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Verfahren zum Vergleichen zweier elektrischer Schwingungen Es sind
verschiedene Verfahren bekannt, beim Vergleich elektrischer Schwingungen nahezu
gleicher Frequenz, insbesondere beim Eichen von Normalfrequenzstromquellen mit einer
Eichfrequenz, die Abweichung einer Frequenz von der anderen dem Betrag nach sehr
genau zu ermitteln. Dagegen fehlt ein einfaches Verfahren zur Ermittlung der Richtung
der Abweichung. Diese wird zur Zeit in der Weise ermittelt, daß einer der Schwingungskreise
in bekannter Richtung seiner Frequenzänderung künstlich verstimmt wird, wobei der
absolute Betrag der Frequenzabweichung sich vergrößert oder verkleinert.
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Hieraus kann dann auf die ursprüngliche Richtung der Frequenzabweichung
geschlossen werden. Abgesehen von der Umständlichkeit dieses Verfahrens ist es besonders
bei nur sehr kleinen Frequenzabweichungen nicht zuverlässig, da die Verstimmung
die Richtung der Abweichung ändern kann, ohne daß dies bemerkt wird.
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Es war zwar auch bekannt, den, Vergleich zweier elektrischer Schwingungen
mittels eines gittergesteuerten Hochvakuumrohres vorzunehmen, doch läßt diese Anordnung
die Richtung der Abweichung zwischen den beiden Frequenzen nicht erkennen. Das Verfahren
nach
der Erfindung. mit welchem die Richtung der Abweichung beim Vergleichen der Frequenzen
zweier elektrischer Schwingungen nahezu gleicher Frequenz zu ermitteln ist, bedient
sich eines gittergesteuerten Gas-oder Dampfentladungs rohres. Die eine Schwingung
wird in an sich bekannter \weise als Gitterspannung und die andere als Anodenspannung
eingeführt. Aus der an einem Stromanzeiger beobachteten Häufigkeit bzw.
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Form der auftretenden Anodenstromänderung wird auf die Richtung der
Frequenzabnveichung geschlossen.
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Nach der Erfindung wird eine eindeutige und zuverlässige Anzeige
der Richtung der Abweichung dadurch erzielt, daß die eine Schwingung dem Gitter
einer gittergesteuerten Gas- oder Dampfentladungsröh re rorzugsweise mit Glühkathode
zugeführt wird, während die andere Schwingung der Röhre als Anodenspannung zugeführt
wird.
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Abb. I zeigt das Schaltschema dieser Anordnung. Über die Klemmen
I wird die eine Schwingung dem Gitter der Entladungsröhre 3 zugeführt, während die
z weite Schxvingung gegebenenfalls nach entsprechender Verstärkung, an die Klemmen
2 angeschlossen wird und als Anodenspannung dient. Im Anodenkreis liegt ein Strommesser6,
dem ein Kondensator, parallel geschaltet ist.
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Die Wirkungsweise der Anordnung soll an Hand der Abb. 2 erläutert
werden, in der a die Anodenspannung, b die Gitterspannung der Röhre 3 darstellt.
Die Nullinie der Gitterspannung ist durch die Spannung der Gleichstromquelle 5 ins
Negative verschoben. Die Kurve c stellt die Verbindung der Gitterspannungswerte
dar, bei deren Überschreiten in positiver Richtung die Röhre 3 zündet.
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Sie kann durch Einsetzen der Momentanwerte der Anodenspannung in dieZündkennlinie
der Röhre gefunden werden. Betrachten wir den zeitlichen Verlauf der Vorgänge von
der Anodenspannung aus, so läuft die Kurve der Gitterspannung nach rechts, wenn
die Frequenz dieser Schwingung größer ist, und nach links, wenn sie kleiner ist.
Im ersten Fall schneiden sich die Kurven b und c zunächst am Anfang der positiven
Anodenspalmungshalbwelle, die Röhre zündet an dieser Stelle und führt während der
ganzen positiven Halbwelle Strom. Der Strommesser 6 zeigt also plötzlich nahezu
den größtmöglichen Strom. Dieser Strom ändert sich nur wenig, bis die ansteigende
Flanke der Kurven auf der Kurve c nach rechts gleitet, so daß die Zündung in einem
immer späteren Phasenpunkt der Anodenspannung erfolgt: Der Strom nimmt langsam ab
und wird schließlich Null. Die Röhre bleibt nun so lange gesperrt, bis die nächste
positive Halbwelle der Gitterspannung die Kurve c berührt, und springt dann plötzlich
wieder auf nahezu den vollen \wert.
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Bei umgekehrter WN'anderungsrichtung der Giuerspannungskurve steigt
der Strom dagegen langsam an und fällt plötzlich ab, da die Zündung der Röhre zunächst
in einem späten Phasenpunkt erfolgt und immer weiter nach früheren Phasenpunkten
wandert. Durch Beobachtung des Strommessers kann also ohne weiteres festgestellt
werden, ob die am Gitter liegende Schwingung in der Frequenz höher oder tiefer liegt
als die der Anode aufgegebene Schwingung. während die Anordnung gegen Anderungen
der Amplitude der als Anodenspannung benutzten Schwingung eitgehend unempfindlich
ist, diese Schwingung auch stark verzerrt sein kann, darf die Gitterspannung nicht
im gleichen Ataße schwanken. Um auch Amplitudenschwankungen und Verzerrungen der
dem Gitter zugeführten Schwingung unschädlich zu machen, kann sie beispielsweise
durch an sich bekannte Anordnungen so verzerrt werden. daß sie eine scharfe Spitze
bekommt, die zum Zünden benutzt wird. Die Amplitude dieser Spitze kann sich dann
ebenfalls weitgehend ändern, ohne daß die Anordnung fehlcrhaft arbeitet.
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Außer der Richtung der Abweichung läßt sich mit der Anordnung nach
der Erfindung auch ohne weiteres ihr absoluter Betrag ermitteln, da der Strommesser
beim plötzliegen Ansteigen bzw. Absinken des Anodenstromes scharf definierte gleichphalsige
Punkte der Schwebungsperiode der beiden Schwingungen gibt. Man braucht also nur
die Zeit, die zwischen zwei oder mehr plötzlichen Stromändtrungen verläuft, beispielsweise
mit einer Stoppuhr zu messen, um die Dauer einer Sehwebungsperiode und damit den
Betrag der Abweichung zu erhalten. Nach einem weiteren Erfindungsgedanken kann die
plötzliche Anodenstromänderung auch zur automatischen Retätigung eines Zeitmessers
benutzt werden.
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Ein weiterer Vorzug der Anordnung liegt darin, daß nicht nur Schwingungen
nahezu gleicher Frequenz, sondern auch solche, die im geradzahligen Frequenzverhältnis
(i : 2, 1 : 3, 1 : 4 usw.) miteinander stehen, miteinander verglichen werden können.
Dabei ist die Schwingung kleinerer Frequenzen dem Gitter aufzugeben. Soll die Anordnung
wahlweise zum Eichen von Schwingungen gleicher oder verschiedener Frequenzen dienen,
so empfiehlt es sich, dem Strommesser6 einen umschaltbaren Widerstand parallel zu
schalten, da der Anodenstrom entsprechend der Frequenz der dem Gitter zugeführten
Schwingung auf all2, Vi, 1/4 des Wertes bei gleichen Frequenzen absinkt.