CH654115A5 - Verfahren und schaltungsanordnung zur breitbandigen daempfungsmessung in niederfrequenz-uebertragungssystemen. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur breitbandigen Dämpfungsmessung in Niederfrequenz-Übertragungssystemen.

In der Messtechnik werden zur Simulation von statistischen Vorgängen häufig Quasi-Rauschgeneratoren verwendet. Diese Generatoren geben Signale ab, die echten Rauschsignalen sehr ähnlich sind, die aber in bezug auf Reproduzierbarkeit der Messergebnisse gegenüber echten Rauschsignalen Vorteile haben. Ein wesentliches Merkmal der Quasi-Rauschsignale ist, dass sie im Gegensatz zu echten Rauschsignalen periodisch sind, wobei die Wiederholungen allerdings erst nach einer sehr grossen Zahl von Einzelereignissen erfolgt. Das Frequenzspektrum eines Quasi-Rausch-signales besteht im Gegensatz zum kontinuierlichen Spektrum des echten Rauschsignals aus diskreten Linien mit konstantem Frequenzabstand.

Bekannt ist ein Verfahren zum Messen der Übertragungsfunktion eines physikalischen Systems, bei dem a) dem System periodisch ein Zufallssignalzug zugeführt wird;

b) das Frequenzspektrum des zugeführten Signalzuges während einer Periode gemessen wird, in der die Einschwingvorgänge so weit abgeklungen sind, dass die gewünschte Messgenauigkeit erreicht wird;

c) das Frequenzspektrum der Systemantwort während einer Periode gemessen wird, in der die Einschwingvorgänge s so weit abgeklungen sind, dass die gewünschte Messgenauigkeit erreicht wird;

d) aus den beiden Messungen eine erste Abschätzung der Übertragungsfunktion gewonnen wird;

e) die Schritte a) bis d) mit anderen Zufallssignalzügen io wiederholt werden, die mit den jeweils vorhergehenden nicht korreliert sind;

0 die aus jedem neuen Zufallssignalzug gewonnene Abschätzung der Übertragungsfunktion mit dem Mittelwert aus den vorhergehenden Abschätzungen gemittelt wird; und 15 g) die Schritte e) und f) so oft wiederholt werden, bis die Abschätzung der Übertragungsfunktion eine vorgegebene Genauigkeit erreicht hat (DE-OS 2 608 249).

Bei diesem Verfahren wird mit relativ hohem Aufwand ein 20 Messignal mit Quasi-Rauschcharakter erzeugt, die Durchführung der Messung erfordert umfangreiche Speichereinrichtungen, ihre Auswertung ist praktisch nur mit einem Rechner möglich. Diesem Stand der Technik kann keine Anregung zu einer wesentlichen Vereinfachung eines Mess-2s Verfahrens mit Quasi-Rauschsignalen entnommen werden.

Bekannt ist ferner ein Messystem zur Bestimmung der Entfernung zwischen zwei Stationen mittels Funksignalen, bei dem von der ersten Station ein erstes Signal zur zweiten Station gesendet wird und die zweite Station beim Empfang des 30 ersten Signals ein zweites Signal zur ersten Station zurücksendet, wobei jede Stationen zur Phasenmodulierung dieser Signale jeweils einen Pseudorauschsignal-Generator sowie einen Korrelator aufweisen, durch den die Pseudorausch-signale des stationseigenen Generators mit den empfan-35 genen, modulierten Pseudorauschsignalen der anderen Stationen in Wechselbeziehungen gesetzt werden, um daraus die Entfernung zwischen den beiden Stationen in der Weise zu erhalten, dass jeweils zwei aufeinanderfolgende Pseudo-rauschsignalcode, deren Abstand einer Periode der Bitfolge 40 des Pseudorauschsignalcodes entspricht, in Korrelation gesetzt werden und dass durch die sich aus den beiden Korrelationen ergebende Differenz eine Laufzeitfolgeschaltung (delay-lock) gesteuert wird, bei dem der Pseudorauschsignal-Generator wenigstens der einen Station zwei Ausgänge 45 besitzt, die mittels eines Umschalters abwechselnd auf den einzigen Korrelator schaltbar sind, wobei am einen Ausgang die jweils n-ten Signale und am anderen Ausgang die jeweils (n-l)ten Signale des Generators anstehen und wobei der Umschalter mittels eines Befehlgenerators derart gesteuert so wird, dass die empfangenen pseudorauschsignalmodulierten Signale nacheinander und abwechselnd mit den aufeinanderfolgenden, von dem in der empfangenden Station vorhandenen Generator erzeugten Code-Signalen in Wechselbeziehungen gesetzt werden (DE-AS 2 338 904),

55 Bei diesem Verfahren wird das Messignal durch einen Pseudo-Rauschgenerator erzeugt, die Auswertung dieses speziellen Messverfahrens ist aber ebenfalls ausserordentlich aufwendig. Auch diesem Stand der Technik ist keine Anregung zu einem wesentlich vereinfachten Messverfahren zu 60 entnehmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Verfahren mit möglichst geringem Geräteaufwand zur breitbandigen Dämpfungsmessung in Niederfrequenz-Übertra-gungssystemen zu schaffen, das auch während des Betriebes, 65 also an mit Nutzsignalen belegten Übertragungssystemen, verwendet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst,

dass der Eingang des Übertragungssystems mit einem Quasi-

Zufallssignal mit definierten Spektrallinien gespeist wird, und dass die Messung der Spannung am Ausgang des Übertragungssystems über ein Filter mit kammförmiger Durchlasskennlinie erfolgt, bei dem die Durchlassbereiche den Spektrallinien des Eingangssignals entsprechen.

Eine Ausgestaltung und die Anwendung dieses Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 und 3 genannt, eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens und ihre Ausgestaltung werden in den Ansprüchen 4 bis 6 gezeigt.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass der Messaufbau mit relativ geringem Aufwand und unter Verwendung von bereits bekannten und erprobten Baugruppen erstellt werden kann und dass bei der Messung eine weitgehende Unterdrückung der im Messobjekt vorhandenen Nutz- wie auch der Störsignale erfolgt. Bei einem ausgeführten Gerät für die Messung von Fernsprechleitungen konnte ein Unterdrückungsfaktor der Sprachsignale gegenüber dem Messignal von 100 entsprechend

20 dB erreicht werden. Mit den in der Zeichnungsbeschreibung gezeigten Ausgestaltungen lässt sich ein universell verwendbares Messgerät erstellen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Die einzige Figur zeigt als Blockschaltbild eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Messverfahrens.

Die vom Taktgenerator erzeugten Taktsignale werden von seinem Ausgang 2 dem Steuereingang 4 eines Quasi-Rausch-generators 3 und dem Steuereingang 15 des Kammfilters 12 zugeleitet. Der Taktgenerator 1 wird vorzugsweise quarzgesteuert ausgeführt, seine Taktfrequenz beträgt beispielsweise

21 kHz. Am Signalausgang 5 des Quasi-Rauschgenerators 3 liegt ein Messignal, bei dem der Abstand der Spektrallinien voneinander beispielsweise 40 Hz beträgt. Dieses Messignal wird vom Signalausgang 5 des Quasi-Rauschgenerators 3 über ein Schaltfeld 9 dem Eingang des Messobjektes 6 zugeführt. Das am Ausgang 8 des Messobjektes 6 auftretende Messignal wird, ebenfalls über das Schaltfeld 9 über eine Reihe von später zu beschreibenden Baugruppen dem Eingang 13 des Kammfilters 12 zugeführt. Das Kammfilter 12 ist in an sich bekannter Weise als Digitalfilter unter Verwendung von Eimerketten-Schaltungen ausgeführt. Mit einem zweistufigen Filter dieser Art lässt sich eine Linienbandbreite der Durchlassfrequenzen von 0,4 Hz unschwer erzeugen. Bei einem Linienabstand von beispielsweise 40 Hz ergibt sich ein Unterdrückungsfaktor von 100 entsprechend 20 dB. Die Ein654115

schwingzeit eines solchen Filters beträgt ca. 1 Sekunde. Das am Ausgang 14 des Kammfilters 12 auftretende Signalgemisch wird dem Eingang 17 des Pegelmessers 16 zugeführt und dort gemessen. Der Pegelmesser 16 wird vorzugsweise mit einer digitalen Anzeige und logarithmischer Kennlinie versehen. Die Auswertung der Messung und die universelle Verwendbarkeit des Gerätes wird erleichtert, wenn der Pegelmesser 16 ferner mit einer Bereichsautomatik und mit einer Grenzwertbeobachtung ausgeführt wird.

Für eine Reihe von Messungen, beispielsweise für die Messung des Nebensprechens von einem Fernsprechkreis auf einen anderen, muss das dem Eingang 7 des Messobjektes 6 zugeführte Signal in seinem Frequenzspektrum in einer vom CCITT vorgeschriebenen Weise begrenzt werden. Dies geschieht durch Einschalten eines Filters 18 zwischen den Ausgang 5 des Quasi-Rauschgenerators 3 und dem Eingang 10 des Schaltfeldes 9. Dieses Filter 18 kann durch einen Schalter 20 überbrückt werden. In gleicher Weise wird die Messspannung am Ausgang 8 des Messobjektes 6 durch Einschalten eines Sprachbewertungsfilters 19 nach CCITT zwischen den Ausgang 11 des Schaltfeldes 9 und den Eingang 13 des Kammfilters 12 bewertet. Durch die beiden Schaltkontakte 21 kann das Filter 19 durch ein entsprechendes Dämpfungsglied 24 ersetzt werden. Für die allgemeine Messung von Fremdspannungen mit dem Pegelmesser 16 kann auch das Kammfilter 12 durch die Schalter 22 und 23 durch ein Dämpfungsglied ersetzt werden. Die Stromversorgung des Messaufbaues kann für Messungen im Gelände auf nicht gezeichnete Batterien umgeschaltet werden.

Die Unterdrückung von Fremdsignalen gegenüber dem Signal des Quasi-Rauschgenerators 3 kann durch mehrere Filterstufen im Kammfilter 12 beliebig erhöht werden, allerdings muss man dann längere Einschwingzeiten des Filters 12 in Kauf nehmen. In Fällen, in denen eine Störspannung genau auf einer Durchlassfrequenz des Kammfilters 12 liegt, können dessen Durchlassfrequenzen synchron mit den Spektrallinien des Quasi-Rauschgenerators 3 beliebig verlagert werden. Dies geschieht in einfacher Weise durch eine Veränderung der Taktfrequenz des Taktgenerators 1. Es ist ersichtlich, dass durch weitere Schalter und die Anordnung von Anschlüssen für die einzelnen Bausteine die Verwendung der Messanordnung für eine Vielzahl von Messungen möglich wird. Die vielseitige Verwendbarkeit wird auch durch die Anordnung des Vorverstärkers 26 hinter dem Ausgang 11 des Schaltfeldes 9 verbessert.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

654115 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur breitbandigen Dämpfungsmessung in Niederfrequenz-Übertragungssystemen, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingang (7) des Übertragungssystems (6) mit einem Quasi-Zufallssignal mit definierten Spektrallinien gespeist wird, und dass die Messung der Spannung am Ausgang (8) des Übertragungssystems (6) über ein Filter (12) mit kammförmiger Durchlasskennlinie erfolgt, bei dem die Durchlassbereiche den Spektrallinien des Eingangssignals entsprechen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangssignal in einem von einem Taktgenerator (1) gesteuerten Quasi-Rauschgenerator (3) erzeugt wird, und dass als Kammfilter (12) ein vom gleichen Taktgenerator (1) gesteuertes Digitalfilter verwendet wird.

3. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 für Dämpfungs-, Nebensprech- und Mitsprechmessungen an mit Nutzsignalen belegten Übertragungssystemen (6).

4. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang (2) eines Taktgenerators (1) mit dem Steuereingang (4) eines Quasi-Rauschgenerators (3) und mit dem Steuereingang (15) eines Kammfilters (12) verbunden ist, dass der Signalausgang (5) des Quasi-Rauschgenerators (3) mit dem Eingang (10) eines Schaltfeldes (9) zum Anschluss des Messobjektes (6) verbunden ist, dass der Ausgang (11) des Schaltfeldes (9) mit dem Eingang (13) des Kammfilters (12) verbunden ist, und dass der Ausgang (14) des Kammfilters (12) mit dem Eingang (17) eines Pegelmessers (16) verbunden ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Signalausgang (5) des Rauschgenerators (3) und den Eingang (10) des Schaltfeldes (9) sowie zwischen den Ausgang (11) des Schaltfeldes (9) und den Eingang (13) des Kammfilters (12) Bewertungsfilter (18, 19) nach CCITT einschaltbar sind.

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das digitale Kammfilter (12) eine vom Taktgenerator (1) gesteuerte Eimerketten-Schaltung ist.