DE953733C - Messeinrichtung fuer Kabel, insbesondere fuer konzentrische Kabel und aehnliche Reaktanznetzwerke - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zur Messung von Kabelkenngrößen, insbesondere zur Bestimmung des Scheinwiderstandes konzentrischer Kabel bei hohen Frequenzen.

Bei der Messung von Scheinwiderstand, Dämpfung und ähnlichen Kenngrößen von Reaktanznetzwerken, insbesondere von größeren Längen von konzentrischen Kabeln auf der Strecke, war es bisher erforderlich, Brückenmethoden anzuwenden. Wenn dabeiMessungen bei einer Reihe innerhalb eines Bereiches eng benachbarter Frequenzen gemacht werden müssen, so wird auf Grund des hierbei benötigten Arbeitsaufwandes die Messung zu einem langsamen und zeitraubenden Prozeß, da ja bei jedem einzelnen Meßpunkt für die Blind- wie für die Wirkkomponenten ein doppelter Abgleich in stufenweiser Näherung durchgeführt werden muß.

Es sind Meßeinrichtungen bekanntgeworden, die nach dem Resonanzverfahren bzw. nach der Methode der Differenzsubstitution arbeiten. Die Ausgangsspannung eines Hochfrequenzgenerators, die nicht selbst gemessen wird, wird beispielsweise über einen festen Widerstand an ein zu messendes Reaktanznetzwerk angelegt. Die hinter dem festen Widerstand

liegende Hochfrequenzspannung wird nach Betrag und Phase gemessen, und zwar erst ohne angeschaltetes Meßobjekt und dann mit angeschaltetem Meßobjekt Diese beiden Spannungsmeßwerte werden miteinander verglichen. Mit Hilfe von parallel zum Meßobjekt liegenden veränderbaren Reaktanzen kann dann der ursprüngliche Wert der Spannung (ohne Meßobjekt) wieder eingestellt werden. Aus der Differenz von Betrag und Phase an den veränderbaren Reaktanzen ίο läßt sich dann der Scheinwiderstand des Meßobjektes ermitteln.

Eine weitere bekanntgewordene Meßanordnung für Scheinwiderstände arbeitet nach dem Resonanzprinzip. Eine über den ganzen Frequenzbereich nahezu konstante Hochfrequenzausgangsspannung liegt über einen festen ohmschen Widerstand an einer Meßklemme. Die an einer Diode gleichgerichtete Resonanzspannung des Kreises läßt sich an einem Instrument ablesen und mit einem Potentiometer auf einen Eichwert einregulieren. Nach Anschalten des Meßobjektes ändern sich die Resonanzfrequenz und die Resonanzspannung. Durch Verändern der Generatorfrequenz werden die Resonanzbedingungen wiederhergestellt. Mit Hilfe des im Gleichspannungskreis liegenden Potentiometers wird nun wieder der Eichwert der Resonanzspannung eingestellt. Das Potentiometer kann für direkte Ablesung der Schein widerstandswerte geeicht werden.

In der heutigen Hochfrequenzmeßtechnik für konzentrische Kabel werden am häufigsten verwendet die HF-Brücke (beschrieben in einem Aufsatz »Impedance Bridges for use on Coaxial Cables, over the Frequency Range 60 kc/s to 40 Mc/s« von Bray und Taylor, Cable Test Report No. 1488, Part. 1, G.P.O.) und das Blindleitwertänderungsgerät von Hartshorn und Ward (beschrieben in einem Aufsatz .»Measurement of the Characteristics of Concentric Cable at Frequencies between 1 and 100 mc/s« von T. I. Jones, InI. Inst. Elec. Engs., Part III, No. 8, December 1942). Das letztgenannte Gerät stellt ein genaues Mittel zur Messung kurzer Kabel dar; wegen der großen Dämpfung, die es für den Resonanzkreis bedeutet, ist es aber nicht brauchbar für Kabellängen von mehr als ein paar Metern.

Um Kabel in großen Längen und insbesondere im Außendienst zu messen, sind bislang ausschließlich Brückenmethoden benutzt worden. HF-Brücken erfordern aber bei jeder Meßfrequenz einen sorgfältigen Abgleich, und sie benutzen ein Anzeigegerät, meist einen Röhrenempfänger, der eigens abgestimmt werden muß. Daher ist es sehr beschwerlich, die rein ohmschen Scheinwiderstandswerte Z₁ und Z₂ durch eine Reihe von Frequenzeinstellungen ausfindig zu machen. Es würde offensichtlich sehr vorteilhaft sein, wenn die Größe des Kabelscheinwiderstandes direkt angezeigt werden könnte, wenn insbesondere Frequenzänderungen nicht mehr als eine Änderung der Einstellung des Oszillators erfordern würden. Die Scheinwiderstandskurve in Funktion der Frequenz (Fig. 1) ließe sich dann so rasch wie nur gewünscht durch Drehen eines einzigen Knopfes bestreichen. Eine solche Methode wäre auch unschätzbar vorteilhaft bei der Prüfung abgeschlossener Kabellängen zwischen Verstärkern, wo die Scheinwiderstandskennlinie in Funktion der Frequenz wegen Unregelmäßigkeiten der Leitung oder Fehlanpassung an den Verbindungsstellen unregelmäßig verläuft. Betriebsmessungen bei solchen Leitungen erfordern buchstäblich Hunderte von Brückenmessungen, um sicher alle, auch scharf begrenzte Unregelmäßigkeiten aufzuspüren. Eine Berücksichtigung dieser Verhältnisse führte zu der Entwicklung eines auf der Grundschaltung Fig. 2 aufgebauten Versuchsgerätes.

Eine andere bekanntgewordene Anordnung arbeitet ebenfalls nach dem Substitutionsprinzip. Zur Messung eines Leitwertes wird eine Meßfrequenz an den Meßeingang eines Impedanzmeßgerätes gelegt. Ein im Gerät befindlicher Schwingungskreis wird dann für die Meßfrequenz auf Resonanz abgestimmt. Im Gerät sind weiterhin zwei Hochfrequenzgleichrichter vorgesehen, an denen die gleichgerichtete Meßfrequenzspannung einmal mit positiver Polarität und einmal mit negativer Polarität entnommen wird. Diese beiden Spannungen werden kombiniert und einem ebenfalls eingebauten Röhrenvoltmeter zugeführt. Das im Ausgangskreis dieses Röhrenvoltmeters liegende Meßinstrument wird dann mit Hilfe eines Potentiometers auf einen vorgegebenen Eichwert, z. B. Null, eingestellt. Dann wird das Meßobjekt an zwei parallel zum Schwingkreis liegende Klemmen angeschlossen. Damit ändert sich in jedem Fall die über dem Schwingkreis liegende Spannung. Durch Verändern des genannten Potentiometers, das in Scheinleitwerten geeicht sein kann, läßt sich das Meßinstrument wieder auf den Eichwert einstellen. Diese Veränderung der Potentiometereinstellung stellt dann ein Maß für den Scheinwiderstand des Meßobjektes dar.

Auch dieses bekannte, nach der Substitutionsmethode arbeitende Gerät erfordert für eine Messung mehrere Arbeitsgänge, ist also in semer Handhabung sehr umständlich.

Ein Hauptnachteil der bisher bekannten Anordnungen liegt darin, daß für einen Einzelmeßwert eine ganze Reihe von Einstellungen der Meßeinrichtung erforderlich ist. Dies ist nicht nur zeitraubend, sondern vergrößert auch die Ungenauigkeit der eigentlichen Messung, da mehrere mögliche Ablesefehler bei der Ermittlung eines Meßwertes in das Ergebnis eingehen können.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, den bei allen bisherigen Verfahren zur hochfrequenten Messung der Kenngrößen konzentrischer Kabel und ähnlicher Reaktanznetzwerke erforderlichen Arbeitsaufwand zu vermindern.

Diese Aufgabe wird bei der Erfindung mittels einer an sich bekannten direkt anzeigenden Meßeinrichtung gelöst, die in Form eines Scheinwiderstandsvergleichsgerätes mit hochfrequentem Wechselstrom arbeitet, der von einem abstimmbaren, in dem gewählten Frequenzbereich jedoch praktisch konstante Ausgangsleistung aufweisenden Generator geliefert wird. Die Generatorausgangsspannung wird dabei über einen bekannten ohmschen Normalwiderstand an die Eingangsklemmen des zu messenden Netzwerkes elegt.

Der Fortschritt, daß bei dieser Meßeinrichtung kein Abgleich mit stufenweiser Näherung wie bei den bekanntgewordenen Anordnungen mehr erforderlich ist, wird gemäß der Erfindung erreicht durch eine mit einem Nullinstrument verbundene Potentiometeranordnung zum Vergleich der ihr gleichgerichtet zugeführten Spannungen vor und hinter dem hohe Konstanz aufweisenden festen Widerstand, mit welchen Schaltmitteln die bei stetiger Änderung der

ίο Meßfrequenz auftretenden aufeinanderfolgenden Maximal- und/oder Minimalwerte des Scheinwiderstandes des Netzwerkes mit nur jeweils einer einzigen Einstellung der vorzugsweise gleich in Scheinwiderstandswerten geeichten Potentiometeranordnung in bezug auf den Festwiderstand bestimmt werden.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Abbildungen näher beschrieben, die eine besonders zweckmäßige Anwendungsform der Erfindung zeigen und zugleich zu ihrer näheren Erläuterung dienen.

Dieses Ausführungsbeispiel bezieht sich auf die Messung der üblichen Übertragungskenngrößen von konzentrischen Kabeln mittels einer Vergleichsmethode.

In den Zeichnungen stellt

Fig. ι den Verlauf des Scheinwiderstandes bei einem langen, konzentrischen Kabel in Funktion der Frequenz dar;

Fig. 2 ist ein Schaltbild, das das Wesentliche der benutzten Meßmethode erkennen läßt;

Fig. 3 ist ein Schaltbild, das die grundsätzliche Schaltung des bei der verwendeten Meßmethode benutzten Anzeigegerätes erkennen läßt;

Fig. 4 zeigt das Schaltbild des zusammengebauten Oszillators, Leistungsverstärkers und gegengekoppelten Verstärkers, während

Fig. 5 graphisch über alles gemessen die Steuerkennlinie des Gerätes gemäß Fig. 4 zeigt;

Fig. 6 zeigt das Vergleichsgerät selbst mit dem HF-Spannungsteiler, der in dem Meßkopf liegt, der an das zu prüfende Kabel angelegt wird (Teil Fig. 6 a), eine Gleichstrompotentiometerschaltung (Teil Fig. 6 b), die eine geeichte Bezugsspannung liefert, und einen Anzeigeteil mit Doppeldiode oder ein vergleichendes Röhrenvoltmeter (Fig. 6 c);

Fig. 7 zeigt der Vollständigkeit halber einen üblichen stabilisierten Netzteil, der sich zur Verwendung bei diesem Gerät eignet;

Fig. 8 zeigt eine Schar Leitwertskreisdiagramme für Kabel mit verschiedenen Dämpfungswerten;

Fig. 9 zeigt eine vereinfachte Ersatzschaltung zur Eichung des Prüfgerätes mit einer Methode, die einen Widerstand und einen Schwingkreis benutzt;

Fig. 10 zeigt eine unkorrigierte Eichkurve des Scheinwiderstandes in Funktion der Frequenz, und

Fig. 11 ist eine Tabelle zur Berechnung der üblichen Übertragungskenngrößen des Kabels auf Grund der Meßergebnisse.

Stellt man Fig. 7, 4 und 6 in der genannten Reihenfolge nebeneinander, so erhält man das vollständige Schaltbild des Scheinwiderstandsvergleichsgerätes.

Auf Grund elementarer Leitungstheorie läßt es sich zeigen, daß die allgemeine Gleichung für den Eingangsscheinwiderstand Z eines am anderen Ende mit einem ScheinwiderstandZt abgeschlossenen Kabels lautet:

(siehe z. B. »High Frequency Transmission Linesee von Wülis Jackson, Verlag Methuen).

In dieser Gleichung ist Z₀ der Wellenwiderstand des Kabels, β die Dämpfungskonstante, α die Phasenkonstante, I die geometrische Länge des Kabels, j der Vektoroperator ]/^ϊ.

Wenn man hinsichtlich Zt gewisse Annahmen macht, ergeben sich gewisse Vereinfachungen in Z, und es lassen sich gewisse Schlüsse ziehen. Zweckmäßigerweise lassen sich vier besondere Fälle unterscheiden, und zwar

a) Kabel am anderen Ende leerlaufend,
d. h. Zt = 00;

b) Kabel am anderen Ende kurzgeschlossen,
d. h. Z_T = 0;

c) und d) Kabel durch einen endlichen Scheinwiderstand abgeschlossen, dessen ohmsche Komponente R (Zt) entweder größer oder kleiner als Z₀ ist.

Durch Einsetzen dieser Werte für Z_T in die obengenannte allgemeine Gleichung (1) ist es möglich, Ausdrücke für vier der wichtigen Kenngrößen eines Kabels (oder einer ähnlichen Schaltung) abhängig von meßbaren Größen abzuleiten; derartige für die vier betrachteten Fälle abgeleitete Ausdrücke sind in Fig. 11 tabelliert, wo die vier Kenngrößen aufgeführt sind als Wellenwiderstand Z₀, Dämpfungskonstante ß, Phasenkonstante α und Fortpflanzungsgeschwindig-

keitsverhältnis —.
c

Die in dieser Tabelle neu eingeführten Symbole sind die folgenden: Z₁ und Z₂ die Minimal- und Maximalwerte des Betrages von Z, ν die Geschwindigkeit der elektromagnetischen Wellen im Kabel, c die Geschwindigkeit der elektromagnetischen Wellen im Vakuum, f die Frequenz der betrachteten elektromagnetischen Wellen, Af die Frequenzdifferenz zwischen zwei Scheinwiderstandsmaxima desselben Vorzeichens (hierauf wird unten zurückgekommen).

Es ist vielleicht wünschenswert, die Ableitung dieser Ausdrücke einigermaßen eingehend für einen bestimmten Wert von Zt zu zeigen, aber es ist nicht notwendig, für die anderen drei Fälle mehr zu tun, als die zugehörigen Schritte anzudeuten; ein passender Wert für Zt wäre der unter a) genannte, d. h. Zt = 00.

Wenn man in diesem Fall in Gleichung (1) diese Größe einsetzt, so folgt:

was ausgerechnet und auf Normalform gebracht lautet:

_ Z₀ ©in 2 β I + j fin 2 a I

2 2&0\2ßl — COf 2tt/ " ^W/

In dieser Gleichung ist die Dämpfungskonstante/? eine Funktion vor allem der geometrischen Form und des physikalischen Aufbaues des Kabels; wenn sie

2 77" "f

Die Phasenkonstante α = —r- = 2Ji —

sich auch mit A f ändert, so kann man ihr doch über kleine Frequenzänderungen weg einen festen Wert

beilegen.

ändert sich fast direkt mit der Frequenz; sie ist somit der für die Frequenzkurve des Kabelscheinwiderstandes maßgebende Ausdruck. Wenn dem β I feste Werte beigelegt werden und Z in der komplexen Ebene als Funktion von al aufgetragen wird, so erhält man ίο eine Kreisschar, die den geometrischen Ort des Scheinwiderstandes darstellen. Oder auch, wenn — in

Zl

Funktion von al aufgetragen wird, so stellt die erhaltene Kreisschar den geometrischen Ort des Scheinleitwertes dar.

Eine typische Kurvenschar ist in Fig. 8 gezeigt, wo man erkennt, daß ein Durchmesser jedes Kreises entlang der reellen Achse liegt. Bei einer Änderung der Frequenz läuft der Betrag des Scheinwiderstandes zwischen Extremwerten hin und her, die durch die Endpunkte des Durchmessers auf der reellen Achse dargestellt sind, und er beschreibt in Funktion der Frequenz die typische Scheinwiderstandskennlinie nach Fig. 1. Es ist wichtig, sich zu merken, daß Z₁ und Z₂ in Fig. 1 rein ohmschen Punkten der Kreisdiagramme entsprechen. Nun tritt das Minimum des Betrages des Scheinwiderstandes Z auf für

a I = (2 η -p· 1) —, wobei sich dann Gleichung (3) vereinfacht zu

Entsprechend wird Z zu einem Maximum für al = η ■ π, und es ist dann
35

ßl- (5)

Durch Multiplikation der Gleichungen (4) und (5) ergibt sich

σ γ <7%

^₁ ^₂ — ^o

oder

(6)

Aus Gleichung (4) folgt, daß

97, ο 7 _ ^zi _ 1 / ^Zi

oder

(7)

Daher lassen sich unter Benutzung der Gleichungen (6) und (7) die Größen Z₀ und β aus Messungen von Z₁ und Z₂ bestimmen.

Die Phasenkonstante α ist definiert als -^-, doch

nachdem λ = —, läßt sie sich zweckmäßiger ausdrucken als

α =

(8)

Nunmehr ist es nach Fig. 8 klar, daß für aufeinanderfolgende Maxima oder Minima von Z α I sich um π ändert. Demnach ist die Änderung in

al = ZTt-Af = π, (9)

und daraus folgt für die Fortpflanzungsgeschwindigkeit υ = 21 · Af. (10)

Setzt man diesen Wert von ν in Gleichung (8) ein, so erhält man

f a = π -V-· Af (ττ)

und aus Gleichung (10) auch

= 2-1

AL

(12)

Die Phasenkonstante und das Geschwindigkeitsverhältnis lassen sich somit durch Messung von Af und aus den bekannten Größen I und f bestimmen.

Alle gesuchten Kabelkenngrößen lassen sich daher durch Messungen an einem leer laufenden Kabel finden.

Ein analoger Rechnungsgang läßt sich für die Fälle b), c) und d) durchführen und führt zu den in Fig. 11 gezeigten Ergebnissen, aber für die Fälle c) und d) ist ein Wort der Erklärung erforderlich.

Es ist aus Fig. 8 ersichtlich, daß in dem Maße, wie a I kleiner wird, der Unterschied zwischen Z₁ und Z₂ zunimmt. Bei kurzen Kabelstücken können daher die Werte von Z₁ und Z₂ außerhalb der praktisch bewältigbaren Meßgrenzen fallen. In solchen Fällen lassen sie sich in angemessenen Grenzen halten, wenn man das Kabel mit einem Scheinwiderstand von bekannter Wirkkomponente abschließt. Dies wirkt so, als ob al größer wäre. Es sind zwei Fälle zu betrachten, je nachdem ob R (Zt) größer oder kleiner als Z₀ ist, aber beide führen wie im Falle von Kurzschluß und Leerlauf zu denselben Ergebnissen und ähnlichen Formehl.

Für Zt einzusetzende Werte, die die Bedingungen c) und d) befriedigen, sind folgende:

= Z₀- got R₁

(13)

Zt = Z₀-Z^R₁ (14)

Im vorstehenden sind die Scheinwiderstände in Ohm ausgedrückt, α in gengra ^ ^ jq-_ep_er p_ro Längeneinheit. Die Umwandlung von Neper in Dezibel geschieht nach der Bezeichnung

Dezibel = 8,686 · Neper.

Die vorstehende Analyse zeigt, daß bei Hochfrequenz die Kurve des Scheinwiderstandes eines langen konzentrischen Kabels (oder einer äquivalenten Schaltung) in Funktion der Frequenz die in Fig. 1 gezeigte Form aufweist, die die Scheinwiderstandskurven für die beiden besprochenen Grenzfälle, nämlich a) und b), zeigt.

Der auf der Ordinate abgetragene Scheinwiderstand ist normalerweise komplex, wird aber rein ohmisch

bei den Grenzwerten Z₁ und Z₂; wie bereits erwähnt, lassen sich nach Messung von Z₁, Z₂ und Af (dem Frequenzabstand zweier benachbarter Maxima auf derselben Kurve) und aus der Kenntnis der geometrischen Länge des Kabels Wellenwiderstand, Dämpfungskonstante, Phasenkonstante und Geschwindigkeitsverhältnis berechnen.

Hierläßt sich Z ausdrücken in dem Festwiderstand R

und dem Spannungsverhältnis -=-, wenn der Phasenwinkel bekannt ist. Dieses Verhältnis läßt sich zweckmäßigerweise mittels der Schaltung Fig. 3 bestimmen.

In Fig. 3 wird die bei R am Meßkreis liegende Generatorspannung E durch den Gleichrichter Wx gleichgerichtet und erzeugt einen Gleichspannungsabfall am Widerstand r/x, und die Kabelspannung e, die durch den Gleichrichter W 2 gleichgerichtet wird, erzeugt einen Gleichspannungsabfall an f2, der mit Hilfe des Anzeigegerätes D gegen den Spannungsabfall an rx mittels des Abgreifkontaktes an r 1 kompensiert wird, der den Spannungsanteil α abgreift. Im Abgleichfall ist -^-= — und r-, läßt sich für einen bestimmten E Y₁

Wert von R genau in Z eichen.

Wenn die HF-Spannungen E und e am Ausgangsort gleichgerichtet werden, so lassen sich Gleichstrom feststellende Geräte räumlich entfernt von diesen Punkten verwenden.

Die in dieser Schaltung durch Gleichrichtung der HF-Spannungen gewonnenen Werte entsprechen nicht für alle Werte von Z genau der Kennlinie Fig. 1, da e vom Phasenwinkel abhängt, aber bei den Grenzwerten von Z, d. h. Z₁ und Z₂, liegen sie richtig, denn an diesen Punkten ist der Phasenwinkel Null. Es läßt sich an Hand des Kreisdiagramms Fig. 8 zeigen, daß trotz der Einflüsse des Phasenwinkels die Minimal- und Maximalwerte dieses Verhältnisses -^-

immer Z₁ bzw. Z₂ entsprechen. Die Schaltung Fig. 3 ist so angeordnet, daß sie von Schwankungen der Eingangsspannung E unabhängig ist, so daß bei Frequenzänderungen diese Schwankungen nicht mit der Wirkung von Änderungen von Z verwechselt werden. Obgleich beide Gleichrichter auf denjenigen Teilen ihrer Kennlinien arbeiten, die normalerweise als gerade angesehen werden, so macht doch ihre wenn auch sehr kleine Nichtlinearität es erforderlich, daß E trotzdem innerhalb ziemlich enger Grenzen gehalten wird, wenn Präzisionsmessungen erforderlich sind.

In dem nunmehr zu beschreibenden Gerät wird

durch ein System mit einer verstärkten Rückkopplung eine hohe Konstanz der Ausgangsspannung erzielt.

Eine hohe Oszillatorspannung ist vorgesehen, um sicherzustellen, daß beide Gleichrichter auf einem annähernd linearen Teil ihrer Kennlinien auch bei den niedrigsten Werten von Z arbeiten. In den folgenden Abschnitten wird der Aufbau der Schaltung im einzelnen beschrieben.

Oszillator und Leistungsverstärker (Fig. 4)

Die Hauptanforderungen an die HF-Quelle sind vor allem Konstanz der Amplitude über einen großen Bereich und für alle möglichen Belastungsfälle, ferner gute Frequenzkonstanz über kurze Zeiträume. Die erste dieser Eigenschaften wurde erreicht durch rückgekoppelte Gleichstromverstärkung und die zweite durch sorgfältige Wahl der Einzelteile des Oszillators. Der Oszillator selbst besteht aus einem abgestimmten Pentodenverstärker F3 mit induktiver Rückkopplung [La-Rx-Cx), der als Hauptoszillator verwendet wird und über den Kopplungskondensator C 5 einen Leistungsverstärker V4 speist. Die Heizspannung wird den Röhren an den Punkten a-a zugeführt. Der Frequenzbereich (5 bis 30 MHz) wird in drei Bereichen durch Paare von Einsteckspulen Lx bis L 2 und £3 bestrichen, die durch gleichlaufende Kondensatoren C 2 (für Lx) und C3 (für £3) abgestimmt werden. C 4 gehört als Trimmer zu Lx. Die verstärkte Oszillatorausgangsspannung wird an L 3 abgenommen und über einen Kopplungskondensator C 6 auf das abgeschirmte Kabel O. L. gegeben, dessen Schirmung geerdet ist. . Die Regelung der Ausgangsamplitude erreicht man am bequemsten am Schirmgitter von Vs, indem man die Schinngitterspannung entsprechend der verstärkten Gleichstromrückkopplung vom Meßkreis her regelt. Zu diesem Zweck wird der Ausgang von V4 im Meßkreis Fig. 6 a (s. oben) durch einen Detektor parallel zum Eingang des noch zu beschreibenden HF-Spannungsteilers gleichgerichtet. Der Unterschied zwischen der so erhaltenen Gleichspannung und einer festen Bezugsspannung Eref (in Fig. 4 als Batterie eingezeichnet) wird über einen Gitterwiderstand R2 an das Gitter eines Pentodenverstärkers Vx gelegt, der direkt mit einem Kathodenverstärker V2 gekoppelt ist und zusammen mit ihm einen hochverstärkenden Gleichstromverstärker von kleinem Ausgangsscheinwiderstand bildet.

Die gesamte Spannungsverstärkung ist sehr hoch, und da das Gleichstromrückkopplungssystem nur die Differenz zwischen der gleichgerichteten HF-Spannung und dem Gleichstrombezugspotential benutzt, ist es klar, daß die Verstärkungskonstanz des Verstärkers nicht besonders wichtig ist. In Fig. 5 ist die HF-Ausgangsspannung in Funktion der an die Gleichstromrückkopplungsleitung angelegten Spannung gezeigt. Im Betrieb wird die Hochfrequenzspannung am Ausgang bei allen Frequenzen und Belastungen auf 11 Volt Spitze gehalten, wobei dann die erforderliche Empfindlichkeit erzielt wird.

Der Anzeigekreis

Die in den Fig. 6 a, 6 b und 6 c gezeigten Schaltungen sind auf der Grundschaltung Fig. 3 aufgebaut. Alle zu Fig. 6a gehörigen HF-Schaltelemente sind in einem Meßkopf vereinigt, der unmittelbar an das Kabel angeschlossen wird. Die Gleichrichterspannung wird hierauf auf die Gleichstrompotentiometerschaltung Fig. 6 b gegeben, die bequemerweise von dem Meßkopf räumlich entfernt sein kann. Ein Gleichstromverstärker und ein Meßinstrument, die in Fig. 6 c ganz rechts gezeigt sind, stellen das Anzeigegerät dar. Der Spannungsteiler r_x in Fig. 3 besteht somit aus den Widerständen Rs, R4 und 2?5 von Fig. 6a, die in dem mit der Schaltung Fig. 6b kombinierten Meßkopf untergebracht sind. Die einzelnen Schaltungs-

teile, aus denen sich Fig. 6 zusammensetzt, sollen nunmehr je im einzelnen betrachtet werden.

Der HF-Spannungsteiler (Fig. 6 a)

In dem Meßkopf teil (Fig. 6 a) wird die HF-Spannung (von Fig. 4) an den Widerstand 22 in Reihe mit dem zu prüfenden Kabel gelegt. Die Kondensatoren Cy und C 8 bilden zusammen mit den Widerständen 223, 226 und dem Detektor Wi eine Schaltung, die zwischen Klemme A und Erde eine dem Maximalwert von E₁ proportionale Gleichspannung erzeugt. Diese Spannung ist es, die in dem automatischen Amplitudenregelsystem benutzt wird, und da Cy so geschaltet werden kann, daß es E₀ an dem Punkt mißt, wo die Spannung an Widerstand 22 angelegt wird, so kann die Leitung 0. L. vom Oszillatorteil her beliebig lang gemacht werden, ohne daß Fehler entstehen. Eine identische, aus Cn, C12, 227, 22io und Wz bestehende Schaltung dient zur Messung der Spitzenspannung am Kabel in Volt. 2?4, Cg, R$, Cio und 228, C13, 229 und C14 bilden zweistufige HF-Filter und sind so gleichartig, wie es vom Gesichtspunkt der Empfindlichkeit aus nur sein kann. Die beiden Gleichrichterschaltungen sind daher so gut wie identisch, und etwaige Unterschiede in der Frequenzabhängigkeit ihrer Kennlinien werden zu einem Minimum. Eine zweckmäßige Eigenschaft ist der Umstand, daß die an den Klemmen A und B auftretenden Spannungen von den HF-Kreisen durch die Filter wirkungsvoll getrennt gehalten werden und daß sie nur Gleichstromkomponenten enthalten. Diese Gleichspannungen werden vom Meßkopf nach dem übrigen Gerät über ein biegsames Kabel geleitet, das das konzentrische Kabel 0. L. zur HF-Zuführung und zwei geschirmte Adern für die Gleichspannungen enthält.

Das Gleichspannungspotentiometer (Fig. 6 b)

Die am Punkte in Fig. 6a auftretende Gleichspannung wird nicht nur, wie bereits erläutert, zu automatischen Regelzwecken benutzt, sondern auch an den Gleichstromspannungsteiler Fig. 6 b angelegt. Diese Schaltung gestattet es, zusammen mit den Widerständen R3, R4 und 225 ^ν°η Fig· 6 a ein Spannungsverhältnis 1:8 vermittels zweier Skalen und eines Bereichsschalters stetig zu bestreichen (entsprechend Scheinwiderständen von 10 bis 500 Ohm). Die Feineinstellskala hat einen durchlaufenden Bereich von 0 bis 0,1, die Grobeinstellungsskala Si schaltet von ι bis 1,9 in Stufen von 0,1, und der Bereichschalter (S 2) teilt durch 1, 2 oder 4. Die Eichung der Feineinstellskala ist von der Einstellung der Grobeinstellskala unabhängig, und der Gesamtbereich 0,25 bis 2 läßt sich daher mit hoher Genauigkeit bestreichen. Die hier erwähnten Zahlen bedeuten lediglich Verhältniswerte der Spannungen, lassen sich aber auf Grund der Eichung direkt als Scheinwiderstände auslegen.

In Fig. 6 b ist der Gesamtwiderstand von Punkt G nach Erde über einen die Gleichstromquelle nicht enthaltenden Stromweg, d. h. nicht über P 2, für alle Stellungen des gekuppelten Schalters S₁ konstant. Es ist klar, daß die Spannung an Pi ein fester Teil der Gleichstromeingangsspannung ist. Für die in der Abbildung gezeigten Werte beträgt diese Spannung

Gleichstromeingangsspannung · 5000 100 000 + Widerstandswert von Potentiometer P 2 '

wenn S 2 in Stellung 1 ist. Praktisch wird das Potentiometer P 2 benutzt, um, wie nachfolgend beschrieben, den Nullpunkt des Instrumentes einzustellen. S 2 ist so bemessen, daß es den Bereich des Potentiometers ändert, ohne seinen Eingangswiderstand zu beeinflussen.

Der Abgleichanzeiger "

Um eine wirksame Filterung in einem weiten Bereich zu erleichtern, ist ein Anzeigegerät von hohem Eingangsscheinwiderstand wünschenswert, und eine Empfindlichkeit von einigen Hundert Mikroampere pro Volt würde ohne weiteres mit einem stabilen Drehspulinstrument einen Abgleich auf 0,1 °/₀ gestatten. Eine mit Röhren arbeitende Meßschaltung ist das logisch Gegebene. Die in Fig. 6 c gezeigte Abgleichschaltung benutzt eine Doppeltriode F 5 in einer Schaltung, die für diesen Zweck allgemein bekannt ist. Die Heizspannung für die Röhre F 5 wird wiederum bei den Punkten a-a zugeführt. Sie besitzt zwischen ihren Anoden ein Mikroamperemeter Mi mit Nullpunkt in der Mitte und 25 Mikroampere Endausschlag nach jeder Seite. Der Kathodenwiderstand 2211 ist beiden Röhren gemeinsam und hat einen gegenüber allen anderen Widerständen in der Schaltung hohen Ohmwert. Es ist klar, daß solche Änderungen, die beide Röhren zusammen betreffen, z. B. Anodenspannungsänderungen, Kathodenschwankungen usw., einer Gegenkopplung von fast 100 % begegnen, während auf das Gitter gegebene Spannungen wegen der Kathodenkopplung im Gegentakt verstärkt werden. Die erhaltene Empfindlichkeit ist 700 μΑ/V, und wenn die Schaltung erst ihre normale Betriebswärme erreicht hat, so hält sich der Abgleich beliebig lange. Um Schäden durch Überlastung zu verhindern, werden zwei vorgespannte Gleichrichter Wz und 1^4 parallel zu dem Instrument und einem in Reihe liegenden Widerstand 2212 geschaltet. So wird ein scharfer Abschneidepunkt gerade kurz vor Vollausschlag des Instrumentes erzielt, was das Instrument völlig vor Schaden schützt, ohne daß die Form der Skala verzerrt wird. Das Potentiometer P3 wird benutzt, um die Anzeigeschaltung abzugleichen, während Taste S3 gedrückt gehalten wird.

Netzteil

Fig. 7 zeigt eine Form eines stabilisierten Netzteiles für das Gerät; es ist lediglich der Vollständigkeit halber wiedergegeben, da es nur ein Beispiel für zahlreiche geeignete Anordnungen ist.

Gleichrichter F7 erzeugt eine positive beruhigte iao Spannung gegen Erde von etwa 330 V, und Gleichrichter F 6 unten erzeugt eine negative beruhigte Spannung von etwa 150 V. An letztere wird die Kathode der Anzeigeröhre F 5 (Fig. 6 c) gelegt, und an die erstere (330 V) wird der Gleichstromverstärker (Fig. 4) gelegt.

Röhre V8 dient zur Stabilisierung der Versorgung mit 330 V in Reihenschaltung, um stabilisierte 250 V für den Oszillator, Verstärker und die Anzeigestufe zu erzeugen, wobei die erforderliche Steuerung für die Röhre V8 durch die Steuerröhre Vg und die Glimm-(oder andere) Stabilisatoren iVi und Nz erzeugt wird. Die Gittersteuerung für die Röhre Vg wird durch die Potentiometerschaltung parallel zum 250-V-Ausgang erhalten.

Die je nach Erfordernis getrennte Heizspannungsversorgung wird von den verschiedenen 6,3-Volt-Sekundärwicklungen auf dem Netztransformator ACT erhalten. Dabei wird die Heizspannung für die Anordnungen nach Fig. 4 und 6 c einer Wicklung des Transformators entnommen, an der auch die Heizfäden der Röhren V 6 und Vy angeschlossen sind, während die Heizwicklungen b-b, c-c und d-d an die entsprechend bezeichneten Röhrenheizfäden der Anordnung geführt sind.

Die Wirkung der restlichen Scheinwiderstände in'dem

HF-Spannungsteiler

Unter dieser Bezeichnung werden solche Scheinwiderstände erfaßt, die sich aus den physikalischen Gegebenheiten des Aufbaues zwangläufig ergeben, und ebenso jene anderen, wie sie in unerwünschter, aber unvermeidlicher Weise durch die Meßanordnung hereinkommen. Eine Betrachtung von Fig. 6 a zeigt, daß die dem Eingangsende der Schaltung, d. h. dem dem Kabel abgekehrten Ende, parallel liegenden Scheinwiderstände parallel zum Oszillator zu liegen kommen und somit ohne Bedeutung sind. Der Reihenwiderstand R ist von der hochkonstanten Art in Röhrenform mit Graphitbelag und ist als Mittelleiter einer konzentrischen Leitung eingebaut. Die von ihm herrührende verteilte Induktivität und Kapazität verursacht einen Phasenwinkel, der zwar klein ist, aber doch eine merkliche Wirkung bei Präzisionsmessungen ausübt, wie man zeigen kann. Dann bleibt noch die Wirkung der dem Kabel parallel liegenden Gleichrichterschaltung; sie ist am leichtesten mittels einer graphischen Methode zu ermitteln. In Fig. 8 stellt jeder Kreis die Ortskurve eines Leitwertvektors um den Ursprung O für ein Kabel dar, das eine bestimmte Gesamtdämpfung, d. h. ein bestimmtes Produkt aus Dämpfungskonstante und Länge, besitzt. Wenn ein Blindleitwert parallel zum Kabel geschaltet wird, so läßt sich die neue Ortskurve durch Ursprungsverschiebung entlang der Ordinatenachse nach beispielsweise 0' (übertrieben dargestellt) erreichen. Die Gleichrichterschaltung gibt dann Minimum- und Maximumausgänge entsprechend O'T bzw. O'S, wenn wir die kleine Korrektion vernachlässigen, die wegen der Wirkung des Phasenwinkels auf die Spannungsaufteilung zwischen R und dem Kabel erforderlich ist. Eine Hinzufügung eines Wirkleitwertgliedes schiebt andererseits den Ursprung nach links.

Es ist klar, daß Ideine Blindleitwerte durch ein leichtes Nachstimmen genau aufgehoben werden können, daß aber andererseits Wirkleitwerte sich direkt addieren. Es besteht offensichtlich ein Unterschied in der an einem Kabel von gegebenem Wirkwiderstand erzielten Spannung und jener, die sich bei einem Widerstand gleicher Größe ergeben würde, da es im letzteren Fall kein Abstimmen der ungewollten Blindwiderstände gibt.

Scheinwiderstandeichung

Die erstmalige Eichung ist bedingt durch die zur Verfügung stehenden Apparate und die oben diskutierten Schwierigkeiten, die sich aus ungewollten Blindwiderständen ergeben. Das ideale Eichgerät wäre ein langes Stück gleichmäßigen Kabels mit genau bekannten Kenngrößen. Eine derartige Eichung würde sofort alle Fehler durch ungewollte Scheinwiderstände beseitigen, praktisch vorkommende Kabel sind aber nicht hinreichend gleichmäßig, um in einem Bereich von 10 bis 500 Ohm genaue Berechnungen zu gestatten. Statt dessen wird ein Verfahren benutzt, das an Stelle des Kabels die Verwendung eines abgestimmten Kreises und eines Widerstandes erlaubt. In Fig. 9 ist R wie vorher der in Reihe liegende Widerstand, und T₁, C₁ stellen den wirksamen Widerstand und die Kapazität der Gleichrichterschaltung dar; Rd stellt den dynamischen Scheinwiderstand eines aus L₂, C₂ und den ungewollten Komponenten zusammengesetzten Schwingkreises dar, r₂ ist ein für Hochfrequenz geeigneter Widerstand. Praktisch ist es nicht möglich, den abgestimmten Kreis zu Y₁ ohne eine Induktivität (dargestellt durch L₁) parallel zu legen, aber die Wirkung läßt sich durch die Verwendung einer sehr kurzen konzentrischen Leitung mit einem von Eins nicht sehr verschiedenen Durchmesserverhältnis auf ein Minimum bringen.

Die Oszillatorfrequenz wird auf 5 MHz eingestellt, und r₂ wird 500 Ohm groß gemacht. C₂ wird so eingestellt, daß sich an der Gleichrichterschaltung ein Maximum an Spannung ergibt. Es werden dann ohne Nachstellen von C₂ für r₂ verschiedene Werte eingesetzt, und es wird für jeden Wert von r₂ die Spannung gemessen; dann wird eine Eichkurve aufgetragen, die die Spannung zeigt, wie sie sich für einen effektiven Widerstand Re ergibt, wo Re der Widerstand von r₂ parallel zu Ro ist. Dies wird an verschiedenen Punkten über den Frequenzbereich weg wiederholt, so daß man eine Kurvenschar, wie in Fig. 10 gegeben, erhält. Das bei kleinen Widerständen bei den Kurven auftretende Auseinanderlaufen kommt von dem Vorhandensein einer kleinen Induktivität L₁, welche, wie betont werden soll, beim Messen von Kabeln kein Auseinanderlaufen verursacht. Die echten Eichkurven müssen daher in bezug auf. diese Induktivität korrigiert werden, und das Ergebnis ist eine frequenzunabhängige Eichung, die im wesentlichen mit der bei 5 MHz gemessenen zusammenfällt. Beim Fehlen jeglichen Frequenzeinflusses läßt sich die Form der Scheinwiderstandskennlinie in Funktion der Spannung leicht berechnen. Wenn eine kleine Änderung von r_x mit der Spannung berücksichtigt wird, so kann gezeigt werden, daß die berechneten Werte mit der Eichkurve genau übereinstimmen. Dies ist besonders nützlich als Prüfung der Eichung für kleine Scheinwiderstände.

Kabelscheinwiderstände nahe an 75 Ohm lassen sich mit vorhandenen Geräten genau messen. Es kann daher ein Vergleich unternommen werden mit

dem doppelten Zweck, einerseits die Eichung bei diesen Werten zu überprüfen und andererseits genaue Werte für den beim Aufbau benutzten Widerstand zu erhalten. Es hat sich eine Übereinstimmung auf 5 o,i°/₀ genau ergeben. Die Stabilität wird durch drei Faktoren beeinflußt:

1. Änderung der Oszillatoramplitude wegen einer Variation in der Batteriespannung, Röhrenaltern usw.;

2. Änderung des Stromes durch Gleichstrompotentiometer wegen Variationen im Gleichrichterwirkungsgrad;

3. Variationen des Wertes des in Reihe geschalteten Widerstandes R wegen Temperatur, Feuchtigkeit, Altern, mechanischer Erschütterung usw.

Die Punkte 1 und 2 multiplizieren im Endeffekt die Eichkurve mit einem konstanten Faktor, während Punkt 3 die Eichkurve sowohl multipliziert als auch ihr Aussehen verzerrt. Es ist klar, daß, wenn die Kurve so verschoben werden könnte, daß sie an einem bestimmten gewählten Punkt mit der ursprünglichen Eichung zusammenfällt, sich im allgemeinen ein kleinerer Fehler ergeben würde, der am Schnittpunkt selbst tatsächlich Null wäre. Nun werden in Geräten, die ausschließlich für Kabel mit einem Wellenwiderstand von z. B. 75 Ohm benutzt werden sollen, die Abweichungen des Scheinwiderstandes geometrisch um diesen Punkt zentriert. Die Wirkung der »Nulleinstellung« ist daher so eingerichtet, daß sie z. B. den 75-Ohm-Punkt in Übereinstimmung bringt, und daraus folgt, daß sich bei der Auswertung von Z₀ aus der Formel Z₀ = 1/Z₁Z₂ der Wellenwiderstand mit

hoher Genauigkeit ergibt, auch wenn bestimmte Punkte auf der Eichkurve sich erheblich ändern.

Bei der vorhergehenden Diskussion wurde lediglich auf die für die Prüfung benutzte Grundfrequenz Bezug genommen ohne Rücksicht auf die Oberschwingungen. Es läßt sich zeigen, daß Oberschwingungen in bestimmten Fällen die Ergebnisse wesentlich beeinflussen können und daß eine Eichung mit rein ohmschen Belastungen nur bei Scheinwiderständen gilt, die nahe am Wellenwiderstand des Kabels liegen. Für Präzisionsmessungen an Kabeln, deren Scheinwiderstand sich in weiteren Grenzen ändert, muß ein Vergleich mit einem Kabel von bekannten Eigenschaften gemacht werden. Dies ist nicht grundsätzlich von Nachteil, da es sich bei Messungen an kurzen Kabelstücken meist mehr um die Feststellung von Fabrikationsungleichmäßigkeiten handelt als um absolute Messungen von Kabeleigenschaften.

Frequenzeichung

Zu diesem Zweck kann der Meßkopf mittels einer einzigen Windung Kupferdraht mit einem Wellenmesser gekoppelt werden, und es wird in Abständen von 5 zu 5° auf der Frequenzskala die Frequenz mit einer Genauigkeit von etwa 0,1% gemessen.

Dies ist zureichend für die Hauptfrequenzeinstellung; bei der Bestimmung der Phasenkonstante ist es aber erforderlich, kleine Frequenzänderungen zu messen, die vernünftigerweise nicht der Haupteichkurve entnommen werden können. Daher sollte eine weitere Kurve für jeden der drei Frequenzbereiche aufgezeichnet werden, die die Neigung der Frequenzkurve in kH/Skalenteil bei jeder gewählten mittleren Frequenz zeigt.

Meßgenauigkeit

Eine vollständige Angabe der erzielten Genauigkeit ist praktisch nicht möglich, denn bis zu einem gewissen Grad hängt sie von Länge und Dämpfung des zu messenden Kabels ab; man kann aber sagen, daß der Wellenwiderstand eines Kabels sich auf ±0,1 °/₀ genau bestimmen läßt, während sich die Dämpfungskonstante im allgemeinen mit etwas geringerer Genauigkeit messen läßt. Die Messung von α ist so stark abhängig von der zu prüfenden Kabellänge, daß keine brauchbare Schätzung gegeben werden kann, aber als Richtlinie läßt sich auch hier sagen, daß je nach der Frequenz noch Frequenzzunahmen zwischen 1 und 17 kHz festgestellt werden können.

Die Meßgenauigkeit wird auch durch die Natur des verwendeten Kabelabschlusses beeinflußt, und es läßt sich an Hand einer Untersuchung der Wirkung von Oberschwingungen der HF-Quelle zeigen, daß die in der obigen Untersuchung betrachteten beiden Fälle a) und c) mit R (2τ) = oo und R (Zt) >Z_o in dieser Hinsicht ungünstig sind.

Im Fall a) kann beispielsweise Z₂ genau gemessen werden, aber bei Z₁ tritt unvermeidlicherweise ein erheblicher Fehler ein, und der Fall c) ist ähnlich, obwohl der Fehler bei Z_x wahrscheinlich weniger ernst ist.

Die bisher angestellte Untersuchung ist zugegebenermaßen unvollständig, da lediglich Grenzfälle quantitativ betrachtet wurden und kein Versuch gemacht wurde, zu zeigen, bei welchen Werten des tatsächlichen Kabelscheinwiderstandes die Fehler unter speziellen Verhältnissen im Kabel untragbar werden. Diese Methode läßt sich aber rechtfertigen, denn sie dient hinreichend dazu, die günstigsten Betriebsbedingungen aufzuweisen und zu zeigen, daß sich beim Messen mit weiten Scheinwiderstandsbereichen die Fehler innerhalb einer Grenze halten lassen, die von dem tatsächlichen prozentualen Klirrfaktor am Ausgang des Oszillators nur wenig abweicht. Von den speziellen untersuchten Fällen sind a) und c) besonders ungeeignet, wenn ein großer Bereich zu erwarten ist. Es wird daher empfohlen, Messungen normalerweise an Kabeln vorzunehmen, die entweder kurzgeschlossen oder mit einem Scheinwiderstand abgeschlossen sind, dessen Wirkkomponente kleiner als Z₀ ist.

"5 Meßvorgang

Um Z₁, Z₂ und Af zu finden, wird nachstehendes Meßverfahren benutzt:

1. Spulen werden entsprechend dem Frequenzbereich eingesteckt, in dem Messungen anzustellen sind.

2. Die Frequenzskala wird auf die erforderliche Frequenz eingestellt.

3. Die Amplitudenskalen werden auf den Meßwert eingestellt, der sich aus der Eichkurve bezüglich des 75-Ohm-Eichgerätes ergibt.

4· Das Eichgerät wird in den Meßkopf eingesteckt, und die Nullstellung wird bis zum Abgleich eingestellt. Dieser ergibt sich, wenn Drücken von S3 die Anzeige des Meßinstrumentes nicht ändert.
5. Das Kabel wird angeschlossen, und der Oszillator wird etwas nachgestimmt, um ein Maximum und Minimum zu erhalten, wobei die Werte von Z_x und Z₂ aufnotiert werden. Das Kabel muß einen Abschluß erhalten, wenn Z₁ oder Z₂ außerhalb des Arbeitsbereiches des Gerätes fallen (s. die obige Diskussion).

6. Die Frequenz wird nach beiden Seiten der

Haupteinstellung um kleine Änderungen verschoben, und es wird der Abstand zwischen einer passenden Anzahl von Scheinwiderstandsmaxima desselben Vorzeichens gemessen. So sei die gesamte Frequenzdifferenz, wie sie von der Kurve der Frequenzänderungen abgelesen wird, f für η Maxima, dann ist der Abstand zwischen zwei benachbarten Maxima im

Mittel gegeben durch f= — · cc, B oder —können ° ° η ' ' ^K c

dann durch Einsetzen in die entsprechenden Formeln von Fig. 11 bestimmt werden. Die Länge des Kabels ist hier in Kilometern ausgedrückt, und es ist c = 300 000 km/sec.

Wenn auch die Grundlage der Erfindung im vorstehenden im Zusammenhang mit bestimmten Anwendungsbeispielen und besonderen Abarten davon beschrieben worden sind, so ist doch besonders zu betonen, daß diese Beschreibung lediglich als Beispiel und nicht als Eingrenzung des Erfindungsgegenstandes gegeben worden ist.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Meßeinrichtung für Kabel, insbesondere konzentrische Kabel, und ähnliche Reaktanznetzwerke, in Form eines Scheinwiderstandsvergleichsgerätes, das mit hochfrequentem Wechselstrom betrieben ist, der von einem abstimmbaren, in dem gewählten Frequenzbereich jedoch praktisch konstante Ausgangsleistung aufweisenden Generator geliefert ist und bei dem die Generatorausgangsspannung über einen bekannten ohmschen Normalwiderstand an die Eingangsklemmen des zu untersuchenden Netzwerkes gelegt und die Spannung hinter diesem Widerstand zur Messung herangezogen ist, gekennzeichnet durch eine mit einem Nullinstrument verbundene Potentiometeranordnung zum Vergleich der ihr gleichgerichtet zugeführten Spannungen vor und hinter dem hohe Konstanz aufweisenden festen Widerstand, mit welchen Schaltmitteln die bei. stetiger Änderung der Meßfrequenz auftretenden aufeinanderfolgenden Maximal- und/oder Minimalwerte des Scheinwiderstandes des Netzwerkes mit nur jeweils einer einzigen Einstellung der vorzugsweise gleich in Scheinwiderstandswerten geeichten Potentiometeranordnung in bezug auf den Festwiderstand bestimmt sind.
2. 2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1 mit einem an sich bekannten, den Festwiderstand enthaltenden Meßkopf zum Anschluß an das zu untersuchende Netzwerk, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf außerdem auch die Gleichrichter zur Gewinnung und Schaltungen zur Beruhigung der Vergleichsspannungen enthält.
3. 3. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenzwechselstromquelle durch verstärkte Gleichspannungsrückkopplung stabilisiert ist, die aus der vor dem Festwiderstand abgezweigten gleichgerichteten Spannung entnommen wird, wobei diese gleichgerichtete Spannung mit einer festen Bezugsspannung verglichen ist.
4. 4. Verfahren zur Bestimmung der Leitungskenngrößen konzentrischer Kabel oder ähnlicher Reaktanznetzwerke unter Anwendung einer Meßeinrichtung nach einem oder mehreren der voran- _: gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenwiderstand Z₀ aus den bei stetiger Änderung der Frequenz des Generators am Eingang des zu untersuchenden Netzwerkes auftretenden Maximal- (Z₂) und Minimalwerten (Z₁) des Scheinwiderstandes ermittelt wird, während, die übrigen Kenngrößen (Dämpfungskonstante ß, Phasenkonstante α und Fortpflanzungsgeschwindigkeit —) aus dem Frequenzabstand Af aufeinanderfolgender Maxima und/oder Minima des Scheinwiderstandes bestimmt werden.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   A. Klemt: »Elektrotechnische Zeitschrift«, Heft 25/26, 1944, S. 265 bis 267;

   Zinke: »Hochfrequenzmeßtechnik«, S. 87, 180, 182, 183; t

   Baumann, Roosenstein: Zeitschrift für Hochfrequenztechnik«, Bd. 38, Heft 2, 1931, S. 75;

   Kaden: »Telegraphen-, Fernsprech- und Funktechnik«, 1936, S. 322 bis 326.

   Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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