Verfahren zur Modulationskontrolle modulierter Sender.
Es ist bekannt, dass ein zugleich frequenzund amplitudenmodulierter Sender auf der Empfangsseite Verzerrungen hervorruft. Es ist auch schwierig festzustellen, ob ein amplitudenmodulierter Sender in fehlerhafter Weise frequenzmoduliert ist. Ferner stösst man bei frequenzmodulierten Sendern auf Schwierig- keiten, wenn der Grad der Frequenzmodulation bestimmt werden soll.
Die Erfindung gibt ein Verfahren an, das es gestattet, unter Verwendung einer Katho- denstrahlröhre mit Bildschirm den frequenz mäBigen Zustand einer modulierten Hoch frequenzschwingung bei einer Modulation zwischen 0 bis 100% zu beobachten.
Der Erfindung zugrunde liegt die Tatsache, dass bei Uberlagerung eines frequenzmodulierten Trägers mit einer Schwingung konstanter Frequenz Schwebungsfrequenzen auftreten, deren Höhe vom Modulationsgrad abhängt. fErfindungsgemäss wird die unmodulierte Trägerschwingung des zu untersuchenden Senders mit einer bekannten Spannung, die periodischen Verlauf hat, also zum Beispiet sinusförmig oder sägezahnförmig sein kann und vorzugsweise niedriger Frequenz ist, moduliert und mit einer konstanten, unmodulierten Hilfsfrequenz gemischt ; die dabei sich ergebende Schwebungsfrequenz wird einem Steuersystem, z. B. dem. Helligkeitssteuergitter, einer mit Bildschirm ausgerüsteten Kathodenstrahlröhre zugeführt.
Der Elektronenstrahl dieser Robre wird in Funktion der Zeit derart abgelenkt, dass er beim Fehlen der genannten Modulationsspannung ein vorher bestimmtes Bilddiagramm, beispielsweise ein Raster bezw. eine kreis formigeLinie, auf demBildschirm beschreibt.
Die Bildwechselfrequenz bezw. die Rotationsfrequenz dieses Elektronenstrahls ist zweck- mässig die gleiche wie die der Modulationsschwingung des zu untersuchenden Senders und beträgt beispielsweise 10 bis 100 Hertz, wenn niedrige Schwebungsfrequenzen be obachtet werden sollen, hingegen 100 bis 1000 Hertz und noch mehr, wenn hohere Sehwebungsfrequenzen beobachtet werden sollen. Handelt es sich bei dem zu untersuchenden Sender um einen mit Amplitudenmodulation arbeitenden Sender, so wird die bekannte periodisch verlaufende Spannung durch Amplitudenmodulation der Senderschwingung aufmoduliert.
Handelt es sich jedoch um einen Sender, der mit Frequenzmodulation arbeitet und soll nun beispielsweise der Gütegrad des Modulationsvorganges geprüft werden, so wird man die be kannte periodisch verlaufende Spannung der zu untersuchenden Senderschwingung mit-tels Frequenzmodulation aufmodulieren.
Die Genauigkeit der mit einer solchen Anordnung durchführbaren Messung ist gro sser bei Aufzeichnung eines Rasterbildes, kleiner jedoch bei einem Polardiagramm oder Spiraldiagramm. Die Schwebungsfrequenz. welche gegebenenfalls noch verstärkt werden kann, beeinflusst, wenn sie auf das Helligkeits- bezw. IntensitÏtssteuergitter der Braunschen R¯hre gegeben wird, den Elek tronenstrahl derart, daB im Falle eines Bildrasters abwechselnd dunkle und helle Striche auf dem Bild entstehen. Im Falle eines spiralförmigen Bildes auf dem Bildschirm äussert sich der Einfluss dieser Sehwebungsfrequenz dadurch, dass die Spiralkurve. die der Iiathodenstrahl beschreibt, im Takte der Frequenz unterbrochen wird.
Je nach H¯he der sich ergebenden Schwebungsfrequenz sind bei konstanter Zeilenablenkfrequenz die AbstÏnde der Striche bezw. die Fnterbre- chungen des spiralförmigen Bildes voneinander verschieden gross. Die Abstände vergr¯¯ern sich, je niedriger die Schwebunos- frequenz wird.
Beginnt zur Zeit t = n der Elektronenstrahl das Bildraster links unten, wenn gleichzeitig die Modulationsspannung am Sender sägezahnförmig ansteigt, so wird bei einer etwa vorhandenen Frequenzmodu- lation zunÏchst eine niedrige, später eine höhere Schwebungsfrequenz entstehen, das hei¯t zunächst werden im Falle des Bildrasters die Abstände der strichförmigen Strahlen auf dem Bildschirm gr¯¯er, spÏter kleiner oder umgekehrt, je nachdem die konstante Hilfsfrequenz houer oder niedriger als die modulierte Senderfrequenz liegt. Dies ergibt auf dem Schirm der Brauuschen Rohre bei Herstellung eines Rasters ein strahlenförmiges Bild.
Die Zeilenwechselfrequenz braueht nieht hoeh zu sein und liegt zweckmϯig zwischen 2500 und 5000 Hertz, entsprechend 100 bis 200 Zeilen und 25 Rasterwechsel je Sekunde. Bei bekannter Zeilen- und Rasterwechselfrequenz lϯt sich in jedem Zeitpunkt eine Frequenzmodulation der Sendersehwingung dadurch feststellen, indem man die Abstände der Strahlen auf dem Bild ausmisst. Wie oben erwähnt, kann der Sender auch mit einer sinusförmigen Schwingung moduliert werden, und es lϯt sich in diesem Falle aus dem Bild bezw.
Oszillogramm ohne weiteres erkennen, ob eine Frequenzmodulation vorliegt oder nicht, und zwar daran, dass sich die Periode der Schwingungen ändert. Es lässt sich jedoch in diesem Fall das Bild messtechnisch schlecht auswerten. Unter Verwendung eines Polar- diagrammes ist die Schaltungsanordnung bis auf die Erzeugung der Polarspannung die gleiche wie oben. Dabei ist die Messung bezw.
Feststellung einer Frequenzmodulation aber schwierig, weil auf einem einzigen Kreisumfang die yesamte Modulationsschwingung aufgezeichnet wird und daher Strich- bezw.
Punktabstände insbesondere für höhere Schwebungsfrequenzen sehr klein werden, die man natürlich sehr schlecht ausmessen kann. Bei diesen Kreisdiagrammen hat man verschiedene finir die Bildgestaltung. Beispielsweise kann man den Strahl durch Intensitätssteuerung modulieren und erhält dadurch ein Bild auf dem Bildschirm, welches einen aus Punkten bestehenden Kreis darstellt, wobei sich die Punktabstände ändern, wenn Frequenzmodulation auftritt.
Man kann aber auch beispielsweise die Schwebungsfrequenz einem konzentrischen A. blenksystem der Kathodenstrahlröhre zu- fuhren und erhält dann auf dem Schirm das Bild der Schwebung als eine zum Beispiel sinusförmige Schwingung, deren Mittellinie einen Kreis darstellt. Agit-tels Spiraldia gramms lässt sich eine grössere Genauigkeit erzielen als mit einem Kreisdiagramm insofern, als sich bei einer Spirale eine längere Kurve ergibt als beim Kreis.
In den Abbildungen sind die Anordnung zur Durchführung des Verfahrens und die verschiedenen entstehenden Bilder auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre beispielsweise dargestellt. In Fig. 1 ist 1 der zu prüfende modulierte Sender, 2 der frequenzkonstante Uberlagerer, 3 der Mischgleichrichter, eventuell mit einem anschliessenden Verstärker, 4 der Kippfrequenzerzeuger für die horizontale und vertikale Ablenkung des Kathodenstrahls der Braunschen Rohre 5, von der der Bildschirm dargestellt ist. Die Kippspannung mit Bildwechselfrequenz wird ausserdem zur Modulation des Senders 1 benutzt.
Fig. 2 zeigt das auf dem Schirm entstehende Bild, wenn eine geringe Frequenzmodulation des Senders 1, Fig. 3 wenn keine solche Frequenzmodulation vorhanden ist.
Den feinen Linien in Fig. 2'und 3 kommt nur die Bedeutung einer Schraffur der dunklen Bildteile und nicht die Bedeutung einer Feinstruktur derselben zu. Es lässt sich also aus der Strahlenform sofort erkennen, ob eine Frequenzmodulation vorliegt. Fig. 4 zeigt das Bild bei Verwendung eines Kreisdiagramms. Diese Kurvenform entsteht, wenn man die Schwebungsfrequenz einem konzentrischen Ablenksystem der Bildrohre zuführt. Man kann aus der sich ändernden Periode dieser Schwingungen sofort erken nen, dass eine Frequenzmodulation vorliegt.
Wird der Elektronenstrahl jedoch hellig- keitsmoduliert. das heisst also das Bildwieder- gabeverfahren arbeitet mit Intensitätssteue- rang, dann erhält also die Helligkeitssteuer- elektrode die Sehwebungsfrequenz, und entsprechend der Vorspannungsschwankung an diesem Helligkeitssteuergitter entsteht eine nterbroehene Kreis-bezw. Spirallinie, und im Falle einer Frequenzmodulation des untersuchten Senders sind die Unterbrechungen der Bildkurve verschieden, gross.
In Fig. 5 ist ein Spiraldiagramm darge stellt, und zwar bei einem helligkeitsmodu- lierten Elektronenstrahl, so dass also eine aus Strichen bestehende Spirale entsteht, wobei die Abstände dieser einzelnen Striche voneinander sich ändern.
Man kann also mit einer solchen Apparatur einen Sender darauf untersuchen, ob er frei von Frequenzmodulation ist. Anderseits kann man diese Apparatur auch dazu benutzen, um die Modulationsgüte eines frequenzmodulierten Senders zu prüfen. Eine Bildform auf dem Schirm der Röhre entsprechend Fig. 2, das heisst also gradlinige strahlenförmig auseinander strebende Linien, ist beispielsweise das Zeichen für eine lineare Frequenzmodulat, ion.
Auch lϯt sich diese Apparatur benutzen, um andere Fehler eines Senders festzustellen, beispielsweise zur Feststellung von Störungen aus dem Netz, z. B. Brummstörungen.
Bei Vorhandensein einer solchen Störung ergeben sich krumme Linien, vorausgesetzt, dass der frequenzkonstante Überlagerer selbst störungsfrei arbeitet.
Procedure for modulation control of modulated transmitters.
It is known that a transmitter that is both frequency and amplitude modulated causes distortion on the receiving side. It is also difficult to determine if an amplitude modulated transmitter is incorrectly frequency modulated. Difficulties are also encountered with frequency-modulated transmitters when the degree of frequency modulation is to be determined.
The invention specifies a method which makes it possible, using a cathode ray tube with a screen, to observe the frequency-moderate state of a modulated high-frequency oscillation with a modulation between 0 and 100%.
The invention is based on the fact that when a frequency-modulated carrier is superimposed with an oscillation of constant frequency, beat frequencies occur, the magnitude of which depends on the degree of modulation. According to the invention, the unmodulated carrier oscillation of the transmitter to be examined is modulated with a known voltage that has a periodic course, that is to say, for example, sinusoidal or sawtooth-shaped and is preferably of a lower frequency, and is mixed with a constant, unmodulated auxiliary frequency; the resulting beat frequency is a control system, e.g. B. the. Brightness control grid, fed to a cathode ray tube equipped with a screen.
The electron beam of this Robre is deflected as a function of time in such a way that, in the absence of the modulation voltage mentioned, it displays a predetermined image diagram, for example a raster or. a circular line that describes on the screen.
The frame rate respectively. The rotation frequency of this electron beam is usefully the same as that of the modulation oscillation of the transmitter to be examined and is, for example, 10 to 100 Hertz if low beat frequencies are to be observed, on the other hand 100 to 1000 Hertz and even more if higher visual frequency frequencies are to be observed. If the transmitter to be examined is a transmitter that operates with amplitude modulation, the known periodic voltage is modulated on the transmitter oscillation by amplitude modulation.
If, however, it is a transmitter that works with frequency modulation and if, for example, the quality of the modulation process is to be checked, then the known periodic voltage of the transmitter oscillation to be examined will be modulated by means of frequency modulation.
The accuracy of the measurement that can be carried out with such an arrangement is greater when recording a raster image, but less when recording a polar diagram or spiral diagram. The beat frequency. which can possibly be reinforced, influenced if they are on the brightness or. Intensity control grid of the Braun tube is given, the electron beam in such a way that in the case of an image grid, alternating dark and light lines appear on the image. In the case of a spiral image on the screen, the influence of this visual frequency is expressed in that the spiral curve. which the cathode ray describes, is interrupted in the cycle of the frequency.
Depending on the level of the resulting beat frequency, the distances between the lines and the lines are at a constant line deflection frequency. the breaks in the spiral image are different from one another. The distances increase, the lower the hovering frequency becomes.
If at time t = n the electron beam begins the image raster at the bottom left, if at the same time the modulation voltage at the transmitter rises in a sawtooth shape, if there is any frequency modulation, a lower and later a higher beat frequency will arise, i.e. initially in the case of The spacing of the line-shaped beams on the screen is larger, later smaller or vice versa, depending on whether the constant auxiliary frequency is higher or lower than the modulated transmitter frequency. This results in a radial image on the screen of the Brauuschen pipes when a grid is created.
The line change frequency does not need to be high and is expediently between 2500 and 5000 Hertz, corresponding to 100 to 200 lines and 25 grid changes per second. With a known line and grid change frequency, a frequency modulation of the transmitter visual oscillation can be determined at any point in time by measuring the distances between the rays on the image. As mentioned above, the transmitter can also be modulated with a sinusoidal oscillation, and in this case it can be derived from the image or
Oscillogram can easily recognize whether a frequency modulation is present or not by the fact that the period of the oscillations changes. In this case, however, it is difficult to evaluate the image in terms of measurement technology. Using a polar diagram, the circuit arrangement is the same as above except for the generation of the polar voltage. The measurement is resp.
Determination of a frequency modulation is difficult because the yesamte modulation oscillation is recorded on a single circumference and therefore dash or respectively.
Point spacings become very small, especially for higher beat frequencies, which are of course very difficult to measure. With these pie charts you have different finishes for the picture design. For example, one can modulate the beam by means of intensity control and thereby obtain an image on the screen which represents a circle consisting of dots, the dot spacings changing when frequency modulation occurs.
But you can also, for example, feed the beat frequency to a concentric deflection system of the cathode ray tube and then receive the image of the beat on the screen as a sinusoidal oscillation, for example, whose center line represents a circle. Agit-tels spiral diagram can be achieved with greater accuracy than with a pie diagram in that a spiral results in a longer curve than the circle.
In the figures, the arrangement for carrying out the method and the various resulting images on the screen of the cathode ray tube are shown, for example. In Fig. 1 1 is the modulated transmitter to be tested, 2 the constant frequency superimposed, 3 the mixer rectifier, possibly with a subsequent amplifier, 4 the frequency generator for the horizontal and vertical deflection of the cathode ray of the Braun tubes 5, of which the screen is shown. The breakover voltage with frame rate is also used to modulate the transmitter 1.
FIG. 2 shows the image that appears on the screen when there is a low frequency modulation of the transmitter 1, FIG. 3 when there is no such frequency modulation.
The fine lines in FIGS. 2 ′ and 3 only have the meaning of hatching the dark image parts and not the meaning of a fine structure of the same. It can therefore be seen immediately from the beam shape whether there is frequency modulation. Fig. 4 shows the picture when using a pie chart. This curve shape is created when the beat frequency is fed to a concentric deflection system of the picture tubes. One can immediately see from the changing period of these oscillations that there is a frequency modulation.
However, if the electron beam is modulated in terms of brightness. This means that the image reproduction process works with intensity control, the brightness control electrode then receives the visual frequency, and an inter-broadened circle or grid is created according to the bias voltage fluctuation on this brightness control grid. Spiral line, and in the case of a frequency modulation of the examined transmitter, the interruptions in the image curve are different, large.
In FIG. 5, a spiral diagram is shown, specifically with a brightness-modulated electron beam, so that a spiral consisting of lines is created, the distances between these individual lines changing.
With such an apparatus one can examine a transmitter to see whether it is free from frequency modulation. On the other hand, this apparatus can also be used to check the modulation quality of a frequency-modulated transmitter. An image shape on the screen of the tube according to FIG. 2, that is to say straight lines diverging in the form of rays, is, for example, the symbol for a linear frequency modulation.
This apparatus can also be used to determine other errors in a transmitter, for example to determine interference from the network, e.g. B. Hum interference.
If such a disturbance is present, curved lines result, provided that the constant-frequency superimposed device itself operates without disturbance.