SE451913B - Forfarande och anordning for metning av frekvensgang - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 451 913 2 skall mäta och presentera frekvensgången hos ett testobjekt, exempelvis en bandspelare, varvid frekvensgången direkt pre- senteras på ett presentationsorgan typ oscilloskop, X-Y-skri- “ vare, eller i databearbetad form som tabeller, histogram eller kurvor.

Enligt uppfinningen bringas testsignalen, som utgör in- signal till testobjektet att bestå av ett sinuspulstàg av olika delsignaler med lika amplitud och med förutbestämda frekven- ser, vilka delsignaler på testobjektets utgång kontinuerligt detekteras av en helt självständig detektorenhet som efter var- je fullbordad delsignal avger en första signal eller spän- ningsnivå representerande utsignalens frekvens samt en andra signal eller spänningsnivå representerande utsignalens ampli- tud, vilken första respektive andra signal tillförs till nämn- da presentationsorgan. Genom att låta sinuspulståget utgörande testsignal, bestå av exempelvis delsignaler med successivt stigande frekvens, t.ex. l00 Hz, 200 Hz, 400 Hz osv och med exempelvis amplituden l mV och kontinuerligt på testobjektets utgång detektera nämnda delsígnalers frekvens och amplitud och tillförarämnda information till ett presentationsorgan, exem- pelvis i form av ett X- och Y-avlänkat oscilloskop, erhåller man på oscilloskopskärmen ett polygontåg, utvisande testob- jektets frekvensgång. Vid sekventiell upprepning av testsig- k: nalen utan nämnvärda tidsmellanrum erhålles en upprepad upp- ritning av frekvenskurvan på oscilloskopskärmen.

Enligt uppfinningen kan vidare genereringen av testsigna- len antingen ske med hjälp av en elektronisk testsignalgivare eller erhållas genom avspelning av ett band på vilket tidigare testsignalen inspelats, vilket i synnerhet är lämpligt vid test av frekvensgången hos bandspelare.

Genom att, enligt uppfinningen, låta signalen på testobjek- tets utgång mätas upp, både i fråga om frekvens och amplitud och att göra detta kontinuerligt och inom loppet av en halv- eller helperiod av svängningen, är det faktiskt helt valfritt hur testsignalen är sammansatt. Den kan sålunda bestå av mono- tont stigande eller fallande frekvenser eller till och med av .ur slumpvis varierande frekvensinnehàll så länge bara amplituden är konstant och frekvensväxlíngarna ej sker med språng i deri- vatan, “ 10 15 20 25 30 35 40 451 913 3 Om man exempelvis låter testsignalen bestå av helt och hållet sammanhängande pulståg av omväxlande ökande och mins- kande frekvens, kommer kurvan på frekvensgàngen att svepas fram och åter mellan högsta och lägsta frekvens hela tiden.

I motsats till förhållandet vid känd teknik, behöver varaktigheten av de Olika delfrekvenssignalerna ej vara lång vid användande av förfarandet enligt den föreliggande uppfin- ningen. Den tid som en delsignal enligt uppfinningen måste pågå är så kort som en halvperiod. Sålunda räcker det om del- signalen med frekvensen 200 Hz har en varaktighet av 10 milli- sekunder. Härigenom kan ett frekvenssvep över hela det hörbara området ske på så kort tid som cirka en tiondels sekund. Dock är det inget som hindrar att man väljer delsignalernas varak- tighet godtyckligt lång.

Hos en anordning för genomförande av förfarandet enligt uppfinningen, är testsignalen ansluten till ingången hos test- objektet samtidigt som utgången hos testobjektet är ansluten till en detektorenhet bestående av en frekvensdetektor och en amplituddetektor vilka i sin tur är anslutna till en presen- tationsenhet. Frekvens- och amplituddetektorn mäter samtidigt, under varje, alternativt varannan halvperiod av signalen, dess frekvens och amplitud.

Frekvensdetektorn består företrädesvis av en nollgenom- gàngsdetektor som dels är ansluten till en rampgenerator, dels till en så kallad sample-and-hold-krets, till vilken även ramp- generatorns utgång är ansluten. Sample-and-hold-kretsens utgång kan exempelvis vara ansluten till en logaritmisk förstärkare, vilkens utgång i sin tur är ansluten till presentationsorganets frekvensingåg, exempelvis i form av en X-Y-skrivares Y-ingång.

Enligt uppfinningen är det vidare ändamålsenligt att amp- lituddetektorn som är ansluten till testobjektets utgång be- står av en helvågslikriktande krets med utgången ansluten till en så kallad peak-hold-krets som dels är ansluten till ingången hos en andra logaritmisk förstärkare vars utgång i sin tur är ansluten till presentationsorganets amplitudingång, dels är an- sluten till en nollgenomgàngsdetektor i och för återställning av peak-and-hold-kretsen, vilken nollgenomgàngsdetektor anting- en kan utgöras av den nollgenomgàngsdetektor som ingår i fre- kvensdetektorn eller vara helt separat.

För det fall testobjektets utsignal varierar kraftigt med 10 15 20 25 30 35 40 451 913 4 frekvensen är det lämpligt att nollgenomgångsdetektorn i fre- kvensdetektorn är ansluten till testobjektets utgång via en konstantnivåregulator. Härigenom blir det mindre risk för noll- genomgångsmissar med åtföljande frekvensredovisningsfel.

För åstadkommande av testsignalen är det enligt uppfinningen ändamålsenligt att en testsignalgivare är anordnad. Denna test- signalgivare kan antingen vara direkt elektriskt ansluten till testobjektets ingång eller om testobjektet utgörs av en band- spelare, utgöras av ett på ändamålsenligt sätt inspelat band.

Uppfinningen beskrivs närmare nedan under hänvisning till de bifogade figurerna l - 3, där figur l visar en typisk ut- föringsform av den föreliggande.uppfinningen i blockschemaform, figur 2 visar principen för hur en testsignal enlit uppfinningen kan vara sammansatt och där slutligen figur 3 visar hur en an- ordning för genomförande av förfarandet enligt den föreliggande uppfinningen kan vara uppbyggd.

I figur l visas den föreliggande uppfinningen i block- schemaform. Ett testobjekt utgörande exempelvis en transmis- sionsledning, bandspelare, audioförstärkare eller liknande, med betedkningen l, har sin ingång ansluten till en testsig- nalgivare 6 och sin utgång ansluten till en detektorenhet 3 som i sin tur är ansluten till ett presentationsorgan 2. De- tektorenheten 3 består i princip av två enheter, nämligen en frekvensdetekttor 4 och en amplituddetektor 5. Dessa båda en- heter detekterar momentant frekvens och amplitud hos signalen U på testobjektets l utgång och avger sina mätvärden till presentationsorganet 2 som exempelvis ritar upp en frekvens- kurva eller anger frekvensgàngen i form av tabeller eller dia- gram. Förutsättningen för att frekvens/amplituddiagrammen där- vid skall vara korrekta mått på frekvensgången är då att den till testobjektet inmatade signalen har konstant frekvensobe- roende amplitud. Att så är fallet kan lätt konstateras genom att ansluta testsignalgivarens 6 utgång, med signalen S,di- rekt till detektorenhetens 3 ingång och avläsa presentations- organet 2.

Genom att man inte behöver något elektrisk eller kommunika- tivt samband mellan testsignalgivaren och detektorenheten med presentationsorgan 2, kan en frekvenskarakterístik uppmätas oerhört snabbt trots att antalet använda testfrekvenser är stort. Detektorsidan behöver inte heller veta något om hur de ingående frekvenserna är ordnade så länge de bara har en och f? 10 l5 20 25 30 35 40 451 913 samma amplitud.

I figur 2 visas i princip hur en typisk testsignal kan vara sammansatt. I det aktuella exemplet har en hel period av var och en av de visade delsignalerna Dl, D2, D3 och D4 valts. Dock kan man i princip använda ned till en halv pe- riod av varje delsignal. Givetvis är det ingen begränsning uppåt i de olika delsignalernas längd. I figur 2 låter man signalfrekvensen variera mellan ett högsta värde F och ett lägsta värde f i monotont växande respektive avtagande sek- vens, men detta är inget krav. Dock är det ofta praktiskt att låta frekvensen svepa på detta sätt.

I figur 3 visas i blockschemaform ett exempel på en an- ordning för genomförande av förfarandet enligtden förelig- gande uppfinningen. Det som framför allt visas är hur de- tektorenheten 3, bestående av amplituddetektorn 5 och fre- kvensdetektorn 4 kan byggas upp, medan presentationsorganet 2 och testobjektet l bara antytts under det att testsignal- givaren 6 inte visats alls. .

Anordningen i figur 3 visar sålunda hur en frekvensde- tektor företrädesvis är uppbygd, med en signalingång anslu- ten till testobjektet 1 utgång. Signalingàngen utgörs därvid av ingången hos en nollgenomgångsdetektor 7 som eventuellt föregås av en konstantnivàregulator 12. Utgången hos noll- genomgångsdetektorn 7 är dels ansluten till en triggingång hos en rampgenerator 8, dels till triggingången hos en så kallat sample-and-hold-krets 9. Rampgeneratorns utgång är i sin tur ansluten till sample-and-hold~kretsens 9 signalingång.

Funktionen är därvid sådan, att när signalen från testobjek- tet antar värdet noll, avger nollgenomgångsdetektorn 7 en triggpuls som dels nollställer rampgeneratorn 8 och samti- digt startar uppväxten av en ny ramp. Det värde rampen hade när triggpulsen från nollgenomgångsdetektorn 7 avgavs, läs- tes samtidigt av med hjälp av sample-and-hold-kretsen 9 som samtidigt fick en triggsignal initierande denna process.

Det av sample-and-holdkretsen avlästa värdet kvarstår tills ny triggpuls från nollgenomgàngsdetektorn beordrar ny avläs- ning av rampgeneratorns momentana spänningsvärde. Under den tid som gått mellan två avgivna triggpulser från nollgenom- gàngsdetektorn hinner spänningen hos rampen växa till ett värde som är direkt proportionellt mot periodtiden hos signa- 10 15 20 25 30 35 -n . ...m 451 913 6 len från testobjektet l, dvs omvänt proportionell mot fre- kvensen i intervallet mellan nollgenomgångarna.

Utsignalen från sample-and-hold-kretsen 9 är sedan lämp- ligen ansluten till en logaritmisk förstärkare 10 som i sin tur är ansluten till presentationsorganets 2 frekvensingàng.

Den i figur 3 visade amplituddetektorn 5 består företrä- desvis av en helvågslikriktande krets 14 till vilken signa- len från testobjektets l utgång är ansluten. Helvågslikrik- tarens utgång är ansluten till en så kallad peak-hold-krets 15, som på utgången avger en signal som är lika med den hög- sta spänning som i något ögonblick förekommit sedan föregå- ende nollställning. Nollställning av peak-hold-kretsen l5 sker med hjälp av signalen från en nollgenomgångsdetektor, företrädesvis den i frekvensdetektorn ingående nollgenom- gàngsdetektorn 7. Signalen från peak-hold-kretsen 15 matas sedan till ytterligare en logaritmisk förstärkare 16 vars utgång i sin tur är ansluten till presentationsorganets 2 amplitudingång. _ I det fall presentationsorganet 2 utgörs av ett oscillo- skop, làter man lämpligen X-avlänkningen vara ansluten till frekvensdetektorns utgång och Y-avlänkningen vara ansluten till amplituddetektorns utgång. Genom att svepa frekvensen hos testsignalen upp och ned, mellan ett lägsta värde f och ett högsta värde F, exempelvis tio gånger i sekunden medan man trimmar testobjektets frekvensgàng, ser man momentant hur frekvensgången ändras med trimníngen. Förutom till ett oscilloskop kan detektorkretsen 3 vara ansluten till en skriva- re, printer eller liknande som när trimningen är färdig av- ger ett frekvensdiagram, tabeller eller liknande. Det är även möjligt att som presentationsorgan använda en konventionell televisionsmottagare, vilket speciellt kan vara av intresse om mottagarens egen frekvensgång hos ljuddelen skall ställas in eller testas.

Genom att man ej är bunden till vissa frekvenssteg eller till viss ordning mellan testsignalens delfrekvenser, är det möjligt att exempelvis i vissa frekvensomràden, om så önskas, mäta frekvensgången med större frekvensupplösning än i andra, kanske mindre intressanta områden.

Claims (4)

10 15 20 25 30 451 913 7 PATENTKRAV

1. gången hos ett testobjekt (1), varvid en testsignal (S) inne- hållande sinusformade delsignaler (D1, D2, D3, D4) med olika frekvens tillförs till testobjektets (1) ingång, under det att utsignalen (U) från testobjektets utgång tillförs till en detektorenhet (3) och som i sin tur avger signaler till ett Förfarande för mätning och presentation av frekvens- presentationsorgan (2), vilka svarar mot testobjektets fre- kvensgång, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda testsignals (S) delsignaler (D1, D2, D3, D4), för varje mätning är fritt valbara, såväl i fråga om frekvensernas ordningsföljd som i fråga om respektive delsignals varaktighet, samt av att detektorenheten (3), för varje inkommande hel- eller halv- period av utsignalen (U) från testobjektet (1), analogt el- ler digitalt, genom tidmätning mellan konsekutiva nollpunkts- passager mäter upp respektive hel- eller halvperiods frekvens, samt genom pulshöjdsmätning avkänner respektive hel- eller halvperiods amplitud, och för varje sådan mätning brigas att avge en första spänningsnivå svarande mot det detekterade äw momentana frekvensvärdet, samt en andra spänningsnivå, sva- rande mot den detekterade momentana amplituden, vilken första respektive andra spänningsnivå bringas att tillföras till presentationsorganet (2).

2. att frekvensbyten mellan de ingående delsignalerna (D1, D2, Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av D3, D4) företrädesvis bringas att ske vid nollgenomgång och av att de olika delsignalerna antingen är tidsseparerade eller sammanhängande.

3. tion av frekvensgången hos ett testobjekt (1) varvid en känd testsignal (S) är tillförd till testobjektets (1) in- gång samt med testobjektets utgång ansluten till en detek- Anordning för genomförande av mätning och presenta- torenhet i och för bestämning av utsignalens frekvens och amplitud, vilken detektorenhet i sin tur är ansluten till till ett presentationsorgan (2), k ä n n e t e c k n a d av 10 15 20 451 913 8 att nämnda testsignal är erhållen från en testsignalgivare (6), ansluten till testobjektets ingång, samt av att nämnda detektorenhet (3) består av en frekvensdetektor (4) i form av en nollgenomgångsdetektor (7) som dels är ansluten till en rampgenerator (8), dels till en sample-and-hold-krts (9), till vilken även rampgeneratorns (8) utgång är ansluten, varvid nämnda sample-and-hold-krets utgång , eventuellt via en första logaritmisk förstärkare (10) är ansluten till presentationsorganets (2) frekvensingång, och av att detek- torenheten vidare består av en amplituddetektor (5) med en helvågslikriktare (14) vars ingång är ansluten till test- objektets (1) utgång och med sin utgång ansluten till en peak-hold-krets (15) som dels är ansluten till en nollgenom- gångsdetektor (7), dels, eventuellt via en andra logaritmisk förstärkare (16) ansluten till presentationsorganets (2) amplitudingång.

4. Anordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att nollgenomgångsdetektorn (7) är gemensam för frekvens- W detektorn (4) och amplituddetektorn (5), samt ansluten till testobjektets (1) utgång via en konstantnivåregulator (12). ÅA?