DE1591996C - Schaltungsanordnung zum digitalen Messen der Gute von Schwingkreisen - Google Patents
Schaltungsanordnung zum digitalen Messen der Gute von SchwingkreisenInfo
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Description
3 4
Schwingung, und der Schwingkreis-Kondensator muß lieh mit dem logarithmischen' Dekrement wie^ folgt
daher auf eine sehr genau vorbestimmte Spannung zusammen:
aufgeladen werden. Die Anregung der Schwingung π '
und der Beginn des Zählvorganges erfolgt bei dieser - Λ = —— : .
bekannten Schaltung durch einen im* Schwingkreis -5 2 ■■ ■
<
liegenden Schalter. Bei dieser bekannten Schaltung wobei A bestimmt ist durch den' natürlichen Loga-
fehlt also einerseits eine auf den höheren· Schwell- rithmus des Verhältnisses der" Amplituden von
wert ansprechende Schwellwert-Meßeinrichtung, und aufeinanderfolgenden Halbwellen der gedämpften
diese Schaltung besitzt wiederum grundsätzliche Schwingung. Daraus ergibt sich, daß die Zahl der
Nachteile. So muß der Übergangswiderstand des io Schwingungen, die zwischen zwei Amplitudenwerten
Schalters im Schwingkreis sehr klein und konstant liegen, welche sich wie 100:4,3 verhalten, genau dem
sein, was mit der erforderlichen Genauigkeit nicht Wert der Güte Q entspricht. Auf diesem physikali-
realisierbar ist. Selbst wenn man einen quecksilber- sehen Grundprinzip basiert die erfindungsgemäße
umspülten Reed-Kontakt verwendet, dessen Über- Schaltungsanordnung.
gangswiderstand sehr klein ist, bewirkt dieser an der 15 Gemäß Fig. 1 wird der zu messende Schwingoberen
Meßbereichsgrenze einen so großen Gütever- kreis S, bei dem z. B. die zu messende Spule L mit
lust, daß hier durch die erforderliche Meßgenauigkeit einem weitgehendst verlustfreien Kondensator C zuverlorengeht.
Die oberste Amplitude der Meßspan- sammengeschaltet ist, über einen Impulsgenerator C
nung muß außerdem hier stets relativ hoch gewählt periodisch z. B. in Abständen von etwa 2 Sekunden
werden, was beispielsweise zum Messen von Spulen 20 zu gedämpften Schwingungen angeregt Die gemit
Ferritkernen sehr nachteilig ist. Da außerdem die dämpfte Schwingung wird durch einen Verstärker V1
oberste und unterste Amplitude der Meßspannung verstärkt und zwei Kanälen zugeführt, die je eine
durch zwei verschiedene Einrichtungen festgelegt ist, Schwellwert-Kippschaltung K1 bzw. K2, beispielsweise
besitzt diese bekannte Schaltung eine relativ große übliche Schmitt-Trigger-Schaltungen, enthalten, deren
temperatur- und zeitabhängige Drift. Außerdem sind 25 Schwellwerte sich wie 100:4,3 verhalten. In dem gebei
dieser Schaltung Meßstörungen durch den An- zeigten Ausführungsbeispiel sind die Ansprechwellen
stoßimpuls zu befürchten. dieser beiden Kippschaltungen K1 und K2 gleich groß
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungs- gewählt. In dem Kanal, der auf den niedrigeren
anordnung zum digitalen Messen der Güte von Schwellwert anspricht, ist vor die Kippschaltung K2
Schwingkreisen nach dem obenerwähnten Prinzip der 30 ein Verstärker V2 mit der Spannungsverstärkung
Auszählung der Halbwellen der gedämpften Schwin- _ 100 n It t
gung zwischen zwei vorbestimmten Schwellwerten zu v ~~ 4,3 <»
schaffen, die im Aufbau sehr einfach ist und in einem Die beiden Kippschaltungen K1 und K2 liefern in
breiten Frequenzbereich von beispielsweise einigen bekannter Weise immer dann Ausgangsimpulse, wenn
Hertz bis weit in das MHz-Gebiet hinein eine exakte 35 die Amplitude der eingangsseitig zugeführten Wech-
Gütemessung ermöglicht. selspannung noch größer ist als der jeweils einge-
Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer Schal- stellte Schwellwert. Durch die Kippschaltung K1 wer-
tungsanordnung der eingangs erwähnten Art, erfin- den also so lange Ausgangsimpulse erzeugt, als die
dungsgemäß durch die im Hauptanspruch gekenn- Amplitude der gedämpften Schwingung noch über
zeichnete Schaltungsanordnung gelöst. Vorteilhafte 40 dem eingestellten obersten Schwellwert liegt. Wird
Weiterbildungen dieser erfindungsgemäßen Schal- dieser Schwellwert von den Amplituden der gedämpf-
tungsanordnung ergeben sich aus den Unteran- ten Schwingung unterschritten, so werden durch die
Sprüchen. Kippschaltung K1 keine Ausgangsimpulse mehr er-
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist be- zeugt, sondern nur noch durch die Kippschaltung^,
züglich der Feststellung der vorbestimmten Schwell- 45 und zwar bis zum Erreichen des niedrigeren Schwellwerte
weitgehend frequenzunabhängig, so daß ohne wertes. Da die Schwellwerte der beiden Kanäle unterirgendwelcher
Ein- oder Nachstellungen mit ein und schiedlich gewählt sind, erhält man damit zwei Imderselben
Schaltung Gütemessungen in einem breiten pulsreihen mit unterschiedlicher Länge, wie dies in
Frequenzband von beispielsweise 1 kHz bis 10 MHz Fi g. 2 bei 4 und 5 dargestellt ist.
sehr exakt durchgeführt werden können. Vor allem 50 Die beiden Kippschaltungen K1 und K0 steuern durch den identischen Aufbau der beiden verwende- eine bistabile Kippstufe B. Die Ausgangsimpulse der ten Schwellwert-Kippschaltungen wird erreicht, daß Kippstufe K2 werden zu diesem Zweck in einer Difeine beispielsweise durch Temperatureinflüsse hervor- ferenzierstufe D differenziert und über einen Impulsgerufene eventuelle Verschiebung der eingestellten verstärker F3, durch welchen die positiven differen-Schwellwerte in beiden Kippschaltungen in gleicher 55 zierten Impulse, also die der Anstiegsflanke der von Richtung erfolgt, also der Abstand der beiden der Kippschaltung K2 abgegebenen Ausgangsimpulse Schwellwerte konstant bleibt, so daß Meßfehler weit- entsprechenden Impulse, ausgesiebt, verstärkt und gehend vermieden werden. gegebenenfalls geeignet geformt werden. Mit den
sehr exakt durchgeführt werden können. Vor allem 50 Die beiden Kippschaltungen K1 und K0 steuern durch den identischen Aufbau der beiden verwende- eine bistabile Kippstufe B. Die Ausgangsimpulse der ten Schwellwert-Kippschaltungen wird erreicht, daß Kippstufe K2 werden zu diesem Zweck in einer Difeine beispielsweise durch Temperatureinflüsse hervor- ferenzierstufe D differenziert und über einen Impulsgerufene eventuelle Verschiebung der eingestellten verstärker F3, durch welchen die positiven differen-Schwellwerte in beiden Kippschaltungen in gleicher 55 zierten Impulse, also die der Anstiegsflanke der von Richtung erfolgt, also der Abstand der beiden der Kippschaltung K2 abgegebenen Ausgangsimpulse Schwellwerte konstant bleibt, so daß Meßfehler weit- entsprechenden Impulse, ausgesiebt, verstärkt und gehend vermieden werden. gegebenenfalls geeignet geformt werden. Mit den
Die Erfindung wird im folgenden an Hand sehe- Ausgangsimpulsen der Kippschaltung X1 wird die bi-
matischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel 60 stabile Kippstufe B jeweils geöffnet und mit den dif-
näher erläutert. ferenzierten Impulsen 7 wieder geschlossen. Am Aus-
Fig. 1 zeigt an Hand eines Blockschaltbildes eine gang der bistabilen Kippstufe erhält man auf diese
erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Messung Weise stets dann Ausgangsimpulse, wenn sowohl von
der Güte von Spulen; der Kippschaltung JC1 als auch von der Kippschaltung
Fig. 2 zeigt die bei der Schaltung nach Fig. 1 an 65 K2 Ausgangsimpulse erzeugt werden. Wenn infolge
den Stellen! bis 10 auftretenden verschiedenen Im- des Erreichens des oberen Schwellwertes von der
pulsfolgen. Kippschaltung K1 keine Ausgangsimpulse mehr er-
Die Güte Q eines Schwingkreises hängt bekannt- zeugt werden, so werden von der bistabilen Kipp-
stufe ß ebenfalls keine Ausgangsimpulse mehr erzeugt
Die Ausgangsimpulse der bistabilen Kippstufe B steuern eine Torschaltung T. Solange also* durch die
Kippschaltung B Ausgangsimpulse erzeugt werden, ist diese Torschaltung.T gesperrt Wird dagegen die
Erzeugung von Ausgangsimpulsen durch die Kippschaltung K1 infolge des. Erreichens des oberen
Schwellwertes unterbrochen, so wird auch die Erzung von Ausgangsimpulsen der bistabilen Kippschaltung
B unterbrochen, und die Torschaltung T wird geöffnet Werden nun über diese Torschaltung
Γ die in positive Impulse 9 umgewandelten negativen Differentiationsimpulse am Ausgang der Differenzierschaltung
D dem. Zähler Z zugeleitet, so werden nur diejenigen Halbwelten der gedämpften
Schwingung gezählt, die zwischen den durch die Kippschaltungen.!^ und·. K2 bestimmten Schwellwerten
auftreten. Die Zahl dieser Impulse. 10 entspricht dann unmittelbar dem Wert der Güte Q der zu messenden
Spule L. Der Zähler Z wird vorzugsweise automatisch beim erneuten Anstoß des Schwingkreises
über den Impuls-Generator G wieder zurückgestellt, wie dies durch die Leitung A angedeutete ist
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Schaltungsanordnung zum digitalen Messen regte gedämpfte Schwingung zwei sich bezüglich ihrer
der Güte von Schwingkreisen, bei der eine im 5 - eingestellten Schwellwerte wie 100:4,3 verhaltenden
Schwingkreis angeregte gedämpfte Schwingung Schwellwert-Meßeinrichtungen zugeführt wird, durch
zwei sich bezüglich ihrer eingestellten Schwell- die gesteuert über eine Torschaltung die zwischen
werte wie 100:4,3 verhaltenden Schwellwert- diesem höheren "und niedrigeren Schwellwert auftre-Meßeinrichtungen
zugeführt wird, durch die ge- tenden Halbwellen der gedämpften Schwingung mitsteuert
über eine Torschaltung die zwischen die- io tels eines Zählers gezählt werden,
sem höheren und niedrigeren Schwellwert auftre- Es ist eine Schaltungsanordnung dieser Art be-
sem höheren und niedrigeren Schwellwert auftre- Es ist eine Schaltungsanordnung dieser Art be-
. tenden Halbwellen der gedämpften Schwingung kannt, bei der als Schwellwert-Meßeinrichtungen übmittels
eines Zählers gezählt werden, dadurch liehe auf vorbestimmte Gleichspannungspegel anspregekennzeichnet,
daß die Schwellwert-Meß- chendeSchwellwert-Schalter dienen,denen die gleicheinrichtungen
aus zwei Kanälen mit Kippschal- 15 gerichtete gedämpfte Schwingung zugeführt wird
tungen (K1, Kt) bestehen, die angesteuert durch (Electronics 34, 1961, September 29, S. 150). Diese
die Halbwellen der gedämpften Schwingung je- bekannte Anordnung besitzt den Nachteil, daß sie
weils bis zum Absinken der Amplitude diese nicht zur Auswertung verschiedener Frequenzen geSchwingung
auf den ihnen zugeordneten höheren eignet ist, denn die zur Gleichrichtung der gedämpf-
bzw. niedrigeren Schwellwert Ausgangsimpulse 20 ten Schwingung erforderlichen Gleichrichterschaltiinmit
der Frequenz der gedämpften Schwingung ab- gen sind in starkem Maße frequenzabhängig,
geben (Impulszüge 4 und 5) und daß durch diese Es ist auch schon eine Schaltungsanordnung zur
geben (Impulszüge 4 und 5) und daß durch diese Es ist auch schon eine Schaltungsanordnung zur
Impulse eine mit der Torschaltung (Γ) zusammen- Gütemessung an Schwingkreisen bekannt, die nach
wirkende bistabile Kippstufe (B) derart ange- der Ausschwingmethode arbeitet und bei welcher
steuert ist, daß die Torschaltung (T) während der 25 die Ausschwingzeit zwischen zwei vorbestimmten
Ansteuerung der bistabilen Kippstufe (B) mit Im- Schwellwerten der gedämpften Schwingung mittels
pulsen aus beiden Kippschaltungen (K1 und K.,) eines elektronischen Zählers gemessen wird (Fregesperrt
ist und nach dem Unterbrechen der Im- quenz, Bd. 14, 1960, Nr. 8, S. 269 bis 271). Hierzu
pulserzeugung in dem auf den höheren Schwell- wird die im Schwingkreis angeregte gedämpfte
wert ansprechenden, die Kippschaltung (K1) ent- 30 Schwingung nach Verstärkung in einem Gleichrichter
haltenden Kanal nur die von dem auf den niedri- gleichgerichtet, und die so erzeugte Hüllkurve der
geren Schwellwert ansprechenden, die Kippschal- gedämpften Schwingung gibt das Kriterium für die
tung (K.,) enthaltenden Kanal abgeleiteten folgen- beiden Schwellwerte, zwischen denen über den elekden
Impulse über die Torschaltung (T1) dem Zäh- ironischen Zähler die Ausschwingzeit gemessen werler
(Z) zugeführt werden. 35 den soll. Die Schwellwerte werden bei dieser bekann-
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- ten Schaltung durch Impulsformer gemessen, von
durch gekennzeichnet, daß beide Kippschaltungen denen jeder aus einer Schmitt-Schaltung mit nach-(JiT1,
K2) auf den gleichen Schwellwert eingestellt folgendem Differenzierglied und einer Verstärkersind
und daß in dem Kanal, der auf den niedrige- stufe besteht. Durch diese Impulsformer wird über
ren Schwellwert anspricht, vor die Kippschaltung 40 zwischengeschaltete elektronische Schalter die An-()
ein Verstärker (F2) mit dem Verstärkungs- steuerung des Zählers mit der Zählfrequenz gesteuert,
ü d id i Zhlf
2 2 g q g
faktor V - 10° oetrhaüet tet und zwar wird die Zählfrequenz dem Zähler zuge-
raKtor ν - — gescnairei isi. f^ sobaW die gachgenchtete. Spannung der ge-
h h 1 d S hi
^ gg pg g
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 dämpften Schwingung hinter dem Gleichrichter einen
oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus- 45 vorbestimmten, durch Einstellung des ersten Impulsgangsimpulse
des auf den niedrigeren Schwellwert formers gegebenen Anfangswert erreicht. Die Zähansprechenden
und die Kippschaltung (Jv2) ent- lung wird dann unterbrochen, wenn die Spannung
haltenden Kanals einer Differenzierschaltung (D) hinter dem Gleichrichter den durch den zweiten Im-
. zugeführt werden und die bistabile Kippstufe (B) pulsformer vorbestimmten Schwellwert erreicht. Auch
jeweils durch die Impulse (4) des auf den höhe- 50 diese bekannte Schaltung besitzt den Nachteil, daß
ren Schwellwert ansprechenden und die Kipp- sie nicht zur Auswertung verschiedener Frequenzen
schaltung (/C1) enthaltenden Kanals geöffnet und geeignet ist, denn die zur Gleichrichtung der gedurch
die der Anstiegsflanke der Impulse (5) des dämpften Schwingung erforderlichen Gleichrichterauf
den niedrigeren Schwellwert ansprechenden schaltungen sind in starkem Maße frequenzabhän-
und die Kippschaltung (£2) enthaltenden Kanals 55 gig-
entsprechenden differenzierten Impulse (7) wieder Schließlich ist auch schon eine nach dieser Impulsgeschlossen wird. zählmethode arbeitende Schaltungsanordnung zum
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 3, digitalen Messen der Güte von Schwingkreisen bedadurch
gekennzeichnet, daß die der Abfallflanke kannt, bei welcher keine Gleichrichter zur Gleichdes
auf den niedrigeren Schwellwert ansprechen- 60 richtung des abklingenden Schwingungszuges benutzt
den und die Kippschaltung (UC2) enthaltenden werden, sondern bei welcher die Schwellwerte unmit-Kanals
entsprechenden differenzierten Impulse telbar aus der Amplitude der Halbwellen der zu Im-(9)
insbesondere nach Durchlaufen einer Impuls- pulsen umgeformten gedämpften Schwingung abgeformerstufe
(V4) als Zählimpulse der Torschal- leitet werden (S.Ryzko: Gütefaktormesser nach der
tung (T) zugeführt werden. 65 Impulszählmethode II. International. KoIl. Hochschul.
Elektrotechnik Ilmenau 1957, S. 176 bis 179). Der oberste Schwellwert ist hierbei gleichbedeutend
mit der maximalen Amplitude der abklingenden
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DER0047068 | 1967-10-06 | ||
DER0047068 | 1967-10-06 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1591996A1 DE1591996A1 (de) | 1971-01-07 |
DE1591996B2 DE1591996B2 (de) | 1972-07-06 |
DE1591996C true DE1591996C (de) | 1973-02-01 |
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