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Vergleich von Frequenzen mit sehr niedrigen Interferenzen Die Ertinching
betrifft Verfahren zum Vergleich von Frequenzen mit ;ehr niedrigen Interferenzen.
Derartige Verfahren werden z. B. bei der Prüfung der Ganggenauigkeit von Uhren,
bei (lern Vergleich niedriger Drehzahlen, beim Vergleich von Zählwerken und zu ähnlichen
Zwecken angewandt. Das Verfahren wird im folgenden hauptsächlich im Zusammenhang
mit der Uhrenregelung beschrieben, ohne auf diese besondere Anwendung beschränkt
zu sein.
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Es ist bekannt, das Tickgeräusch einer Uhr mittels eines Nlikroplions
aufzunehmen und die auf diese Weise erzeugten elektrischen Impulse zur Einregulierung
des Uhrenganges zu benutzen. Dieses bekannte Verfahren soll es ermöglichen, die
Ganggenauigkeit einer Uhr zu prüfen, ohne eine langdauernde, sich über Tage erstreckende
Beobachtung der Uhr zu benötigen. Der Vergleich mit einer Normaluhr wurde dabei
bisher entweder mittels eines Kathodenstrahloszillographen oder mittels stroboskopischer
Einrichtungen vorgenominen. Dabei diente als Vergleichsnormal entweder ein elektrischer
Taktgeber, z. B. ein Schwingquarz, oder eine Normaluhr, von der ebenfalls elektrische
Impulse, z. B. mittels eines Mikrophons, abgeleitet wurden.
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Die Anzeige der Impulse auf dem Schirm einer Kathodenstrahlröhre ist
zwar sehr anschaulich, führt aber zu verhältnismäßig teuren Geräten, da die Kathodenstrahlröhre
hohe Kosten verursacht und zusätzliche Schaltelemente, wie Zeitablenkung, Heizkreise
usw., erfordert. Für die Beobachtung der abgeleiteten Impulse mittels eines Stroboskops
sind verhältnismäßig umfangreiche und schwer bedienbare Anordnungen erforderlich,
da das Stroboskop ein besonderes Antriebssystem benötigt und da es notwendig ist,
zur richtigen Bedienung des Gerätes eine Synchronisierung dieses Antriebes vorzunehmen.
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Eiil Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, diese komplizierten
Anzeigevorrichtungen zu vermeiden und
durch ein einfaches Meßinstrument
zu ersetzen, das vorzugsweise als Zeigerinstrument ausgebildet ist.
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Gemäß der Erfindung werden die aus dem Tickgeräusch abgeleiteten elektrischen
Impulse einer periodisch ansteigenden Spannung überlagert, und die über einen Schwellwert
hinausgehenden Impulsspitzen betätigen das Anzeigegerät. Es wird also nach diesem
Verfahren eine Hilfsspannung erzeugt, die z. B. sägezahnartigen Verlauf hat und
deren Frequenz gleich der der Normaluhr oder einem Vielfachen davon ist. Auf den
schrägen Flanken der Sägezahnspannung wandern die Tickimpulse aufwärts bzw. abwärts,
je nachdem, ob die zu prüfende Uhr vor- oder nachgeht. Hierdurch werden die über
den Schwellwert hinausgehenden Impulsspitzen größer oder kleiner, so daß ein integrierendes
Instrument, welches auf diese Impulsspitzen anspricht, einen zunehmenden oder abnehmenden
Ausschlag zeigt.
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Das Verfahren wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels
im einzelnen näher beschrieben. Die Zeichnungen zeigen in Fig. i schematisch den
Aufbau des Prüfgerätes und in Fig. 2 den zeitlichen Ablauf der Impulsreihen mit
den verschiedenen Stellungen des Anzeigegerätes.
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In Fig. i ist eine Prüfuhr i dargestellt, die einreguliert werden
soll. Sie wird in die Nähe eines Mikrophons 2 gebracht, welches die Tickgeräusche
aufnimmt. In einem Verstärker 3 werden diese Geräusche verstärkt und einer Mischstufe
4 zugeleitet.
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Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel wird als Normaluhr
eine Uhr 5 benutzt, von der ebenfalls die Tickgeräusche mit Hilfe eines Mikrophons
6 aufgenommen werden. Die Impulse werden in einem 'Verstärker 7 verstärkt und synchronisieren
ein Kipp-Igerät 8, welches eine Sägezahnspannung liefert.
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Diese Sägezahnspannung wird der Mischstufe 4 zugeführt. In dieser
Mischstufe werden die Impulse der Prüfuhr mit der Sägezahnspannung überlagert,und
es ergibt sich ein Spannungsverlauf, wie er in Fig. 2 dargestellt ist. An den Ausgang
der Mischstufe ist ein Anzeigegträt, z. B. ein Spitzenspannungsmesser mit Zeiger,
angeschlossen.
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Bei dem Betrieb werden die beiden Spannungen, nämlich die von der
Prüfuhr i abgeleiteten Impulse und die von der Normaluhr 5 synchronisierte Sägezahnspannungauf
gleiche Amplitude eingestellt und dem Anzeigegerät zugeführt, das mit einer Gleichspannung
auf die gleiche Größe vorgespannt ist. Der Ausschlag dieses Voltmeters ist dann
nur von der Lage der Tickimpulse der Prüfuhr relativ zur Sägezahnspannung abhängig
und schwankt zwischen null und dem Höchstwert. Befinden sich die Impulse am Anfang
der schrägen Flanken der Sägezahnspannung, wie in Fig. 2 a, dann ist der Ausschlag
am Instrument o. Befinden sich die Impulse etwa in der Mitte der schrägen Flanken,
dann ragen sie zur Hälfte über den Schwellwert nach Fig. 2b hinaus, und das Voltmeter
zeigt einen mittleren Wert. Befinden sich die Impulse am Ende der schrägen Flanken,
dann ragen sie vollständig über den Schwellwert hinaus, und das Voltmeter möge den
Vollausschlag zeigen. Wenn beide Uhren synchron gehen, ändert sich der gerade vorhandene
Ausschlag des Instrumentes nicht. Geht dagegen die zu prüfende Uhr nach, dann steigt
der Instrumentenausschlag im Takt der Interferenz bis zum Höchstwert an und geht
dann plötzlich auf Null zurück. Geht die zu prüfende Uhr vor, dann ist dieser Vorgang
umgekehrt, d. h. der Ausschlag geht von seinem ersten Wert langsam auf Null zurück,
steigt plötzlich auf den Höchstwert und fällt wieder langsam ab.
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Diese Anzeige ist sehr anschaulich, und eine Synchronisierung von
außen ist nicht erforderlich. Das gesamte Gerät läßt sich auch mit einfachen Mitteln
ausführen, da ein Zeigerinstrument wesentlich weniger Aufwand erfordert als eine
Oszillographenröhre.
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Die Erfindung ist nicht an das Ausführungsbeispiel gebunden. Insbesondere
ist es möglich, an Stelle der Normaluhr 5 einen elektrischen Taktgeber, gegebenenfalls
mit umschaltbarem Frequenzteiler, zu verwenden. Auch ist es möglich, die Sägezahnspannung
mit einer höheren Frequenz zu betreiben, die gleich einem Vielfachen der Impulsfrequenz
der Prüfuhr ist. Das Gerät kann vom Netz oder auch von einer Batterie aus betrieben
werden. Um den Platzbedarf zu verringern, ist es zweckmäßig, Miniaturröhren zu verwenden
und Verstärker, Sägezahngenerator sowie Anzeigeinstrument in einer baulichen Einheit
zusammenzufassen. Bei Verwendung einer Normaluhr ist das Gerät auch unabhängig von
Spannungsschwankungen des Netzes und von verschiedenen Betriebstemperaturen, da
zum Vergleich stets die von der Normaluhr abgeleiteten Impulse verwendet werden.
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An Stelle der Sägezahnspannung kann auch eine Sinusspannung verwendet
werden, deren abfallende Flanke angetastet wird, während der' ansteigenden Flanke
die Tickimpulse überlagert werden.