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Schaltungsanordnung zum Messen der Phasenlage des Pilotträgers zum Trägerfrequenzsignal
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum senderseitigen Messen der Phasenlage des Pilotträgers zum Trägerfrequenzsignal, insbesondere bei hf-stereophoner Übertragung.
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es aber wichtig, dass der regenerierte Hilfsträger dem Signal mit richtiger Frequenz und Phasenlage zugesetzt wird, weil sonst starke Verzerrungen des demodulierten, niederfrequenten Signals auftreten. Es ist deshalb sehr wichtig, dass senderseitig der Pilotträgerweitestgehend phasenstarr zum unterdrückten Hilfsträger ausgestrahlt wird.
Bei hf-stereophoner Übertragung wird das die Stereoinformation beinhaltende Multiplexsignal aus einem Summen- und einem Differenzsignal gebildet, wobei das Summensignal aus dem linken und rechten Teilsignal (L + R) als Mitteninformation M und das durch Doppelseitenband-Amplitudenmodulation eines dann unterdrückten und durch einen Pilotton halber Frequenz ersetzten Hilfsträgers gebildete, frequenzumgesetzte Differenzsignal (L-R) als Seiteninformation'ST auf einem frequenzmodulierten Kanal übertragen werden.
Nach FM-Demodulation wird in einem Decoder aus dem Pilotträger durch Verdopplung der Hilfsträger und mit diesem und der Seiteninformation ST die dann vollständig regenerierte Seiteninformation S gebildet, die mit der Mitteninformation M durch Summen- und Differenzbildung in einer Matrix des Decoders wieder die ursprünglichen Teilsignale L und R ergibt.
Um die Seiteninformation S originalgetreu wiederzuerhalten, muss der Hilfsträger phasenstarr zugesetzt werden. Da aber Phasenfehler des Pilotträgers sich bei der Rückgewinnung des Hilfsträgers verdoppeln, ist es unbedingt erforderlich, dass der Pilotträger in richtiger Phasenlage zur trägerfrequenten Seiteninformation ST bzw. zum unterdrückten Hilfsträger vom Sender ausgestrahlt wird. Dabei sind Phasenfehler von höchstens 30 zulässig, wenn nicht empfängerseitig Verzerrungen der Seiteninformation S und dadurch merkbares Übersprechen zwischen den Teilsignalen L und R die Folge sein sollen. Es ist deshalb notwendig, die Phasenlage des Pilotträgers im Multiplexsignal senderseitig zu kontrollieren und möglichst genau einzuhalten.
Zur Kontrolle der Phasenlage des Pilotträgers bei hf-stereophoner Übertragung ist es bekannt, das vollständige Multiplexsignal oszillographisch aufzunehmen und niederfrequent, d. h. mit relativ langsamer Horizontalablenkung, aufzulösen, wobei die Amplitude des Pilotträgers als Hüllstreifen auf beiden Bildbegrenzungslinien sichtbar wird. Dieses Verfahren beruht auf folgenden Zusammenhängen.
Die Phasenlage des Pilotträgers zum Hilfsträger ist bei hf-stereophoner Übertragung als Null definiert, wenn die Nulldurchgänge der Zeitfunktion des Pilotträgers mit den Nulldurchgängen der des Hilfsträgers zusammenfallen, wo dieser vom Negativen ins Positive übergeht. Die Superposition beider Zeitfunktionen unter dieser Bedingung ergibt eine Funktion, bei der die einzelnen Schwingungen alternierend negativ oder positiv verschoben sind. Bei Phasenverschiebung des Pilotträgers von +450 ergibt sich eine Gesamtfunk- tion, bei der nur die Maxima alternierend verschoben sind. Bei Phasenverschiebung von-450 sind nur die Minima alternierend verschoben.
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Bei oszillographischer Darstellung des vollständigenMultiplexsignaIs ergeben sich durch die beschriebenen Extremwertverschiebungen an beiden Begrenzungslinien Hüllstreifen, die bei einer Phasenlage Null des Pilotträgers gleich breit sind. Bei 450 Phasenverschiebung verschwindet ein Hüllstreifen,
Die Einstellung der Phasenlage Null geschieht so, dass beide Hüllstreifen des oszillographierten Multiplexsignals auf gleiche Breite gebracht werden. Diese Einstellung ist sehr ungenau und subjektiv. Bei einiger Übung kann eine Einstellgenauigkeit der Phasenlage von etwa 200 angenommen werden, was aber für die erforderliche Genauigkeit von besser als 30 nicht im mindesten ausreicht.
Weiterhin ist es zur Kontrolle der betrachteten Phasenlage bekannt, das Multiplexsignal ohne Pilotton oszillographisch aufzunehmen und dabei zur Horizontalablenkung den um 450 verschobenen Pilotträger zu verwenden, wobei entweder der linke oder der rechte Kanal mit einem Messton beaufschlagt wird. Es ergeben sich dann feststehende Bilder, ähnlich den Lissajous'schen Figuren. Veränderungen der Phasenlage wirken sich als Verzerrungen oder Überschreibungen des für die Phasenlage Null vorliegenden Bildes aus.
Nach diesem Verfahren kann kein beliebiges Multiplexsignal verwendet werden, so dass eine Anwendung mit Messton auf einem Kanal nur in Sendepausen möglich ist. Die Beurteilung der Phasenlage nach der Veränderung des oszillographischen Normbildes erfordert einige Übung und ist mit einer erreichbaren Genauigkeit der Phaseneinstellung von bestenfalls 50 gegenüber der gestellten Forderung von besser als 30 noch zu ungenau. Ausserdem können bei der 450-Verschiebung des Pilotträgers für die Horizontalablenkung dadurch zusätzlich Phasenfehler in die Messung gelangen, dass ein derartiges Verschiebungsglied keine genügende Konstanz der Einstellung erwarten lässt und die 450-Verschiebung nur mit Spezialmessgeräten genügend genau zu realisieren ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Möglichkeit zur Messung der Phasenlage des Pilotträgers zum unterdrückten Hilfsträger anzugeben, bei welcher eine Messgenauigkeit von besser als 30 erreichbar und eine Messung im Sendebetrieb durchführbar ist.
Diese Aufgabe wird mit der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung zum Messen der Phasenlage des Pilotträgers zum Trägerfrequenzsignal mit unterdrücktem Träger, insbesondere bei HF-Stereophonieübertragung, dadurch gelöst, dass ein das Trägerfrequenzsignal auf konstanter Amplitude haltender Verstärker und ein den Pilotträger auf eine vielfache, vorzugsweise 10 - 20-fache Amplitude anhebender Verstärker vorgesehen sind, die beide mit einer Summierstufe verbunden sind, von der die Summenfunktion auf die nachgeschaltete Vertikalablenkung eines Oszillographen gelangt, während die Horizontalablenkung mittels einer Frequenz des Trägerfrequenzsignals oder einer geeigneten Niederfrequenz erfolgt.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass für die Superpositionsfunktion zweier harmonischer Schwingungen die Nullstellen abhängig von den Amplitudenverhältnissen der Ausgangsfunktionen verschoben werden. Dabei lassen sich Nullstellenhäufungen derart erzielen, dass einfache und eng zusammenge-
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tionsfunktion solche Nullstellenhäufungen erreicht. 1m Oszillogramm der Superpositionsfunktion markieren sich die dreifachen Nullstellen wegen der dort relativ geringen Schreibgeschwindigkeit besonders deut-
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ben sich im Oszillogramm die helleren Stellen alternierend nach oben oder unten, so dass schon geringe Abweichungen von der Phasenlage Null deutlich sichtbar werden.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren ergeben sich verschiedene Möglichkeiten. Bei Anwendung einer festen Messfrequenz in Sendepausen und niederfrequenter Auflösung des Oszillogramms nach der Messfrequenz zeigen sich auf einer Geraden liegende, helle, strich ähnliche Gruppen bildende Stellen, die bei falscher Phasenlage alternierend von der ursprünglichen Geraden abgewandert sind. Ebenso werden bei Auflösung des Oszillogramms nach der Pilotfrequenzunabhängig davon, ob in Sendepausen mit einer Messfrequenz oder im Sendebetrieb mit wechselnden Frequenzgemischen gearbeitet wird, diese helleren Stellen markiert. Bei Betriebsüber'vachung des Senders und niederfrequenter Horizontalablenkung markieren sich die helleren Stellen als eine durchgehende Gerade, die sich bei falscher Phasenlage des Pilotträgers in zwei parallele Geraden auflöst.
Die Vorteile der erfindungsgemässen Messung liegen darin, dass diese Messung sowohl in Sendepausen mit einer festen Niederfrequenz als Signalfrequenz wie auch zur ständigen Überwachung der Phasenlage des Pilotträgers im Sendebetrieb angewendet werden kann. Bei Messung im Sendebetrieb, wo das Multiplexsignal nicht eine feste Frequenz, sondern ein Frequenzgemisch als Information enthält, wird zweckmässig das geträgerte Signal mit relativ konstanter Amplitude erzeugt und dem angehobenen Pilotträger
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visuellen Vergleich bestimmter Breiten oder Formen bei bisher bekannten Verfahren, so dass Phasenabweichungen des Pilotträgers unter 10 noch deutlich erkennbar sind und die vorgenannten Senderbedingungen exakt cingehalten werden können.
Eine Ausführung der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung wird im folgenden an Hand einer Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung bedeuten : Fig. 1 ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung, Fig. 2 und 3 Superpositionsfunktion aus Pilotträger und geträgertem Signal.
Vor einer Summierstufe 1 mit nachfolgendem Verstärker 2 des Senders werden das geträgerte Signal mit unterdrücktem Träger- bei hf-stereophoner Übertragung die geträgerte Seiteninformation ST und der Pilotträger P abgegriffen. Das geträgerte Signal ist auf einen Verstärker 3 mit konstanter Ausgangsamplitude geschaltet. Ein Verstärker 4 ist zur Verstärkung des Pilotträgers auf eine vielfache, vorzugsweise 10 - 20-fache Amplitude gegenüber dem Normalpegel im Sender vorgesehen.
Die Verstärker 3 und 4 sind mit einer Summierstufe 5 verbunden, mit der die Superpositionsfunktion aus geträgertem Signal und verstärktem Pilotträger gebildet wird. Die Summierstufe 5 ist ausgangsseitig mit der Vertikalablenkung 6 eines Oszillographen verbunden.
Mit dieser Schaltungsanordnung ist eine Überprüfung der Pilotphase nach allen der vorliegenden Erfindung entsprechenden Möglichkeiten durchführbar. Die Einstellung der Horizontalablenkung erfolgt am Oszillographen, wobei nach Belieben nach der Frequenz des Messsignals in Sendepausen oder nach der des Pilotträgers oder nach einer beliebigen Niederfrequenz aufgelöst werden kann, so dass sich die beschriebenen Bilder ergeben. Zweckmässig ist auf jeden Fall die Verwendung eines übersteuerungsfreien Oszillographen, womit der mittlere, interessante Teil des Oszillogramms aufgeweitet werden kann, so dass eine noch bessere Genauigkeit erreichbar ist.
Fig. 2 zeigt eine Auflösung des Bildes nach einer Frequenz zwischen 60 und 80 kHz. Die Extremstellen und die Nullstellen bilden Gerade 7,8. Da sich Pilotträger und Trägerfrequenzsignal in vorgeschriebener Phasenlage befinden, werden die"dreifachen Nullstellen"als eine Gerade geschrieben.
Fig. 3 zeigt eine Auflösung nach einem ganzen Bruchteil der Frequenz des Pilotträgers, so dass hier die bei höherer Schreibfrequenz vorhandenen Punkte 9 (Kopplung "dreifacher Nullstellen") ganz deutlich aufgelöst sind. Pilotträger und Trägerfrequenzsignal befinden sich in der erforderlichen Phasenbeziehung.