DE1177737B - Verfahren zur Linearisierung der Frequenz-Zeit-Charakteristik der Ausgangsspannung eines Wobbelsenders - Google Patents

Verfahren zur Linearisierung der Frequenz-Zeit-Charakteristik der Ausgangsspannung eines Wobbelsenders

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DE1177737B
DE1177737B DESCH32023A DESC032023A DE1177737B DE 1177737 B DE1177737 B DE 1177737B DE SCH32023 A DESCH32023 A DE SCH32023A DE SC032023 A DESC032023 A DE SC032023A DE 1177737 B DE1177737 B DE 1177737B
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JOHANNES SCHUNACK DR ING
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JOHANNES SCHUNACK DR ING
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B23/00Generation of oscillations periodically swept over a predetermined frequency range

Landscapes

  • Measurement Of Unknown Time Intervals (AREA)

Description

  • Verfahren zur Linearisierung der Frequenz-Zeit-Charakteristik der Ausgangsspannung eines Wobbelsenders In der Nachrichtentechnik werden Verstärker, Vierpole, Kabel, Anpassungsglieder usw. verwendet, deren übertragungsmaß nach Größe und Phase von der Frequenz der sie durchlaufenden Signale abhängt. Das Übertragungsmaß ist im allgemeinen das Verhältnis der Ausgangsspannung zur Eingangsspannung oder das entsprechender Ströme. Es kann punktweise gemessen werden, indem nacheinander für diskrete Frequenzen im interessierenden Frequenzbereich bei konstanter Größe der Eingangsspannung die Ausgangsspannung ermittelt wird und anschließend in einem Kurvenzug das Übertragungsmaß in Abhängigkeit von der Frequenz dargestellt wird. Diese Darstellung kann erfolgen sowohl für die Amplitude des übertragungsmaßes wie auch für dessen Phasenlaufzeit oder Gruppenlaufzeit. Diese Art der Untersuchung ist sehr langwierig und erfordert zeitlich sehr konstante Meßgeräte und Prüfgeräte. Zur beschleunigten Messung derartiger Kurven werden die sogenannten »Wobbelverfahren« mit der Aufzeichnung des Ergebnisses auf einem Registriergerät, bevorzugt dem Schirm einer Braunschen Röhre, verwendet. Hierbei wird die Frequenz des sinusförmigen Meßsignals des Wobbelsenders periodisch durch Ändern der Größe eines oder mehrerer die Frequenz bestimmenden Teile kontinuierlich variiert und synchron hierzu der Elektronenstrahl der Braunschen Röhre in horizontaler Richtung abgelenkt. Die Spannung am Ausgang des Prüflings wird nach geeigneter Verstärkung und Gleichrichtung zur Ablenkung des Elektronenstrahles in der vertikalen Richtung verwendet. Auf dem Schirm der Braunschen Röhre erscheint dann ein Kurvenzug, der das Übertragungsmaß in Abhängigkeit von der Frequenz darstellt. Die Frequenzänderung des Wobbelsenders kann z. B. mechanisch durch Ändern des Drehwinkels eines Drehkondensators, elektrisch durch Ändern der Vormagnetisierung des Kernes der Spule des Schwingkreises oder durch Ändern der Spannung an einer Kapazitätsdiode vorgenommen werden. Die Frequenz des Wobbelsenders ist im allgemeinen nicht proportional der Größe des die Frequenz modulierenden Signals, also beispielsweise dem Drehwinkel des Drehkondensators, dem Strom im Vormagnetisierungskreis der Schwingspule oder der Spannung an einer Kapazitätsdiode. Ist der Verlauf des die Frequenz modulierenden Signals der Zeit proportional, so ist also noch nicht die Frequenz des Wobbelsenders ebenfalls der Zeit proportional. Die Frequenz-Zeit-Charakteristik ist nicht linear. Diese Nichtlinearität bedingt, daß gleiche Wege auf dem Schirm der Braunschen Röhre, deren Strahl in der Zeitachse mit konstanter Geschwindigkeit bewegt wird, nicht gleichen Frequenzdifferenzen entsprechen. Die Festlegung bestimmter zur Beurteilung wichtiger Frequenzwerte geschieht dann durch eine Helligkeitsmodulation des Schreibstriches, oder durch eine zusätzliche Auslenkung des Elektronenstrahles in der vertikalen Richtung. Eine lineare Frequenz-Zeit-Charakteristik des Wobbelsenders ist von besonderer Bedeutung bei einer Gruppenläufzeitmessung des Übertragungsmaßes nach dem Spaltfrequenzverfahren. Bei diesem wird die durch den Prüfling geschickte sinusförmige Schwingung des Wobbelsenders vorher mit der Spaltfrequenz amplitudenmoduliert und diese hinter dem Prüfling durch Demodulation wieder zurückgewonnen. Durch Vergleich der Phase der Spaltfrequenz nach dem Prüfling mit derjenigen vor dem Prüfling, also am Ausgang des Wobbelsenders, kann dann die Phasendifferenz ermittelt werden. Ein einwandfreies Ergebnis kann aber nur gewonnen werden, wenn die Frequenz-Zeit-Charakteristik der Ausgangsspannung des Wobbelsenders tatsächlich linear ist. Es ist bekannt, die Frequenz-Zeit-Charakteristik durch Rückführung einer von der Ausgangsspannung des Wobbelsenders abgeleiteten Gegenkopplungsspannung auf den frequenzbestimmenden Teil zu linearisieren.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Linearisierung der Frequenz-Zeit-Charakteristik der Ausgangsspannung eines Wobbelsenders für Meß-und Prüfzwecke durch Rückführung einer von der Ausgangsspannung abgeleiteten Gegenkopplungsspannung auf den frequenzbestimmenden Teil anzugeben.
  • Erfindungsgemäß wird das gewobbelte sinusförmige Signal veränderlicher Frequenz auf eine Verzögerungsleitung geschaltet und aus der Differenzfrequenz zwischen der verzögerten mit der unverzögerten Spannung die Gegenkopplungsspannung gebildet. Dann ist der Frequenzgang praktisch linear von der Zeit abhängig, die Frequenz-Zeit-Charakteristik ist linear.
  • Die Erfindung soll zunächst an Hand der A b b. 1 und 2 näher erläutert werden: Die Frequenz f des Wobbelsenders 1 werde durch einen irgendwie aufgebauten Mechanismus periodisch geändert. Am Beginn einer solchen Wobbelperiode sei (A b b. 2 a) die Frequenz f l, am Ende sei sie f2. Der Übergang von f1 nach f" erfolge nach der gezeichneten Kurve mit einer nichtlinearen Frequenz-Zeit-Charakteristik. Am Ende der Wobbelperiode springt die Frequenz des Wobbelsenders von f., auf f1 zurück, und zu gleicher Zeit wird der Leuchtfleck auf dem Oszillographen von der rechten Endlage in die linke Endlage zurückgeführt. Am Ausgang des Verzögerungsgliedes 2 ergibt sich der Verlauf der Frequenz in Abhängigkeit von der Zeit nach A b b. 2b. Er entspricht dem Ausgangssignal des Wobbelsenders nach A b b. 2 a und ist diesem gegenüber um die Zeit 4 t verzögert. Aus A b b. 2 a und 2b ergibt sich die zeitabhängige Frequenzdifferenz 1 f, die nicht konstant ist, und die im Falle der vorliegend gewählten Kurve mit zunehmender Zeit abnimmt. Die sinusförmigen Signale mit dem Frequenz-Zeit-Verlauf entsprechend A b b. 2 a und 2 b werden der Mischschaltung 3 in A b b. 1 zugeführt, welche die Differenzfrequenz A f nach A b b. 2 c liefert. Diese Frequenz wird in dem Frequenzdiskriminator 4 in ; ein Gleichstromsignal umgesetzt, welches die Frequenz des Wobbelsenders 1 derart zusätzlich steuert, daß die Frequenzänderung bei zu schnellem Anstieg der Frequenz verringert und bei zu schwachem Anstieg vergrößert wird. Für die Umformung des Gleichstromsignals von 4 in Frequenzänderungen des Wobbelsenders kann nach bekannten Verfahren vorgegangen werden.
  • Als Verzögerungsglieder können verschiedene technische Einrichtungen verwendet werden. In Weiterbildung der Erfindung kann beispielsweise ein aus T- oder @z-Gliedern bestehender elektrischer Kettenleiter benutzt werden, der am Ende reflexionsfrei abgeschlossen ist und im betrachteten Frequenzbereich konstante Laufzeit hat. Das Wobbelsignal läuft mit konstanter Geschwindigkeit über dieses Verzögerungsglied, und die am Ausgang auftreffende Welle wird vom Abschlußwiderstand absorbiert. In Weiterbildung der Erfindung ist es aber auch möglich, ein Laufzeitglied zu verwenden, das am Ende nicht reflexionsfrei abgeschlossen wird und das an den Signalgenerator mit dem Wellenwiderstand angepaßt ist. Dann wird der Wellenzug am Ende des Laufzeitgliedes reflektiert, läuft den Kettenleiter wieder zurück zum Anfang der Speisestelle, und dort wird seine Energie im Abschlußwiderstand vernichtet. Am Eingang des Kettenleiters stehen dann sowohl das verzögerte wie auch das unverzögerte Signal. Damit ergibt sich das Schema der A b b. 3. Der Schwingungsgenerator im Wobbel-Sender 5 mit nichtlinearer Frequenz-Zeit-Charakteristik speist den am Ende reflektierenden Kettenleiter6, und die reflektierte Welle wird am Eingang im Abschlußwiderstand absorbiert. Die beiden an der Verbindungsleitung zwischen 5 und 6 stehenden Signale werden der Mischhaltung 7 zugeführt, an deren Ausgang die Differenzfrequenz beider entsteht. Sie wird in dem Frequenzdiskriminator 8 gleichgerichtet, und die gewonnene Gleichspannung dient zur Regelung der Frequenz des Wobbelsenders in der gewünschten Form.
  • In einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird als Verzögerungsglied ein Hochfrequenzkabel verwendet, das in gleicher Form wie der Kettenleiter in den gesamten Weg eingeführt wird. In einer weiteren Ausführung der Erfindung wird ein Ultraschallverzögerungsleiter verwendet.

Claims (4)

  1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Linearisierung der Frequenz-Zeit-Charakteristik der Ausgangsspannung eines Wobbelsenders für Meß- und Prüfzwecke durch Rückführung einer von der Ausgangsspannung abgeleiteten Gegenkopplungsspannung auf den frequenzbestimmenden Teil, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß die gewobbelte Spannung auf eine Verzögerungsleitung geschaltet wird und aus der Differenzfrequenz zwischen der verzögerten und der unverzögerten Spannung die Gegenkopplungsspannung gebildet wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerung der Frequenz des Wobbelgenerators auf einem elektrischen Kettenleiter oder einem Hochfrequenzkabel erfolgt, die am Ende reflexionsfrei mit dem Wellenwiderstand abgeschlossen sind und im überstrichenen Frequenzbereich konstante Laufzeit haben, und daß die Frequenz des unverzögerten Signals am Eingang mit derjenigen des verzögerten Signals am Ausgang verglichen wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerung des Signals des Wobbelgenerators auf einem elektrischen Kettenleiter oder einem Hochfrequenzkabel erfolgt, in die über dem Wellenwiderstand das gewobbelte Signal eingespeist wird, die im überstrichenen Frequenzbereich konstante Laufzeit haben und durch Fehlanpassung am Ende dort reflektieren - vorzugsweise durch Kurzschluß oder Leerlauf erreicht - und daß die Frequenzdifferenz zwischen dem am Eingang des Laufzeitgliedes stehenden verzögerten und unverzögerten Signal miteinander verglichen werden.
  4. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, da.ß als Laufzeitglied eine Ultraschallverzögerungsleitung verwendet wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 862 3l8.
DESCH32023A 1962-09-13 1962-09-13 Verfahren zur Linearisierung der Frequenz-Zeit-Charakteristik der Ausgangsspannung eines Wobbelsenders Pending DE1177737B (de)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE862318C (de) * 1943-05-06 1953-01-08 Philips Nv Schaltung zum Beeinflussen der Eigenfrequenz eines Schwingungskreises mittels einer veraenderlichen Reaktanz

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE862318C (de) * 1943-05-06 1953-01-08 Philips Nv Schaltung zum Beeinflussen der Eigenfrequenz eines Schwingungskreises mittels einer veraenderlichen Reaktanz

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