DE963355C

DE963355C - Method and circuit arrangement for measuring the phase angle between two electrical alternating voltages of the same frequency

Info

Publication number: DE963355C
Application number: DEW11439A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Wolfgang Kaiser
Original assignee: Wandel and Golterman GmbH and Co
Current assignee: Wandel and Golterman GmbH and Co
Priority date: 1953-06-16
Filing date: 1953-06-16
Publication date: 1957-05-09

Description

Verfahren und Schaltungsanordnung zur Messung des Phasenwinkels zwischen zwei gleichfrequenten elektrischen Wechselspannungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens zur Messung des Phasenwinkels zwischen zwei gleichfrequenten elektrischen Wechseispannungen.Method and circuit arrangement for measuring the phase angle between two electrical alternating voltages of the same frequency The invention relates to a method and a circuit arrangement for performing the method for measuring the phase angle between two electrical alternating voltages of the same frequency.

Die Messung der Gruppenlaufzeitverzerrung auf Obertragungsstrecken wird häufig so durchgeführt, daß der Phasenwinkel zwischen dem verzerrten und dem unverzerrten Signal bestimmt wird. Die Laufzeitverierrungen, die gemessen werden sollen, sind oft jedoch so gering, daß man in der Lage sein muß, auch sehr kleine Phasendifferenzen zwischen den beiden Schwingungen in eine elektrische Größe (Spannung oder Strom) von ausreichender Amplitude umzuformen, damit diese auf einem Meßinstrument oder einer Braunschen Röhre angezeigt werden kann. The measurement of group delay distortion on transmission links is often done so that the phase angle between the distorted and the undistorted signal is determined. The transit time reductions that are measured should, however, are often so small that one has to be able to work even very small ones Phase differences between the two oscillations in one electrical quantity (voltage or current) of sufficient amplitude to enable this to be transformed on a measuring instrument or a Braun tube.

Zur Bestimmung von Phasenwinkeln sind verschiedene Methoden bekannt, bei denen die am Ausgang der Phasenmeßeinrichtung auftretende elektrische Größe (Spannung oder Strom) eine Funktion des Phasenwinkels ist. Bei der einen Gruppe von Verfahren werden die beiden Schwingungen in eine Folge von meist rechteckförmigen Impulsen umgeformt, deren resultierende Fläche sich bei auftretlendem Phasenwinkel so verändert, daß der arithmetische Mittelwert ein Maß für die Phasenverschiebung ist und in einem Meßinstrument angezeigt werden kann. Sind nur sehr kleine Phasenwinkel zu messen, so ändert sich der Mittelwert, d. h., die resultierende Impulsfläche, so wenig, daß man eine beträchtliche Gleichspannungs-(bzw. -strom-) Verstärkung mit ihren bekannten Nachteilen anwenden muß, um einen genügend großen Ausschlag auf dem Meßinstrument zu erzielen. Außerdem zeigen die bis jetzt bekannten Schaltungsanordnungen dieser Art für Phasen- -winkel in der unmittelbaren Nähe von oO meist nur geringe Genauigkeit. Various methods are known for determining phase angles, in which the electrical variable occurring at the output of the phase measuring device (Voltage or current) is a function of the phase angle. With one group by procedure, the two oscillations are converted into a sequence of mostly rectangular Impulses are transformed, the resulting area of which changes when the phase angle occurs changed so that the arithmetic mean is a measure of the phase shift and can be displayed in a measuring instrument. Are only very small phase angles to measure, it changes Mean value, d. i.e., the resulting Impulse area, so little that one has a considerable DC voltage (or current) Reinforcement, with its known disadvantages, must be used to achieve a sufficiently large To achieve a rash on the measuring instrument. Also show those known so far Circuit arrangements of this type for phase angles in the immediate vicinity of oO mostly only low accuracy.

Andererseits sind auch Schaltungen bekannt, bei denen die Differenz der beiden zu vergleichenden elektrischen Schwingungen gebildet wird, so daß die resultierende Amplitude ein Maß für die Phasenverschiebung darstellt. Das zuletzt genannte Verfahren hat den Vorteil, daß eine Wechselspannungsverstärkung möglich ist, da die Ausgangsgröße mit der Grundfrequenz der angelegten Schwingungen schwankt. Dagegen ist es notwendig, daß die Amplituden der beiden Schwingungen genau gleich groß sind, und zwar um so genauer, je kleiner der eben noch meßbare Phasenwinkel sein soll, was wiederum große Schwierigkeiten bereitet. On the other hand, circuits are also known in which the difference of the two electrical oscillations to be compared is formed, so that the resulting amplitude represents a measure of the phase shift. That last said method has the advantage that an alternating voltage amplification is possible is because the output variable fluctuates with the fundamental frequency of the applied vibrations. On the other hand, it is necessary that the amplitudes of the two oscillations are exactly the same are large, and the more precisely the smaller the phase angle that can just be measured should be, which in turn causes great difficulties.

Es ist ferner ein Verfahren zum genauen Messen von Zeitabständen von elektrischen Impulsen bzw von in elektrische Impulse überführbaren Vorgängen mittels einer Braunschen Röhre durch Verstellen von Zeitverschiebungsgliedern, die jedoch eine materialbedingte Inkonstanz aufweisen, bekanntgeworden, bei dem die Meßgenauigkeit durch Anwendung zusätzlicher Wechselströme oder Impulse erhöht wird und deren Frequenz bzw. It is also a method of accurately measuring time intervals of electrical impulses or processes that can be converted into electrical impulses by means of a Braun tube by adjusting time shift elements, the However, a material-related inconsistency has become known in which the Measurement accuracy is increased by using additional alternating currents or pulses and their frequency or

Impulsfolgefrequenz um ein vielfaches höher ist als die Folgefrequenzen der Meßimpulse. Bei diesem Verfahren werden entweder von außen höherfrequente Impulse zugeführt und den Meßimpulsen überlagert, oder es wird von den Meßimpulsen ein Schwingkreis angestoßen. durch messen höhere Frequenz ein Impuls erzeugt wird. der mit dem zweiten Meßimpuls zur Interferenz gebracht wird. Hierbei wird der zeitliche Abstand zwischen den zu messenden Impulsen durch Zeitverschiehungsglieder (Phasenschieber) festgestellt. Pulse repetition frequency is many times higher than the repetition frequencies of the measuring pulses. With this method, higher-frequency impulses are either generated from the outside fed and superimposed on the measuring pulses, or it is a resonant circuit of the measuring pulses kicked off. by measuring a higher frequency a pulse is generated. the one with the second Measurement pulse is brought to interference. The time interval between the pulses to be measured are determined by time shift elements (phase shifter).

Dieses Verfahren benötigt eine umfangreiche Anordnung von Schaltelementen und Abstimmeinrichtungen, wodurch nicht nur eine Erschwerung der Messung, sondern auch die Inkonstanz der Phasefischieber nur zum Teil behoben -wird, so daß auch die erreichbare Genauigkeit bei diesem Verfahren beschränkt ist. This method requires an extensive arrangement of switching elements and tuning devices, thereby not only making the measurement more difficult, but also the inconsistency of the phase fish slide is only partially remedied, so that too the accuracy that can be achieved with this method is limited.

Bei einer anderen bekannten Meßeinrichtung wird der Phasenwinkel einfallender Impulse durch Frequenzvervielfachung und Überlagerung um ein bestimmtes vielfaches vergrößert. Eine wichtige Voraussetzung für dieses Verfahren ist dabei, daß die verwendeten Geräte eine gute Phasenstabilität haben, eine Bedingung, die kaum zu erreichen ist, so daß auch die hieraus erzielten Ergebnisse keine hohe Genaüigkeit aufweisen. Außerdem steht der erforderliche Aufwand in einem sehr ungünstigen Verhältnis zum Ergebnis. In another known measuring device, the phase angle is incoming impulses through frequency multiplication and superposition around a certain enlarged many times. An important prerequisite for this process is that the devices used have good phase stability, a condition that can hardly be achieved, so that the results obtained from this are also not very accurate exhibit. In addition, the effort required is very unfavorable to the result.

Diese Nachteile der bekannten Verfahren werden bei dem Verfahren zur Messung des Phasenwinkels zwischen zwei gleichfrequenten elektrischen Wechselspannungen, bei dem die beiden \Nrechselspannungen in Impulse gleicher Frequenz wie diese Wechselspannungen umgewandelt werden, diese Impulse durch die Phasendifferenz in ihrer Zeitdauer verändert; beispielsweise verkürzt oder verlängert werden, so daß bei diesen Impulsen bei der Phasendifferenz Null der beiden Wechselspannungen bestimmte, als Meßoberwellen bezeichnete Oberwellen fehlen, gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß eine der in den Impulsen bei einer auftretenden Phasendifferenz der beiden gleichfrequenten Wechselspannungen auftretenden Meß oberwellen ausgesiebt und, gegebenenfalls verstärkt, einer Meßeinrichtung als Nilaß für die Phasendifferenz zugeführt wird und daß die Impulswandlung gegebenenfalls nach einer go0-Drehung einer Wechselspannung erfolgt. These disadvantages of the known methods are alleviated in the method for measuring the phase angle between two electrical alternating voltages of the same frequency, in which the two \ Nrechselspannungen in pulses of the same frequency as these alternating voltages are converted, these pulses are changed in their duration by the phase difference; for example shortened or lengthened, so that with these pulses at the Phase difference zero of the two alternating voltages determined, referred to as measuring harmonics Harmonics are absent, avoided according to the invention in that one of the pulses if there is a phase difference between the two AC voltages of the same frequency Occurring measuring harmonics screened out and, optionally amplified, a measuring device is supplied as Nilass for the phase difference and that the pulse conversion if necessary takes place after a go0 rotation of an alternating voltage.

Zweckmäßig ist es, daß die Schwingungen in im wesentlichen rechteckige Impulse umgewandelt werden, die durch die Phasendifferenz in ihrer Zeitdauer verändert, beispielsweise verkürzt oder verlängert, werden. It is expedient that the oscillations are essentially rectangular Pulses are converted, the duration of which changes due to the phase difference, for example shortened or lengthened.

Der Vorteil der Erfindung liegt im Gegensatz zu den erwähnten Differenzverfahren darin. The advantage of the invention is in contrast to the difference method mentioned in this.

Wechsel spannungsverstärkungen bei einer wesentlidh verringerten Abhängigkeit von den Eingangsamplituden anwenden zu können. Außerdem wird eine höhere Meßgenauigkeit erzielt.Alternating voltage amplifications with a significantly reduced dependency of the input amplitudes. In addition, there is a higher measurement accuracy achieved.

In der Zeichnung sind Abbildungen zum Verständnis des Verfahrens und der Schaltungsanordnungen dargestellt. Es zeigt Abb. I eine Periode mit einer gemäß dem Verfahren beispielsweise möglichen Impulsfolge, Abb. 2 ein Prinzipschaltbild des erfindungsgemäßen Verfahrens, Abb. 3 ein Ausführungsbeispiel aus der Vielzahl der möglichen Impulsfolgen, Abb. 4 eine bekannte Gegentaktschaltungsanordnung zur Herstellung der in Abb. 3 gezeigten Impulsfolge, Abb. 5 eine Gegentaktsch altungsanordnung mit zwei Phasendetektorröhren, bei der die eine Eingangsschwingung um go0 in der Phase gedreht ist, Abb. 6 eine aus der in Abb. 5 dargestellten Schaltungsanordnung gewonnene Impulsfolge, Abb. 7 eine aus vier Dioden im Anodenkreis der in Abb. 5 dargestellten Gegentaktschaltungsanordnung bestehenden Abkappscllaltung und Abb. 8 eine Impulsfolge, wie sie beim Zuführen zweier Eingangsspannungen, davon einer gegenphasigen, entsteht. In the drawing are illustrations to help you understand the process and the circuit arrangements. Fig. I shows a period with a according to the method for example possible pulse train, Fig. 2 is a basic circuit diagram of the method according to the invention, Fig. 3 an embodiment from the multitude the possible pulse trains, Fig. 4 a known push-pull circuit arrangement for Production of the pulse sequence shown in Fig. 3, Fig. 5 a push-pull circuit arrangement with two phase detector tubes, one input oscillation around go0 in the Phase is rotated, Fig. 6 a from the circuit arrangement shown in Fig. 5 Pulse sequence obtained, Fig. 7 one of four diodes in the anode circuit of the one in Fig. 5 The illustrated push-pull circuit arrangement and Fig. 8 shows a pulse train as it is when two input voltages are supplied, one of which out of phase, arises.

Die Erfindung soll an Hand der Abb. I bis 3 näher erläutert werden. Abb. I zeigt eine Periode einer einfachen, zur Ausführung des Verfahrens beispielsweise möglichen Impulsfolge mit der Periodendauer T. Der Rechteckimpuls habe die Höhe H und die zeitliche Dauer T/4. Bei einer derartigen Impulsfolge wird bekannterweise die Amplitude der vierten Oberwelle zu Null. Wählt man nun im Sinne dieser Erfindung die Schaltanordnung so, daß die Impulsdauer proportional der Phasenverschiebung - von der Länge T/4 aus- gehend - vergrößert oder verkleinert wird, so nimmt die - -Amplitude der aus der Impulsfolge ausgesiebten vierten Oberwelle von Null an proportional dem Sinus des Phasenwinkels zu. The invention will be explained in more detail with reference to Figs. Fig. I shows a period of a simple, for example, to carry out the method possible pulse train with the period T. The square pulse has the height H and the duration T / 4. With such a pulse train is known the amplitude of the fourth harmonic becomes zero. If you choose in the sense of this invention the switching arrangement so that the pulse duration is proportional to the phase shift - from the length T / 4 - walking - is enlarged or reduced, so the - -amplitude of the fourth harmonic filtered out of the pulse sequence increases from zero proportional to the sine of the phase angle.

In Abb. 2 ist das Prinzipschältbild des Verfahrens dargestellt. Die Verstärker I und 2 verstärken die beiden gleichfrequenten elektrischen Schwingungen E1 und E2, deren Phasendifferenz bestimmt werden soll. In der Schaltanordnung 3 wird aus den beiden sinusförmigen Schwingungen die gewünschte Impulsfolge gewonnen: Aus dieser Impulsfolge wird im Resonanzverstärker 4 eine geeignete, beispielsweise die vierte Oberwelle, ausgesiebt, verstärkt und dann am Meßinstrument 5 zur Anzeige gebracht. The principle circuit diagram of the process is shown in Fig. 2. the Amplifiers I and 2 amplify the two electrical oscillations of the same frequency E1 and E2, the phase difference of which is to be determined. In the switching arrangement 3 the desired pulse sequence is obtained from the two sinusoidal oscillations: In the resonance amplifier 4, this pulse sequence becomes a suitable one, for example the fourth harmonic, screened out, amplified and then on measuring instrument 5 for display brought.

Ändert sich beispielsweise bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Impulshöhe H infolge Schwankungen der Eingangsamplituden oder auch der Betriebsspannungen um pols, so ändert sich auch die Oberwellenamplitude nur um pols, während im Gegensatz dazu bei dem obenerwähnten D ifferenzverfahren jede, trotz guter vorheriger Begrenzung durch irgendwelche Einflüsse hervorgerufene Amplitudendifferenz eine maximale, nicht zu unterschreitende Phasenmeßgrenze ergibt. If, for example, the method according to the invention changes Pulse height H as a result of fluctuations in the input amplitudes or in the operating voltages around pols, the harmonic amplitude also changes only around pols, while in contrast plus each one with the above-mentioned differential method, in spite of a good previous limitation amplitude difference caused by any influences is a maximum, not phase measurement limit to be fallen below results.

Schwankungen der Eingangs amplitude können die Meßgröße auch beeinflussen auf Grund der Tatsache, daß die Anstiegzeit des Impulses nicht unendlich klein gemacht werden kann. Man muß also mit Impulsflanken rechnen, die nur endliche Steilheit besitzen und außerdem ungleich steil sein können. Diesen Einfluß auf die Meßgröße kann man nun noch wesentlich herabsetzen durch Wahl einer geeigneten Folge aus gleich großen positiven und negativen Impulsen. Ein Ausführungsbeispiel aus der Vielzahl der möglichen Impulsfolgen ist in Abb. 3 dargestellt. Diese Impulsfolge ist für die Phasenmessung geeignet, wenn die Schaltanordnung so gewählt ist, daß die Mittelkante der Impulsfolge proportional der Phasendifferenz nach rechts bzw. links verschoben wird, während die Auflenkanten der Impulse stehen bleiben. Bei Phasengleichheit, d. h. wenn beide Impulse dieselbe Länge besitzen, verschwindet die vierte Oberwelle. Fluctuations in the input amplitude can also influence the measured variable due to the fact that the rise time of the pulse is not made infinitely small can be. So one must reckon with pulse edges, the only finite steepness and can also be unevenly steep. This influence on the measurand can now be reduced significantly by choosing a suitable sequence from the same large positive and negative impulses. One embodiment from the multitude the possible pulse sequences is shown in Fig. 3. This pulse train is for the phase measurement is suitable if the switching arrangement is chosen so that the central edge the pulse train is shifted to the right or left in proportion to the phase difference while the leading edges of the impulses stop. In the case of phase equality, d. H. if both pulses have the same length, the fourth harmonic disappears.

Ist jedoch die Phasendifferenz zwischen den beiden Schwingungen $ o, so verschiebt sich die Mittelkante nach rechts bzw. links, und die Amplitude der vierten Oberwelle wächst proportional dem Sinus des Phasenwinkels an. Dadurch wird es möglich, auch sehr kleine Phasenwinkel bei geringer Abhängigkeit von der Größe der Eingangsschwingungen zu messen.However, the phase difference between the two oscillations is $ o, the middle edge shifts to the right or left, and so does the amplitude the fourth harmonic grows proportionally to the sine of the phase angle. Through this it becomes possible even very small phase angles with little dependence on the Measure the magnitude of the input vibrations.

Eine bekannte Gegentaktschaltungsanordnung aus gesteuerten Gleichrichtern mit zwei Pentoden, die in Abb. 4 dargestellt ist, läßt sich so umändern, daß die in Abb. 3 gezeigte Impulsfolge hergestellt werden kann. Bei dieser Schaltung wird die Eingangsspannung E, symmetrisch den beiden Steuergittern zugeführt, während die Eingangsspannung E2 als Steuerspannung gleichphasig den beiden Schirmgittern zugeführt wird. Die an den Ausgangsklemmen auftretende Spannung E3 enthält allerdings nur dann die gewünschte rechteckförmige Impulsfolge, wenn eine der Eingangsspannungen vorher-um go0 in der Phase gedreht und die beiden Eingangsspannungen E1 und E2 vor der Phasenmeßschaltung kräftig verstärkt und rechteckförmig verzerrt werden. A known push-pull circuit arrangement comprising controlled rectifiers with two pentodes, which is shown in Fig. 4, can be changed so that the Pulse sequence shown in Fig. 3 can be produced. In this circuit, the input voltage E, symmetrically fed to the two control grids, while the input voltage E2 as control voltage in phase with the two screen grids is fed. However, the voltage occurring at the output terminals contains E3 the desired square-wave pulse train only if one of the input voltages before-rotated in phase by go0 and the two input voltages E1 and E2 before the phase measuring circuit are strongly amplified and distorted in a square shape.

In der in Abb. 5 dargestellten Gegentaktschaltungsanordnung ist eine der beiden Eingangsschwingungen in der Phase um go0 gedreht, und die rechteckförmige Begrenzung wird in der Gegentaktschaltung selbst vorgenommen. Zu diesem Zweck werden zwei Phasen detektorröhren, vorzugsweise Neunpolröhren, die eine ausgeprägte Begrenzungscharakteristik besitzen, verwendet. In diesen Röhren fließt bei richtiger Dimensionierung nur dann ein Anodenstrnm, und zwar ein durch die Betriebsbedingungen bestimmter, konstanter Anodenstrom tal wenn sowohl Gitter 3 als auch Gitter 5 beide gleichzeitig ein positives Potential gegenüber der Kathode besitzen. Der Anodenstrom 1a wird also bei positiven Spannungen an diesen beiden Gittern von 1a = o auf Ja = konst umgeschaltet. In the push-pull circuit arrangement shown in Fig. 5, there is a of the two input oscillations rotated in phase by go0, and the square-wave Limitation is made in the push-pull circuit itself. Be for this purpose two phase detector tubes, preferably nine-pole tubes, which have a pronounced limiting characteristic own, used. If dimensioned correctly, only then flows in these tubes an anode current, namely a constant one determined by the operating conditions Anode current tal if both grid 3 and grid 5 are both positive at the same time Have potential opposite the cathode. The anode current 1a is thus positive Voltages on these two grids switched from 1a = o to Ja = const.

Der infolge der positiven Gitterspannungen auftretende Gitterstrom ist bei diesen Röhren in seiner Größe begrenzt und stört nicht. Abb. 6 veranschaulicht, wie die Impulsfolge mittels dieser Schaltungsanordnung aus den sinusförmigen Eingangsschwi ngungen gewonnen wird. Besteht eine Phasendifferenz zwischen E, und E2, so wird die Mittelkante der Impulsfolge verschoben, so daß der eine Impuls länger, der andere kürzer wird.The grid current that occurs as a result of the positive grid voltages is limited in size with these tubes and does not interfere. Fig. 6 illustrates like the pulse train by means of this circuit arrangement from the sinusoidal input swi is obtained. If there is a phase difference between E, and E2, then the center edge of the pulse train shifted so that one pulse is longer, the other gets shorter.

Der Vorteil der vorbeschriebenen Ausführungsform liegt darin, daß die Umformung in die Impulsfolge bei gleichzeitiger Begrenzung erfolgt. The advantage of the embodiment described above is that the conversion into the pulse train takes place with simultaneous limitation.

Man erhält bei geringem Aufwand aus den sinusförmigen Eingangsschwingungen unmittelbar Rechteckimpulse mit steilen Flanken.One obtains from the sinusoidal input vibrations with little effort direct square-wave pulses with steep edges.

Die so gewonnene Impulsfolge läßt sich noch weiter verbessern durch Anwendung einer aus vier Dioden im Anodienkreis bestehenden Abkappschaltung, die in Abb. 7 dargestellt ist. Bei dieser Schaltung schneiden die entsprechend vorgespannten Dioden aus dem positiven und negativen Impuls jeweils nur eine schmale Scheibe gleicher Höhe aus, wodurch man dann noch bessere, von den Streuungen der Röhrendaten praktisch unabhängige Rechteckimpulse erhält, allerdings unter Verlust an Impulsamplitude. The pulse sequence obtained in this way can be further improved by Use of a cut-off circuit consisting of four diodes in the anode circuit, which is shown in Fig. 7. With this circuit, the correspondingly pre-tensioned cut Diodes from the positive and negative pulse each only have a narrow slice of the same Height, which then makes it even better, practically from the scattering of the tube data receives independent square-wave pulses, but with a loss of pulse amplitude.

Um den Nullpunkt der Phasenmeßeinrichtung einstellen zu können, muß der goo-Phasenschieber innerhalb eines kleinen, wenige Grade umfassenden Bereiches variiert werden können. Der Phasenmeßbereich von o . . . 2 z läßt sich überstreichen, wenn man für eine der beiden Eingangsspannungen eine phasenschiebende Anordnung vorsieht, die, in Stufen umschaltbar, den ganzen Bereich von ... .2 z umfaßt. Die Eichung der PhasenmeBeinrichtung läßt sich leicht durchführen, indem man eine der beiden Eingangsspannungen um einen genau bekannten Phasenwinkel verdreht und den Ausschlag am Meßinstrument beobachtet. In order to be able to set the zero point of the phase measuring device, the goo phase shifter within a small range of a few degrees can be varied. The phase measurement range of o. . . 2 z can be painted over, if you have a phase-shifting arrangement for one of the two input voltages provides, which, switchable in stages, covers the entire range from ... .2 z. the Calibration of the phase measuring device can easily be carried out by using one of the two input voltages rotated by an exactly known phase angle and the Rash observed on measuring instrument.

Soll die Phasenmessung innerhalb eines größeren Frequenzbereiches vorgenommen werden, so kann man entweder den auf die Oberwelle eingestellten Resonanzverstärker abstimmbar machen, oder die Eingangsspannungen Ej und 2 durch Frequenzumsetzung auf die konstante Meßfrequenz bringen, wobei die Phasenbeziehungen bekanntlich erhalten bleiben. Should the phase measurement be carried out within a larger frequency range can be made, either the one set for the harmonic Resonance amplifier make it tunable, or the input voltages Ej and 2 by frequency conversion Bring to the constant measuring frequency, the phase relationships are known to be preserved stay.

Die in Abb. 3 dargestellte Impulsfolge läßt sich beispielsweise auch noch auf folgende Weise herstellen: Die Eingangsspannung E1 wird zu einer Rechteckwelle verzerrt und einem Netzwerk aus gesteuerten Gleichrichtern zugeführt, das durch die um 90° in der Phase gedrehte und ebenfalls zu einer Rechteckwelle verzerrte Eingangsspanung E2 so gesteuert wird, daß die Rechteckspannung E1 in der einen Halbwelle von E2 durchgelassen wird und in der nächsten Halbwelle kurzgeschlossen oder gesperrt wird. The pulse sequence shown in Fig. 3 can also be used, for example still produce in the following way: The input voltage E1 becomes a square wave distorted and fed to a network of controlled rectifiers that through the phase rotated by 90 ° and also distorted to a square wave Input voltage E2 is controlled so that the square wave voltage E1 in one half-wave is let through by E2 and short-circuited or blocked in the next half-wave will.

Das vorgeschlagene Phasenmeßverfahren läßt sich bei erhöhtem Aufwand beispielsweise auch verwirklichen durch Anwendung der bekannten Eccles-Jordan-Schaltung. Hierbei werden die Nulldurchgänge der beiden Eingangsspannungen E1 und E2 durch Verstärkung und Differentiation in schmale Impulse umgewandelt und den Steuergittern der beiden Röhren so zugeführt, daß diese «;echselweise Strom führen. Wird eine der beiden Eingangsspannungen gegenphasig zugeführt, so kann zwischen den Anoden der beiden Röhren die in Abb. 8 dargestellte Impulsfolge abgenommen werden, bei der beispielsweise die zweite Oberwelle ein Maß für die Phasenverschiebung darstellt und bei Phasengleichlheit verschwindet. The proposed phase measurement method can be used with increased effort can also be realized, for example, by using the known Eccles-Jordan circuit. Here, the zero crossings of the two input voltages E1 and E2 are through Gain and differentiation converted into narrow pulses and the control grids of the two tubes in such a way that they conduct electricity. Will be a of the two input voltages supplied in phase opposition, then between the anodes the pulse sequence shown in Fig. 8 can be removed from the two tubes which, for example, represents the second harmonic as a measure of the phase shift and disappears when the phases are identical.

Das hier vorgeschlagene Phasenmeßverfahren ist nicht auf die erwähnten Beispiele beschränkt. The phase measurement method proposed here is not limited to those mentioned Examples limited.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Method for measuring the phase angle between two electrical alternating voltages of the same frequency, in which the two alternating voltages are converted into pulses of the same frequency as these alternating voltages, these The duration of pulses is changed, for example shortened, by the phase difference or be lengthened so that the phase difference of these pulses is zero of the two VAC voltages are defined as harmonics called measurement harmonics absent, characterized in that one of the pulses occurring in one Phase difference between the two equal frequency alternating voltages occurring measurement harmonics sieved out and, if necessary reinforced, a measuring device as a measure of the phase difference is supplied and that the pulse conversion, if necessary, after a 90 ° rotation an alternating voltage takes place.

2. The method according to claim 1, characterized in that the vibrations are converted into substantially rectangular pulses by the phase difference changed in their duration, for example shortened or lengthened.

3. The method according to claim 2, characterized in that the pulses with a phase difference of zero have a pulse duration of T /? i, where T is the Period duration and ii an integer and at the same time the key figure of the ale harmonic is.

4. Verfahrcn according to one of claims to 3, characterized in that that the two oscillations are equal in a sequence of positive and negative impulses Number of periods are converted, which also have the same form with a phase difference of zero and pulse duration.

5. The method according to claim 4, characterized in that each two pulses, d. H. a positive uni a negative pulse, if there is a phase difference Follow zero immediately one after the other and from their transition point through a occurring phase difference changed, for example one shortened and the one others to be extended.

6. Circuit arrangement for performing the method according to a of claims I to 5, characterized in that a Push-pull circuit using two multi-grid tubes is provided at one of the two oscillations is in phase with a pair of grids and the other Vibration is fed to another pair of grids in antiphase.

7. Circuit arrangement according to claim 6, characterized in that the multi-grid tubes tubes with limiting characteristics, for example nine-pole tubes, are.

8. Circuit arrangement according to claim 6 or 7, characterized in that that in the anode circuit of the two multigrid tubes a cut-off circuit having diodes is arranged. each of the positive and negative impulses is a disc at the same height.

9. Circuit arrangement according to one of claims 6 to 8, characterized marked. that an adjustable phase shifter is provided with which Help one of the two oscillations is shiftable in phase from o to 2 z.

10. Circuit arrangement according to one of claims 6 to 9, characterized characterized in that the phase shifter used for phase rotation is a broadband phase shifter is that over a certain range of frequencies the desired phase shift allowed, and that the harmonic amplifier serving to amplify and filter out the measuring harmonic is adjustable in frequency.

Publications considered: German Patent Specifications No. 835 130, 875 i6; Journal: Proceedings of the Institution of electricalengineers, Part IV, December 1952, pp. 318 to 325.