DE1812503C3 - Verfahren zum Prüfen der Antwort eines Systems auf ein Eingangssignal und Gerät zum Durchführen des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Prüfen der Antwort eines Systems auf ein Eingangssignal und Gerät zum Durchführen des Verfahrens

Info

Publication number
DE1812503C3
DE1812503C3 DE1812503A DE1812503A DE1812503C3 DE 1812503 C3 DE1812503 C3 DE 1812503C3 DE 1812503 A DE1812503 A DE 1812503A DE 1812503 A DE1812503 A DE 1812503A DE 1812503 C3 DE1812503 C3 DE 1812503C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
signal
frequency
generator
output
signals
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE1812503A
Other languages
English (en)
Other versions
DE1812503B2 (de
DE1812503A1 (de
Inventor
Anthony John Farnborough Hampshire Ley (Ver. Koenigreich)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gemalto Terminals Ltd
Original Assignee
Solartron Electronic Group Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Solartron Electronic Group Ltd filed Critical Solartron Electronic Group Ltd
Publication of DE1812503A1 publication Critical patent/DE1812503A1/de
Publication of DE1812503B2 publication Critical patent/DE1812503B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE1812503C3 publication Critical patent/DE1812503C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06GANALOGUE COMPUTERS
    • G06G7/00Devices in which the computing operation is performed by varying electric or magnetic quantities
    • G06G7/12Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers
    • G06G7/19Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers for forming integrals of products, e.g. Fourier integrals, Laplace integrals, correlation integrals; for analysis or synthesis of functions using orthogonal functions
    • G06G7/1921Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers for forming integrals of products, e.g. Fourier integrals, Laplace integrals, correlation integrals; for analysis or synthesis of functions using orthogonal functions for forming Fourier integrals, harmonic analysis and synthesis
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/28Measuring attenuation, gain, phase shift or derived characteristics of electric four pole networks, i.e. two-port networks; Measuring transient response

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Tests Of Electronic Circuits (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Description

Unter dem Ausdruck »System« kann irgendein Gerät, nc Vorrichtung, Einrichtung oder Anordnung von iifeinander einwirkenden Gebilden verstanden werden, ie aufgrund einer Anregung, d.h. eines Eingangssinals, eine Wirkung /eigen, d. h. ein Ausgangssignal efern. Unter dem Ausdruck »System« soll nicht nur ein infaches Servogerät verstanden werden, sondern auch L'ispielsweise ein elektrisches Element oder Übertragungsglied oder ein Herstellungi- oder Fertigungsprozeß. Bei dem System kann es sich auch um ein elektrisches Gerät oder eine elektromechanische oder hydraulische Servoeinrichtung handeln,
ί Beim Prüfen oder Messen des Zeitverhaltens oder Frequenzgangs eines derartigen Systems wird das dem System zugeführte Eingangssignal mit seinem Ausgangssignal verglichen. Ein derartiges Meß- oder Prüfverfahren ist als Übertragungsfunktionsanalyse in bekannt. Geräte, die Übertragungsfunktionsanalysen ausführen, sind bereits in den britischen Patentschriften 8 49 903,10 16 341 und 10 74 624 beschrieben.
Das Verfahren und die Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 7 beschriebenen Art sind prinzipiell aus einem Aufsatz in der Fachzeilschrift »Wireless World«, Oktober 1966, Seite 513-518, insbesondere F i g. 7 auf der Seite 517, bekannt. Dort ist ein Übertragungsfunktionsanalysator beschrieben, der in der Lage ist in einem Frequenzbereich von 2n 0,00001 Hz bis 1500Hz zu arbeiten. Es besteht ein Bedürfnis nach einem Analysator, ,J-;;n man bis hinauf zu sehr hohen Frequenzen, in der Größenordnung von einem Megahertz, benutzen kann. Die Grenzen der bekannten Analysatoren sind in erster Linie auf die Schwierigkeit zurückzuführen, eine genau arbeitende Multipliziereinrichtung zu konstruieren, die in der Lage ist, zwei Signale miteinander zu multiplizieren, die beide verhältnismäßig hohe Frequenzen haben. Ohne eine solche Multipliziereinrichtung ist der Korrelator auf den ίο Betrieb mit Frequenzen unterhalb von einigen 1000 Hz begrenzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Multipliziereinrichtung zu vermeiden.
Ausgehend von einem Verfahren bzw. einer Vorrichji lung nach dem Oberbegriff des Anspruchs I bzw. 7 wird diese Aufgabe durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1 bzw. 7 gelöst.
Die Ableitung des dritten Signais aus den ersten Signalen und dem zweiten Signal in der beanspruchten 4(i Weise führt zu dem besonderen Vorteil, daß eine äußerst stabile Betriebsweise sichergestellt ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 und 8 bis 15 beschrieben.
Ausführungsbcispiele der Erfindung werden an Hand ^-) von Figuren beschrieben.
F i g. I zeigt das Blockschaltbild eines bekannten Übertragungsfunktionsanalysators;
F i g. 2 zeigt das Blockschaltbild eines Gerätes nach der Erfindung;
VP Fig.3 zeigt das Blockschaltbild eines nach der Erfindung aufgebauten Gerätes mit einem bekannten Generator (G B-PS IO 74 624);
Fig.4 zeigt das Blockschaltbild einer anderen Aii'fiUming.sfcirrn des in F i g. J gezeigten Gerätes;
-,-, F i g. 5 zeigt ein Gerät, das zwischen dem Ausgangssignal eines Hnchfrcquenzoszillators und dem Ausgangssignal eines Nicdcrfrcqucn/oszillators eine starre Phasenbeziehiing aufrechterhält und das in Verbindung mit den in den Fi g. 3 und 4 gezeigten Geräten benutzt hii wird;
Fig. 6 zeigt ein Schaltbild der Glieder Jl, 12 und Jl ilcs in F i g. 4 dargestellten Blockschaltbilds;
Fig. 7 ist ein Schaltbild des in Fig. 4 dargestellten Multiplizicrglicds 54.
ι,-. Her in Fig. 1 gezeigte bekannte Übertragungsfunk· tionsanalysator hai einen Korrelator oder Vergleichet' IO und einen Oszillator 11 veränderbarer Frequenz. Die Signale sin nt und cos nt lies Oszillators 11 sind in der
Amplitude und Frequenz veränderbar. Der Korrelator IO weist zwei Signalpfade mit Miillipliziergliedcrn 13 bzw. 16, Integriergliedern 14 bzw. 17 und Sicht- oder Anzeigcgliedern 15 bzw. 18 auf, die jeweils in Reihe geschallet sind. Die Anzeigeglieder 15 und 18 liefern ein i Bild mit kartesischen Koordinaten (a. b). Es kann noch ein Koordinatenumsetzer 19 vorhanden sein, der die kartesischen Koordinaten in Polarkoordinaten umsetzt, um die Anzeige zusätzlich oder ausschließlich in Polarkoordinaten (R, Θ) zu liefern. i<>
F.in zu prüfendes oder aiiszumessendes System 12 ist mit dem Ausgang des Oszillators 11 und dem Eingang des Korrelators 10 verbunden. Das System 12 erhält ein Eingangssignal A sinn/ vom Oszillator 11. Das Ausgangssignal des Systems 12 hat eine komplizierte η Wellenform und enthält das MeB- oder Prüfsignal zusammen mit Harmonischen, die durch Nichtlinearitätcn verursacht werden, und mit im System erzeugten
Dnnr/ittrinnil/in On'tm FV if ι »l-t |·ι t ιΓ>ι>-> ,|n, rj(ir) r»tr*c lliOPrliin
im allgemeinen sowohl die Amplitude als auch die Phase _>n des Prüf- oder Eingangssignals verändert. Der Grad der Veränderung wird durch die Übertragungsfunktion des Systems oder durch den Frequenzgang wiedergegeben. Die Grundschwingung des Ausgangssignals kann man in der Form R sin(ii/ + B) schreiben, wobei (-) die r. Phasendifferenz zwischen dem F.ingangssignal und Ausgangssignal ist.
Der bezüglich des Eingangssignals gleichphasige Anteil a und der um 90° pliasenvcrschobcnc Anteil ödes Ausgangssignals werden im Korrelator 10 bestimmt, m Das Ausgangssignal des Systems 12 kann man wie folgt schreiben:
R sin (ivf t H)
I".
= R sin iv/ ■ cos H > R cos ic/ · sin H
= α sin iv/ -f h cos ic/ .
Das Aiisgangssignal kann man also als Summe des 4n phasenglcichcn Anteils und des um 90 phasenverschobenen Anteils darstellen. Dabei ist ;i=/fcosB und h=R sin H.
Im Mullipli/ierglicd 13 wird das Aiisgangssignal R sin (κ / λ H) mit dem vom ()s/ilUitor gelieferten Signal ι -, sin ii/ multipliziert. Das Aiisgangssignal des Multiplizicrglicds 13 ist daher durch den folgenden Ausdruck gegeben:
sin iv/ ((J sin u f f h cos iv/| v>
- (/ siir iv/ -t- /' cos iv/ · sin iv/ .
Dieses Signal wird dem Integrierglied 14 zugeführt, das es über eine endliche Anzahl von Perioden integriert y, oder mittel!. Der Mittelwert von cos η/sin wt über eine einzige Periode gemitteil ist gleich Null. Das Ausgangssignal des Integriergliedes 14 ist daher:
ι 2?"
Λ „ \ " si
2-τ Λ' J
sin2 «τ d(ic/l
[m/ — sin μ·/ · cosivilr'
-τ Λ
Das tntcgrierglied 14 oder das Anzeigeglied 15 kann man bezüglich des Maßstabs derart einstellen, daß der Wert a vom Anzeigegerät 15 direkt angezeigt wird.
Im Mulliplizierglicd 16 wird das Ausgangssignal R sin (»7 + β) mit cos wt multipliziert. In einer der oben beschriebenen ähnlichen Weise kann man zeigen, daß das Ausgangssignal des Integricrglicds 17 gleich b/2 ist. Die um 90° phasenverschobene Komponente b des Ausgangssignals wird vom Anzeigeglied 18 dargestellt.
Der Mittelwert der Harmonischen der Bezugsfrequenz w ist Null, wenn man über eine vollständige Periode integriert. Die Harmonischen kann man daher bei den obigen Berechnungen weglassen.
Eine genaue Beschreibung der Schaltungen, die in dem in I" ig. I gezeigten Übcrtragungsfunkiionsanalysalor benutzt werden, sind in den genannten Patentschriften enthalten.
Das in P"ig. 2 gezeigte Gerät nach der Erfindung cnihä!1. einen Generator oder Os/.iüs'.or 20 mit einer veränderbaren hohen l'rcqucnz. Der Generator 20 hai zwei Ausgänge, die Signale sin m„/ und cos iv,,/ liefern. Ein weiterer Generator (nicht gezeigt), der dem in P'ig. I dargestellten Oszillator 11 entspricht, liefert Signale sin wi.t und cos h, /. Die P'rcqucii/ wi ist dabei beträchtlich niedriger als die Frequenz w„. Ein Multiplizicrglied 21 multipliziert sin wul mit sin wi /, und ein Multiplizierglied 22 multipliziert cos wnl mit cos WiI- Oic beiden durch Multiplikation entstandenen Signale werden einem Addierglied 23 zugeführt, das das eine dieser beiden Signale von dem anderen subtrahiert. Beim Betrieb des Geräts ist das z.'i messende System 12 mit seinem Hingang an den Ausgang des Addierglicds 23 angeschlossen, und der Ausgang dos Systems ist mit einem weiteren, also einem dritten Multiplizicrglied 24 verbunden, das das Ausgangssignal des Systems 12 mit dem vom Oszillator 20 gelieferten Signal cos v»/,/ multipliziert. Das Ausgangssignal des Muliiplizierglieds 24 wird einem Korrelator zugeführt, beispielsweise dem in Fig. 1 gezeigten Korrelator 10. Die Ausgangssignalc der Multipliziergliedcr 21 und 22 sind sin n„/-sin n, / und cos H'/yZ-cos w,/. Diese beiden Signale werden im Addierglied 23 subtrahiert. Dabei ergibt sich folgendes:
cosic,,/ · cos iv,/ - sin iv„/■ sin iv, / = cos(iv„ I W1)I.
Dieses Signal wird dem System 12 als [jngangssignal zugeführt und vom System modifiziert. Das dabei vom System gelieferte Ausgangssignal hat einen Grundanteil von der Form /?cos(«„-l \κ:)ι+Φ. Dieses Signal wird mit cos Wut multipliziert, so daß sich folgendes ergibt:
R cos(u„ -I iv,)/ t '/'cosiv,,!
= - !cos[(2m'„ + iv,)/ + </>] + cosfiv,/ -t· '/·)! .
Dieses Signal wird dem Korrelator 10 zugeführt. Der Korrelator spricht jedoch nicht auf das Signal mit der hohen Frequenz (2h,/+ h·,) an. sondern verarbeitet lediglich das Signal R/2 cos (wiJ+Φ). das die niedrigere Frequenz h-, hat. Der Korrelator 10 liefert daher eine Anzeige von R/2 und Φ. wenn der Umsetzer 19 benutzt wird, der die kariesischen Koordinaten in Polarkoordinaten umsetzt. Andernfalls werden die kartesischen Koordinaten des niederfrequenten Signals angezeigt, nämlich R/2 cos Φ und R/2 sin Φ. Die Anzeige kann man maßstäblich um einen Faktor 2 verändern, so daß man
eine direkte Anzeige von R oder von R can Φ und Λ sin Verhält.
Die Multiplizierglieder 21, 22 und 24 können nichtlineare Glieder sein, da die von den Multipliziergliedern erzeugten Harmonischen vom Korrelator nicht berücksichtigt werden. Der Korrelator 10 spricht nämlich nur auf niedrige Frequenzen an, also auf den Te:1::! mit cos(w'/.f+$). Ein geeignetes Multiplizierglied ist in der britischen Patentschrift 11 29 521 beschrieben.
Im praktischen Fall weist das dem System 12 zugeführte Eingangssignal Harmonische der niederfrequenten Signale sin w,.f und cos wi.t auf. Das Ausgangssignal des Systems, einschließlich dieser Harmonischen und weiterer Harmonischer, die durch die Nichtlinearität des Systems 12 entstehen, werden mit cos iv/ff (und seinen Harmonischen) multipliziert. Bei dem resultierenden durch Multiplikation entstandenen Signal handelt es sich daher um ein zusammengesetztes Signal.
Der KuncldiOi iiiiiici'i jcdOCn SäiniliCiic !!ärinGniSCnc
aus. so daß lediglich das Signal R/2 cos (w/t + Φ) verarbeitet wird.
Da der Korrelator 10 die unerwünschten Harmonischen unterdrückt, ist es möglich, die Multiplizierglieder 21, 22 und 24 durch Schalter zu ersetzen, d.h. eine Multiplikation mit Rechteckwellen anstatt mit sinusförmigen Wellen vorzunehmen. Da die Betriebsfrequenz der Schalter 21 und 22 im allgemeinen in der Größenordnung von 10 Hz liegt, kann man Relais oder Transistoren als Schalter verwenden. Das Multiplizierglied 24, das bei einer höheren Frequenz arbeitet, kann ei.. Transistorschalter sein.
Bei dem Addierglied 23 kann es sich um einen als Summierverstärker geschalteten Operationsverstärker handeln. Um die richtige Polarität für das Signal sin Wut ■ sin w/.t herzustellen, kann das Addierglied 23 ein Invertierglied enthalten. Wenn man das Invertierglied wegläßt, liefert das Addierglied 23 das folgende Ausgangssignal:
sin »v„f · sin u-,t + cos w„f · cos w,t = cos(u„ — «·,)t.
Otjc Λ iicotjnncciitnal ApQ Qwctptnc 17 ict Mtjnn
- -c C---C- — j -— --· —
R cos(m„ - \v,)f 4- Φ
und das Eingangssignal des Korrelators beträgt
-— !cos[(2«tf - «■,.)( + 0] + cos(-.v,_( + 0)!
Das in Fig.3 gezeigte Gerät geht von dem in der britischen Patentschrift 10 74 624 beschriebenen Übertragungsfunktionsanalysator aus, der in F i g. 7 gezeigt ist. Der in F i g. 3 dargestellte Analysator ist grundsätz-) lieh dem in Fig. 2 gezeigten Analysator ähnlich. Die einander entsprechenden Ausgangssignale eines Hochfrequenzoszillators 20 und eines Niederfrequenzoszillators 30 werden in Multipliziergliedern 31 und 32 kombiniert und die durch Multiplikation entstandenen
in Signale einem Addierglied 33 zugeführt. Das Ausgangssignal des Addierglieds 33 wird über einen Verstärker oder eine Dämpfungsschaltung 35 dem zu prüfenden System 12 zugeführt. Das Ausgangssignal des Systems 12 wird in einem Multiplizierglied 34 mit einem vom
ι ι Oszillator 20 gelieferten hochfrequenten Signal multipliziert. Das Ausgangssignal des Multiplizierglieds 34 wird einem Korrelator 40 zugeführt, der dem in Fig. I gezeigten Korrelator 10 ähnlich sein kann.
L/ic iviümpiiZiCFgiiCuCf Ji, ja UHu ji 3!Hu ι ΓαΠ3ί5ιΟΓ-
schalter, unci der Niederfrequenzoszillator 30 erzeugt — zusätzlich zu den sinusförmigen Signalen, die dem Korrelator zugeführt werden — um 90° phasenverscho-
• bene Rechteckwellensignale, von denen das eine Sinus- und das andere Cosinuspolarität aufweist. Der Hochfre-
2". quenzoszillator 20 erzeugt Sinus- und Cosinusschwingungen. Eine nachgeschaltete Begrenzungsschaltung 36 liefert eine Rechteckschwingung zum Steuern des Schalters 34.
Die Frequenz des Hochfrequenzoszillators 20 wird
«ι automatisch beim Einstellen der Frequenz des Niederfrequenzoszillators 30 bestimmt. Wenn beispielsweise die Frequenz des Niederfrequenzoszillators 30 auf 15,99 Hz eingestellt ist, dann beträgt die Frequenz des Hochfrequenzoszillators 20 infolge der automatischen
η Einstellung über eine digitale Frequenzsteuerschaltung 159,9 kHz.
Die Betriebsweise dieses Analysators ist im übrigen dem in F i g. 2 beschriebenen Gerät ähnlich.
In Fig.4 ist eine andere Ausführungsform des in F i g. 3 gezeigten Geräts dargestellt. Dabei wird dem *u prüfenden System 12 das Signal sin Wut zugeführt. Das «ocrnal cnciu/M- u/At apianal iiher dip Resrenziinffsschaltung 36 zum Multiplizierglied 34. Das Ausgangssignal des zu prüfenden Systems ist gleich R sin (wnt+Φ).
Das Ausgangssignal des Multiplizierglieds 34 beträgt somit:
Vl
= -γ |cos[(2iv„ - w,)t + Φ~\ + cos(w,f - 0)1 .
R sin (u„f + 0) · cos (u„ - «L)f
= ^- ',sin (2w„ - uL)f + 0 + sin (uL + 0)) .
Dieses Signal kann vom Korrelator 10 verarbeitet werden.
Die Multiplizierglieder 21 und 22 sowie das Addierglied 23 kann man derart aufbauen, daß sie eines der beiden folgenden Signale an das System 12 liefern:
sin wHt ■ cos wLt ± cos wHt ■ sin wLt = sin (wH ± wL) t. ω
Das dem Multiplizierglied 24 zugeführte Multipliziersignal braucht nicht cos Wut zu sein, sondern kann auch sin WHt oder irgendein anderes Signal mit der Frequenz wu sein, also auch cos (Wut+θ). Da der Phasenwinkel θ bei der Anzeige als eine dem Winkel Φ hinzuaddierte Konstante erscheint, kann man dafür sehr einfach eine Korrektur vornehmen.
Der Korrelator 40 spricht lediglich auf den Term R ■ sin {^νι_ί+Φ)&η.
Die in F i g. 4 dargestellten Multiplizierglieder 31 und 32 können derart aufgebaut sein, wie es in Fig.6 angegeben ist Die Hochfrequenzsignale sin wHt und cos wHt werden direkt den Senkenanschlüssen von zwei Feldeffekttransistoren 61 und 62 und über Invertierglieder 63 und 64 den Senkenanschlüssen von zwei Feldeffekttransistoren 65 und 66 zugeführt. Die niederfrequenten Rechteckwellensignale sin wtt und cos wi_t werden direkt den Steuerelektroden der Transistoren 61 und 62 und über Invertierglieder 67 und 68 den Steuerelektroden der Transistoren 65 und 66 zugeführt Die Quellenanschlüsse der Transistoren 61 und 65 sind miteinander verbunden und an den Eingang
eines Summierverstärkers angeschlossen, der das Addierglied 33 bildet. Die Quellenanschlüsse der Transistoren 62 und 66 sind ebenfalls miteinander verbunden und an den anderen Eingang des Summierverstärkers angeschlossen. ■>
Das in Fig.4 gezeigte Multiplizierglied 34 kann als brückenartiger muitiplikativer Modulator von der in F i g. 7 gezeigten Art aufgebaut sein. Die Begrenzungsschaltung 36 kann in diesem Fall weggelassen werden. Der in Fig. 7 dargestellte multiplikative Modulator beruht auf dem in der britischen Patentschrift 11 29 521 beschriebenen multiplikativen Modulator, so daß der Schaltungsaufbau und die Betriebsweise nicht im einzelnen zu erläutert werden brauchen. Die Schaltung enthält prinzipiell vier Transistoren 71,72,73 und 74, die i> in Form von zwei Stromübernahmeschaltungen geschaltet sind. Der Kollektor des einen Transistors jeder Stromübernahmeschaltung ist an einen Operationsverstärker 75 und damit an den Korrelator 40 von Fig.4 angeschlossen. Das vom zu prüfenden System gelieferte .ίι Ausgangssignal wird den Basen der Transistoren 72 und 73 zugeführt. Die Basisanschlüsse der Transistoren 71 und 74 sind geerdet. Das Signal COs(W//+ wi)t von dem Addierglied 33 in Fig.6 wird direkt den Emitteranschlüssen der Transistoren 71 und 72 und über ein J> Invertierglied 76 den Emitteranschlüssen der Transistoren 73 und 74 zugeführt. Aus der angegebenen britischen Patentschrift Il 29 521 geht hervor, daß das Signal am Ausgang der gezeigten Schaltung direkt dem Produkt der beiden Signale am Eingang proportional ist, so die im vorliegenden Fall cos(iv//+ wi)t und das Ausgangssignal des zu prüfenden oder zu messenden Systems sind.
In der F i g. 5 is* ein Verfahren dargestellt, mit dessen Hilfe man die Frequenz des Ausgangssignals des Hochfrequenzoszillators 20 mit der Frequenz des Ausgangssignals des Niederfrequenzoszillators 30 in einer starren Phasenbeziehung halten kann. Die dargestellte Anordnung kann für die in den F i g. 3 oder 4 gezeigten Geräte verwendet werden. Der Hochfrequenzoszillator 20 wird mit einer Genauigkeit von 10% auf die gewünschte Frequenz abgestimmt, die im vorliegenden Fall das Tausendfache der Frequenz des Niedcrfrequenzoszillators 30 beträgt. Der Hochfrequenzoszillator kann beispielsweise spannungsgesteuert sein und die Vorabstimmung kann durch ein Ausgangssignal des Niederfrequenzoszillators durchgeführt werden.
Ein Ausgangssignal des Hochfrequenzoszillators wird einem Frequenzteiler 50 zugeführt, der die Frequenz durch den Faktor tausend teilt. Das Ausgangssignal von
lid ri'cqucnz. »v/. uca n^utnLiLi^u ~w «n« w,,«-··, Multiplizierglied 51 zusammen mit einem Signal von der Niederfrequenz w\. vom Ausgang des Niederfrequenzoszillators 30 zugeführt. Das Ausgangssignal des Multiplizierglieds 51 besteht aus einer Komponente mit einer Frequenz w/.+ w/.', die einer Komponente mit einer Frequenz von w/.— wi,' überlagert ist. Der Ausgang des Multiplizierglieds 51 ist an ein Tiefpaßfilter 52 angeschlossen, das lediglich den Anteil mil der Frequenz iv/.-w,.' durchläßt. Das Ausgangssignal des Filters 52 wird zur Frequenzkorrektur des Hochfrequenzoszillators 20 benutzt.
Hierzu 5 Hliilt Zcichiuiimcn

Claims (15)

  1. Patentansprüche:
    J, Verfahren zum Prüfen der Antwort eines Systems auf ein Eingangssignal, bei dem zwei gegeneinander phasenverschobene Signale vorbestimmter Frequenz wt erzeugt werden, ein daraus abgeleitetes Signal an das zu prüfende System gelegt wird und das Ausgangssignal des Systems in einem Korrelator mit den beiden ersten Signalen der Frequenz ω/, verglichen wird, dadurch gekennzeichnet,
    daß ein zweites Signal mit einer höheren Frequenz ω« erzeugt wird,
    daß aus den ersten Signalen und dem zweiten Signal ein drittes Signal erzeugt wird, dessen Frequenz gleich der Summe oder Differenz aus der hohen Frequenz tüWund der niedrigen Frequenz wt ist,
    daß das zweite Signal oder das dritte Signal an das zu prüfende System gelegt wird,
    daß das Ausgangssignal des Systems bei angelegtem zweiten Signal mit dem dritten Signal oder bei angelegtem dritten Signal mit dem zweiten Signal multipliziert wird und
    daß das durch Multiplikation entstandene Signal mit den beiden ersten Signalen der niedrigen Frequenz ojl verglichen wird, wobei der zum Betrieb mit der niedrigen Frequenz geeignete Korrelator resultierende Signale liefert, die die Antwort des Systems auf die hohe Frequenz darstellen.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d;-3 der Schritt zum Erzeugen des dritten Signals die folgenden Teilschritte enthält:
    Erzeugen eines weiteren Signals der hohen Frequenz O)Ii. das gegenüber dem zweiten Signal um 90° in der Phase verschoben ist.
    Multiplizieren jedes Signals der hohen Frequenz mit einem entsprechenden Signal der beiden ersten Signale der niedrigen Frequenz ω/, zum Gewinnen von zwei Multiplikationssignalen und Addieren oder Subtrahieren der Multiplikationssignale zum Gewinnen des dritten Signals.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden ersten Signale, die zur Multiplikation mit den Signalen der hohen Frequenz herangezogen werden, in der Form von Rechteckschwingungen vorliegen, die zum Durchführen der Multiplikation Schalter betätigen.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem zu prüfenden System das zweite Signal zugeführt wird und daß die resultierenden Signale des Vergleichsschrittcs in knriesischcri oder l'ohirkoorclinaten angezeigt werden.
  5. "). Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Signal dem zu prüfenden System zugeführt wird.
  6. f>. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis r>, (liidurch gekennzeichnet, daß die Frequenz mn des zweiten Signals mit der Frequenz o>i der ersten Signale verriegelt ist, um ein vorbeslimmies Frequenz verhältnis aufrechtzuerhalten.
  7. 7. Gerät /um Durchführen des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einem ersten Generator, der an zwei seiner Ausgänge zwei gegeneinander phasenvcrschobcnc Signale vorbeslimmtcr Frequenz (/>/ erzeugt. Mitteln zum Verbinden von einem der Ausgänge des cnicn Generators mit dem Eingang des zu prüfenden Systems und einem an den Ausgang des zu prüfenden Systems angeschlossenen Korrelator zum Vergleichen des Ausgangssignals des Systems mit den beiden ersten
    ϊ Signalen der Frequenz ω/., gekennzeichnet durch
    einen zweiten Generator (20), deY an seinem Ausgang ein zweites Signal mit einer höheren Frequenz ojf/erzeugt,
    einen an den ersten und an den zweiten Generator
    κι (30, 20) angeschlossenen dritten Generator (31, 32, 33), der an seinem Ausgang ein drittes Signal mit einer Frequenz erzeugt, die gleich der Summe oder Differenz der Frequenzen ojf/und ω/, ist.
    Mittel (12a, i2b) zum Verbinden von einem der
    ü beiden Ausgänge des zweiten und des dritten Generators mit dem Eingang des zu prüfenden Systems (12) und
    einen Multiplizierer (34), dessen erster Eingang mit dem anderen Ausgang von den beiden Ausgängen
    2i) des zweiten und des dritten Generators verbunden ist und dessen zweiter Eingang an den Ausgang des zu prüfenden Systems angeschlossen ist, und dadurch
    daß der Korrelator (40) zum Betrieb bei den niedrigen Frequenzen geeignet ist und zum Vergleichen des durch Multiplikation entstandenen Signals mit den beiden ersten Signalen der niedrigen Frequenz ιοί. an den Ausgang des Multiplizierers und an die Ausgänge des ersten Generators angeschlos-
    tn sen ist.
  8. 8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Generator (20) an einem zweiten Ausgang ein Signal der hohen Frequenz o)n liefert, das gegenüber dem ersten Signal an einem ersten
    fi Ausgang des zweiten Generators um 90° in der Phase verschoben ist, und daß der dritte Generator einen /weiten und einen dritten Multiplizierer (31, 32), von denen jeder mit seinen Eingängen an betreffende Ausgänge des ersten und des zweiten
    to Generators angeschlossen ist, und einen Addierer (33) aufweist, der an die Ausgänge des ersten und des zweiten Multiplizierers angeschlossen ist und an dessen Ausgang das dritte Signal iiuftritt.
  9. 9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich-Γι net. daß der zweite und der dritte Multiplizierer (31,
    32) Schalter darstellen, die von Kechteekschwingungen des ersten Generators betätigt werden (F i g. 6).
  10. 10. Gerät nach einem der Ansprüche 7 bis 9. dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Generator
    Ι» (20) mit dem ersten Generator (30) verriegelt ist. so daß das Frcqucn/vcrhältnis der hohen Frequenz zur niedrigen Frequenz einem vorbestimmten Faktor entspricht, der vorzugsweise in der Größenordnung von 1000 ist.
    ;■>
  11. 11. Gerät nach Anspruch 10, gekennzeichnet
    durch einen an den Ausgang des zweiten Generators (20) angeschlossenen Frequenzteiler (10), der derart ausgebildet ist, daß er eine Frequenzteilung mit dem vorbestimmten Faktor vernimmt, und durch einen
    mi mit seinen Eingängen an den Ausgang des Frequenzteilers und an den Ausgang des ersten Generators (JO) angeschlossenen Multiplizierens (51), dessen Ausgangssignal dem /weiten Generator /u dessen Frequenzsteuerung zugeführt wird (Fig.-)).
  12. 12. Gerät nach einem tier Ansprüche 7 bis II, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel ilen Ausgang des dritten Generators (Jl, 12,31) mit
    dem Eingang des zu prüfenden Systems verbinden (F ig. 3),
  13. 13. Gerät nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Multiplizierer (34) einen multiplikativen Modulator enthält (F ig-7).
  14. 14. Gerät zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche I bis 6, gekennzeichnet durch einen Generator (20) zum Erzeugen von zwei Ausgangisignalen hoher Frequenz ω«, die gegeneinander um 90° in der Phase verschoben sind, durch eine Eingangseinrichtung (30a, 30b) zum Empfang von zwei Signalen mit einer niedrigen Frequenz cu£, die in der Phase um 90° gegeneinander verschoben sind, durch zwei Multiplizierer (31, 32), von denen jeder an einen entsprechenden der beiden Ausgänge des Generators und an die fiingangseinrichtung zum Empfangen eines entsprechenden der Signale niedriger Frequenz angeschlossen ist, durch einen an die Ausgänge der Multiplizierer angeschlossenen Addierer (33), durch erste Verbindungsmittel (i2a) zum Verbinden des Ausgangs des Addierers mit dem Eingang des zu prüfenden Systems, durch einen weiteren Multiplizierer (34), dessen einer Eingang mit einem der Ausgänge des Generator- '"rbunden ist, durch zweite Verbindungsmittel (12b) zum Verbinden des Ausgangs dv . zu prüfenden Systems (12) mit dem anderen Eingang des weiteren Multiplizierers und durch dritte Verbindungsmittel (40a) zum Zuführen des Ausgangsiignals des weiteren Multiplizieren zu einem Korrelator (40).
  15. 15. Gerät zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche I bis 6, gekennzeichnet durch einen Generator (20) /um Erzeugen von zwei Signalen hoher Frequenz ω/ι, die gegeneinander um 90° phasenverschoben sind, durch eine Eingangseinrichtung (30;/ oder iOb) zum Empfangen von zwei Signalen mit einer niedrigen Frequenz ω/, die um 90" gegeneinander phasenverschoben siru', durch zwei Multiplizierer (31, 32), von denen jeder an einen entspicchenden der beiden Ausgänge des Generators und an die Eingangseinrichtung zum Empfangen eines entsprechenden der beiden Signale niedriger Frequenz angeschlossen ist, durch einen mit den Ausgängen des Mtiltiplizierers verbundenen Addierer (33), durch einen weiteren Multiplizierer (34), dessen einer Eingang an den Ausgang des Addierers angeschlossen ist, durch erste Verbindungsmittel (I2ij) zum Verbinden des einen der beiden Gcneratormisgänge mit dem Eingang des zu prüfenden Systems (12), durch zweite Verbindungsmittel {i2b) zum Verbinden des Ausgangs des zu prüfenden Systems mit dem anderen Eingang des weiteren Multiplizieren und durch dritte Verbindungsmittel (40;i) zum Zuführen des Ausgangssignals des weiteren Multiplizierer* zu einem Korrelator (40).
DE1812503A 1967-12-05 1968-12-04 Verfahren zum Prüfen der Antwort eines Systems auf ein Eingangssignal und Gerät zum Durchführen des Verfahrens Expired DE1812503C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB55184/67A GB1247343A (en) 1967-12-05 1967-12-05 Transfer function analysis

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1812503A1 DE1812503A1 (de) 1969-08-14
DE1812503B2 DE1812503B2 (de) 1980-02-28
DE1812503C3 true DE1812503C3 (de) 1980-10-16

Family

ID=10473206

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1812503A Expired DE1812503C3 (de) 1967-12-05 1968-12-04 Verfahren zum Prüfen der Antwort eines Systems auf ein Eingangssignal und Gerät zum Durchführen des Verfahrens

Country Status (4)

Country Link
US (1) US3586846A (de)
DE (1) DE1812503C3 (de)
FR (1) FR1602147A (de)
GB (1) GB1247343A (de)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4067060A (en) * 1976-07-06 1978-01-03 Canadian Patents And Development Limited Transfer function measurement
US4081858A (en) * 1976-08-19 1978-03-28 California Institute Of Technology System for computing wiener kernels
AU554337B2 (en) * 1981-03-11 1986-08-14 Metalogic Control Ltd. Adaptive control of a dynamic system
DE3330233A1 (de) * 1983-08-22 1985-03-21 Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt e.V., 5000 Köln Verfahren und vorrichtung zur einstellung des pid-verhaltens von reglerkompensationsnetzwerken, insbesondere bei hydropulsmaschinen
GB2145888B (en) * 1983-08-24 1986-06-18 Ferranti Plc Testing the transfer function linearity of analogue input circuits
US4658367A (en) * 1984-08-23 1987-04-14 Hewlett-Packard Company Noise corrected pole and zero analyzer
US4654809A (en) * 1984-08-23 1987-03-31 Hewlett-Packard Company Noise corrected pole and zero analyzer
US4713782A (en) * 1984-08-23 1987-12-15 Hewlett-Packard Company Method and apparatus for measuring a transfer function
US4654808A (en) * 1984-08-23 1987-03-31 Hewlett-Packard Company Noise corrected pole and zero analyzer
GB2306012B (en) * 1995-10-30 2000-03-22 British Broadcasting Corp Method and apparatus for determining the response of a system containing a finite impulse response circuit coupled with a feedback loop
GB0510385D0 (en) 2005-05-20 2005-06-29 British Broadcasting Corp Improvements relating to on-channel repeaters
FR3036806B1 (fr) * 2015-05-26 2017-06-16 Commissariat Energie Atomique Procede et dispositif analogique de mesure d’une phase d’un signal sinusoidal
FR3036807B1 (fr) * 2015-05-26 2018-11-09 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Dispositif et procede numerique de mesure d'une phase d'un signal sinusoidal

Also Published As

Publication number Publication date
GB1247343A (en) 1971-09-22
FR1602147A (de) 1970-10-12
US3586846A (en) 1971-06-22
DE1812503B2 (de) 1980-02-28
DE1812503A1 (de) 1969-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69817041T2 (de) Methode und Anordnung zur Überwachung und Kontrolle eines Oszillatrorsignals
DE1812503C3 (de) Verfahren zum Prüfen der Antwort eines Systems auf ein Eingangssignal und Gerät zum Durchführen des Verfahrens
DE2652361A1 (de) System zur bestimmung der schwingungscharakteristiken einer struktur
DE4328269A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Analyse von ILS-Signalen
CH615788A5 (de)
DE2704076C3 (de) Einrichtung zur Fehlerkorrektur an einer analogen Multiplikationseinrichtung
DE2404635A1 (de) Gepulstes wirbelstrom-pruefgeraet
DE2903688C3 (de) Kapazitätsdifferenz-Messer
DE19750349C2 (de) Netzwerk-Analysator
DE69009619T2 (de) Vorrichtung zur Messung vom Effektivwert eines Signales, insbesondere zur Messung des Stromes in einem statischen Auslöser.
DE2413761A1 (de) Kapazitiver druckwandler oder frequenzumsetzer
DE1952235C2 (de) Frequenzmesser zur Messung der Differenz zweier unbekannter Eingangsfrequenzen
DE2548964A1 (de) Geraet zur messung des klirrfaktors bei der fernsprechuebertragung
DE3779621T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur ueberwachung von kleinen pikverschiebungen in einem frequenzspektrum.
DE1955507A1 (de) Geraet zur Umwandlung von Frequenzen in Gleichspannungssignale
DE19949997B4 (de) Vorrichtung zur Bestimmung der Wirk-und/oder Blindleistung in einem einphasigen elektrischen Wechselspannungssystem und deren Anwendung
DE3223563A1 (de) Verfahren und anordnung zur charakterisierung eines systems durch spektralanalyse
DE1954136C3 (de) Schaltungsanordnung zur Überwachung einer periodischen elektrischen Meßspannung vorgegebener Frequenz
DE2045813C3 (de) Dielektrisches Meßgerät
DE2504614A1 (de) Frequenzmesseinrichtung
DE19654740C2 (de) Meßverfahren zur Vierpolanalyse mit hoher Bandbreite
DE2159059A1 (de) Verfahren und Schaltungsanordnung zum Empfang von Signaltönen
DE3143669A1 (de) Schaltung zum messen des effektivwertes einer wechselspannung
DE1230088C2 (de) Anordnung zum umsetzen einer messspannung zum ermitteln der frequenzabhaengigen daempfung von fernmeldeleitungen
DE2702011A1 (de) Erfassung des unsymmetriegrades von mehrphasensystemen

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee