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Einrichtung zur Erzeugung einer hochfrequenten Wechselspannung für
Meßzwecke Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung einer hochfrequenten
Wechselspannung für Meßzweclce, die sich vor allen Dingen zur Prüfung von Empfangsgeräten
im Ultrakurzwellenbereich: eignet.
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Die bisher bekannten Anordnungen dieser Art bestehen im wesentlichen
(vgl. Abb. i) aus einem abstimmbaren Oszillator O und einem kapazitiven Spannungsteiler,
mit dem die Oszillatorspannung, beispielsweise in den Grenzen von i ,uV bis i V,
geregelt werden kann. Die so geregelte Meßspannung dient als Eingangsspannung des
zu prüfenden Empfangsgerätes E. Bei dieser Prüfanordnung tritt jedoch der Nachteil
auf, daß auf die Eingangskreise des Empfangsgerätes nicht allein die am Spannungsteiler
abgegriffene Spannung wirkt, sondern außerdem noch eine beträchtliche Strahlungsenergie
des Hochfrequenzgenerators, insbesondere wenn, es: sich um sehr kurze Wellenlängen
handelt.
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Zur Behebung dieses Übelstandes hat man versucht, den Oszillator mit
einer metallisehen
Abschirmung zu umgeben und dadurch eine direkte
Strahlung auf den zu prüfenden Empfänger zu verhindern. Hierbei hat sich gezeigt,
daß diese Aufgabe nicht einfach zu lösen ist, so daß man unter Umständen nicht nur
einen, sondern eine ganze Anzahl von Abschirmkästen verwenden muß. Diese Maßnahmen
bedeuten jedoch einen unerwünschten Umstand, so daß man: bestrebt sein muß, zu besseren
Prüf- und Meßanordnungen zu gelangen. Es ist versucht worden, den Oszillator in
großer Entfernung vom Empfänger aufzustellen und die gewünschte Spannung über eine
Energieleitung zuzuführen. Bei dieser Lösung hat sich herausgestellt, daß es nicht
möglich ist, die Strahlung einer solchen Energieleitung einwandfrei zu unterbinden.
Es ist also auch hierdurch nicht gelungen. den zu prüfenden Empfangsgeräten eine
eindeutig definierte Hochfrequenzspannung zuzuleiten.
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Es sind Meß- und Prüfanordnungen bekannt, bei denen die hochfrequente
Wechselspannung gewünschter Größe und ge-vünschter Frequenz durch Mischung zweier
Frequenzen als Summen- oder Differenzfrequenz erzeugt wird. Hierbei schwingt in
der Regel ein Generator mit konstanter Frequenz, während der andere in seiner Frequenz
veränderlich ist. Am Ausgang des Mischteils wird die gewünschte Meßspannung abgenommen
und in bekannter Weise einem kapazitiven Spannungsteiler zugeführt, an dem beliebige
Spannungsbeträge innerhalb eines gewissen Bereichs abgegriffen werden können. Auch
hier treten die eben beschriebenen Nachteile auf, da die dem Spannungsteiler zugeführte
Spannung direkt auf das zu prüfende Empfangsgerät strahlen kann.
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Vorliegende Erfindung schlägt nun zur Beseitigung der geschilderten
Nachteile eine Einrichtung zur Erzeugung ein-er Meßzwecken dienenden hochfrequenten
Wechselspannung vor, wobei diese Meßspannung ebenfalls durch Mischung zweier Wechselspannungen,
von denen nie eine in ihrer Frequenz regelbar ist, gewonnen wird, im Gegensatz zu
den bekannten Anordnungen jedoch ihre Größe durch eine indirekte Regelung, und zwar
durch eine Spannungsregelung vor dem Mischteil, eingestellt wird.
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Bei einer solchen Anordnung ist es unmöglich, daß, eine nachteilige
Strahlung der Prüffrequenzspannung auf den zu prüfenden Empfänger erfolgen kann;
denn keiner der beiden verwendeten Generatoren arbeitet mit der Frequenz, auf die
das Empfangsgerät abgestimmt ist, und die am Empfänger gewünschte Meßspannung entsteht
am Anodenwiderstand des Mischrohres nur in der gewünschten Größe. Zu einer ähnlichen
Regelanordnung, der jedoch vollständig andere Aufgaben zufallen, ist man bei der
Ausbildung von Schwebungssummern gelangt. Bei diesen Spannungserzeugern wird bekanntlich
durch demodulierende Mischung relativ hoher Frequenzen eine tonfrequente bzw. tieffrequente
Wechselspannung erzeugt. Hierbei tritt das Problem auf, die Schwebungsspannung möglichst
klirrfaktorfrei zu gewinnen, was dadurch zu erreichen ist, daß eine der auf den
Mischteil gegebenen Wechselspannungen im Vergleich zur anderen sehr klein gehalten
wird. Dieses erzielt man am zweckmäßigsten durch Herab-, regelung einer der Spannungen
vor dem Mischteil.
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Durch den erf ndungsgemäßen Vorschlag werden die beschriebenen Nachteile
bei den Meß- und Prüfanordnungen im hochfrequenten, insbesondere im ultrahochfrequenten
Gebiet beseitigt. Vorteilhafterweise wird die vorgeschlagene Anordnung folgendermaßen
aufgebaut: Ein Oszillator erzeugt eine in Bezug auf Frequenz und Größe konstante
Wechselspannung, die einem Mischteil zugeführt wird. Ein zweiter Oszillator, dessen
Frequenz geregelt werden kann, arbeitet auf einen Spannungsteiler bekannter Ausführung,
an dem innerhalb eines gewissen Bereiches veränderliche Spannungen abgegriffen werden
können, die ihrerseits dem genannten Mischteil zugeführt werden. Am Ausgang der
Mischstufe ist die Meßfrequenz als Summen-oder Differenzfrequenz wirksam, jedoch
nur in der Spannungsgröße, wie sie dem zu prüfenden Empfangsgerät zugeführt werden
soll. Eine ungewünschte direkte Strahlung ist also weitgehend gemindert. Vorzugsweise
wird die Spannungsregelung am Ausgang desjenigen Oszillators vorgenommen, der die
niedrigere der beiden Frequenzen erzeugt und bei dem eine Vermeidung unerwünschter
Strahlung durch Abschirmung oder andere Maßnahmen dementsprechend leicht zu bewerkstelligen
ist. Desgleichen ist es zweckmäßig, die Frequenzregelung auch an dem Oszillator
vorzusehen, der in der niedrigeren Frequenz schwingt. Hierbei ergibt sich z. B.
der Vorteil, daß die erzielbare Einstellgenauigkeit, die vor allen Dingen für die
Messung kleiner Bandbreiten von Bedeutung ist, eine entsprechend hohe ist.
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Die Wirkungsweise der Anordnung sei an Hand der Abh. 2 für den Fall
der Erzeugung einer ultrahohen Frequenz näher erläutert. Der Oszillator O erzeugt
dauernd eine konstante Hochfrequenzspannung von beispielsweise d.o MHz, während
der Kurzwellenoszillator K in einem Frequenzbereich von 3 bis g MHz geregelt werden
kann. Die Spannungsregelung wird an diesem Kurzwellen- generator in einem
Spannungsteiler
Sp bekannter' Ausführung vorgenommen, wobei die Spannung beispielsweise in einem
Bereich von io,uV bis i V regelbar ist. Beide Frequenzen werden der Mischstufe M
zugeführt. und dort zur multiplikativen Überlagerung gebracht. Am Ausgang dieser
Mischstufe kann dann eine definierte Meßfrequenz in einem Spannungsregelbereich
von etwa i ,uV bis ori V und einem Frequenzbereich von: 43@ bis 49 MHz und von
31 bis 37 MHz abgenommen, werden, die dem gewünschten Meßzweck zugeführt
wird.
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Eine besonders vorteilhafte Verwertung des Erfindungsgedankens ist
in dem Vorschlag zu erblicken, einen gebräuchlichen Meßsender, der beispielsweise
Hochfrequenzspannungen von 3 bis 9 MHz liefert, durch einen Vorsatz für die Erzeugung
einer definierten Wechselspannung ultrahoher Frequenz zu ergänzen. Die Abb.3 stellt
hierfür ein Ausführungsbeispiel dar. i ist der gebräuchliche Meß,sender, der definierte
Spannungen von 3 bis. 9 MHz liefert, 2 ist das Ergänzungsgerät, das, die Oszillatorstufe
3 und die Mischstufe 4 enthält. In der Oszillatorstufe 3 wird eine Wechselspannung
von beispielsweise genau 4o MHz erzeugt, die Einzelheiten dieser Stufe sind bekannt.
Das, Schaltbild: zeigt eine Triode in der Dreipunktsch,altung; in der Mischstufe
4 arbeitet eine Schirmgitterröhre mit einem sehr geringen Ohmschen Anodenwiderstand'
5 von beispielsweise 50 Ohm. Über den Kopplungskondens:ator 6 .gelangt die Ausgangsspannung
an die Buchse 7, die gegen die Erdbuchse 8 die definierte ultrahochfrequente Meßspannung
führt. Der Meßsender i ist durch die Leitung 9 mit dem Ergänzungsgerät verbunden.
Die Spannung des. Meßsenders wird über die Spule io, die mit dem, Osz.illatorkreis
gekoppelt ist, zum Gitter der Mischröhre geführt. Die Oszillatorspanmung wird in
der, Spule io induziert und überlagert sich so der Meßsenderspannung. Um einen unerwünschten
Seitenweg der Oszillatorspannung in dem Meßsender i zu blockieren, ist der Kondensator
ia am Ende der Meßisenderleitung9, angeordnet. Der hohe Ohmwiderstand 12 sorgt dafür,
daß bei abgeschalteter Meßsenderleitung das Gitter der Mischröhre keine schädliehe
Aufladung erfährt. Diese Anordnung ermöglicht es, einen gebräuchlichen Meßsender
in sehr einfacher Weise für Ultrahochfrequente Meßzwecke verwendbar zu machen. Die
Ausgangsspannung an den Klemmen 7 und 8 steht in einem linearen Spannungsverhältnis
zu der definierten Spannung des Meßsenders i. Man kann also durch einfache Umrechnung
die Größe der uftrahochfrequente:n Spannung an dem Spannungsanzeiger 13 des
Meßsenders z ablesen.. Desgleichen ist durch. einfache Umrechnung die Ultrahochfrequenz
an dem Eichknopf 14 abzulesen, mit dem die Frequenz: des MeD-senders eingestellt
wird. Mit dem SpannÜngsteiler 15 am Meßsender i wird also auch die ultrahochfrequente
Spannung an den Buchsen 7 und 8 in der gewünschten Größe eingestellt. Der Vorteil,
die Frequenzregelung bei der niedrigeren der beiden erzeugten Wechselspannungen
vorzunehmen, ergibt sich z. B. daraus, daßi die erzielbare Einstellgenauigkeit für
die Messung kleiner Band-#breite bei. dem. Meßsender i die etwa zehnfache ist gegenüber
derjenigen in der Oszillatorstufe 3.
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Es ist selbstverständlich, daß sich die neue Meßsenderanordnung nicht
nur zum Prüfen von Empfangsgeräten benutzen läßt, vielmehr eignet sich diese für
alle die Zwecke in der " Hochfrequenztechnik, bei denen eine genaue definierte Frequenz
und eine genau definierte Spannung benötigt wird.