DE1516992C - Verfahren und Vorrichtung zur Klirr faktormessung - Google Patents

Description

frequenz/_s bilden. Der die Signalfrequenz/_s erzeugende Frequenzumsetzter 21 wird einerseits von einem Oszillator 29, der auf der Zwischenfrequenz /_z des Überlagerungsmeßempfängers schwingt, und andererseits vom Meßüberlagerer 28 des Überlagerungsmeßempfängers ausgesteuert. Auf diese Weise erscheint bei jeder Abstimmung des Meßüberlagerers 28 am Ausgang des Frequenzumsetzers 21 eine Sirnalfrequenz /_s, die am Ausgang des Meßfrequenz-

Überlagerungsfrequenz nacheinander von Hand auf io Umsetzers 24 zwangläufig die Zwischenfrequenz /_z Werte eingestellt, die sich von den zu messenden erzeugt. Diese bekannte Anordnung hat den Nach-Harmonischen um die Zwischenfrequenz unterschoi- teil, daß sie nur zur Messung der ersten Harmoniden. F i g. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines hierzu ver- sehen (Pegelmessung) verwendet werden kann, da wendbaren bekannten Klirrfaktormessers. Ein Gene- sich Sende- und Empfangsfrequenzen zwangläufig rator 11 speist mit einer Signalfrequenz /_s über einen 15 immer entsprechen.

Tiefpaß 12 einen Prüfling 13, an dessen Ausgang die Eine Weiterbildung der Erfindung zur Darstellung

erste Harmonische /_s sowie weitere Harmonische mf_s, des Verlaufs des Klirrfaktors in einem Frequenz- nf_s erscheinen, deren Amplituden nacheinander mit- bereich mittels eines Sichtgerätes besteht darin, daß tels eines selektiven Überlagerungsmeßempfängers die zweite Oszillatorfrequenz gewobbelt wird. Auf gemessen werden, der einen Meßfrequenz-Umsetzer 20 diese Weise wird auch beim Wobbein die absolute 14, einen selektiven Zwischenfrequenzverstärker 15, Treffsicherheit beibehalten.

einen Meßgleichrichter 16 mit Anzeigeinstrument 17 Dk Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung

sowie einen abstimmbaren Meßüberlagerer 18 ent- zur Durchführung dieses Verfahrens mit einem von hält, der den Meßfrequenzumsetzer 14 steuert und einem Überlagerer gespeisten Meßfrequenz-Umsetzer dessen Frequenz die jeweilige Meßfrequenz bestimmt. 25 mit vorzugsweise aperiodischem Eingang und mit Diese Anordnung und das mit ihr durchführbare einer festen, vorzugsweise hochliegenden ZF. Dabei

kann es zur Geringhaltung des Schaltungsaufwands vorteilhaft sein, daß der zweite Oszillator auf einem Vielfachen der zum Messen der ersten Harmonischen 30 notwendigen Überlagerungsfrequenz schwingt und der Frequenzteiler die Oszillatorfrequenz auf das der Ordnungszahl der zu messenden Harmonischen ent₇ sprechende Vielfache der zum Messen der ersten Harmonischen notwendigen Überlagerungsfrequenz frequenzen bzw. aus Oszillatorfrequenzen mittels 35 herabteilt. Bei Benutzung einer separaten, z. B. ent-Frequenzvervielfachung. und/oder -teilung aufberei- fernt aufgestellten Signalquelle kann es sich auch teter Frequenz erzeugt werden, von denen die erste empfehlen, daß der erste Oszillator und der zweite gleich der Zwischenfrequenz und die zweite die Über- Oszillator bzw. der ihm nachgeschaltete, die zum lagerungsfrequenz zum Messen der ersten Harmoni- Messen der ersten Harmonischen benötigte Überlageschen ist. Auf diese Weise braucht nur einmal eine 40 rungsfrequenz liefernde Frequenzteiler einen Fre-Übeilagerungsfrequenz zum Messen der ersten Har- quenzumsetzer speisen, der das dem Prüfling zugemonischen eingestellt zu werden, wonach die für die führte Signal erzeugt.

Messung der weiteren Harmonischen benötigten Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand zweier

Überlagerungsfrequenzen durch einfaches Betätigen Blockschaltbilder schematisch dargestellt. Hierbei eines Schalters eingestellt werden, ohne einen Oszil- 45 zeigt
lator verstimmen zu müssen. F i g. 3 ein Blockschaltbild zur Darstellung des

Zur Erzielung einer absoluten Treffsicherheit emp- Prinzips der Erfindung,

fbhlt es sich, daß die beiden Oszillatorfrequsnzen Fig. 4 ein Blockschaltbild eines ersten Ausfüh-

auch zur Erzeugung des dem Prüfling zugeführten rungsbeispiels mit einem separaten unabhängigen Signals verwendet werden. Es ist nun zwar beim Mes- 50 Signalgenerator,

sen von Pegeln bekannt, eine Sendefrequenz durch F i g. 5 ein Blockschaltbild eines zweiten bis fünf-

Überlagern einer Oszillatorfrequenz eines Meßüberlagerungsempfängers mit einer einer ersten ZF des Meßüberlagerungsempfängers entsprechenden festen Oszillatorfrequenz zu erzeugen und auf diese Weise eine absolute Treffsicherheit des Meßempfängers zu erzielen. Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild eines hierzu verwendbaren bekannten Pegelmessers. Ein Frequenzumsetzer 21 gibt über einen Tiefpaß 22 an

Verfahren haben die Nachteile, daß die zur Erzielung eines genauen Meßergebnisses notwendige genaue Einstellung der Überlagerungsfrequenzen sehr umständlich und sehr zeitraubend ist.

Die Erfindung vermeidet die Nachteile des bekannten Meßverfahrens dadurch, daß die Überlagerungsfrequenzen zum wahlweisen Messen der weiteren Harmonischen durch Mischen zweier Oszillator-

ten Ausführungsbeispiels mit einem eingebauten bzw. separaten gleichlaufenden Signalgenerators, Fernbedienung und angeschlossenem Sichtgerät und

Fig. 6 ein Blockschaltbild eines sechsten Ausführungsbeispiels, das über Steuerleitungen umschaltbar ist.

Bei der Erfindung werden, wie aus F i g. 3 ersichtlich ist, die einem Meßfrequenzumsetzer 31 zugeführ

einen Prüfling 23 eine Signalfrequenz f_s ab. Der Aus- 60 ten Überlagerungsfrequenzen a · f_s ± /_z zum wahl-

gang des Prüflings 23, an dem die Signalfrequenz f_s wieder erscheint, ist mit einem Meßfrequenzumsetzer 24 verbunden, der zusammen mit einem selektiven ZF-Vcrstärker 25, einem Meßgleichrichter 26 und einem Anzeigeinstrument 27 sowie einem abstimmbaren Meßüberlagerer 28 einen selektiven Überlagerimgsmeßempfänger zur Messung der Amplitude der am Ausgang des Prüflings 23 erscheinenden Siynul-

wcisen Messen der weiteren Harmonischen a ■ f_s der Signalfrequenz f_s durch Mischen zweier Oszillatorfrequcnzen bzw. aus Oszillatorfrequenzen mittels Frequenzvervielfachung und/oder -teilung aufbereiteter Frequenzen in einer Einrichtung 32 erzeugt, von denen die erste Frequenz gleich der Zwischenfrequenz /_z und die zweite die Überlagerungsf C(IUCIiZ f_i; zum Messen der ersten Harmonischen ist.

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Beim ersten, in F i g. 4 dargestellten Ausführangs- speist und gibt so die Signalfrequenz /_s ab. Dabei ist

beispiel speist ein separater Signalgenerator 401 über angenommen, daß die Ordnungszahlen n, m und ο

einen Tiefpaß 402 einen Prüfling 403 mit einer Signal- keine gemeinsamen Faktoren enthalten, wie dies z. B.

frequenz /_s. Am Ausgang des Prüflings 403 erschei- für m = 3, η = 4 und ο = S der Fall ist. Beim Auf-

nen die erste Harmonische der Signalfrequenz /_s so- 5 treten gemeinsamer Faktoren, z. B. des Faktors 2 bei

wie eine Anzahl weiterer Harmonischer af_s, von m = 2, η = 3 und ο = 4, tritt an die Stelle des Pro-

denen die Amplituden, der zweiten und der dritten dukts m, η, ο das kleinste gemeinsame Vielfache der

Harmonischen 2/_s, 3 /_s {a = 2 bzw. a = 3) nachein- Ordnungszahlen, also z. B. »12« für m — 2, η = 3

ander mittels eines selektiven Überlagerungsempfän- und ο = 4, und die Teilerfaktoren der vom zweiten

gers gemessen werden, der einen Meßfrequenz- io Oszillator 503 gespeisten weiteren Frequenzteiler 505,

umsetzer 404, einen selektiven ZF-Verstärker 405, 506 und 507 sind im Verhältnis des gemeinsamen

einen Meßgleichrichter 406 und ein Anzeigeinstru- Faktors reduziert.

ment 407 sowie einen Meßüberlagerer 408 enthält, Ein drittes, nicht besonders dargestelltes Ausfüh-

der den Meßfrequenzumsetzer 404 steuert und dessen rungsbeispiel ergibt sich, wenn bei einer Anordnung

Frequenz die jeweilige Meßfrequenz bestimmt. 15 gemäß F i g. 5 an Stelle eines eingebauten Signalgene-

Der Meßüberlagerer 408 enthält einen ersten, auf ratois (501 beim zweiten Ausführungsbeispiel) zur

die Zwischenfrequenz /_z abgestimmten Oszillator 409 · Lieferung der Signalfrequenz ein separater Signal-

und einen zweiten, durchstimmbareri Oszillator 410, generator 508 vorgesehen ist, der ebenfalls imwesent-

der auf der sechsten Harmonischen 6 f₀ der zur Mes- liehen aus einem Frequenzumsetzer 501 mit nach-

sung der ersten Harmonischen/_s benötigten Überlage- 20 geschaltetem Tiefpaß 509 besteht und der über be-

rungsfrequenz f_c schwingt und dem ein Frequenz- sondere Zuleitungen 510, 511 mit der Frequenz /_z

teiler 411 mit einem diesem Vielfachen entsprechen- des ersten Oszillators 504 des Meßempfängers und

den Teilungsfaktor sechs nachgeschaltet ist, der die mit der zum Messen der ersten Harmonischen be-

Überlagerungsfrequenz f₀ abgibt, die in einer ersten nötigten, vom zweiten Oszillator 503 des Meßemp-

Stellung eines Schalters 412 den Meßfrequenzumset- 25 fängers abgeleiteten Überlagerungsfrequenz f₀ fremd-

zer 404 speist. Das Vielfache der Überlagerungs- gesteuert wird.

frequenz /₀, auf dem der zweite Oszillator 410 Ein viertes, nicht besonders dargestelltes Ausfühschwingt, und der Teilungsfaktor des Frequenzteilers rungsbeispiel ergibt sich, wenn bei einer Anordnung 411 entsprechen dem kleinsten gemeinsamen Viel- gemäß F i g. 5 der durchstimmbare zweite Oszillator fachen der Ordnungszahlen a = 2 und a = 3 der 30 503 durch Anlegen einer Sägezahnspannung 512 weiteren Harmonischen, für deren Messung das Gerät wobbelbar ist und eine Ausgangsspannung des Meßausgelegt ist. gleichrichters 513 an ein Sichtgerät 514 angelegt ist,

Die für die Messung der zweiten und der dritten dem zur Horizontalablenkung ebenfalls eine mit der Harmonischen benötigten Überlagerungsfrequenzen Sägezahnspannung 512 gekoppelte Sägezahnspanwerden Frequenzumsetzern 413 bzw. 414 entnom- 35 nung 515 zugeführt ist.

men, die einerseits vom zweiten abstimmbaren Oszil- Das vierte Ausführungsbeispiel kann in der Weise

lator 410 über Frequenzteiler 415, 416 ein der Ord- abgewandelt werden, daß die Ablenkspannung 515

nungszahl der zu messenden Harmonischen entspre- des Sichtgerätes 514 nicht unmittelbar von der Säge-

cbendes Vielfaches 2 f₀ bzw. 3 /# der zum Messen der zahnspannung 512 abgeleitet, sondern einem nicht

ersten Harmonischen benötigten Überlagerungs- 40 näher dargestellten Frequenzdiskriminator entnom-

frequenz J₀ abgeben und andererseits vom ersten men ist, der von der den Frequenzumsetzer 501

Oszillator 409 unmittelbar bzw. unter Zwischenschal- steuernden gewobbelten Überlagerungsspannung /_t,

tung eines Frequenzvervielfachers 417 gespeist wer- gespeist ist. Eine weitere Abwandlung des vierten

den, dessen Vervielfachungsfaktor 2 um 1 geringer Ausführungsbeispieles besteht darin, daß der zweite

als die Ordnungszahl der zu messenden dritten Har- 45 Oszillator 503 nicht durch eine Sägezahnspannung

monischen ist. An den Ausgängen der Frequenz- 512, sondern auf elektromechanische Weise ge-

umsetzer 413 bzw. 414 ergeben sich so Überlage- wobbelt wird. Dabei kann auch die Ablenk-

rungsfrequenzen, die sich von den zu messenden Har- spannung 515 einem synchron mit der elektro-

monischen 2 /_s bzw. 3 /_s jeweils um die Zwischen- mechanischen Wobbelvorrichtung des zweiten Oszil-

frequenz/z unterscheiden und die in weiteren Stel- 50 lators 503 angetriebenen Potentiometer entnommen

lungen des Schalters 412 an den Meßfrequenzumset- werden,

zer 404 gelangen. Ein fünftes, nicht besonders dargestelltes Aus-

Das in F i g. 5 dargestellte zweite Ausführungs- führungsbeispiel ergibt sich, wenn bei einer Anordbeispiel unterscheidet sich von dem in Fig. 4 dar- nung gemäß Fig. 5 ein einem Meßfrequenzumsetzer gestellten ersten Ausführungsbeispiel im wesentlichen 55 516 die für das Messen einer gewünschten Harmodadurch, daß es an Stelle eines separaten Signalgene- hischen jeweils erforderliche Überlagerungsfrequenz rators (400 in Fig. 4) einen aus einem Frequenz- af_c~(a—l)f_z auswählender und zuführender Schalumsetzer 501 bestehenden eingebauten Signalgenera- ter 517 mit einem Schrittschaltwerk 518 versehen ist, tor aufweist und daß es die Messung weiterer Harmo- das seine Fernbedienung gestattet,
nischer mit den Ordnungszahlen m, η und ο gestattet. 60 Bei dem in Fig. 6 dargestellten sechsten Aus-Der Frequenzumsetzer 501 wird einerseits dauernd führungsbeispiel steuert ein erster Oszillator 600 von einem Frequenzteiler 502, der die zum Messen einen Frequenzvervielfacher 601 und ein zweiter der ersten Harmonischen benötigte Überlagerungs- Oszillator 602 einen Frequenzteiler 603, die beide frequenz f₀ durch Teilen einer von einem abstimm- durch Anlegen von Steuerspannungen an entsprebaren zweiten Oszillator 503 abgegebenen Fre- 65 chende Steuerleitungen 604, 605 in ihrem Vervielquenz nrnof,, erzeugt, und andererseits von einem fachungsfaktor bzw. ihrem Teilerfaktor einstellbar fest abgestimmten ersten Oszillator 504 mit einer der sind. Auf diese Weise läßt sich der Klirrfaktormesser Zwischenfrequenz entsprechenden Frequenz /_z ge- programmieren und/oder fernbedienen.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Klirrfaktormessung, bei dem einem Prüfling ein Signal zugeführt und die Amplituden der am Prüfling erscheinenden ersten Harmonischen (Grundwelle) und ihrer weiteren Harmonischen einzeln nach Umsetzen mittels einer entsprechenden einstellbaren Überlagerungs- · frequenz auf eine feste Zwischenfrequenz gemessen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlagerungsfrequenzen zum wahlweisen Messen der weiteren Harmonischen (α · /_s) durch Mischen zweier Oszillatorfrequenzen bzw. aus Oszillatorfrequenzen mittels Frequenzvervielfachung und/oder -teilung aufbereiteter Frequenzen erzeugt werden, von denen die erste gleich der Zwischenfrequenz Q₂) und die zweite die Überlagerungsfrequenz Q₀) zum Messen der ersten Harmonischen (/_s) ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Oszillatorfrequenzen Q₂, /p) auch zur Erzeugung des dem Prüfling zugeführten Signals (/_s) verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Oszillatorfrequenz Q₀) gewobbelt wird.

4. Überlagerungsempfänger zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem von einem Überlagerer gespeisten Meßfrequenz-Umsetzer mit vorzugsweise aperiodischem Eingang und mit einer festen, vorzugswiese hochliegenden ZF, dadurch gekennzeichnet, daß der Uberlagerer (408) einen ersten, auf die ZF fest abstimmbaren Oszillator (409) und einen zweiten, durchstimmbaren Oszillator (410) hat, der bei Messung der ersten Harmonischen (/_s) unmittelbar auf der hierzu benötigten Uberlagerungsfrequenz Q₀) bzw. unter Zwischenschaltung eines Frequenzteilers (411) auf einem Vielfachen dieser Überlagerungsfrequenz schwingt und der bei Messung weiterer Harmonischer (af_s) unter Zwischenschaltung von Frequenzvervielfachern bzw. -teilern (415, 416) einen ersten Eingang eines die benötigten Überlagerungsfrequenzen liefernden Frequenzumsetzers (413,414) speist, dessen zweiter Eingang vom ersten Oszillator (409) unmittelbar bzw. unter Zwischenschaltung eines Frequenzvervielfachers (417) gespeist wird, dessen Vervielfachungsfaktor um eins geringer als die Ordnungszahl (a) der zu messenden Harmonischen (afs) ist.

5. Empfänger nach Anspruch 4, bei dem der zweite Oszillator einen Frequenzteiler speist, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Oszillator (410) auf einem Vielfachen der zum Messen der ersten Harmonischen (/_s) notwendigen Uberlagerungsfrequenz Q₀) schwingt und der Frequenzteiler (415, 416) die Oszillatorfrequenz (jnnffj) auf das der Ordnungszahl (α) der zu messenden Harmonischen entsprechende Vielfache (af_v) der zum Messen der ersten Harmonischen notwendigen Uberlagerungsfrequenz Q₀) herabteilt.

6. Empfänger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Vielfache das Kleinste gemeinsame Vielfache der Ordnungszahlen (Σά) der zu messenden Harmonischen ist.

7. Empfänger nach Anspruch 4, bei dem beim Messen weiterer Harmonischer der zweite Oszillator einen Frequenzvervielfacher speist, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Oszillator unmittelbar auf der zum Messen der ersten Harmonischen (/_s) notwendigen Überlagerungsfrequenz Q₀) schwingt und der Frequenzvervielfacher einen der Ordnungszahl (α) der zu messenden Harmonischen (af_s) entsprechenden Vervielfachungsfaktor (α) hat.

8. Empfänger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Oszillator (504) und der zweite Oszillator (503) bzw. der ihm nachgeschaltete, die zum Messen der ersten Harmonischen (/_s) benötigte Überlagerungsfrequenz Q₀) liefernde Frequenzteiler (502) einen Frequenzumsetzer (508) speisen, der das dem Prüfling (519) zugeführte Signal (/_s) erzeugt.

9. Empfänger nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umschaltung auf die verschiedenen Harmonischen (af_s) über Steuerleitungen fern einstell- bzw. programmierbare Schaltmittel vorgesehen sind.

10. Empfänger nach Anspruch 4 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Oszillator (503) wobbelbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen