DE1801282B2

DE1801282B2 - Schaltungsanordnung zur ermittelung der phasenlage, der spannungsamplitude oder der stromamplitude an beliebigen stellen wiederholt auftretender elektrischer messignale in bezug auf ein vorgegebenes vergleichssignal

Info

Publication number: DE1801282B2
Application number: DE19681801282
Authority: DE
Inventors: Charles Wesley Cedar Hills Oreg. Rhodes (V-StA.)
Original assignee: Tektronix, Inc., Beaverton, Oreg. (V.StA.)
Priority date: 1967-10-05
Filing date: 1968-10-04
Publication date: 1978-02-16
Also published as: US3534155A; NL160087C; NL160087B; SE355919B; DE1801282A1; DE1801282C3; CH481383A; FR1588984A; JPS5144366B1; NL6814308A; JPS4921568B1; GB1191256A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Ermittelung der Phasenlage, der Spannungsamplitude oder der Stromamplitude an beliebigen Stellen wiederholt auftretender elektrischer Meßsignale in bezug auf ein vorgegebenes Vergleichssignal, mit

einer Anzeigeeinrichtung, die durch eine Steuerschaltung gesteuert auf das jeweilige Meßisignal hin Anzeigesignale anzuzeigen gestattet, mit Einstelleinrichtungen, durch deren Einstellung die relative Lage der Anzeigesignale zueinander veränderbar ist, und mit Meßeinrichtungen, die bei Erreichen einer bestimmten relativen Einstellung der Lage der Anzeigesignale zueinander die an der jeweils gewünschten Stelle des Meßsignals vorhandene Größe der Phasenlage, der Spannungsamplitude oder der Stromamplitude relativ zu dem Verg'eichssignal anzuzeigen gestatten.

Schaltungsanordnungen der vorstehend bezeichneten Art sind grundsätzlich bekannt (siehe das Buch »Oszillografen-Meßtechnik« von J. C ζ e c h, Verlag für Radio-Foto-Kinotechnik GmbH, Berlin 1959, Seiten 98 bis 102, 247 bis 249,310 bis 312,317,318,347 bis 349). Im Falle des Einsatzes einer derartigen bekannten Schaltungsanordnung zur Ermittelung der Phasenlage eines wiederholt auftretenden elektrischen Meßsignals wird dieses Meßsignal zusammen mit einem mit ihm phasenstarr synchronisierten Bezugssignal auf dem Anzeigeschirm einer Kathodenstrahlröhre dargestellt. Dabei wird davon ausgegangen, daß sowohl das Meßsignal als auch das Bezugssignal jeweils durch ein sinusförmig verlaufendes Wechselspannungssignal gebildet sind. Zur Ermittelung der Phasenlage des Meßsignals relativ zu dem Bezugssignal werden die Abstände entsprechender Nulldurchgänge beider Signale bestimmt. Die hiernach erzielbare Meßgenauigkeit ist jedoch relativ gering. Im übrigen ist neben dem jeweiligen Meßsignal ein gesondertes Bezugssignal bereitzustellen, was einen entsprechenden schaltungstechnischen Aufwand bedeutet Im Falle der Ermittelung der Spannungsamplitude oder der Stromamplitude an beliebigen Stellen wiederholt auftretender elektrischer Meßsignale werden bei den bekannten Schaltungsanordnungen jeweils eine dem Meßsignal entsprechende Meßspannung zusammen mit einer Verschiebegleichspannung auf dem Anzeigeschirm einer Kathodenstrahlröhre dargestellt. Dabei gibt der Schnittpunkt der Verschiebegleichspannung mit der jeweils gewünschten Stelle der Meßspannung die an dieser Stelle vorhandene Spannungs- oder Stromamplitude des Meßsignals an. Mit Rücksicht darauf, daß in diesem Fall relativ genaue Gleichspannungsquellen zur Bereitstellung der Verschiebegleichspannung zu verwenden sind, bedeutet dies, daß auch in diesem Falle ein relativ hoher schaltungstechnischer Aufwand erforderlich ist.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu zeigen, wie auf einfachere Weise als bei den vorstehend betrachteten bekannten Schaltungsanordnungen die Phasenlage, die Spannungsamplitude oder die Stromamplitude an beliebigen Stellen wiederholt auftretender elektrischer Meßsignale ermittelt werden kann.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe ausgehend von einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß die Steuerschaltung aus dem jeweiligen Meßsignal zwei zueinander gegenphasige Anzeigesignale bildet, deren jedes einen von der jeweiligen Größe der Phasenlage, der Spannungsamplitude oder der Stromamplitude des Meßsignals in bezug auf das Vergleichssignal abhängigen Amplitudenverlauf besitzt, daß die Einstelleinrichtungen durch ihre Einstellung entsprechende Stellen der beiden durch die Anzeigeeinrichtung angezeigten gegenphasigen Anzeigesignale in eine gewünschte Ausgangslage zueinander zu bringen gestatten und daß die Meßeinrichtungen das zur Erreichung einer Deckung entsprechender Stellen der beiden gegenphasigen Anzeigesignale erforderliche Maß einer von der genannten Ausgangslage aus vorzunehmenden Ver-Schiebung der beiden gegenphasigen Anzeigesignale als für die Phasenlage, die Spannungsamplitude oder die Stromamplitude an der jeweiligen Stelle des Meßsignals in bezug auf das Vergleichssignal charakteristische Größe angeben.

ίο Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß auf relativ einfache Weise die Phasenlage, die Spannungsamplitude oder die Stromamplitude an beliebigen Stellen wiederholt auftretender elektrischer Meßsignale mit relativ hoher Meßgenauigkeit ermittelt werden kann. Diese relativ hohe Meßgenauigkeit ergibt sich dabei insbesondere dadurch, daß durch entsprechende Einstellung der Meßeinrichtungen die jeweils auszumessenden entsprechenden Stellen der beiden erzeugten gegenphasigen Anzeigesignale miteinander zur Dekkung gebracht werden.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist von der Steuerschaltung eine die Anzeigeeinrichtung bildende Kathodenstrahlröhre gesteuert, der Vertikal-Ablenkeinrichtungen, denen die beiden gegenphasigen Anzeigesignale zugeführt werden, und Horizontal-Ablenkeinrichtungen zugehörig sind, denen synchron mit jedem Meßsignal ein Standard-Kippsignal zugeführt wird. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß mit einem besonders geringen schaltungstechnischen Aufwand die jeweiligen gegenphasigen Anzeigesignale angezeigt werden können.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung enthält die Steuerschaltung eine Schaltanordnung, die synchron mit einem Zeitablenksignal zwischen zwei Schaltstellungen umschaltbar und damit zwei gegenphasige Anzeigesignale abzugeben imstande ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil eines besonders geringen schaltungstechnischen Aufwands für die Bereitstellung der jeweiligen gegenphasigen Anzeigesignale.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung enthält die Steuerschaltung zur Durchführung von Phasenmessungen einen Phasendetektor, der auf die Aufnahme eines modulierten Meßsignals und eines nichtmodulierten Bezugssignals gleicher Trägerfrequenz hin ein Ausgangssignal abgibt, dessen Amplitude proportional der jeweiligen Phasendifferenz zwischen dem Meßsignal und dem Bezugssignal ist, und ferner ist eine Umschaltanordnung vorgesehen, die dem Phasendetektor das Bezugssignal abwechselnd aufeinanderfolgend mit zueinander entgegengesetzten Phasenlagen zuführt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil eines relativ geringen schaltungstechnischen Aufwands für die Erzeugung der beiden zueinander gegenphasigen Anzeigesignale bei der Durchführung von Phasenmessungen.

Von Vorteil bei der zuletzt betrachteten zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist es gemäß einer noch weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung, wenn die Meßeinrichtungen einen geeichten Phasenschieber enthalten, durch dessen Einstellung die Phasendifferenz zwischen entsprechenden ausgewählten Bereichen der gegenphasigen Anzeigesignale so weit herabsetzbar ist, daß die betreffenden Bereiche koinzidieren, wobei die Einstellung des geeichten Phasenschiebers die Phasenverschiebung der betreffenden Bereiche von ausgewählten Bezugsbereichen der beiden Anzeigesignale aus angibt. Hierdurch ergibt sich

ein besonders geringer schaltungstechnischer Aufwand für die Realisierung der Meßeinrichtungen.

Von Vorteil bei der gerade betrachteten zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist es gemäß einer noch weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung, wenn die Einstelleinrichtungen einen einstellbaren Phasenschieber enthalten, durch dessen bei in der Nullstellung befindlichem geeichten Phasenschieber erfolgender Einstellung die Phasendifferenz zwischen den Bezugsbereichen der beiden Anzeigesignale auf Null herabsetzbar ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß der geeichte Phasenschieber mit seiner jeweils vorzunehmenden Einstellung stets direkt die jeweilige Phasenanzeige liefert.

Gemäß einer noch weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist der Phasendetektor an einer Chrominanzsignale darstellende Farbfernsehprüfsigna-Ie abgebenden Signalquelle angeschlossen, und als Bezugssignal dient ein unmoduliertes Farbhilfsträgersignal. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß auf relativ einfache Weise bei Chrominanzsignalen vorhandene Phasenabweichungen von vorgegebenen Werten ermittelt werden können.

Gemäß einer noch weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung enthält die Steuerschaltung zur Durchführung von Spannungs- oder Strommessungen einen zwei Eingänge und zwei zueinander gegenphasige Ausgangssignale liefernde Ausgänge besitzenden Verstärker, dessen einer Eingang zur Aufnahme des jeweiligen Meßsignals dient, und ferner ist eine Umschaltanordnung vorgesehen, die abwechselnd die beiden Ausgänge des Verstärkers mit den Vertikal-Ablenkeinrichtungen der Anzeigeeinrichtung verbindet. Hierdurch ergibt sich ein besonders geringer schaltungstechnischer Aufwand für die Realisierung der Schaltungsanordnung zur Durchführung von Spannungs- oder Strommessungen.

Von Vorteil bei der gerade betrachteten zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist es gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung, wenn der zweite Eingang des durch einen Verstärker mit Phasenumkehrstufe gebildeten genannten Verstärkers an einer einstellbaren Gleichspannungsquelle angeschlossen ist. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine besondere einfache Möglichkeit für die Messung der Spannungs- oder Stromamplitude an beliebigen Stellen des jeweils auftretenden elektrischen Meßsignals.

Von Vorteil bei den zuletzt betrachteten beiden zweckmäßigen Ausgestaltungen der Erfindung ist es, wenn gemäß einer noch weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung die Meßeinrichtungen ein geeichtes Widerstandspotentiometer enthalten, welches an dem zweiten Eingang des genannten Verstärkers angeschlossen ist und welches an diesen zweiten Eingang des Verstärkers eine bestimmte Gleichspannung abgibt, und wenn ferner das genannte geeichte Potentiometer so eingestellt ist, daß jeweils ausgewählte Bereiche der Anzeigesignale koinzidieren, deren dabei vorhandener Spannungs- oder Stromwert auf der Skala des Potentiometers ablesbar ist. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise ein besonders geringer schaltungstechnischer Aufwand für die Messung der Spannungs- oder Stromamplitude an beliebigen Stellen eines wiederholt auftretenden elektrischen Meßsignals.

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einem Blockschaltbild eine Ausführungsform der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung zur Messung der Phasenlage eines elektrischen Meßsignals;

F i g. 2A, 2B und 2C veranschaulichen Oszilloskopbilder einer Kathodenstrahlröhre der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 während verschiedener Betriebsweisen dieser Schaltungsanordnung;

F i g. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer eine weitere Ausführungsform der Erfindung darstellenden elektrisehen Schaltungsanordnung zur Spannungs- oder Strommessung;

F i g. 4A, 4B und 4C veranschaulichen Oszillographenbilder der in der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 3 enthaltenden Kathodenstrahlröhre während verschiedener Betriebsweisen dieser Vorrichtung.

Die differentielle Phasenverzerrung, die in NTSC-Farbfernsehsystemen zufolge der nichtlinearen Mischung des 3,58-MHz-Farbhilfsträgersignals mit dem Leuchtdichtesignal bzw. Luminanzsignal auftritt, kann mit Hilfe der in Fig. 1 gezeigten Schaltungsanordnung gemessen werden. Diese Schaltungsanordnung enthält einen Phasendetektor IiO, dessen einer Eingang an den Ausgang eines Chrominanzsignal-Bandpaßfilters 12 angeschlossen ist, welchem ein Vorverstärker 14 vorgeschaltet ist, dessen Eingang mit einer Eingangsklemme 16 verbunden ist. Das der Eingangsklemme 16 zugeführte Video-Prüfsignal 18 kann ein 15 750-Hz-Treppen-Luminanzsignal sein, das zehn, den Bereich zwischen dem Schwarz- und dem Weiß-Luminanzpegel gleichmäßig unterteilende Treppen besitzt, denen ein unmoduliertes 3,58-MHz-Sinus-Farbhilfsträgersignal überlagert ist. Das Prüfsignal weist ferner zu Beginn einen negativen Horizontal-Synchronisierimpuls 19 auf. Das Filter 12 besitzt eine Frequenzbandbreite von etwa 3,08 bis 4,08 MHz; damit liegt die Mittenfrequenz bei 3,58 MHz. Damit überträgt dieses Filter lediglich das 3,58-MHz-Farbartsignal zu dem Phasendetektor hin. Dieses als Farbhilfsträgersignal bezeichnete Signal führt zu einer Phasenverzerrung zufolge der nichtlinearen Mischung mit dem Leuchtdichte- bzw. Luminanzsignal.

Diese Verzerrung ändert sich von Treppe zu Treppe.

Deshalb ist ein derartiges Farbartsignal in gewissem Ausmaß phasenmoduliert.

Ein in der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 1 vorgesehener Phasen-Bezugssignaloszillator 20 gibt ein 3,85-M Hz-Ausgangssignal ab, das eine konstante Phasenlage besitzt. Dieses Ausgangssignal wird als Bezugssignal benutzt, mit welchem das Farbhilfsträgersignal in dem Phasendetektor 10 verglichen wird. Der

so Phasen-Bezugsoszillator 20 wird mit Hilfe des 3,58-MHz-Modulationsbereiches des Prüfsignals 18 synchronisiert. Zu diesem Zweck ist der Ausgang des Vorverstärkers 14 mit dem Oszillator verbunden. Das von dem Oszillator 20 abgenommene Phasen-Bezugssignal wird über einen geeichten Phasenschieber 22 und einen nicht geeigneten Phasenschieber 24 dem Eingang eines Phasenschalters 26 zugeführt. Der Ausgang dieses Phasenschalters ist über eine Leitung 28 an den Phasendetektor 10 angeschlossen. Der Phasenschalter

Mi 26 ist schematisch als eine Einrichtung dargestellt, die einen Schalter 30 aufweist, bei dem es sich um eine elektronische Schaltanordnung handeln kann. Der Schalter 30 ist zwischen den beiden Außenklemmen der Sekundärwicklung eines Transformators 32 umschalt-

(,', bar. Zur Umschaltung des Schalters 30 dient das Ausgangssignal einer bistabilen Kippstufe 34. Die Primärwicklung des Transformators 32 ist an der Phasen-Bezugsoszillator angeschlossen. Die Sekundär-

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wicklung des Transformators 32 weist einen Mittelabgriff auf, der geerdet ist. Damit stehen zwei entsprechende, gegenphasige Bezugssignale an den Anschlußklemmen der Sekundärwicklung des Transformators zur Verfugung. Diese beiden Bezugssignale werden dem Phasendetektor 10 über den Schalter 30 abwechselnd zugeführt.

Mit Hilfe des nicht geeichten Phasenschiebers 24 kann die Phasenlage des Bezugssignals von Null bis 360° geändert werden. Der nicht geeichte Phasenschieber 24 wird so eingestellt, daß die beiden an den Ausgangsklemmen des Phasenschalters 26 abnehmbaren Bezugssignale mit den Phasenlagen 90° und 270° bezogen auf das Farbhilfsträgersignal auftreten, welches über das Hochpaßfilter 12 bei dem unmittelbar auf den Horizontal-Synchronisierimpuls folgenden »Schwarz«-Pegel 36 auf der Unterseite der ersten Treppenstufe des Prüfsignals entsprechenden Bezugsbereich übertragen wird. Da das Ausgangssignal des Phasendetektors proportional dem Kosinus des Winkels der Phasendifferenz zwischen dem Bezugssignal und dem Farbhilfsträgersignal ist, ist das Ausgangssignal des Phasendetektors Null, wenn die Phasenverschiebung zwischen dem Bezugssignal und dem Farbhilfsträgersignal 90° oder 270° beträgt. Dies trifft für den Bereich des Farbhilfsträgersignals zu, der dem Schwarzpegel entspricht. Tritt jedoch in dem Farbhilfsträgersignal eine Phasenverschiebung auf, so gibt der Phasendetektor 10 ein Ausgangs-Meßsignal ab, dessen Spannung proportional dem Kosinus der jeweiligen Phasenverzerrung ist. Dieses Meßsignal, dessen Verlauf in Fig.2A verdeutlicht ist, wird dann über einen Vertikal-Verstärker 38 den Vertikal-Ablenkplatten einer Kathodenstrahlröhre 40 oder einer anderen Anzeigeeinrichtung zugeführt. Gleichzeitig wird an die Horizontal-Ablenkplatten der Kathodenstrahlröhre von einem an diese Ablenkplatten über einen Horizontal-Verstärker 44 angeschlossenen Ablenkgenerator 42 her eine linear ansteigende Spannung bzw. eine Sägezahn-Ablenkspannung angelegt.

Es sei bemerkt, daß der Einfachheit wegen die jeweils eine Platte des jeweiligen Ablenk-Plattenpaars geerdet ist, daß aber auch Vertikal- und Horizontal-Verstärker angewendet werden können, die an jeweils beide Platten jedes Ablenkplattenpaares Gegentakt-Ablenksignale anlegen. Der Ablenk- oder Kippgenerator kann ein Triggergenerator 46 sein, dessen Eingang an dem Ausgang des Vorverstärkers 14 angeschlossen ist und der durch die Horizontal-Synchronisierimpulse 19 des Video-Prüf signals 18 getriggert wird. Der Triggergenerator 46 braucht selbstverständlich nicht vorgesehen zu werden, wenn das Video-Prüfsignal ein stabiles, mit einer Zeilenfrequenz von 15 750Hz periodisch auftretendes Signal ist, da in diesem Fall der Kippgenerator 42 als bei der Zeilenfrequenz frei laufender Generator ausgebildet sein kann.

Das der Kathodenstrahlröhre zuzuführende, von dem Kippgenerator 42 erzeugte Austastsignal kann der bistabilen Kippstufe 34 über einen Kondensator 48 zugeführt werden. Dadurch wird diese Kippstufe während des jeweiligen Rücklaufbereichs der Zeilenablenkung getriggert. Dadurch wird der Phasenschalter 26 mit einer Frequenz von 7875 Hz umgeschaltet, da nämlich die bistabile Kippstufe auf jedes zweite Kippsignal hin einen Ausgangsimpuls abgibt. Von aufeinanderfolgenden Kipp- bzw. Ablenksignalen bewirkt das eine ein Umschalten der bistabilen Kippstufe von ihrem einen Zustand in ihren anderen Zustand und das nächstfolgende Kipp- bzw. Ablenksignal wieder eine Umschaltung in die Ausgangsstellung.

Wie aus Fig.2A hervorgeht, werden auf dem Anzeigeschirm der Kathodenstrahlröhre 40 zwei Strahlspuren 50 und 52 sichtbar. Diese Strahlspuren entsprechen den beiden gegenphasigen Anzeigesignalen, die am Ausgang des Phasendetektors 10 auf ein abwechselndes Umschalten des Phasenschalters 26 hin auftreten. Die dem Meßsignal zugehörige obere Strahlspur 50 wird dann geschrieben, wenn der Schalter 30 in der gezeigten 90°-Stellung steht; die dem betreffenden Meßsigna! zugehörige untere Strahlspur 52 wird dann geschrieben, wenn der Schalter sich in der 270°-Stellung befindet Die Strahlspuren 50 und 52 werden somit zu unterschiedlichen Zeitpunkten geschrieben, erscheinen jedoch auf dem Anzeigeschirm der Kathodenstrahlröhre gleichzeitig. Der Grund hierfür liegt in der Nachleuchtdauer des in dem Anzeigeschirm enthaltenen Leuchtstoffes.

Wie aus Fig.2B hervorgeht, besteht der erste Meßschritt darin, den nicht geeichten Phasenschieber 24 in eine solche Stellung zu bringen, daß die Leuchtspuren 50 und 52 mit ihren dem Schwarzpegel 36 des Prüfsignals 18 entsprechenden Bezugsbereichen 54 auf der Kathodenstrahlröhre einander überlagern und koinzidieren. Der zweite Meßschritt besteht darin, den geeichten Phasenschieber 22 von seiner Ausgangs-Nullstellung aus in eine geeignete Stellung zwischen z. B. + 15 und —15° einzustellen. Dadurch werden die Leuchtspuren 50 und 52 derart verschoben, daß die zu messenden ausgewählten Bereiche 56 koinzidieren, wie dies Fig.2C veranschaulicht. Damit ist der dritte Treppen-Meßbereich 56 der Meßsignale 50 und 52 von dem Bezugsbereich 54 ausgehend in der Phase um einen Winkel verschoben, der proportional dem Wert X ist Der Wert X bezeichnet dabei in vertikaler Richtung die Strecke, um welche die Leuchtspuren durch den geeichten Phasenschieber verschoben worden sind, um jeweils zu messende Bereiche in Deckung zu bringen. Der dem Wert X zugehörige Phasenverzerrungswinkel kann direkt von der Skala des geeichten Phasenschiebers 22 abgelesen werden, da dieser Phasenschieber zu Beginn der Messungen, d.h. bei koinzidierenden Bezugsbereichen 54, in der Nullstellung war. Es sei bemerkt, daß bei kleinem Winkel von etwa 15° oder bei kleinereren Winkeln der Kosinus derartiger Winkel etwa linear proportional dem Wert des Winkels in Radianten ist

Ungenauigkeiten durch in den Meßsignalen und deren entsprechenden Strahlspuren 50 und 52 auftretende Störsignale sind vermieden, da die beiden Bezugsbereiche 54 und die beiden Meßbereiche 56 derartiger Stör-Strahlspuren ohne weiteres in Deckung gebracht werden können. Die Breiten derartiger sich deckender Strahlspurbereiche sind stets die gleichen. Mit einer Erhöhung der Verstärkung für Störsignale ist ferner eine Steigerung des Auflösungsvermögens verbunden, und zwar zufolge der Tatsache, daß der Abstand zwischen den Leuchtspuren 50 und 52 um einen Faktor steigt, der dem Zweifachen der Verstärkung entspricht, während die Breite der Störsignale bei derartigen Strahlspuren um einen dem Verstärkungsfaktor entsprechenden Faktor steigt.

Die Phasenschieber 22 und 24 können zwischen das Hochpaßfilter 12 und den Phasendetektor 10 geschalte) werden, um anstelle des Bezugssignals das Farbhilfsträgersignal zu verschieben. Es kommt nämlich lediglich auf die relative Phasenlage dieser beiden Signale an, die

zur Durchführung der Phasenverzerrungsmessung verschoben werden müssen. Anstelle der der Klarheit wegen vereinfacht dargestellten Phasenschieber können auch andere Phasenschieber verwendet werden.

Eine Schaltungsanordnung zur Spannungs- oder Strommessung ist in F i g. 3 gezeigt Diese Schaltungsanordnung entspricht in einigen Punkten der in F i g. 1 gezeigten Schaltungsanordnung, so daß lediglich die von der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 1 bei der Vorrichtung gemäß F i g. 3 abweichenden Einzelheiten beschrieben zu werden brauchen. Bei der in Fig.3 gezeigten Schaltungsanordnung ist ein Phasenteilerverstärker 58 vorgesehen, der, wie gezeigt, durch einen Verstärker mit Phasenumkehrstufe gebildet sein kann. Dieser Verstärker 58 ist mit seinem einen Eingang an den Ausgang eines Vorverstärkers 14 angeschlossen, der zur Aufnahme des jeweils zu messenden Eingangssignals dient Der betreffende Eingang des Verstärkers 58 ist ferner an den Abgriff eines Potentiometers 60 angeschlossen, dessen Enden an die positives und negatives Potential führenden Klemmen einer Gleichspannungsquelle angeschlossen sind. Mit Hilfe dieses Potentiometers wird der Gleichspannungspegel des jeweiligen Eingangssignals an dem an dem betrachteten Eingang des Verstärkers 58 aus nachstehend noch näher ersichtlich werdenden Gründen auf Erdpotential eingestellt Der andere Eingang des Verstärkers 58 ist an dem Abgriff eines zweiten Potentiometers 62 angeschlossen, das mit seinen Enden zwischen den positives Potential führenden Pol einer Gleichspannungsquelle und Erde geschaltet ist Dieses zweite Potentiometer ist derart geeicht daß der Spannungs- oder Stromwert des jeweils gemessenen Kennwertes direkt von der Skala des Potentiometers abgelesen werden kann.

Der Verstärker 58 besitzt zwei Ausgänge, an denen gegenphasige Ausgangssignale auftreten. Von diesen Ausgängen ist abwechselnd jeweils einer über eine Phasen-Umschaltanordnung 26' mit dem Eingang des Vertikal-Verstärkers 38 verbunden. Die durch einen mechanischen Umschalter 30' veranschaulichte elektronische Umschaltanordnung des Phasenschalters wird durch das Ausgangssignal der bistabilen Kippstufe 34 betätigt Diese Kippstufe kann von dem Ausgangssignal eines Zähl-Triggergenerators 64 getriggert werden, dessen Eingang an dem Kippgenerator 42 angeschlossen ist Der Zähl-Triggergenerator 64 gibt nach Auftreten einer bestimmten Anzahl von Kippsignalen ein Ausgangs-Triggersignal ab, das eine wesentlich niedrigere Frequenz besitzt als das gerade gemessene Eingangssignal.

Zufolge der V/irkung des Phasenschalters 26' werden abwechselnd die dem Eingangssignal entsprechenden beiden gegenphasigen Annzeigesignale gleichen Verlaufs an die Vertikal-Ablenkplatten der Kathodenstrahlröhre 40 angelegt Die Frequenz, mit der diese Signale an die erwähnten Ablenkplatten angelegt werden, hängt von der Frequenz ab, mit der die Kippstufe 34 umgeschaltet wird. Wie aus F i g. 4A hervorgeht, führen die beiden Anzeigesignale zu entsprechenden Leuchtspuren 66 und 68 auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre 40. Soll die maximale Spannungsamplitude des Eingangssignals gemessen werden, so werden die beiden Leuchtspuren 66 und 68 durch entsprechende Einstellung des Potentiometers 60 in vertikaler Richtung so verschoben, daß die Bezugsbereiche 70 der betreffenden Leuchtspuren koinzidieren, wie dies F i g. 4B verdeutlicht. Diese Bezugsbereiche können die Ruhe-Gleichspannungspegel der Signale darstellen,

ίο welche mit Hilfe des mit dem oberen Eingang des Verstärkers 58 verbundenen Potentiometers 60 auf Erdpotential eingestellt worden sind, da der untere Eingang des Verstärkers bei in seiner Ausgangsstellung befindlichem Potentiometer 62 ebenfalls auf Erdpoten tial liegt. Anschließend werden die ausgewählten Bereiche 72 der zu messenden Signalzüge 66 und 68 in vertikaler Richtung so eingestellt, daß die zu messenden Bereiche koinzidieren, wie dies Fig.4C verdeutlicht. Dies erfolgt durch entsprechende Einstellung des Abgriffs des Potentiometers 62 von der durch die gestrichelte Linie dargestellten Ausgangsstellung ausgehend in die durch die ausgezogene Linie verdeutlichte Stellung. Zufolge der anfänglichen Einstellung des Potentiometerabgriffs, derart, daß an diesem zunächst Erdpotential herrscht, zeigt die Skala des geeichten Potentiometers 62 nunmehr direkt den Wert der Signalamplitude X eines gemessenen Bereiches des Signalzuges 66 an, da die an dem Potentiometerabgriff dieses Potentiometers liegende Spannung X' in der Endeinstellung dieses Potentiometers proportional der betreffenden Signalamplitude ist.

Es sei bemerkt, daß auch in dem Fall, daß die Signalzüge 66 und 68 gemäß Fig.4A, 4B und 4C aufgrund von in dem zu messenden Eingangssignal auftretenden Störsignalen verwaschen sind, kein Einfluß auf die Genauigkeit der Messung bei Anwendung des erfindungsgemäßen Koinzidenz-Verfahrens auftritt. Bei diesem Koinzidenz-Verfahren werden zueinander phasenverschobene entsprechende Meßbereiche gleichen Verlaufs einander überlagert. Da beide Meßbereiche 72 dieselben Störkomponenten aufweisen, können sie ohne weiteres so überlagert werden, daß sie miteinander koinzidieren. Dieser Vorteil ist ebenfalls bei dem anhand von F i g. 1 und 2 erläuterten Phasenmeßverfahren vorhanden. Bei den bisher bekannten Schaltungsanordnungen sind im übrigen Abweichungen des Signals oder der horizontalen Bezugslinie, die als Bezugsmeßlinie dient, nicht ohne weiteres feststellbar. Derartige Signalabweichungen treten bei dem erfindungsgemäßen

Koinzidenzverfahren deutlich hervor, da die jeweils

gemessenen Signalbereiche sich auf eine derartige

Signalwanderung hin aus ihrer Deckung heraus

bewegen.

Aus vorstehendem dürfte klar geworden sein, daß

gemäß der Erfindung das jeweils zu messende Signal zu Null gemacht wird, und zwar durch ein gleiches, jedoch invertiertes Signal. Dieses Null-Ausgleichsverfahren läßt sich mit großer Genauigkeit durchführen, da eine Kathodenstrahlröhre als Nullindikator benutzt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Ermittelung der Phasenlage, der Spannungsamplitude oder der Stromamplitude an beliebigen Stellen wiederholt auftretender elektrischer Meßsignale in bezug auf ein vorgegebenes Vergleichssignal, mit einer Anzeigeeinrichtung, die durch eine Steuerschaltung gesteuert auf das jeweilige Meßsignal hin Anzeigesignale anzuzeigen gestattet, mit Einstelleinrichtungen, durch deren Einstellung die relative Lage der Anzeigesignaie zueinander veränderbar ist, und mit Meßeinrichtungen, die bei Erreichen einer bestimmten relativen Einstellung der Lage der Anzeigesignale zueinander die an der jeweils gewünschten Stelle des Meßsignals vorhandene Größe der Phasenlage, der Spannungsamplitude oder der Stromamplitude relativ zu dem Vergleichssignal anzuzeigen gestatten, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (14, 12, 20, 26, fO in Fig. 1; 14, 58, 26' in Fig.3) aus dem jeweiligen Meßsignal zwei zueinander gegenphasige Anzeigesignale bildet, deren jedes einen von der jeweiligen Größe der Phasenlage, der Spannungsamplitude oder der Stromamplitude des Meßsignals in bezug auf das Vergleichssignal abhängigen Amplitudenverlauf besitzt, daß die Einstelleinrichtungen (24; 60) durch ihre Einstellung entsprechende Stellen (54; 70) der beiden durch die Anzeigeeinrichtung (40) angezeigten gegenphasigen Anzeigesignale in eine gewünschte Ausgangslage zueinander zu bringen gestatten und daß die Meßeinrichtungen (22; 62) das zur Erreichung einer Deckung entsprechender Stellen (54; 70) der beiden gegenphasigen Anzeigesignale erforderliche Maß einer von der genannten Ausgangslage aus vorzunehmenden Verschiebung der beiden gegenphasigen Anzeigesignale als für die Phasenlage, die Spannungsamplitude oder die Stromamplitude an der jeweiligen Stelle des Meßsignals in bezug auf das Vergleichssignal charakteristische Größe angeben.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von der Steuerschaltung (14, 12,20,26,10 in F i g. 1; 14,58,26' in F i g. 3) eine die Anzeigeeinrichtung (40) bildende Kathodenstrahlröhre gesteuert ist, der Vertikal-Ablenkeinrichtungen (38), denen die beiden gegenphasigen Anzeigesignale zugeführt werden, und Horizontal-Ablenkeinrichtungen (44) zugehörig sind, denen synchron mit jedem Meßsignal ein Standard-Kippsignal zugeführt wird.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (14,12, 20, 26,10; 14, 58,26') eine Schaltanordnung (26; 26') enthält, die synchron mit einem Zeitablenksignal zwischen zwei Schaltstellungen umschaltbar und damit zwei gegenphasige Anzeigesignale abzugeben imstande ist.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (14,12,20,26,10) zur Durchführung von Phasenmessungen einen Phasendetektor (10) enthält, der auf die Aufnahme eines modulierten Meßsignals und eines nicht modulierten Bezugssignals gleicher Trägerfrequenz hin ein Ausgangssignal abgibt, dessen Amplitude proportional der jeweiligen Phasendifferenz zwischen dem Meßsignal und dem Bezugssignal ist, und daß eine Umschaltanordnung (26) vorgesehen ist, die dem Phasendetektor (10) das Bezugssignal abwechselnd aufeinanderfolgend mit zueinander entgegengesetzten Phasenlagen zuführt.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtungen (22) einen geeichten Phasenschieber enthalten, durch dessen Einstellung die Phasendifferenz zwischen

ίο entsprechenden ausgewählten Bereichen der gegenphasigen Anzeigesignale so weit herabsetzbar ist, daß die betreffenden Bereiche koinzidieren, wobei die Einstellung des geeichten Phasenschiebers die Phasenverschiebung der betreffenden Bereiche von ausgewählten Bezugsbereichen (54) der beiden Anzeigesignale (50,52) aus angibt.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtungen (24) einen einstellbaren Phasenschieber enthalten, durch dessen bei in der Nullstellung befindlichem geeichten Phasenschieber (22) erfolgender Einstellung die Phasendifferenz zwischen den Bezugsbereichen (54) der beiden Anzeigesignale (50, 52) auf Null herabseizbar ist.

7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasendetektor (10) an einer Chrominanzsignale darstellende Farbfernsehprüfsignale abgebenden Signalquelle angeschlossen ist und daß als Bezugssignal ein unmoduliertes Farbhilfsträgersignal dient.

8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (14, 58, 26') zur Durchführung von Spannungs- oder Strommessungen einen zwei Eingänge und zwei zueinander gegenphasige Ausgangssignale liefernde Ausgänge besitzenden Verstärker (58) enthält, dessen einer Eingang zur Aufnahme des jeweiligen Meßsignals dient, und daß eine Umschaltanordnung (26') vorgesehen ist, die abwechselnd die beiden Ausgänge des Verstärkers (58) mit den Vertikal-Ablenkeinrichtungen (38) der Anzeigeeinrichtung (40) verbindet.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Eingang des durch einen Verstärker mit Phasenumkehrstufe gebildeten genannten Verstärkers (58) an einer einstellbaren Gleichspannungsquelle (62, + V) angeschlossen ist.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtungen

(62) ein geeichtes Widerstandspotentiometer enthalten, welches an dem zweiten Eingang des genannten Verstärkers (58) angeschlossen ist und welches an diesen zweiten Eingang des Verstärkers (58) eine bestimmte Gleichspannung abgibt, und daß das genannte geeichte Potentiometer so eingestellt ist, daß jeweils ausgewählte Bereiche der Anzeigesignale koinzidieren, deren dabei vorhandener Spannungs- oder Stromwert auf der Skala des Potentiometers ablesbar ist.