DE885426C

DE885426C - Anordnung zum Messen des Frequenzganges

Info

Publication number: DE885426C
Application number: DEL5305D
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl-Ing Deserno
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1939-09-10
Filing date: 1939-09-10
Publication date: 1953-08-06

Description

Anordnung zum Messen des Frequenzganges Der Frequenzgang elektrischer Bauteile oder auch ganzer Schaltungseinheiten wird bei der serienmäßigen Herstellung dieser Teile häufig mit Einrichtungen geprüft oder eingestellt, die den Frequenzgang unmittelbar auf den Schirm einer Braunschen Röhre aufzeichnen. Dabei wird die Frequenz der im Prüfgerät erzeugten ! Wechselspannung über den zu untersuchenden Bereich periodisch geändert. Im gleichen Takt wird der Elektronenstrahl einer Braunschen Röhre in Zeitrichtung abgelenkt, so daß also jedem Punkt der Zeitlinie eine ganz bestimmte Frequenz zugeordnet ist. Wenn nun der Elektronenstrahl senkrecht zur Zeitlinie entsprechend der Durchlässigkeit des zu untersuchenden Teiles abgelenkt wird, so entsteht auf der Braunschen Röhre ein Kurvenzug, der den Frequenzgang wiedergibt.
Derartige Prüfeinrichtungen haben meistens auf der Zeitlinie der Braunschen Röhre einige Punkte, bei denen die dazugehörigen Frequenzen markiert sind.
Es ist erwünscht, daß zu gleichen Wegen auch gleiche Frequenz sprünge gehören, weil dann die Kurven in der üblichen Darstellung erscheinen.
Die Herstellung eines solchen proportionalen Frequenzmaßstabes ist jedoch, wie im folgenden erläutert wird, nicht leicht möglich.
Wenn z. B., wie es bei den einfachen Geräten dieser Art üblich ist, die Kapazität zur Steuerung der IMeßfrequenz und die Zeitableukung sinusförmig geändert werden, entsteht eine verzerrte Frequenzskala. Weil sich die Frequenz nicht proportional mit der Kapazität ändert ist der Maßstab am Ende gedrängt, und die Kurve selbst gibt daher kein exaktes Bild iiber den Frequenzverlauf. Man muß bei der Beurteilung der Kurve also immer den verzerrten Frequenzmaßstab berücksichtigen (Abb. I).
Bei anderen Prüfgeräten wird die Frequenzänderung durch Induktivitätsänderung erzeugt.
Die Frequenz eines Oszilllators, dessen Schwingkreisspule auf einem Hochfrequenzeisenkern sitzt, kann z. B. dadurch beträchtlich geändert werden, daß man das Hochfrequenzeisen vormagnetisiert.
Hierzu setzt man günstigerweise das Hochfrequenzeisen in den Eisenkern einer Niederfrequenzdrossel, die nun durch einen Wechselstrom oder pulsierenden tGleichstrom mehr oder weniger stark erregt wird. EMit den Schwankungen der Erregung ändert sich dann auch die Frequenz des Hochfrequenzgenerators.
In Abb. 2 ist die Abhängigkeit zwischen Erregerstrom und Meßfrequenz einer derartigen Anordnung gezeigt. Wie man sieht, verläuft die Kulrve über einen sehr großen Bereich praktisch geradlinig, d. h. die Frequenzänderung ist direkt proportional der Stromänderung. Trotzdem läßt sich aber auf der Braunschen Röhre keine lineare Frequenzskala erzielen, weil es einmal wegen der L Spulenzeitkonstanten R überhaupt sehr schwer ist, einen geraden Stromanstieg zu erhalten, und weil andererseits sowohl die Ablenkspannung als auch die Stromänderung in der Drossel durch Röhren erzeugt werden muß, durch deren Kennlinienkrtimmung Verzerrungen fast unvermei'dh ch sind.
Außerdem treten immer beträchtliche Phasenunterschiede auf.
Um alle diese Fehlerquellen auszuschließen und eine lineare Frequenzskala sicherzustellen, wird vorgeschlagen, bei einer Einrichtung zur Prüfung des Frequenzganges, bei der eine Meßfrequenz periodlisch durch Vormagnetisierung einer Eisenkernspule geändert wird und die Frequenzkurve des zu untersuchenlden-Teiles auf dem LeUchtschirm einer Braunschen Röhre sichtbar gemacht wird, mit dem gleichen Strom, der die Vormagnetisierung bewirkt, auch die Ablenkung des Elektronenstrahls zu bewirken. Die Zeitablenkung wird dabei magnetisch bewirkt, was sonst bei MeBanordnungen nicht üblich ist.
Da sowohl der Ausschlag A auf dem Schirm der Braunschen Röhre als auch die Frequenzänderung d f des Hochfrequenzgenerators (gerader Teil der Kurve, Abb. 2) proportional dem Strom i sind, wird durch diese Maßnahme auch Proportionalität zwischen Ausschlag und Frequenz mit Sicherheit erzielt.

A= C1 i

dF= e2 ~-C2 C1j C2 Konstante.

Af-L2.A

C1

In der Abb. 3 ist schematisch eine Anordnung zur Durchführung des Erfindungsgedankens gezeigt. Los ist die zu verändernde Schwingkreis induktivität des Oszillators 0. Der Strom zur gleichzeitigen Speisung der Ablenkspule LA und der Magnetisierungsspule LM wird in der Röhre R1 gesteuert. Es ist dabei erforderlich, daß die Stromänderung nach einer bestimmten Kurve erfolgt, z. B. sinus- oder sägezahnförmig; nach der oben gegebenen Ableitung ist in jedem Fall die Frequenzänderung dem Ausschlag proportional. Man wird natürlich einen möglichst gleichmäßigen Stromanstieg anstreben, damit auch die Schreibgeschwindigkeit auf der Braunschen Röhre und damit die Helligkeit der Schrift gleichmäßig ist.
Grundsätzlich spielt dabei jedoch die Kurvenform des die Ablenkung bzw. die Frequenzmodulation bewirkenden Stromes keine Rolle. Gegebenenfalls könnte man auch die Helligkeit der Brauoschn Röhre im Verhältnis der Schreibgeschwindigkeit steuern.
Aus Abb. 2 geht hervor, daß man zur richtigen Ausnutzung der Frequenzänderungscharakteristik mit einem bestimmten mittleren Strom arbeiten muß. Diesem mittleren Strom entspricht der in der Röhre R1 eingestellte Ruhestrom. Durch diesen Ruhestrom wird jedoch auch der Strahl der Braunschen Röhre aus der Mitte des Schirmes abgelenkt. Die Ablenkspule L, die zur Kompensation dieser Gleichfeldablenkung benutzt werden soll, ist nun so dimensioniert und geschaltet, daß der sie durchfließende Ruhestrom das Kurvenbild wieder auf die Mitte des Leuchtschirmes verschiebt. Das Potentiometer P regelt die Mittellage in kleinen Grenzen. Durch eine Änderung des Ruhestromes der Röhre R1 kann der gesamte Frequenzbereich nunmehr verschoben werden, ohne daß sich die Lage der Kurve ändert.
Der vom Prüfgerät überstrichene Frequenzbereich ist durch die Amperewindungen von LM gegeben. Um den Bereich ändern zu können, muß die Spule LM Anzapfungen erhalten. Bei Verwendung der kleinen Bereiche b-d bzw. c-d schaltet man günstigerweise eine Ersatzinduktivität für den Rest der Spule a-b bzw. a-c in den Stromkreis ein.
Wird für die Ablenkung und Vormagnetisierung ein - reiner Wechselstrom benutzt, wie beispielsweise in Abb. 4 angenommen, so müssen die zur Einstellung des richtigen Arbeitspunktes erforderlichen gleichstromamperewindungen in der Spule LV erzeugt werden. Mit Hilfe dieser Spule ist es auch möglich, den Frequenzbereich der Prüfeinrichtung zu verschieben.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Einrichtung zur Prüfung des Frequenzganges, bei der eine Meßfrequenz periodisch durch Vormagnetisierung einer Eisenkernspule geändert wird und die Frequenzkurve des zu untersuchenden Teiles auf dem lieuchtschirm einer Braunschen Röhre sichtbar gemacht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Vormagnetisierungsstrom auch die Ablenkung des Elektronenstrahls bewirkt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Strom ein reiner Wechselstrom oder ein pulsierender Gleichstrom ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule zur Frequenzänderung Anzapfungen erhält, mit deren Hilfe eine stufenweise Änderung des Frequenzbereiches möglich ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Einstellung verschiedener Frequenzbereiche Ersatzinduktivitäten in den Stromkreis eingeschaltet werden.
5. Einrichtung nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Ruhestrom verursachte Ablenkung des Elektronenstrahls durch besondere Spulen (LR) kompensiert wird, die ebenfalls vom Ruhestrom durch flossen werden.
6. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisenkern zur Änderung der Frequenz noch eine Wicklung erhält, mit welcher der durchlaufene Frequenzbereich verschoben werden kann.
7. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Helligkeit der Braunschen Röhre proportional der Schreibgeschwindigkeit gesteuert wird.

AngezogeneDruckschriften: Französische Patentschrift Nr. 826 562; Funkbastler I935, 5. 761; E. Alberti, Braunsche Kathodenstrahlröhren und ihre Anwendung, Berlin I932, S. 171.