DE907553C - Verfahren zur Phasenmessung hochfrequenter Spannungen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Phasenmessung hochfrequenter Spannungen Es ist bekannt, daß die genaue Messung des Phasenunterschieds zweier Wechselpannungen hoher Frequenz auf große Schwierigkeitentößt. Um diese Schwierigkeiten zu beseitigen, sind Verfahren bekanntgeworden, welche den hochfrequenten Phasenunterschied in einen Phasenunterschied bei niedereren Freque, nzen überführen. Die vorliegende Erfindung betrifft ein solches Verfahren, das auch noch bei Spannungen sehr hoher Frequenz angewendet werden kann.
• Erfindungsgemäß werden dabei die beiden in in der Phase zu messenden hochfrequenten Wechselspannungen mit zwei verschiedenen frequenzbenachbarten Spannungen mit dem Frequenzunterschied fI moduliert und geeignete, von dieser Modulation herrührende Seitenbänder mit dem Frequenzunterschied f 1 herausgesiebt und miteinander zur Schwebung gebracht, wobei die Schwebungsphase gegen die Phase von Ji ein Maß für den Unterschied der Phasen der beiden hochfrequenten Wechselspannungen ist.
• Um den zur Messung dabei erforderlichen konstanten Frequenzabstand Ji der frequenzbenachbarten Modulationsspannungen zu gewährleisten, werden in Ausgestaltung der Erfindung diese Spannungen dadurch erhalten, daß die Spannung eines Generators mit der Frequenz f I mit der Spannung eines Generators höherer Frequenz moduliert wird, Modulationsprodukte mit dem Frequenzabstand f 1 herausgesiebt werden und zur Modulation der bei- den in der Phase zu messenden hochfrequenten Wechselspannungen dienen. Es wird dann der Phasenunterschied der Spnnung des Generators mit der Frequenz f 1 genen die Schwebung gemessen und ist ein Maß für den phasenunterschied der beiden zu messenden Hochfrequenzspannungen.
• Die Phasenmessung von Wechselspannungen sehr hoher Frequenz erfordert bei Anwendung dieses Verfahrens zwei Modulationsspannungen. deren Frequenzen sich nur sehr wenig voneinander unterscheiden. Um dies zu verwirklichen, erfolgt die Erzeugung der Modulationsspannungen in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch, daß wirderum die Spannung eines Generators mit der Frequenz f 1 die eines zwisten Generators höherer Frequenz moduliert und, wie schon erwähnt, bei dieser Modulation entstehende Modulationsprodukte mit dem Frequenzunterschied fI herausgesiebt werden, die nun ihrerseits die Spannung eines drittens Generators noch höherer Frequenz modulieren. Erst Seitenbänder dieser Modulationstufen mit dem Frequenzunterschied f 1 werden als Modulationsspannunen der beiden Hochfrequenzspannungen benutzt. Diese Erzeugung immer höherer Frequenzen mit dem Frequenzunterschied fI mittels Generatoren immer höherer Frequenz kann nach Bedarf beliebig oft wiederholt werden. Die dabei erforderlichen verschiedenen Generatorspannungen können z. B. mittels Frequenzvervielfacher aus einer Grundwechselspannung erzeugt werden.
• Die Abbildung zeigt ein Ausführungsbeispiel zur Erfindung. Der Generator G1 erzeugt eine Wechselspannung mit niederer Frequenz f 1. der Generator G2 eine Spannung höherer Frequenz f 2.
• Die Spannungen modulieren sich gegenseitig im Modulator M 1. Das bei der Modulation in bekanner Weise entstechnide Seitundband mit der Frequenz f2 + f1 wird mittels des Filterf F1 herausgestiebt und gelangt an den Modulator M2. Die Modulatoren M2 und M3 werden vom Generator G 3, der eine noch höhere Frequenz f3 als der Generator G2 besitzt, gespeist. Durch Modulation entsteht im Modulator M2 das Seitenband mit der Frequenz f3 + f2 + f1, das mittels des Filtere F2 heraugesiebt wird. Im Modulator M3 entsteht, da der Modulator mit Spannungen der Frequenz und f3 gespeist ist, das Seitenband mit der Frequenz f3 + f2, das mittels des Filters F 3 herausgesiebt wird. Hinter den Filtern F3 und f2 sind also wechselspannungen hoher Frequenz f3 + f2 bzw. f3 + f2 + f1 vorhanden, die den kleinen Frequenzunterschied f1 vesitzen. Diese Wechselspannungen modulieren mittels der Modulatoren 1014 und Mg die beiden in der Phase zu messenden Hochfrequenzspannungen der Frequenz 4, die an die Punkte a und b (Abb. I) angelegt sind. Das bei dieser Modulation im Modulator M4 entstehende Seitenband mit der Frequenzf4 - (f3 + f2) wird vom Filters herausgesiebt, das im Modulator M5 entstehende Seitendband mit der Frequenz f4 - (f3 + f2 + f1) wird vom Filter F5 herausgesiebt. Die im Ausgang der Filter vorhandenen Wechselspannungen werden einander überlagert, wobei eine Schwebund mit der Frequenz f4 - (f3 + f2) - [f1 - (f3 + f2 + f1)] = f1 entsteht. Da bekanntlich die Phasenbeziehung der in a und 5 angelegten Hochfrequenzspannungen auch bei Modulation (in den Modulatoren M4 und M 5) in den Zwischenfrequenzen - (f3 + f2) und f3 - (f3 + f2) +tI) erhalten bleibt, ist die Phase der Schwebungsfrequenz fI direkt abhängig vom hochfrequenten Phasenunterschied dieser Spannungen.
• Die Schiebung wird im Resonanzverstärker V, der lediglich eine Wechselspannung mit der verhältnismäßig niederen Fequnze f4 - f3 - f2 verstärken muß, verstärkt und mittels des Gleichrichters Gl gleichgerichtet. Im Ausgang des Gleichrichters ist also im pukt c eine niederfreuente Wechselspannung mit der Frequenz f 1 vorhanden, wobei eine Pasenmessung dieser Wechsespannung zusammen mit der im Punkt d vom Generator G 1 herrührenden Wechselspannung den Phasenunterschied der beiden in a und b angelegten Hochfeequenzspannungen ergibt. Damit Schwankungen der Frequqnz der Generatoren G1, G2 und G3 auf die Messung weniger eingehen, können die Frequenzen f2 und f3 der Generatoren G2 uud G3 durch bekannte Frequenzverviecherschaltungen aus der Frequenz f1 des Generators G1 erzeugt wenden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Phasenmessung hochfrequenzter Spannungen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden in der Phase zu messenden hochfrequenten Wechselspannungen mit zwei verschiedenen forequenzbenachbarten Modlationsspannungen mit dem Frequenzunterschied f1 moduliert und geeigenete, von dieser Mouelation herrührende Seitenbänder mit dem Frequenzunterschied fI herausgesiebt und miteinander zur Schwebeung gebracht werden, wobei die Schwebungsphase gegen die Phase von f1 ein Maß für den phasenunterschied der beidenb hochfrequenten Wechselspannungen ist.
2. 2. Verfahren nach Anspruchs. dadurch gekennzeichnet, daß die zur Modulation erforderlichen zwei fequenzbenachlbarten Hochfrquenzspannungen durch Modulation der Spannung eines Generators mit der Frequenz f1 mit der Spannung eines Genertors höherer Frequenz erhalten werden, wobei Modulationsprodukte mit dem Frequenzunterschied f1 herausgesiebt werden und die aur Modulation der in ihrer Phase zu vergleichenden Spannungen erforderlichen Midulationsspannungen ergeben.
3. 3. Verfahren nach Anspurch 1 und 2, dudurch gekennzeichnet, daß bei Phasenmessung sehr hoher Frequenzen die Erzeugung der zur Modulation erforderlichen zwei frequenzbenachbarten Hochfrequenzspannungen derart erolfgt, daß die Spannung eines Gnerators mit der Frequenz Jr die eines zweien Generators höherer Frequenz moduliert und bei dieser Modulation entstehende Modulationsprodukte mit dem Frequenzabstand fI die Spannung eines dritten Generators noch höherer Frequenz modulieren und erst die Seitenbänder dieser dritten Modulation mit dem Frequenzabstand f I zur Modulation der in ihrer Phase zu vergleichenden Spannungen benutzt werden und die einzelnen zur Modulation erforderlichen Frequenzen aus einer Grundfrequenz durch Frequenzvervielfachung oder Frequenzteilung erhalten werden können.