DE868770C

DE868770C - Frequenzmesseinrichtung fuer sehr kurze elektrische Wellen

Info

Publication number: DE868770C
Application number: DET2414D
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl-Ing Witting
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1943-03-18
Filing date: 1943-03-18
Publication date: 1953-02-26

Description

Frequenzmeßeinrichtung für sehr kurze elektrische Wellen Zur Messung der Frequenz bzw. der Wellenlränge sehr kurzer elektromagnetischer Wellen (Dezimeter- und Zentimeterwellen) ist es bekannt, den gegenseitigen Abstand von Spannungsknoten oder Spannungsbäuchen auf einer durch die Meßschwingung in stehenden Wellen erregte, also z. B. einseitig kurzgeschlossene oder offene Meßleitung anzumessen.
Gemäß der Erfindung wird auf der Grundlage dieses Prinzips eine unmittelbare und sehr empfindliche Anzeige dadurch ermoglicht, daß ein bei der mittleren Wellenlätnge des Meßbereiches einen Spannungsknoten umgebender, gegenüber einer Wellenlänge kurzer Teil der Spannungsverteilung, z. B. einfach ein entsprechend kurzes Stück der Leitung, periodisch abgetastet wird und die Spannungsverteilung auf diesem Stück mittels einer Braunschen Rohre aufgezeichnet wird.
Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung zeigt schematisch Abb. I. Die Schwingung, deren Frequenz nur größenordnungsmäßig bekannt ist, wird über einen kleinen Koppelkondensator C lose an die Leitung L angekoppelt, die am anderen Ende durch eine verschiebbare Kurzschlußbrücke K kurzgeschlossen ist. Der Kurzschlußschieber ist so eingestellt, daß die Gesamtlänge der Leitung für die mittlere Welle Ä/2 des in Frage kommenden Bereiches etwas größer als A2/2 ist. Ein am Eingang der Leitung gelegener verhiältnismäßig kurzer Abschnitt L' der Leitung, der symmetrisch zu dem bei derWellenliänge A/2 auftretenden ersten Spannungsknoten liegt, ist kreisbogenförmig geführt.-Dieser Abschnitt L' soll kurz gegenüber der Wellenlänge sein und z, B. eine Länge von 40/0 der Wellen länge 2/2 besitzen. Die Spannungsverteilung auf L' wird durch einen um den Kreismittelpunkt drehbaren Abtaststift Ä (Koppelleitung) abgetastet. Dlie abgenommene Spannung wird durch den Gleichrichter G gleichgerichtet, die entstehende Gleichspannung nachVerstä;rkung durch denVerstärker V dem einen Abienkplattenpaar einer Braunschen Röhre B zugeführt. Dem anderen Ablenkplattenpaar wird die sägezahuförmige Ablenkspannung des Zeilenablenkgefätes Z zugeführt, dessen Frequenz mit der Umlauffrequenz des periodisch, z. B. durch einen Motor, gedrehten Abtaststiftes A in an sich bekannter Weise synchronisiert wird.
Auf dem Schirm der Braunschen Röhre entsteht dann das in Abb. 2 dargestellte Blild einer scharfen Spitze entsprechend der Spannungsverteilung in der Umgebung des Knotens. Beträgt die zu messende Wellenlänge genau 2/2, z. B. 60 cm, so liegt der Spannungsknoten in der Mitte des kreisbogenförmig geführten Leitungsabschuittes L' und dementsprechend die Kurve- auf dem Leuchtschirm ebenfalls genau in der Mitte. Bei etwas größerer Wellenlänge, z. B. 60,2 cm, liegt der Spannungsknoten auf L' etwas zäher dem Eingang und die Kurvenspitze gemäß Abb. 2 Z. B. etwas rechts von der Mitte des Bildschirmes. Auf dem Bildschirm 'kann e-ine - entslprechende . Skala aufgebracht sein, so daß eine unmitbelbare fortlaufende Anzeige möglich ist. Je kurzer das periodisch abgetastet Stück L' ist, desto größer ist bei entsprechender Auseinanderziehung' .!des. Bildes die Empfindlichkeit der Ablesung, desto kleiner ist andererseits der Meßbereich. Es empfiehlt sich, durch Änderung der Gesamtlwäinge in verschiedenen Stufen entsprechend verschiedene Mqeßbereiche vorzusehen, die sich aneinander anschließen oder noch besser einander überlappen. Der Kurzschlußschieber K ist zu diesem Zweck verschiebbar, und zwar sowohl stetig als auch in bestimmten durch Marken M1, M2, M3 und Rasten oder nur letztere festgelegten Stufen. An Stelle einer mechanischen Längenänderung kann auch eine elektrische treten, indem z. B. eine veränderbare Kapazität in Reihe mit der Leitung geschaltet wird. Die Stufen sitnd so ge1hlt, daß die Entfernung benachbarter Stufen etwas kleiner als die Länge 2 des abgetasteten Leitungsstückes L' ist, damit sich die Meßbereiche überlappens Die Entfernungen des Kurzschlußschiebers an den anderen Stufen bis zur Mitte des Leitungsabschnittes L' stellen die mittleren halben Wellentängen 2i, 23 usw. dar. Zu jedem Meßbereich kann eine entsprechend andere Skala auf dem Leuchtschirm angebracht werden. Es ist sogar eine zwangst'ufige Kupplung des Kurzschlußschiebers mit der Skala am Bildschirm möglich. Zum tSberstreichen eines größeren Bereiches können ohne weiteres zehn oder noch mehr Stufen vorgesehen werden. Die Skala kann in Wellenlängen (cm) oder in Frequenzen (MHz) geeicht werden.
Die stetige ~ Verschiebbarkeit des Kurzschlußschiebers X bzw. die stetige Einstellbarkeit der Reihenkapazität erlaubt auch eine eindeutige Kontrolle darüber, ob die Wellenlänge auch wirklich größenordnungss'äßig in den gewünschten Meßbereich hineinfällt oder nicht. Ist die Wellenliärge nämlich halb so groß wie die Skalenwerte angeben, so erhält man wiederum ein Bild auf dem Schirm, wobei man jedoch am zweiten Spannungsknoten arbeitet. Andererseits kann man unter Umständen absichtlich zur Messung wesentlich kurzerer Wellenlängen am zweiten oder dritten Spannungsknoten arbeiten, wobei die beim Arbeiten am ersten Spannungsknoten gültigen Wellenlängenwerte durch zwei bzw. drei zu dipidieren sind oder von vornherein eine entsprechende Skala vorzusehen ist.
Die Meßleistung L ist hier als Drahtleitung mit einem geerdeten Schirm als Rückleiter dargestellt und - wird in der Praxis am besten als koaxiale Leitung ausgebildet. Die Abtastung erfolgt am besten nicht galvanisch, sondern kapazitiv.
Der Erfindungsgedanke läßt sich auch so durchführen, daß die Spannung an einer festen Stelle der Leitung gemessen wird und die Spannungsverteilung durch periodische Änderung der elektrischen Uin-ge der Leitung periodisch hin und her verschoben wird. Zum Beispiel kann nach Abb. 3 die Leitung am Ende durch einen kleinen Wobbelkondensator C' abgeschlossen sein, dessen Bewegung mit dem Zeitablenkgeriät Z synchronisiert ist.
Parallel zu C liegt ein größerer Kondensator C0, der von Hand bedient werden kann und das Gerät auf den gewünschten Meßbereich einstellt. Die Anzeiger erfolgt wie bei Abb. I und 2.

Claims

PATENTANsPRÜcHE: I. Frequenzmeßeinrichtüng für sehr kurze elektrische Wellen, bei welcher die Lage eines Spannungs knotens auf einer mit stehenden Wellen der Meßfrequenz erregten Leitung als Anzeige für die Frequenz dient, dadurch gekennzeichnet, daß ein bei der mittleren Wellenlänge des Meßbereiches einen Spannungsknoten umgebender, gegenüber einer Wellenlänge kurzer Teil der Spannungsverteilung auf der Leitung periodisch abgetastet und mittels einer Braunschen Röhre aufgezeichnet wird.
2. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß ein gegenüber einer Wellenlänge kurzer Leitungsabschnitt (L' in Abb. I) mechanisch periodisch abgetastet wird.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der periodisch abgetastete Abschnitt (L') der Leitung kreisbogenförmig geführt ist und zur Abtastung eine sich um den Kreismittelpunkt drehende liuppelleitung (A) dient.
4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Länge des abgetasteten Leitungsstückes in der Größenordnung von einigen Prozenten der mittleren Wellenlänge liegt.
5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der gesamten Leitung mechanisch oder elektrisch einstellbar ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der gesamten Leitung in durch Marken und Rasten oder nur letztere festgelegten Stufen solcher Größe einstellbar ist, daß die bei den einzelnen Stufen und bei periodischer Abtastung sich ergebenden Meßbereiche aneinandergrenzen oder sich überlappen.
7. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung an einer festen Stelle der Leitung gemessen wird und die Spannungsverteilung durch periodische Anderung der elektrischen Länge der Leitung periodisch hin und her verschoben wird.

S. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnt, daß zur periodischen Änderung der elektrischen Länge ein parallel oder in Reihe zur Leitung geschalteter periodisch veränderter Blindwiderstand dient. (Abb. 3).