DD267115A1 - Frequenzhubmesser mit automatischer eichung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen digital anzeigenden Frequenzhubmesser mit automatischer Eichung.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Bei Meßsendern und in der kommerzielten Sender-Meßtechnik muß neben anderen Parametern der Frequenzhub von HF-Signalen gemessen werden.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bekannte Frequenzhubmesser bestehen aus Frequenzdemodulatoren und einer überwiegend analogen Anzeige (Zeigermeßwerk) für die hubproportionale Spannung. Solche Meßwerke sind mechanisch empfindlich, bei kleinen Werten ungenau, aus größerer Entfernung schlecht abzulesen und eine Meßwertübertragung ist praktisqh ausgeschlossen. Es sind auch Meßgeneratoren und Meßdemodulatoren mit digitaler Frequenzhubanzeige bekannt: ModulationsmesserTR5403 (EMG, U); SMPC, FAM und FATF (Rhode & Schwarz, DE). Eine Änderung des Meßprinzips ist bei diesen Geräten nicht bekannt geworden. Mit dem Austausch des Zeigermeßwerkes durch ein Digitalvoitmeter bleibt der systembedingte Fehler unverändert bestehen.

Die Messung des Frequenzhubs eines frequenzmodulierten HF-Signals erfolgt durch Messung der hinter einem Frequenzdemodulator auftretenden, diesem Frequenzhub proportionalen Gleichspannung. Für die Genauigkeit der Messung ist die Proportionalität zwischen dem Frequenzhub und der Gleichspannung und deren Konstanz wesentlich; d.h. sie hängt von den Eigenschaftendes Frequenzdemodulatorsab. Fürgenaue Messungen muß jeweils von Hand mit einem Hubnorm al eine Eichung des Systems Frequenzdemoduiator/Anzeigeeinrichtung stattfinden.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine genaue digitale Anzeige des Frequenzhubs mit automatischer Eichung.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Proportionalitätsfaktor zwischen Frequenzhub und Gleichspannung automatisch und in jeder Messung im Rahmen einer zweckmäßigen Genauigkeit festzulegen.

Ausgehend von einem Frequenzhubmesser mit einem Frequenzdemodulator, dem ein A/D-Wandler und eine digitale Anzeige nachgeschaltet sind und an dessen Eingang ein Hubnormal anschaltbar ist, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mit dem Referenzspannungseingang des A/D-Wandlers der Ausgang eines D/A-Wandlers verbunden ist, dessen Eingang mit einem digitalen Zwischenspeicher in Verbindung steht, der wechselweise über einen Umschalter mit einem Festwertspeicher oder mit dem Ausgang des A/D-Wandlers verbunden werden kann.

Eine vorteilhafte Weiterbildungsmöglichkeit der Erfindung besteht darin, daß wenigstens der Festwert- und Zwischenspeicher sowie die Umschaltersteuerung Bestandteile bzw. Ausgaben eines Mikrorechners sind.

Damit ist eine dem Eichwert zugeordnete Referenzspannung für den A/D-Wandler erzeugt, an dessen Meßwerteingang die aus der zu messenden HF-Spannung gewonnene Gleichspannung liegt. Durch die im A/D-Wandler zwischen Meßwert-Spannung und Referenzspannung stattfindende Quotientenbildung werden Abweichungen des Frequenzdemodulator und der Gleichspannungsmessung selbsttätig kompensiert. Die Anzeigegenauigkeit wird praktisch nur von der Genauigkeit des Hubnormals bestimmt. Die genaue digitale Anzeige eines zu messenden Frequenzhubs gelingt so ohne manuellen Abgleich bei gleichzeitiger Kompensation von Abweichungen im Frequenzdemodulator und A/D-Wandler.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Die zugehörige Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild mit einem Frequenzdemodulator 1 und angeschlossenem A/D-Wandler 2 mit nachfolgender Digitalanzeige 3 im Hauptzweig. An den Eingang des Frequenzdemodulator 1 ist mit dem Schalter 9 wahlweise das zu messende HF-Signal u_HFoderdas Ausgangssignal

des Hubnormals 4 anschalt bar. Dies entspricht einer herkömmlichen Meßanordnung mit digitaler Anzeige, die durch einen gestrichelt dargestellten Eichsteller 7 am Meßwerteingang ME des A/D-Wandlers ergänzt sein müßte, der bei der Erfindung nicht erforderlich ist. In einem zusätzlichen Zweig sind ein digitaler Zwischenspeicher 5 und ein D/A-Wandler6so angeordnet, daß der Zwischenspeichers über einen Umschalter 8 von einem Festwertspeicher Ί0 oder vom Ausgang des A/D-Wandlers 2 ansteuerbar ist. Der Ausgang des D/A-Wandlers 6 ist mit dem Referenzspannungseingang RE des A/D-Wand!ers 2 verbunden. Die erfindungsgemäße Ausführung nützt die zusätzlichen Baugruppen folgendermaßen:

In Schalterstellung a des Umschalters 8 wird vom Festwertspeicher 10 in den Zwischenspeicher das Digital wort für den Wert 100, Xioo, eingegeben, das der D/A-Wandler 6 in eine Gleichspannung Ui_Oo wandelt, die am Referenzspannungseingang RE des A/D-Wandlers 2 liegt. In der Stellung a des eingangsseitigen Umschalters 9 liegt der Eingang des Frequenzdemodulators 1 am Hubnormal 4, das von einer Niederfrequenz zu einem Frequenzhub von genau ±100 KHz ausgesteuert ist. Die frequenzmodulierte HF-Spannung (u₁₀₀) erzeugt hinter dem Demodulator 1 eine Gleichspannung U, die am Meßwerteingang ME des A/D-Wandlers 2 liegt. Am Referenzein gang RE liegt, wie oben ausgeführt, zunächst die genau dem Wert 100(KHz) entsprechende Spannung. Die vom Normhub ±100 KHz herrührende Meßspannung weicht infolge der Demodulatoreigenschaften um einen unbekannten Betrag Δ vom wahren Wert Uioo ab:

U = U₁₀₀ ±Δ = U₁₀₀(I ±K)

Am Ausgang des A/D-Wandlers wird daraus mit der anliegenden Referenzspannung Uv₀₀ ein Digitalwert X₁₀₀ (1 ± K) gebildet, der im Zwischenspeicher den Digitalwert X₁₀₀ ersetzt und über den D/A-Wandlers 6 als neue Referenzspannung Ui₀₀ (1 ± K) am Referenzeingang RE des D/A-Wandlers 2 liegt. Der eingangsseitige Umschalter 9 verbindet in Stellung 6 zur eigentlichen Messung am Demodulator 1 mit der zu messenden Spannung. Dadurch liegt am Meßwerteingang ME des A/D-Wandlers 2 die SpannungU = UM(1 ±K). Durch die Quotientenbildung zur Gewinnung des Digital wertes aus Meßwert-und Referenzspannung

U_M(1±K) U

U₁₀₀ (1± K) U₁₀₀

fällt der Demodulatorfehler fort.

Die Betätigung der Umschalter 8 und 9, die Funktionen des Festwertspeichers 10 für den Bezugsdigitalwert X₁₀₀ des Zwischenspeichers 5 und des zugehörigen D/A-Wandlers 6 sind mittels eines Mikrorechners realisierbar. Dabei bleibt die Größe der Referenzspannung für den A/D-Wandler 2 konstant und die Quotientenbildung Meßwert zur Bezugswert zur Eliminierung des Demodulatorfehlers bei der Gewinnung des digitalen Meßwertes führt der Mikrorechner durch, der mit dem fehlerlosen Wert die Digitalanzeige 3 steuert.

Claims (2)

1. Frequenzhubmesser mit Frequenzdemodulator, A/D-Wandler und digitaler Anzeige sowie mit einem eingangsseitigen Umschalter zu einem Hubnormal, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Referenzspannungseingang des A/D-Wandlers der Ausgang eines D/A-Wandlers verbunden ist, dessen Eingang mit einem digitalen Zwischenspeicher in Verbindung steht, der wechselweise über einen weiteren Umschalter mit einem Festwertspeicher oder mit dem Ausgang des A/D-Wandlers verbindbar ist.

2. Frequenzhubmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der Festwert- und Zwischenspeicher sowie die Umschaltersteuerung Bestandteile bzw. Ausgaben eines Mikrorechners sind.