DE898614C

DE898614C - Method for measuring an unknown frequency by comparing it with the harmonic spectrum of a normal frequency

Info

Publication number: DE898614C
Application number: DEA6957D
Authority: DE
Inventors: Hubertus Dipl-Ing Schmidt
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1942-02-04
Filing date: 1942-02-04
Publication date: 1953-12-03

Description

Verfahren zur Messung einer unbekannten Frequenz durch Vergleich mit dem Oberwellenspektrum einer Normalfrequenz Bei der Messung einer unbekannten Frequenz mit dem Oberwellenspektrum einer festen Normalfrequenz mittels Differenzfrequenzbildung ist es erforderlich, aber oft schwierig festzustellen, ob die unbekannte Frequenz höher oder tiefer ist als die benachbarte Normalirequenzoberwdle, mit der die Differenzfrequenz gebildet wird.Method of measuring an unknown frequency by comparison with the harmonic spectrum of a normal frequency When measuring an unknown frequency with the harmonic spectrum of a fixed normal frequency by means of difference frequency formation it is necessary, but often difficult to determine whether the frequency is unknown higher or lower than the neighboring normal frequency harmonic with which the difference frequency is formed.

Hat man nicht die Möglichkeit, die unbekannte Frequenz etwas zu verändern, so läßt sich die vorgenannte Forderung meist nur durch Umschalten der einzelnen Oberwellen, mit denen überlagert wird, erfüllen. Bei sehr hohen Oberwellenordnungszahlen jedoch ist dies praktisch nicht durchführbar, weil infolge des geringen relativen Frequenzabstandes der hohen Oberwellen deren Aussiebung äußerst schwierig wird. If you don't have the opportunity to change the unknown frequency a bit, the aforementioned requirement can usually only be met by switching over the individual Fulfill harmonics that are superimposed. With very high harmonics however, this is not practically feasible because of the low relative Frequency spacing of the high harmonics whose screening is extremely difficult.

Ist man aber in der Lage, die Normalfrequenz selbst um einen bestimmten Betrag nach oben oder unten zu verschieben, so kann man leicht feststellen, ob die unbekannte Frequenz höher oder tiefer als die benachbarte Normaifrequenzoberwelle ist, weil die Differenzfrequenz etwa bei Erhöhung der Normalfrequenz kleiner bzw. größer wird, wenn die unbekannte Frequenz höher bzw. tiefer als die Normalfrequenzoberwelle liegt. Die Feststellung, mit welcher Oberwelle überlagert wird, geschieht meist durch eine Vormessung der unbekannten Frequenz mit Frequenzmessern geringerer Genauigkeit. Wird die Normalfrequenz aber um einen bekannten Betrag verschoben, so läßt sich bereits mittels der Differenzfrequenzmessung die Ordnungszahl der verglichenen Oberwelle feststellen, weil sich die Differenzfrequenz um einen Betrag ändert, der gleich Oberwellenordnungszahl mal Grundfrequenzverschiebung (in Hertz) ist. Auf diese Weise kann man die Vormessung ersparen. But if one is able to adjust the normal frequency by oneself to a certain Move the amount up or down so you can easily tell if the Unknown frequency higher or lower than the neighboring normal frequency harmonic is because the difference frequency is smaller or smaller when the normal frequency is increased. increases when the unknown frequency is higher or lower than the normal frequency harmonic lies. The determination of which harmonic is superimposed is usually done by a pre-measurement of the unknown frequency with frequency meters of lower accuracy. However, if the normal frequency is shifted by a known amount, then the ordinal number of the compared harmonic by means of the differential frequency measurement determine because the difference frequency is one Amount changes which is equal to the harmonic order number times the fundamental frequency shift (in Hertz). In this way you can save the preliminary measurement.

Zur Verschiebung der Normalfrequenz ist es naheliegend, den Normalfrequenzsender zu verstimmen. To shift the normal frequency, it is obvious to use the normal frequency transmitter to upset.

Dies hat aber viele Nachteile. Vor allem bei zentraler Versorgung mehrerer Meßplätze mit der Normalfrequenz, was in der Regel stattfindet, ist eine Gesamtverstimmung der Anlage untragbar. Außerdem sind die quarzgesteuerten Normalfrequenzsender meist viel zu wenig verstimmbar, um eine schnell und leicht meßbare Verstimmung zu gestatten.But this has many disadvantages. Especially with central supply several measuring stations with the normal frequency, which usually takes place, is one Total upset of the system intolerable. In addition, the quartz-controlled standard frequency transmitters usually far too little detuning for a detuning that can be measured quickly and easily to allow.

Die Erfindung betrifft ein diese Schwierigkeiten vermeidendes Verfahren zur Messung einer unbekannten Frequenz durch Vergleich mit dem Oberwellenspektrum einer Normalfrequenz. Erfindungsgemäß wird die Normalfrequenz in einem mit Trägerunterdrückung arbeitenden Einseitenbandmodulator mit einer bekannten Frequenz moduliert, d. h. um den Betrag dieser Frequenz nach oben oder unten verschoben. Aus dem Unterschied der Differenzfrequenzen zwischen der unbekannten Frequenz und der zum Vergleich benutzten Oberwelle vor bzw. nach der Verschiebung der Normalfrequenz werden die Lage der unbekannten Frequenz zur verglichenen Oberwelle und deren Ordnungszahl bestimmt. The invention relates to a method which avoids these difficulties to measure an unknown frequency by comparing it with the harmonic spectrum a normal frequency. According to the invention, the normal frequency is in one with carrier suppression operating single sideband modulator is modulated at a known frequency, d. H. shifted up or down by the amount of this frequency. From the difference the difference frequencies between the unknown frequency and the one for comparison The harmonic used before or after the shift in the normal frequency is the Position of the unknown frequency to the compared harmonic and its ordinal number certainly.

Von den bekannten Einseitenbandmodulationsverfahren sind für den vorliegenden Zweck besonders diejenigen geeignet, die eine Unterdrückung des unerwünschten Seitenbandes ohne Filter gestatten. Of the known single sideband modulation methods are for the present purpose particularly suited to those who want a suppression of the undesirable Allow sideband without filter.

Dies hat den Vorteil, daß sehr kleine relative Verschiebungen der Normalfrequenz durchgeführt werden können, bei denen eine Unterdrückung des unerwünschten Seitenbandes mit Filtern nicht mehr möglich ist, wenn nicht stufenweise moduliert wird.This has the advantage that very small relative displacements of the Normal frequency can be carried out at which a suppression of the undesirable Sideband with filters is no longer possible if not gradually modulated will.

Einseitenbandmodulationsverfahren, die dies leisten, sind bekannt. Sie beruhen auf folgendem Prinzip: Vom Träger und der Modulationsfrequenz werden je zwei um go" phasenverschobene Spannungen hergestellt. Dann werden der Träger und die Modulationsfrequenz mit der Bezugsphasenlage und der um go" verschobene Träger und die um 90" verschobene Modulationsfrequenz jeweils miteinander mit gleichem Trägerwert und gleichem Modulationsgrad moduliert. Durch Addition bzw. Subtraktion der so entstandenen Schwingungen kann man das obere bzw. untere Seitenband unterdrücken. Läßt man die beiden Modulatoren mit Trägerunterdrückung arbeiten oder kompensiert man den Träger anderweitig mit bekannten Mitteln, so erhält man lediglich das eine Seitenband.Single sideband modulation methods that accomplish this are known. They are based on the following principle: The carrier and the modulation frequency are two voltages phase-shifted by go "are established. Then the carrier and the modulation frequency with the reference phase position and that shifted by go " Carrier and the modulation frequency shifted by 90 "each with the same Modulated carrier value and the same degree of modulation. By addition or subtraction the resulting vibrations can be suppressed by the upper or lower sideband. Let the two modulators work with carrier suppression or compensate if the carrier is otherwise used by known means, only one thing is obtained Sideband.

Die Erfindung ist im folgenden unter Bezugnahme auf das in der Zeichnung dargestellte grundsätzliche Schaltschema näher erläutert: I ist ein Einseitenbandmodulator, beispielsweise der oben beschriebenen Art, zur wahlweisen Herstellung des oberen oder unteren Seitenbandes. The invention is described below with reference to that in the drawing The basic circuit diagram shown is explained in more detail: I is a single sideband modulator, for example of the type described above, for the optional manufacture of the upper or lower sideband.

Diesem Modulator werden einerseits die Normalfrequenz, andererseits die Verschiebungsfrequenzv zugeführt. Das entstehende Seitenband n i v bzw. die Normalfrequenz n werden über einen Umschalters einem bekannten Gerät 3 zugeleitet, in welchem die unbekannte Frequenz x wahlweise mit einer beliebigen Normalfrequenzoberwelle überlagert werden kann, wobei die Oberwellen beispielsweise durch Verzerrung der Normalfrequenz erhalten und durch Siebmittel voneinander getrennt werden. Die entstehende Differenzfrequenz wird in einem Frequenzmesser4 gemessen.This modulator is on the one hand the normal frequency, on the other hand the displacement frequency v is supplied. The resulting sideband n i v or the Normal frequency n are fed to a known device 3 via a switch, in which the unknown frequency x optionally with any normal frequency harmonic can be superimposed, the harmonics for example by distorting the Normal frequency obtained and separated by sieve means. The emerging Difference frequency is measured in a frequency meter4.

Die Messung geschieht in folgender Weise: Die unbekannte Frequenz x liege in der Nähe der m-ten Oberwelle der Normalfrequenz. Zunächst wird in der unteren Stellung des Umschalters 2 im Gerät 4 die Differenzfrequenz dl = m lz x gemessen. Dann wird in der oberen Stellung des Umschalters 2 die um den Betrag v nach oben oder unten verschobene Normalfrequenz auf das Gerät 3 gegeben und die nunmehr auftretende Differenzfrequenz d2 im Gerät 4 gemessen. The measurement is done in the following way: The unknown frequency x is close to the m-th harmonic of the normal frequency. First, in the lower position of the switch 2 in the device 4 the difference frequency dl = m lz x measured. Then in the upper position of the switch 2 the amount v given up or down shifted normal frequency on the device 3 and the now occurring difference frequency d2 measured in device 4.

Bei der Auswertung der Meßergebnisse sind zwei Fälle zu beachten: I. Wenn die Verschiebung nt v der mit x verglichenen .oben Oberwelle kleiner ist als die Normalfrequenz n, dann gilt d2 (n v) - x m v = d2 - d1. There are two cases to consider when evaluating the measurement results: I. If the shift nt v of the upper harmonic compared with x is smaller than the normal frequency n, then d2 (n v) - x m v = d2 - d1.

Damit ist sowohl m (bei bekanntem v) als auch das Vorzeichen von d1 (je nachdem ob m n bestimmbar, da ja nur ganzzahlige Werte von m möglich sind. This means that both m (with known v) and the sign of d1 (depending on whether m n can be determined, since only integer values of m are possible.

2. Wenn jedoch die Verschiebung n v größer als die Normalfrequenz ist, so sind besondere Überlegungen bekannter Art erforderlich, je nachdem ob m v > I n, 2 fl, 3... ist. Die Bestimmung von nt und des Vorzeichens von dl ist auch hier möglich, wenn auch etwas unbequemer als im ersteren Falle. 2. However, if the displacement n v is greater than the normal frequency is, special considerations of a known type are required, depending on whether m v> I n, 2 fl, 3 ... is. The determination of nt and the sign of dl is also possible here, albeit a little more inconvenient than in the former case.

PATENTANSPRUCRE: I. Verfahren zur Messung einer unbekannten Frequenz (x) durch Vergleich mit dem Oberwellenspektrum einer Normalfrequenz (n), dadurch gekennzeichnet, daß die Normalfrequenz (n) in einem mit Trägerunterdrückung arbeitenden Einseitenbandmodulator (I) mit einer bekannten Frequenz (v) moduliert, d. h. um den Betrag dieser Frequenz nach oben oder unten verschoben wird, und daß aus dem Unterschied der Differenzfrequenzen zwischen der unbekannten Frequenz ( und der zum Vergleich benutzten Oberwelle vor bzw. nach der Verschiebung der Normalfrequenz die Lage der unbekannten Frequenz zur verglichenen Oberwelle und deren Ordnungszahl bestimmt werden. CLAIM: I. Method for measuring an unknown frequency (x) by comparison with the harmonic spectrum of a normal frequency (n), thereby characterized in that the normal frequency (n) in a working with carrier suppression Single sideband modulator (I) modulated with a known frequency (v), d. H. around the amount of this frequency is shifted up or down, and that from the Difference in the difference frequencies between the unknown frequency (and the harmonic used for comparison before or after the shift in the normal frequency the position of the unknown frequency in relation to the compared harmonic and its ordinal number to be determined.

Claims

2. The method according to claim I, characterized by the use a single sideband modulator, which suppresses the unwanted sideband Allowed without a filter.