am Ausgang 5 des ersten Frequenzanalysators 1
entsteht also ein Digitalsignal, das dem Wert der Frequenz
f1 von maximaler Amplitude des Meßsignales entspricht.
Der Frequenzanalysator 1 ist ferner so ausgebildet, daß
er aus dem ursprünglichen Meßsignal diese Frequenzkom
ponente f1 auskoppelt und ein Restsignal erzeugt, das
diese Frequenzkomponente f1 nicht mehr enthält. Dieses
Restsignal wird dann dem in gleicher Weise wie der
Analysator 1 aufgebauten Frequenzanalysator 2 zugeführt,
der aus dem Restsignal wiederum die Frequenzkomponente
maximaler Amplitude, in diesem Beispiel f2 erkennt, deren
Frequenz mißt und am Ausgang 6 zur weiteren Verarbeitung
zur Verfügung stellt. Gleichzeitig wird wiederum das
diese Frequenzkomponente f2 nicht mehr enthaltende
Restsignal erzeugt, das am Ausgang 7 zur weiteren Aus
wertung zur Verfügung steht.
Aus den gemessenen Frequenzwerten f1 und f2 wird in einer
Addierschaltung 8 die Differenz D = f2-f1 gebildet.
Nachdem laut DIN-Vorschrift der Differenztonfaktor zweiter
Ordnung dem Effektivwert des Differenztones f2-f1 ent
spricht ist es zur Messung des Differenztonfaktors zweiter
Ordnung nur noch erforderlich, einen Bandpaß 9 auf diese
Frequenz D = f2-f1 einzustellen und an dem diesen Bandpaß
9 zugeführten Restsignal bei dieser Frequenz mittels
eines Effektivwertmessers 10 den Effektivwert dieser
Frequenzkomponente zu messen. Am Ausgang des Meßobjektes
wird außerdem über einen Effektivwertmesser 11 der
Effektivwert des gesamten Frequenzgemisches am Ausgang
3 als Spannung Ua gemessen, aus dem im Effektivwertmesser
10 gemessenen Effektivwert der Frequenzkomponente f2-f1
und dem Effektivwert Ua wird dann in einem nicht darge
stellen Rechner nach der DIN-Vorschrift der Differenz
tonfaktor zweiter Ordnung berechnet.
In gleicher Weise kann beispielsweise auch der obere
und untere Differenztonfaktor dritter Ordnung berechnet
werden, dazu sind zwei abstimmbare Bandpässe 12 und 13
vorgesehen. Der eine Bandpaß 12 wird auf die Frequenz
2f1-f2 eingestellt. In einem Addierer 14 wird die
Differenz zwischen der in der Frequenz kleineren Fre
quenzkomponente f1 und der Differenz D der beiden Fre
quenzkomponenten f2-f1 gebildet, dazu ist den Ausgängen
5 und 6 der Frequenzanalysatoren entweder eine zusätzliche
Erkennungsschaltung zugeordnet, die feststellt, welche
der beiden Frequenzen f1 und f2 die jeweils größere ist.
Diese Feststellung erfolgt jedoch vorzugsweise bereits
unmittelbar in den Frequenzanalysatoren 1 und 2, so daß
definitionsgemäß der Ausgang 5 die in der Frequenz
kleinere Frequenzkomponente und der Ausgang 6 die in
der Frequenz größere Frequenzkomponente f2 liefert.
In gleicher Weise wird in einem Addierer 15 die Summe
zwischen der frequenzmäßig größeren Frequenzkomponente
f2 und dieser Differenz D gebildet und auf diese Frequenz
der Bandpaß 13 eingestellt. Die somit automatisch auf
die Frequenzkomponenten zur Bestimmung des Differenz
tonfaktors dritter Ordnung eingestellten Bandpässe 12
und 13 filtern aus dem Restsignal am Ausgang 7 die
entsprechenden Frequenzkomponenten aus und über Effektiv
wertmesser 16 und 17 werden wieder die entsprechenden
Effektivwerte dieser Frequenzkomponenten gemessen, aus
denen dann über die in Fig. 1 angegebenen Formeln unter
Berücksichtigung von Ua der obere und untere Differenz
tonfaktor dritter Ordnung über den nicht dargestellten
Rechner berechnet wird.
Diese im wesentlichen in Analogtechnik dargestellte
Anordnung nach Fig. 1 wird vorzugsweise vollständig in
Digitaltechnik verwirklicht und zwar beispielsweise unter
Verwendung eines üblichen FFT-Analysators, der sowohl
die Funktion der Frequenzanalysatoren 1 und 2 als auch
die einstellbaren Bandpässe 9, 12 und 13 ersetzt. Durch
Digitalisierung des Ausgangssignales des Meßobjektes
4 wird damit die oben beschriebene Messung der Frequenz
komponenten f1 und f2, die Bildung des jeweiligen Rest
signales, die Einstellung der Bandpässe 9, 12 und 13 auf
die jeweils gewünschten Frequenzkomponenten rein digital
durch Frequenztransformation beispielsweise nach dem
FFT-Verfahren durchgeführt, so daß sich ein besonders
einfacher Aufbau ergibt.
Fig. 2 zeigt eine Anordnung zum automatischen Messen
von nichtlinearen Verzerrungen an einem Meßobjekt 4 nach
dem Intermodulationsverfahren. Dazu sind wieder die beiden
in Reihe geschalteten Frequenzanalysatoren 1 und 2 vor
gesehen, beim Intermodulationsverfahren werden zwei
Signale f1 und f2 unterschiedlicher Amplitude eingespeist,
damit wird automatisch am Ausgang 5 des ersten Frequenz
analysators die Frequenzkomponente f1 erkannt und über
den Analysator 2 am Ausgang 6 die in der Amplitude
kleinere Frequenzkomponente f2. In einer Addierschaltung
8 wird wieder die Differenz f2-f1 gebildet, in einer
zweiten Addierschaltung 20 die Summe f2+f1, über den
Addierer 8 wird wieder automatisch ein Bandpaß 21 auf
diese Frequenz f2-f1 eingestellt, über den Addierer 20
ein Bandpaß 22 auf die Summe f2+f1. Diese Frequenzkom
ponenten werden wieder mittels Effektivwertmesser 23
und 24 gemessen und aus diesen gemessenen Effektivwerten
kann dann beispielsweise wieder nach der DIN-Vorschrift
der Intermodulationsfaktor zweiter Ordnung errechnet
werden. Dazu ist noch ein weiterer Effektivwertmesser
25 vorgesehen, mit dem der Effektivwert von f2 gemessen
wird. Durch entsprechende Bildung der Differenz und Summe
der Frequenzen f1 und f2 können auf diese Weise auch
die Intermodulationsfaktoren dritter und höherer Ordnung
gemessen werden, es sind dazu nur entsprechend einstell
bare Bandpässe erforderlich. Auch diese Anordnung nach
Fig. 2 kann in Analogtechnik oder in reiner Digitaltechnik
aufgebaut sein.
Claims (4)
1. Anordnung zum automatischen Messen von nichtlinearen
Verzerrungen eines Meßobjektes (4) durch Auswerten
des bei Einspeisung von zwei Signalen (f1, f2) unterschiedlicher
Frequenz am Ausgang (3) des Meßobjektes
entstehenden Frequenzspektrums, gekennzeichnet
durch zwei in Reihe geschaltete
Frequenzanalysatoren (1, 2), die so ausgebildet sind,
daß der erste (1) aus dem ihm vom Ausgang (3) des
Meßobjektes (4) zugeführten Meßsignal die Frequenzkomponente
(z. B. f1) maximaler Amplitude erkennt,
deren Frequenz (f1) feststellt und diese Frequenzkomponente
aus dem Meßsignal auskoppelt und so ein
Restsignal erzeugt, das dem Eingang des zweiten
Frequenzanalysators (2) zugeführt wird, der seinerseits
so ausgebildet ist, daß er aus diesem Restsignal die
Frequenzkomponente (f2) maximaler Amplitude erkennt,
deren Frequenz (f2) feststellt und diese Frequenzkomponente
wiederum aus dem Restsignal auskoppelt,
wobei aus diesen gemessenen Frequenzkomponenten (f1, f2)
maximaler Amplitude nach den Vorschriften des Intermodulations-
bzw. Zweiton-Verfahrens diejenigen Frequenzkomponenten
des Meßsignals (z. B. Frequenzkomponente D = f2-f1
nach dem Differenzton-Verfahren) gebildet werden,
bei denen dann der Effektivwert zu
messen ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1 zum Messen des Differenztonfaktors
zweiter Ordnung nach dem Differenzton-Verfahren
durch Einspeisen von zwei Signalen f1 und f2
unterschiedlicher Frequenz jedoch gleicher Amplitude,
dadurch gekennzeichnet, daß am Restsignal
(7) des zweiten Frequenzanalysators (2) bei
der Frequenz f2-f1 der Effektivwert gemessen wird
(Bandpaß 9, Effektivwertmesser 10).
3. Anordnung nach Anspruch 1 zum Messen des Differenztonfaktors
dritter Ordnung nach dem Differenzton-Verfahren
durch Einspeisen von zwei Signalen f1 und
f2 unterschiedlicher Frequenz jedoch gleicher Amplitude,
dadurch gekennzeichnet, daß
am Restsignal (7) des zweiten Frequenzanalysators
(2) sowohl bei der Frequenz 2f1-f2 als auch bei der
Frequenz 2f2-f1 der Effektivwert gemessen wird (Bandpaß
12, Effektivwertmesser 16 und Bandpaß 13, Effektivwertmesser
17).
4. Anordnung nach Anspruch 1 zum Messen des Intermodulationsfaktors
zweiter Ordnung nach dem Intermodulations-Verfahren,
bei dem ein erstes Signal niedriger
Frequenz f1 und großer Amplitude und ein Signal hoher
Frequenz f2 und kleiner Amplitude am Eingang des Meßobjektes
(4) eingespeist wird, dadurch
gekennzeichnet, daß am Restsignal (7)
des zweiten Frequenzanalysators (2) sowohl bei der
Frequenz f2-f1 als auch bei der Frequenz f2+f1 der
Effektivwert gemessen wird (Bandpaß 21, Effektivwertmesser
23, Bandpaß 22, Effektivwertmesser 24).
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914134473 DE4134473A1 (de) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | Anordnung zum automatischen messen von nichtlinearen verzerrrungen eines messobjektes |
JP32110892A JP2647318B2 (ja) | 1991-10-18 | 1992-10-16 | 非直線ひずみの自動測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914134473 DE4134473A1 (de) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | Anordnung zum automatischen messen von nichtlinearen verzerrrungen eines messobjektes |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4134473A1 DE4134473A1 (de) | 1993-04-22 |
DE4134473C2 true DE4134473C2 (de) | 1993-08-19 |
Family
ID=6442945
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19914134473 Granted DE4134473A1 (de) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | Anordnung zum automatischen messen von nichtlinearen verzerrrungen eines messobjektes |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2647318B2 (de) |
DE (1) | DE4134473A1 (de) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2073894B (en) * | 1980-04-11 | 1984-03-14 | Tektronix Inc | Automatic im distortion test selector |
DE3437303A1 (de) * | 1984-10-11 | 1986-04-24 | Licentia Gmbh | Verfahren zur messtechnischen erfassung von klirreffekten an einem elektroakustischen wandler, insbesondere lautsprecher, kopfhoerer oder dergleichen |
-
1991
- 1991-10-18 DE DE19914134473 patent/DE4134473A1/de active Granted
-
1992
- 1992-10-16 JP JP32110892A patent/JP2647318B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2647318B2 (ja) | 1997-08-27 |
DE4134473A1 (de) | 1993-04-22 |
JPH05215797A (ja) | 1993-08-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69637461T2 (de) | Überwachung von teilentladungen in leistungstransformatoren | |
DE2219085C3 (de) | Frequenzanalysator | |
DE3242441A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur pruefung der kalibrierung einer sonde | |
EP0593007A2 (de) | Verfahren zum Bestimmen der elektrischen Netzableitung in ungeerdeten elektrischen Netzen | |
DE3814060C2 (de) | ||
DE19961817A1 (de) | Frequenzabweichung detektierendes Gerät und Frequenzabweichungs-Detektionsverfahren | |
DE2803045A1 (de) | Schaltvorrichtung zur pruefung von werkstuecken nach dem ultraschall-impuls- echo-verfahren | |
DE2701857C2 (de) | ||
DE3709532A1 (de) | Verfahren zur pruefung von anordnungen | |
DE2852747C2 (de) | ||
DE4134473C2 (de) | ||
EP0520193A1 (de) | Verfahren zum Messen von Teilentladungen | |
DE1917855C3 (de) | Vorrichtung zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung nach der Wirbelstrommethode | |
DE4122189C2 (de) | Verfahren und Anordnung zum Bestimmen der Rauschzahl von elektronischen Meßobjekten | |
DE4134472A1 (de) | Verfahren zum messen des klirrfaktors eines wechselspannungssignales | |
DE2247026C3 (de) | Schaltvorrichtung zur magnetischen Prüfung von Werkstücken | |
DE2827422A1 (de) | Verfahren und schaltungsanordnung zum messen von kennwerten von nachrichtenuebertragungseinrichtungen | |
DE3114244C2 (de) | Schaltungs-Anordnung zur Messung der Intermodulationsverzerrung | |
DE3013611A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum identifizieren von muenzen o.dgl. | |
DE2746912C3 (de) | Dem Prüfen von Strom- oder Spannungswandlern dienende Einrichtungen zur selbsttätigen Ermittlung des Betragsfehlers und des Fehlwinkels eines Strom- oder Spannungswandlers | |
DE2419022B2 (de) | Verfahren zur aufbereitung von analogen elektrischen messignalen bei praezisions- und feinwaagen | |
DE3039907A1 (de) | Einrichtung zur kontrolle von niederfrequenzverstaerkern | |
DE2737812C3 (de) | Verfahren zur Frequenzanalyse von transienten (einmaligen) Schallimpulsen | |
DE3143669C2 (de) | Schaltung zum Messen des Effektivwertes einer Wechselspannung | |
DE3347420A1 (de) | Verfahren zur messung des zeitlichen abstandes von zwei elektrischen impulsen und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R071 | Expiry of right | ||
R071 | Expiry of right |