DE2026782A1 - Verfahren und Schaltungsanordnung zur Übertragung oder Auswertung eines Wechselspannungssignals über eine Strecke - Google Patents

Description

• Verfahren und Schaltungsanordnung zur Übertragung oder Auswertung eines Wechselspannungssignals über eine Strecke Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ubertragung oder Auswertung eines durch zwei oder mehrere, insb. variable Bestimmungsgrdßen definierbaren Wechsespannungsaignais über eine Strecke sowie auf eine Schaltungsanordnung zur Durchführung desselben.
• Hierbei treten häufig Schwierigkeiten auf, die darauf zurückzuführen sind, daß das Wecheelspannungssignal infolge der Obertragungseigenachaften.der Strecke, s.B. einer Fernmeldeleitung, Verzerrungen erleidet, die die Übertragungsgüte oder Auswertegenauigkeit in einem unerwUnsehten AusmaB beeinträchtigen. Insbesondere bei zeitlichen Schwankungen der Übertragungseigenschaften sind diese Störungseinflüsse oftmals nicht mehr kontrollierbar.
• Der erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,die genannten Schwlerigkeiten bei einem Verfahren der eingangs genannten Art möglichst weitgehend auszuschalten. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in Abhängigkeit von den einzelnen Bestimmungsgrößen frequenzmodulierbare Signale gebildet oder abgeleitet werden, die in zugeordneten Teilbereichen des Übertragungsfrequenzbandes dbertragen und am Streckenausgang zur Bildung eines dem Wecheelspannungssignal enteprechenden Signals verwendet oder sur insb. getrennten Auswertung entsprechenden Auswerteeinrichtungen zugeführt werden.
• Nach einer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist ein Signal in Abhängigkeit von der Frequenz des Wechselspannungssignsls frequenzmodulierbar und der diesem zugeordnete Teilbereich vorzugsweise kleiner gewählt als der Frequenzvariationsbereich des Wechselspannungssignals.
• Gemäß einer anderen Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist ein Signal in Abhängigkeit von der Amplitude und ein weiteres in Abhängigkeit von der Frequenz des Wechselepannungssignals frequenzmodulierbar, wobei dieselben am Streckenausgang gegebenenfalls den Ablenkeinrichtungen eines das Wechselspannungssignal auswertenden Anzeige-, Sicht- oder Registriergerätes, z.B. eines Elektronenstrahloszillografen, zugeführt werden.
• Der mit der Erfindung erzielbare Vorteil besteht inb. darin, daß ein durch die wesentlichen Bestimmungsgrdßen definiertes Wechselspannungssignal weitgehend verzerrungefrei Uber eine Strecke übertragbar bzw. auswertbar ist, deren Übertragungseigenschaften auch zeitlichen Schwankungen unterworfen sein können. Insbesondere kann die Ubertragung einer Meßwechselspannung, die im Normalfall durch ihre Frequenslund ihre Amplitude definiert ist, gemäß der Erfindung mit optimaler Genauigkeit erfolgen. Handelt es sich bei der Strecke beispieleweise um eine Fernsprechleitung mit gegebenenfalls eingefügten Einfrequens-Inband-Tonwahlempfängern, so können diese wegen des Vorhandenseins wenigstens zweier Inband-Signale nicht ansprechen und somit die der Übertragung zugrunde liegende, über Vermittlungsstellen verlaufende Verbindung nicht durch fälschliches Ansprechen auf einen einzelnen, vermeintlichen Wahlton unterbrechen.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger bevorzugter, in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt Fig.1 ein Schaltungsschema zur Übertragung eines durch vier Bestimmungsgrößen definierten Wechselepannungssignals, Pig.2 eine schaltungstechnische Durchbildung eines Teils von Fig.1, Fig.3 eine Alternativlösung zu Fig.2 und Fig.4 eine schaltungstechnische Durchbildung einesfanderen Teils von Fig.1.
• Das zu Ubertragende Wechselspannungssignal Ue liegt in Fig.1 der Eingangsklemme 1 an. Von hier wird es einzelnen Detektoren 2 bis 5 zugeführt, die fUr das Signal charakteristische Bestimmungsgrößen B1 bis B4 in an sich bekannter Weise ermitteln. Die gebildeten Ausgangespannungen U1 bis U4, die jeweils ein Maß für die Bestimmungsgrö-Ben darstellen, werden den Eingängen von Spannunge-Frequenz-Umsetzern 6 bis 9 zugeführt, in denen sie die Frequenzen f1 bis f4 zugeordneter Signale S1 bis S4 modulieren. Zweckmäßigerweise verteilen sich die entstehenden Frequenzbänder f1 bis f4 gleichmäßig auf das zur Verftigung stehende Übertragungsfrequenzband. Über eine Additionsschaltung 10, beispielsweise einen Additionsverestärker, werden die Signale S1 bis S4 auf den Eingang 11 der Übertragungsetrecke 12 gegeben und am Ausgang 13 derselben über Filterschaltungen 14 bis 17 frequenzmäßig voneinander getrennt. Im dargestellten Beispiel ist ein Hochpaß 14 mit einem Tiefpaß 17 und zwei Bandpässen 15 und 16 zu einer Weichenschaltung kombiniert. Die voneinander getrennten Signale werden Einrichtungen 18 bis 21 zugeführt, welche aus ihnen die jweiligen Bestimmungsgrößen in Form von Spannungen U1' bis U4' zurückgewinnen. Diese werden sodann über Kleinen K1 bis K4 entweder einer Autbereitungsschaltung 22 zugeführt, in der sie zur Bildung eines dem Wechselspannungssignal Ue entsprechenden Signals Ua benutzt werden, oder bei Anschaltung der Auswerteeinrichtungen 23 bis 26 anstelle der Einheit 22 an die Klemmen K1 bis K4 getrennt bzw. gemeinsam ausgewertet. Die Klemmen K1 bis K4 können auch mit den Einrichtungen 22 bis 26 gemeinsam beschaltet sein. Zweckmäßigerweise ist die Aufbereitungsschaltung 22 so ausgebildet, daß die ausgangsseitige Spannung Ua ihrerseits Bestimmungsgrößen B1', B2', B3', B4' aufweist, die mit den eingangsseitigen möglichst weitgehend übereinstimmen.
• Fig.2 zeigt die beispielsweise Durchbildung eines Teils von Fig.1, über den eine Frequenzinformation des Wechselspannungssignals e übertragen werden soll. Zu diesem Zweck wird e unmittelbar dem Eingang eines Frequenz-Spannungs-Umsetzers 27 zugeführt 9 der den Frequenzvariationsbereich fe1 bis fe2 von Ue in einen Spannungsbereich Ue1 bis Ue2 umsetzt. Ein sich anschließender Spannungs-Frequenz-Umsetzer 28 setzt dann den letzteren in einen Frequenzbereich fe1' bis fe2' um, der den für die Übertragung der Frequenzinformation vorgesehenen Teilbereich des Übertragungsfrequenzbandes darstellt. Im allgemeinen ist der Teilbereich fe1' bis fe2' kleiner bemessen als der Frequenzvariationsbereich fe1 bis fe2. Die Ausgangsspannung des Umsetzers 28 stellt hierbei das frequenzmodulierte Signal S1 von Fig.1 dar. Die Übertragung desselben bis zum Ausgang 13 der Strecke 12 geschieht in der bereits anhand von Fig.1 beschriebenen Weise, ebenso die Aussiebung mittels des Filters 14, wobei das ausgangsseitig von diesem erhaltene Signal Sq einer Serienschaltung zweier Umsetzer 29 und 30 zugeführt wird, die der Kombination 279 28-mit umgekehrter Orientierung ont sprechen. Somit wird mittels des Umsetzers 29 ein Frequenz band fe1' bis fe2' in einen Spannungsbereich Ue1 bis Ue2 und dieser in 3Q wieder in den Frequenzbereich fe1 bis umgesetzt. Bei K1 sind die bereits anhand von Fig. 1 beschriebenen weiteren Schaltungseinheiten angeschlossen.
• Fig.3 zeigt eine Alternativiösung zu Fig.2. In diesem Fall wird das zu übertragende Wechselspannungssignal Ue zum Zwecke der Übertragung einer Frequenzinformation einem Spannungsteiler 31 zugeführt, der die Frequenz von Ue im Verhältnis n:1 teilt. Die Ausgangsspannung desselben wird einem sich anschließenden Frequenzumsetzer 32 zugeführt, der das von 31 abgegebene Frequenzband mittels eines Hll£s trägers Uh in den für die Ubertragung der Frequenzinformation vorgesehenen Teilbereich umsetzt. Die Ubertragung des auf diese Weise gewonnenen Signals ST bis zum Ausgang 13 der Strecke 12 erfolgt in der bereits beschriebenen Weise, so daß am Ausgang des Filters 14 wieder das Signal Si zur Verfügung steht. Dieses wird einem Frequenzvervielfacher 33 zugeführt, der im Verhältnis 1:n vervielfacht und somit die Teilung in 31 kompensiert. Danach schließt sich ein weiterer Umsetzer 34 an, der mittels eines Hilfsträgers Uh das von 33 abgegebene Frequenzband in die ursprüngliche Prequenzlage des Wechselspannungssignals Ue umsetzt. Bei K1 schließen sich wieder die in Fig.1 dargestellten Schaltungseinheiten zur weiteren Verarbeitung der Frequenzinformation an.
• Fig.4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Aufbereitungsschaltung 22 für den Fall, daß die Frequenz und die Amplitude des Wechselspannungssignals Ue mittels zweier frequenzmodulierter Signale S1 und S2 übertragen werden. Unter der Annahme, daß S1 die Frequenzinformation enthält und am Ausgang K1 eine Spannung der Frequenz e zur Verfügung steht, während S2 die Amplitudeninformation überträgt und demzufolge bei K2 eine Gleichspannung abgreifbar ist, die mit ihrer Größe ein Maß der momentanen Amplitude Ae darstellt, enthält die Aufbereitungsschaltung vorzugsweise einen gesteuerten Modulator 35, der mit der von K1 gelieferten Spannung der Frequenz fe gespeist wird und in Abhängigkeit von der in K2 auftretenden Gleichspannung steuerbar ist.
• Damit ist an seinem Ausgang das gewünschte Signal Ua ab greifbar, das dem Wechselspannungssignal Ue entspricht.
• Das Verfahren nach der Erfindung kann beispielsweise dazu benutzt werden, eine Meßspannung variabler, insb. gewob belter, Frequenz, deren Amplitude sich in Abhängigkeit von der frequenzabhängigen DEmpfung eines Prüflinge ändert, über die Strecke 12 zu übertragen und am Ausgang 13 auszuwerten. Hierbei werden die Amplitude und die Frequenz der Meßspannung mit besonderem Vorteil als Bestimmungsgrößen B1, B2 aufgefaßt, die mittels zweier frequenzmodulierter Signale S1, S2 innerhalb zugeordneter Teilbereiche des Übertragungsfrequenzbandes übertragen und mittels zweier Auswerteeinrichtungen 23 und 24, die beispielsweise aus den Ablenkeinrichtungen eines Elektronenstrahloszillografen bestehen, ausgewertet werden.
• Die Bestimmungsgrößen 33 und B4 können nach einer weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgedankens z.B. die Amplitude einer Oberwelle des Wechselspannungssignals Ue und den Pha senlage zur Grundwelle angeben.
• 7 Patentansprüche 4 Figuren

Claims (7)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zur Übertragung oder Auswertung eines durch zwei oder mehrere, insb. variable Bestimmungsgrößen definierbaren Wechselspannungssignals über eine Strecke, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in Abhängigkeit von den einzelnen Bestimmungsgrößen (B1, B2, B3, 34) frequensmodulierbare Signale (S1, S2, S3, S4) gebildet oder abgeleitet werden, die in zugeordneten Teilbereichen des Übertragungsfrequenzbandes übertragen und am Streckenausgang (13) zur Bildung eines dem Wechselepannungasignal (Ue? entsprechenden Signals (Ua) verwendet oder zur insb. getrennten Auswertung entsprechenden Auswerteeinrichtungen (23, 24, 25, 26) zugeführt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n s e i e n e t, daß ein Signal (S1) in Abhängigkeit von der Frequenz (fe) des Wecheelspannungssignals (Ue) frequenzmodulierbar ist und daß der diesem zugeordnete Teilbereich vorzugsweise kleiner gewählt ist als der Frequenzvariationsbereich des Wechselspannungssignals (Ue).
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß ein Signal in Abhängigkeit von der Amplitude und ein weiteres in Abhängigkeit von der Frequenz des Wechselspannungssignals (Ue) frequenzmodulierbar ist, wobei dieselben am Streckenauegang gegebenenfalls den Ablenkeinrichtungen eines das Wechselspannungssignal auswertenden Anzeige-, Sicht- oder Registriergerätes, z.B. eines Elektronenstrahloszillografen, zugeführt werden.
4. 4. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens naoh einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n ns e t c h n e t, daß den einzelnen Bestimmungsgrößen (B1, B2, B3, B4) Einrichtungen, insbesondere Spannungs-Frequenz-Umsetzer (6, 7, 8, 9)9 zugeordnet sind, in denen jeweils die Frequenz (f1, f2, f39 f4) eines Signals (Sq S2, S3, S4) in Abhängigkeit von der vorzugsweise durch eine Gleich- oder Wechselspannung (U1, U29 U39 U4) darestellten Bestimmungsgröße modulierbar ist, daß die Signale (S1, S2, S3, S4) über eine Additionsschaltung (10) dem Streckeneingang (11) zuführbar und am Streckenausgang (13) über Filtermittel (14, 15, 16, 17) voneinander trennbar sind, daß sie Einrichtungen, insbesondere Frequenz-Spannungs-Umsetzern (18, 19, 209 21)9 zuführbar sind, die zur Wiedergewinnung der Bestimmungsgrößen (B1, 9 B29 B, B4) die nen, und daß diese entweder den entsprechenden Auswerte einrichtungen (23, 24, 25, 26) oder einer Aufbereitunge schaltung (22) mitgeteilt werden, in der die einzelnen Bestimmungsgrößen zu einem dem Wechselspannungssignal (Ue) entsprechenden Signal (Ua) zusammensetzbar sind.
5. 5. Schaltun gsanordnung nach Anspruch 4, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß das Wechselspannungssignal (Ue) einer Einrichtung zuführbar ist, die aus einer Serienschaltung eines Frequenz-Spannungs-Umsetzers (27) und eines Spannungs-Frequenz-Umsetzers (28) besteht, von denen der erstere eingangsseitig für den Frequenzvariationsbereich des Wechselspannungssignals (Ue) und der letztere ausgangsseitig für den zur Übertragung der Frequenzinformation (fe) vorgesehenen Teilbereich ausgelegt ist, und daß am Streckenausgang (13) eine gleichartige Umsetzerkombination (29, 50) in umgekehrter Orientierung vorgesehen iet.
6. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, d a d u r c h g ek e n n z e i ch n e t, daß das Wechselspannungssignal (Ue) einer Einrichtung zuführbar ist, die aus einem ire quenzteiler (31) und einem nachgeschalteten Frequenzumsetzer (32) besteht, der auf den zur Übertragung der Frequenzinformation (fe) vorgesehenen Teilbereich umsetzt, und daß am Streckenausgang (13) ein die erfolgte Teilung kompensierender Vervielfacher (33) und ein die ursprüngliche Frequenzlage des Wechselspannungssignals (Ue) wiederherstellender Frequenzumsetzer (34) vorgesehen sind.
7. 7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, d ad u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß bei einer Ubertragung der die Frequenz und die Amplitude definierenden Bestimmungsgrößen die am Streckenausgang befindliche Aufbereitungsechaltung (22) einen steuerbaren Modulator (35) enthält, der mit dem rückgewonnenen Frequenzband des Wechselspannungssignals (Ue) beaufschlagt ist und über einen die Amplitudeninformation aufnehmenden Frequenz-Spannungs-Umsetzer gesteuert wird.