DE1044959B - Verfahren zur Bestimmung der UEbertragungseigenschaften von Vierpolen in Abhaengigkeit von der Frequenz - Google Patents

Verfahren zur Bestimmung der UEbertragungseigenschaften von Vierpolen in Abhaengigkeit von der Frequenz

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DE1044959B
DE1044959B DEG17881A DEG0017881A DE1044959B DE 1044959 B DE1044959 B DE 1044959B DE G17881 A DEG17881 A DE G17881A DE G0017881 A DEG0017881 A DE G0017881A DE 1044959 B DE1044959 B DE 1044959B
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voltage
frequency
voltages
compensating
potentiometer
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Application number
DEG17881A
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Fred E Dickey
Jack Clyde Hobbs
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General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)

Description

  • Verfahren zur Bestimmung der Ubertragungseigenschaften von Vierpolen in Abhängigkeit von der Frequenz Die nachstehend beschriebene Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung der Übertragungseigenschaften von Vierpolen in Abhängigkeit von der Frequenz. Hierzu gehören die Phasenverschiebung zwischen der Eingangsspannung und der Ausgangsspannung des Vierpols und Dämpfung der Ausgangsspannung gegenüber der Eingangsspannung. Im allgemeinen werden diese Größen bei verschiedenen Frequenzen unterschiedliche Werte haben. Ihre Kenntnis in Abhängigkeit von der Frequenz ist insbesondere in Regelanordnungen von Wichtigkeit, in denen sie sowohl für die einzelnen Ubertragungsglieder als auch für den aufgeschnittenen Regelkreis bestimmt werden müssen.
  • Zur Messung der Phasenverschiebung sind unter anderem Kompensationsverfahren bekannt, bei denen von der Eingangsspannung des zu untersuchenden Gerätes eine Teilspannung abgegriffen wird. Diese Teilspannung speist ein Potentiometer, das so eingestellt wird, daß an ihm eine Hilfsspannung von der Größe der Ausgangsspannung auftritt. Diese wird über einen Phasenschieber zu der Ausgangsspannung addiert. Mittels des Phasenscihiebers wird dann die Phasenlage der Hilfsspannnng so verändert, daß die Summenspannung verschwindet. Andere bekannte Verfahren arbeiten ähnlich.
  • Zur Messung der Dämpfung wird das Verhältnis der Eingangs- und Ausgangsspannung gebildet oder die Ausgangsspannung mit einer von der Eingangsspannung abgeleiteten künstlich gedämpften Hilfsspannung verglichen. Bei diesen bekannten Verfahren treten Schwierigkeiten auf, sobald die Messungen bei sich über einen großen Bereich erstreckenden Frequenzen durchzuführen sind, da zumindest ein Teil der in der Meßanordnung notwendigen Übertragungsglieder, insbesondere die Phasenschieber selbst, sehr frequenzabhängig sind. Um die dadurch hervorgerufenen Meßfehler zu vermeiden, ist man bei einem der bekannten Verfahren dazu übergegangen, mittels Modulatoren eine der Eingangsspannung des Vierpols entsprechende Vergleicifsspannung und die Ausgangsspannung des Vierpols in Spannungen mit konstanter Frequenz umzuwandeln und erst diese Spannungen den Phasenschiebern, Dämpfungsgliedern und Meßgliedern zuzuführen. Da diese Glieder somit nur noch von Spannungen mit konstanter Frequenz beaufschlagt werden, können an ihnen auch keine frequenzabhängigen Fehler auftreten. Abgesehen von dem durch die benötigten Modulatoren und einem Oszillator für die konstante Frequenz bedingten zusätzlichen Aufwand weist dieses bekannte Verfahren als Nachteile auf, daß es nicht anwendbar ist für Messungen bei Frequenzen, die in der Nähe der konstanten Frequenz liegen, und bei sehr tiefen Frequenzen. Dadurch wird es in seiner Anwendbarlçeit wesentlich eingeschränkt.
  • Für die Regelungstechnik ist aber gerade die Kenntnis der Übertragungseigenschaften für Spannungen mit Frequenzen von Bruchteilen eines Hertz bis zu einigen Hertz von besonderer Bedeutung. Für die l;Jmwandlung dieser Spannungen in Spannungen mit konstanter Frequenz ist aber das bekannte Verfahren nicht geeignet. Bei diesem moduliieren die Ausgangsspannung des Vierpols und die seiner Eingangsspannung entsprechende Vergleichs spannung in den Modulatoren Spannungen mit einer der Summe aus der konstanten Frequenz und. der Prüffrequenz entsprechenden Frequenz. Ist die Prüffrequenz klein von höherer Ordnung ((10-S) gegenüber der Prüffrequenz, so ist dieAusgangsspannung des Modulators kein getreues Abbild der modulierenden Spannung.
  • Sind Prüffrequenz und konstante Frequenz von der gleichen Größenordnung, so treten Schwebungsfrequenzen auf, die wiederum frequenzabhängige Fehler in die Anordnung bringen. Andere elektromechanisch arbeitende Anordnungen sind wiederum ausschließlich nur für sehr niedrige Frequenzen geeignet.
  • Diese Nachteile bei den bekannten Anordnungen kommen bei einem Verfahren zur Ermittlung der Obertragungsleigenschaften von Vierpolen in Abhängigkeit von der Frequenz durch Speisung des zu untersuchenden Vierpols mit einer Spannung bekannter Frequenz, Phasenlage und Amplitude und Kompensation seiner Ausgangs spannung mit einer Spannung gleicher Frequenz und einstellbarer Phasen lage und Amplitude naeh der Erfindung dadurch in Fortfall, daß die kompensierende Spannung aus einer der Eingangsspannung des Vierpols proportionalen Spannung und einer gegenüber dieser in der Phase um 900 verschobenen Spannung gleicher Frequenz zusammengesetzt und durch Veränderung der Amplituden dieser beiden Spannungen um einen dem einzustellenden Phasenverschiebungswinkel proportionalen Wert einer IÇreisfunktion, die gegenüber der den zeitabhängigen Verlauf der jeweiligen Spannung bestimmenden Kreisfunktion um 900 verschoben ist, in ihrer Phasenlage eingestellt wird.
  • Die zur Durchführung dieses Verfahrens erforderlichen Geräte lassen sich bei leichtem Gewicht betriebssicher und transportabel herstellen und so auslegen, daß sie in einem großen Frequenzbereich mit gleicher Genauigkeit arbeiten. Darüber hinaus fällt bei diesem Verfahren das Erfordernis einer besonderen Einstellung und Eichung bei den verschiedenen Frequenzen weg.
  • Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorteilhaft, wenn jede der beiden Spannungen, die zusammengesetzt die kompensierende Spannung bilden, zur Veränderung ihrer Amplitude um einen einer Kreisfunktion der einzustellenden Phasenverschiebung proportionalen Wert in zwei in ihrer Phasenlage um 1800 verschiedene Größen aufgespalten wird, die einem ringförmigen Potentiometer mit sinusförmig von der Stellung des Abgriffes, die der eingestellten Phasenverschiebung entspricht, abhängigen Widerstandswert an diametral entgegengesetzten Punkten zugeführt werden. Die an den heiden Potentiometerabgriffen auftretenden Spannungen werden dann addiert und über ein Glied mit einstellbarer Dämpfung einer Kompensationsschaltung zugeführt, in die auch die Ausgangs spannung des zu prüfenden Vierpols eingeht. Die an den Potentiometerabgriffen einstellbare Phasenverschiebung und die Dämpfung der kompensierenden Spannung wird dann so lange verändert, bis ein Abgleich beider Spannungen erreicht ist. Die dann an dem Dämpfungsglied und an den Potentiometerabgriffen abzulesenden Werte entsprechen dann der Dämpfung und der Phasenverschiebung, die der Vierpol bei der eingestellten Frequenz besitzt.
  • Zur Aufspaltung der beiden Ausgangsspannungen des Oszillators in zwei in ihrer Phase um 1800 entgegengesetzte Spannungen kann je eine Gegentaktschaltung verwendet werden. Die dem Vierpol zugeführten und die seine Ausgangsspannung kompensierenden Wechselspannungen können einem zwei Ausgangsspannungen einstellbarer Frequenz liefernden Oszillator entnommen werden, von denen die eine dem Sinus und die andere dem Cosinus der eingestellten Frequenz proportional ist.
  • Ein besonderer Vorteil der vorgeschlagenen Anordnung besteht darin, daß sie eine Phasenverschiebung über 3600 ermöglicht und daß die Einstellung unabhängig von der Frequenz ist. Der Frequenzbereich, in dem die Anordnung arbeitet, ist im wesentlichen nur von dem Frequenzbereich des Oszillators abhängig.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
  • Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild einer die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglichenden Anordnung. Dabei ist angenommen. daß die Übertragungseigenschaften eines Vierpoles 11 zu suchen sind. Dem Vierpol 11 wird eine Wechselspannung von einem Oszillator 13 zugeführt, dessen Frequenz einstellbar ist.
  • Die eine beispielswei!se dem Sinus der eingestellten Frequenz proportionale Ausgangsspannung des Oszillators wird über die Verbindung 17, gegebenenfalls über Anpassungs- und Übertragungselemente 19 und 20, dem Eingang 12 des Vierpols zugeführt. Sein Ausgang 14 ist an die Kompensationsanordnung 16 angeschlossen, die aus der Kombination der Widerstände 25 und 26 und dem Anzeigegerät 27 besteht.
  • Die dem Vierpol zugeführte Spannung wird gleichzeitig über die Verbindung 22 einer Anordnung zugeführt, die aus einem Gegentaktglied 31 besteht, dessen Ausgangsspannungen über die Verbindungen 32 und 33 den Übertragungsgliedern 34 und 35 und über diese einem Potentiometer 36 zugeführt werden.
  • Einer in der gleichen Weise aufgebauten Anordnung wird auch die zweite Ausgangsspannung des Oszillators, die dann dem Cosinus der eingestellten Frequenz proportional ist, über die Verbindung 18 zugeleitet.
  • Sie besteht wiederum aus einem Gegentaktglied 39, dessen Ausgänge 40 und 41 über die Übertragungsglieder 42 und 43 an das Potentiometer 44 angeschlossen sind. Die Potentiometer 36 bzw. 44 sind ringförmig aufgebaut und besitzen einen um ihren Mittelpunkt drehbaren Abgriff 37 bzw. 45. Beide Abgriffe können gemeinsam durch Betätigung des Einstellorgans 28 verdreht werden. Der Anschluß der Potentiometer erfolgt an zwei um 1800 entgegengesetzt liegenden Punkten. Ihr Aufbau in bezug auf die Widerstandsänderung längs des Umfanges und auf - die Wahl des Nullpunktes ist nun derart durchgeführt, daß die an dem Abgriff des einen Potentiometers auftretende Größe dem Cosinus und die an dem anderen Potentiometer auftretende Größe dem Sinus des Winkels zwischen der Nullstellung des Abgriffs und der eingestellten Lage proportional ist.
  • Setzt man also für die eine Ausgangsspannung des Oszillators die Beziehung an A sinkt und für die andere A cos cot, so lassen sich die an den Abgriffen der Potentiometer auftretenden Größen darstellen durch A (sinnt) (cosO) und S(coscot) (sind), wo 0" der Winkel ist, um den der Abgriff gegenüber der Nullstellung verdreht wurde. Diese Auslgangsspannungen der Potentiometer werden über die Verbindungen 38 und 46 einer Anordnung 47 zugeführt, in der sie addiert werden. Die Addition beider Spannungen ergibt A (sin nt) (cos 0") +A (cos nt) (sind) = X (sin cst + 0"), d. h. eine Spannung, deren Phasenlage gegenüber der dem zu prüfenden Vierpol zugeführten Spannung um den Winkel 0" verschoben ist; über die Verbindung 23 wird sie einem Dämpfungsglied 24 zugeführt, dessen Dämpfung an dem Einstellorgan 29 verändert werden kann. Der Ausgang dieses Dämpfungsgliedes führt über die Zuleitung 15 an die Widerstandskombination der Kompensationsanordnung 16.
  • Fig. 2 zeigt das Ausführungsbeispiel eines Oszillators, wie er zur Erzeugung einer dem Sinus und einer dem Cosinus der eingestellten Frequenz proportionalen elektrischen Größe aufgebaut werden kann. Er besteht aus einer Oszillatorröhre 49, die über Pufferrölhren 53 und 54 auf aus Widerständen und Kapazitäten aufgebaute Netzwerke wirkt. Die Röhre arbeitet dabei in einer Rückkopplungsschaltung. Die in ihrer Phasenlage um 900 gegeneinander verschobenen Ausgangsgrößen können über die Abgriffe 55 und 56 an den Kathodenwiderständen 57 und 58 abgegriffen werden. Die Einstellung der Frequenz geschieht durch Änderung der Kapazitäten 60 und 61 bzw. 62 und 63 oder durch Anderung der Widerstände 64. Für die Änderung der Widerstände ist der Einstellknopf 65 vorgesehen. Der einstellbare Widerstand 60 im Kathodenkreis der Oszillatorröhre 49 hat dabei die Aufgabe, sicherzustellen, daß die Amplituden der Ausgangsspannungen unabhängig von der eingestellten Frequenz sind.
  • Ein Beispiel einer Anordnung zur Erzeugung einer in der Phase einstellbaren Kompensationsspannung gibt die Fig. 3 wieder. Die Ausgangsspannungen des Oszillators 13 liegen über die Verbindungen 18 und 22 an den Gittern der Elektronenröhren 68 und 71. Diese Elelstronenröhren sind mit den Röhren 69 bzw. 72 in einer Gegentaktschaltung vereinigt. Jede der beiden Gegentaktschaltungen liefert über die Ausgänge40 und 41 bzw. 32 und 33 zwei Spannungen, die in ihrer Phase um 1800 voneinander abweichen. Diese Spannungen beaufschlagen die Gitter der Ausgangs röhren der nur symbolisch angedeuteten Kathodenverstärker 34, 35 sowie 42 und 43. Die Ausgänge der Kathodenverstärker sind an diametral gegenüberliegenden Punkten mit dien schon beschriebenen ringförmigen Potentiometern 36 und 34 verbunden, deren über den Einstellknopf 28 verstellbare Abgriffe 37 und 45 über die Verbindungen38 und 46, in denen die Widerstände 74 und 75 liegen, an das Gitter der Röhre 77 angeschlossen sind. In dieser Röhre werden die beiden an den Abgriffen auftretenden Spannungen addiert.
  • Die Ausgangsspannung dieser Röhre wird nach Verstärkung in der Röhre 78 über die Verbindung 23 dem in Fig. 1 dargestellten Dämpfungsglied 24 zugeführt.
  • An Stelle der beschriebenen Schaltelemente können jedoch der Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens auch andere Schaltungen zugrunde gelegt werden.
  • PATENTANSPROCHE: 1. Verfahren zur Ermittlung der Ubertragungseigenschaften von Vierpolen in Abhängigkeit von der Frequenz durch Speisung des zu untersuchenden Vierpols mit einer Spannung bekannter Frequenz, Phasenlage und Amplitude und Kompensation seiner Ausgangsspannung mit einer Spannung gleicher Frequenz und einstellbarer Phasenlage und Amplitude, dadurch gekennzeichnet, daß die kompensierende Spannung aus einer der Eingangsspannung des Vierpols proportionalen Spannung und einer gegenüber dieser in der Phase um 900 verschobenen Spannung gleicher Frequenz zusammengesetzt und durch Veränderung der Amplituden dieser beiden Spannungen um einen dem einzustellenden Phasenverschiebungswinkel proportionalen Wert einer Kreisfunktion, die gegenüber der den zeitabhängigen Verlauf der jeweiligen Spannung bestimmenden Kreisfunktion um 900 verschoben ist, in ihrer Phasenlage eingestellt wird.

Claims (1)

  1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden Spannungen, die zusammengesetzt die kompensierende Spannung bilden, zur Veränderung ihrer Amplitude um einen einer Kreisfunktion der einzustellenden Phasenverschiebung proportionalen Wert in zwei in ihrer Phasenlage um 1800 verschiedene Spannungen aufgespalten wird, die einem ringförmigen Potentiometer mit sinusförmig von der Stellung des Abgriffes, die der eingestellten Phasenverschiebung entspricht, abhängigen Widerstandswert an diametral entgegengesetzten Punkten zugeführt werden.
    3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2,gekennzeichnet durch je eine Gegentaktschaltung von zwei Elektronenröhren für jede der beiden die kompensierende Spannung bildenden Spannungen zur Erzeugung einer ihnen in der Phase um 1800 entgegengesetzten Spannung.
    4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Abgriffe der Potentiometer auftretenden Spannungen addiert und über ein Glied mit einstellbarer Dämpfung einer Kompensationsanordnung zugeführt werden.
    5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der dem Vi erpol zugeführten und der seine Ausgangsspannung kompensierenden Wechselspannungen ein zwei Ausgangsspannungen einstellbarer Frequenz liefernder Oszillator dient, von denen die eine dem Sinus und die andere dem Cosinus der eingestellten Frequenz proportional ist.
    In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 622 127; B e n z: »Meßtgechnik für Funkingenieure«, Wien, 1952, S. 144 bis 148: »Bell System Technical Journal«, Vol. XXVIII, 1949, Nr. 2.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1207100B (de) * 1961-03-29 1965-12-16 Ferranti Ltd Vorrichtung zum Bestimmen der Groesse und der Richtung der relativen Bewegung eines ersten Objektes gegenueber einem zweiten Objekt mit zusammenwirkenden Gittern

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2622127A (en) * 1948-12-14 1952-12-16 Bell Telephone Labor Inc Indicating apparatus

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2622127A (en) * 1948-12-14 1952-12-16 Bell Telephone Labor Inc Indicating apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1207100B (de) * 1961-03-29 1965-12-16 Ferranti Ltd Vorrichtung zum Bestimmen der Groesse und der Richtung der relativen Bewegung eines ersten Objektes gegenueber einem zweiten Objekt mit zusammenwirkenden Gittern

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