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Hochfrequenzbrückenmeßverfahren Es sind Brückenmeßverfahren für Hochfrequenzmessungen
bekannt, bei denen eine hochfrequente Speisespannung an zwei gegenüberliegende Brückeneckpunkte
angelegt wird, während eine von den anderen beiden Brückeneckpunkten bei ungleichen
Brückenzweigen' abgreifbare hochfrequente Spannung gegebenenfalls über einen @ Verstärker
dem Anzeigekreis zugeführt wird. Die Meßgenauigkeit derartiger Brückenanordnungen
wird häufig dadurch verringert, daß Störfrequenzen die Brückenzweige beeinflussen.
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Dieser Nachteil tritt z. B. dann auf, wenn derartige Meßbrücken auf
bewegten Fahrzeugen aufgebaut sind. Auch können störende Einflässe ferner durch
Übersprechen fremder Quellen auf die Brückenzweige hervorgerufen werden, z. B. beim
Bestimmen der Kapazität von Antennen.
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In bekannter Weise vermindert man den nachteiligenEinfluß der Störfrequenzen
durch Erhöhen der Nutzspannung, d. h. durch Heraufsetzen der Speisespannung der
Brücke.
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Diese Maßnahme ist jedoch nicht in allen Fällen durchführbar, z. B.
dann nicht, wenn die Spannungsfestigkeit des Prüflings zu gering ist oder wenn eine
höhere Generatorleistung nicht aufgebracht werden kann. Aus diesen Gründen schaltete
man zwischen den Meßkreis und den Anzeigekreis ein Filter oder gegebenenfalls einen
selektiven Verstärker, in dem die störenden Frequenzen ausgesiebt werden sollten.
Eine derartige bekannte Anordnung ist in Fig. I dargestellt.
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Zur Speisung der Brücke B dient eine Hocb£requenzwechselspannung
konstanter Amplitude. Die Brückendiagonalspannung wird in einem selektiven Verstärker
V verstärkt und am Instrument A zur Anzeige gebracht. Mit Rücksicht auf den Störpegel,
der z. B du;rch die Antenne a des einen Brükkenzweiges oder durch mechanische Erschütterungen
des Verstärkers auftreten kann, beschneidet man das Frequenzband des Verstärkers
möglichst weitgehend, Meistens läßt sich aber die Frequenzbandbeschneidung nicht
in
dem Maße durchführen, wie es praktisch erwünscht wäre da die theoretische Grenze
der Einengung des Frequenzbandes durch die Einschwingvorgänge gegeben ist. Soll
t die kürzeste Zeit sein, während der eine vollzogene Brückenverstimmung noch angezeigt
wird, z. B. t = tlt) Sek., so braucht belsannterweise das Frequenzband des selektiven
Verstärkers nicht breiter zu sein als t Hz, d. h. roHz. Bei einer angenommenen Frequenz
der Speisespannung von I00 000 Hz müßte dann die relative Bandbreite 0,1 oloo betragen.
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Die Herstellung von Hochfrequenzfiltern mit einer derartig engen Bandbreite
bereitet jedoch Schwierigkeiten. Außerdem werden an die Konstanz der Sendefrequenz
oder die Lage der Lochfrequenz erhebliche Anforderungen gestellt.
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Es ist auch ein Brüclienmeßverfahren bekannt, bei dem als Speisespannung
für die Brücke eine Hochfrequenzspannung zur Verwendung kommt und bei dem im Ausgang
der Brücke die Hochfrequenzspannung mit einer zweiten zusätzlichen Hochfrequenzspannung
moduliert wird. Eines der Modulationsprodukte, insbesondere das niederfrequente
Modulationsprodukt, wird hierbei dem Anzeigegerät zugeführt. Dieses bekannte Verfahren
hat aber den Nachteil, daß die zweite Hochfrequenz in derselben Größenordnung liegt
wie die Speisefrequenz, um dadurch zu erreichen, daß eine niederfrequente Komponente
resultiert. Dies bedeutet, daß für die Modulationsfrequenz eine Hochfrequenz, verwendet
werden muß, an deren Konstanz erhebliche Anforderungen zu stellen sind. Ein solcher
hochkonstanter Generator bedeutet aber einen erheblichen Aufwand.
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Das Hochfrequenzbrückenmeßverfahren nach der Erfindung vermeidet
alle diese Nachteile.
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Erfindungsgemäß kommt als Speisespannung für die Brücke eine modulierte,
vorzugsweise amplitudenmodulierte Hochfrequenzspannung in Betracht, deren Modulationsfrequenz
relativ zur Trägerfrequenz so klein ist, daß eine nennenswerte Beeinträchtigung
der Brückenabgleichung nicht eintritt, und daß ferner die an der anderen Brückendiagonale
abgegriffene Meßspannung durch Demodulationseinrichtungen in den niederfrequenten
Bereich verschoben und über ein nur für die niederfrequente Modulationsfrequenz
durchlässiges Lochsieb dem Anzeigekreis zugeführt wird.
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Da die Modulagionsfrequenz in bezug auf die Hochfrequenz niedrig
ist, läßt sich eine ausreichende Konstanz des Siederfrequenzgenerators mit verhältnismäßig
geringem Aufwand erreichen. Es ergibt sich bei dem Hochfrequenzbrückenmeßverfahren
nach der Erfindung der Vorteil, daß nach der Demodulierung der Brückendiagonalspannung
eine niederfrequente Komponente resultiert, deren Amplitude der Amplitude der Hochfrequenzkomponente
proportional ist, bei der aber eine Trennung von störenden Frequenzen dadurch die
bei Niederfrequenz bedeutend einfacheren Filter leichter erreicht werden kann als
bei hohen Frequenzen. Der Breite des C'iederfiequenzfilters gibt man insbesondere
den Wert, den die kürzeste Ansprechzeit t der Brücke gegenüber einer Verstimmung
eben fordert, nämlich @/t Hz. Die Modulationsfrequenz wählt man zweckmäßig so tief,
daß die relative Lochbreite diese Niederfrequenzfilters einen mit geringem Aufwand
vertvirklichbaren Wert annimmt. Die Erfindung soll an Hand der Fig. 2 näher erläutert
werden.
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Als Speisespannung der Brücke B wird eine modulierte Hochfrequenzspannung
verwendet. f@ sei die Trägerfrequenz und f,die niederfrequente Modulationsfrequenz.
Die Brückendiagonalspannung wird in einem selektiven Verstärker V verstärkt, dessen
Frequenzband so breit ist, daß der Träger und die Seitenbänder gerade durchgelassen
werden, so daß also in diesem selektiven Verstärker ein Teil der störenden Frequenzen
bereits ausgesiebt wird. Hinter dem selektiven Verstärker V wird durch einen Gleichrichter
G demoduliert und nur die niederfrequente Komponente, deren Amplitude der Amplitude
der hochfrequenten Komponente proportional ist, dem Anzeigekreis A zugeführt, während
die hochfrequente Komponente und der Gleichstromanteil durch geeignete bekannte
Hilfsmittel von dem Anzeigekreis ferngehalten werden. Alle störenden Frequenzen,
die noch über den selektiven Verstärker V übertragen wurden, werden durch ein Lochsieb
L, das für Niederfrequenz mit verhältnismäßig geringem Aufwand eng genug hergestellt
werden kann, von der niederfrequenten Modulationsfrequenz fm abgetrennt. Die Modulationsfrequenz
im wird nach der Siebung dem Anzeigeinstrument A zugeffihrt.