DE1082637B - Verfahren zur Ermittlung der Anteile des Grund- und des Klirrgeraeusches aus dem Gesamtgeraeusch eines Vielkanal-FM-Richtfunksystems waehrend des Betriebes - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Eine der schwierigsten Aufgaben im Rahmen der Qualitätseinteilung eines Breitband-Richtfunksystems ist die Messung der Nichtlinearität. Während es bei einfachen Systemen (Fernsprech- oder Rundfunkkanal) genügt, die Leistung der Oberwellen von einzelnen Prüffrequenzen zu messen (Klirrfaktor- bzw. Differenztonfaktor), muß bei einem System mit extrem breitem Modulationsband entweder ein polychromatisches Prüfsignal oder ein schmaler Impuls zur Prüfung verwendet werden. Das letztere Verfahren wird unter anderem bei der Messung von Fernsehsystemen, das erste unter anderem bei der Messung von FM-Systemen für Vielkanalfentsprechen (über etwa 120 Kanäle) verwendet.

Im letzteren Falle werden z. B. auf der Sendeseite kurz unter- und oberhalb das vom Multiplexsignal belegten Modulations-Basisbandes (beispielsweise 60 bis 2540 kHz) je ein schmaler Meßkanal (beispielsweise 48 bis 52 kHz und 2710 bis 275OkHz) mit Hilfe hochselektiver Sperrfilter von jedem Geräusch befreit. Zwei Bandfilter mit gleicher Bandbreite bei derselben Frequenz auf der Empfangsseite geben die Möglichkeit, die Geräusche zu messen, die vom System als unerwünschte Klirrprodukte erzeugt wurden.

Bei einem nicht im Betrieb befindlichen System kann verhältnismäßig leicht eine Trennung des gemessenen Gesamtgeräusches in einem Meßkanal in Grund- (oder Wärme-) Geräusch und in Klirr- (oder Nebensprech-) Geräusch durchgeführt werden.

Zur Messung des Grundgeräusches wird das System im Eingang mit seiner Eingangsimpedanz abgeschlossen. Man mißt dann im Ausgang die Leistung aller inneren Quellen (Widerstands-, Röhrenrauschen usw.), die man sich rein rechnerisch an den Eingangsklemmen konzentriert denken und durch eine Rauschzahl (£T₀-ZaIiI) charakterisieren kann. Diese Grundgeräuschleistung ändert sich mit der. Lage des Meßkanals im Modulationsband nach einer Funktion, die sich aus. dem Modulationsverfahren (Frequenzmodulation, Phasenmodulation) und der verwendeten Vorverzerrung des Modulationsbandes (Preakzentuation, Preemphasis, Deemphasis) ergibt. _'_ , '

Zur Messung des Klirrgeräusches wird das System mit einem geeigneten Breitband-Prüfsignal belastet. Hierfür verwendet man frequenzabhängiges (weißes) Rauschen, welches das ganze Modulatiqnsband (beispielsweise 60 bis 2540 kHz) mit einem Volumen belastet, welches dem Volumen in der Hauptverkehrsstunde von 600 Sprechkanälen nach der Wahrscheinlichkeitsverteilung nach Holbroo-k-—Dixon äquivalent ist. In dem betrachteten Meßkanal auf der Empfangsseite kommt jetzt.zu dem Grundgeräusch noch das Klirr- (Nebensprech-) Geräusch; beide An-Verfahren zur Ermittlung der Anteile
des Grund- und des Klirrgeräusches

aus dem Gesamtgeräusch

eines Vielkanal-FM-Richtfunksystems

während des Betriebes

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Witteisbacherplatz 2

Walter Wechsung, Frankfurt/M.,
ist als Erfinder genannt worden

teile addieren sich leistungsmäßig, da sie inkohärenten Quellen entstammen, so daß sie rechnerisch leicht getrennt werden können.

Dieses sehr genaue Meßverfahren kann nur bei einem System angewendet werden, welches nicht in Betrieb ist, da die starke Zusatzbelastung durch weißes Geräusch bei hoher Gesprächsbelastung des Systems tagsüber die Aussteuerungsgrenze überschreiten würde, auf jeden Fall aber, die Gesprächskanäle unerträglich verrauschen würde. Bei einem in Betrieb befindlichen System muß an Stelle des weißen Rauschens das Sprechvolumen zur Messung herangezogen werden; dieses aber ändert sich nicht nur im Tagesgang sehr stark (nach Mitternacht ist das Volumen V etwa = 0, in der Hauptverkehrsstunde V = V_max), sondern auch in kürzeren Intervallen in unvorhergesehener Weise (Stoßverkehr).

Es ist vorgeschlagen worden, auch bei einem in Betrieb befindlichen System die Anwendung der Rausch-Klirr-Methode und damit die Trennung der Grund- und Klirranteile dadurch zu ermöglichen, daß das System kurzzeitig zur Durchführung dieser Messung ausgeschaltet wird. Diese Meßpausen müssen so kurz sein, daß sie die Sprachverständigung nicht stören, also höchstens etwa 30 Millisekunden. Werden Fernsprechkanäle für Wechselstromtelegraphie oder Bildtelegraphie verwendet, so vermindert sich diese Zeit auf etwa 2 Millisekunden; eine Data-Übertragung wird durch noch kürzere.. Unterbrechungen gestört. Mit Hinsicht auf die. Einschwingzeiten des Systems ohne störende Eingriffe in den Betrieb eines Vielkanal-FM-Richtfunksystems möglich. Die Erfindung

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und der Meßanordnung (Quarzfilter) erscheint also konstante verwenden, um diese Wirkung zu unterauch dieser Weg wenig erfolgversprechend. ' stützen.

Weiter ist in einer Vorveröffentlichung eine Me- Für die Messung des Klirrgeräusches wird dagegen thode zur Messung der Klirrverzerrungen während des ein schmalbandiger Meßkanal verwendet, dessen Betriebes beschrieben worden, die die zur rechne- 5 Bandbreite klein gegenüber der Bezugsbandbreite von rischen Ermittlung der Klirranteile notwendigen 3,1 kHz ist. Damit das Klirrgeräusch über einen mög-Parameter durch eine kombinierte Steilheits- und liehst großen Frequenzbereich erfaßt wird, wird die Laufzeitmessung ermittelt. Wenn bei ihr die ohnehin kleine Meßbandbreite über einen großen Frequenzvorhandene Pilotfrequenz als Meß frequenz verwendet bereich durchgewobbelt. Vorteilhaft wird dieser Frewird, ist kein zusätzlicher Meßkanal notwendig. Zur io quenzbereich der Breite des Meßkanals für das Grund-Messung ist sendeseitig eine zusätzliche Ablenkaus- geräusch entsprechen. Zur Anhebung der sinusförmisteuerung erforderlich. Diese Beaufschlagung des gen Spanruungsanteile des Klirrgeräusches gegenüber Systems mit einem zusätzlichen Signal bringt eine dem Grundgeräusch wird man zweckmäßig im Gleich-Verschlechterung des Gesamtübersprechens mit sich, richterkreis eine Ladezeitkonstante verwenden, die die seine Anwendung auf betriebsschwache Zeiten be- 15 groß gegenüber der Einschwmgzeit der Abstimmschränkt, kreise ist. Die Wobbeizeit sollte dabei so langsam

Demgegenüber ermöglicht die Erfindung die Auf- bemessen sein, daß beim Durchwobbeln eine Auftrennung der beschriebenen Geräuschanteile und ihre ladung des Ladekreises auf die Spitzenspannungen getrennte meßtechnische Auswertung während und ohne möglich ist. Die Entladezeit des Gleichrichterkreises Unterbrechung des Betriebes, ohne daß das System 20 sollte also größer als die Wobbeizeit sein,
mit einem zusätzlichen Signal beaufschlagt wird. Die Im folgenden wird an Hand einer schematischen Erfindung geht dabei von der verschiedenen Herkunft Darstellung das erfindungsgemäße Verfahren näher der Anteile des Grund- und Klirrgeräusches am Ge- erläutert. In der Figur wird das vom Empfänger 1 samtgeräusch aus. So entspricht das Grundgeräusch über den Meßausgang des Demodulators 2 gewonnene einem rein statistisch verteilten weißen Rauschen, 25 Gesamtgeräusch zunächst einem 300 kHz breiten während sich das Klirrgeräusch (Nebensprech- Meßkanal 3 zugeführt, dessen Kreise z. B. auf das geräusch) vorwiegend aus sinusförmigen Teilspan- Frequenzband 3,2 ± 0,15 MHz abgestimmt sind, nungen zusammensetzt, die, nur über eine lange Zeit Dieser Meßkanal ist also mit 300 kHz Bandbreite um und eine große Bandbreite betrachtet, dem Charakter fast das Hunderfache breiter als die Bezugsbandeines weißen Rauschens nahekommen. Für die meß- 30 breite von 3,1 kHz. Das Basisband von 0,3 bis technische Trennung des Klirrgeräuschanteils vom 2500 kHz für das Nutzsignal zweigt von einem ande-Grundgeräuschanteil wird nach der Erfindung der ren Ausgang des Demodulators 2 ab und kann für mehr oder weniger sinusförmige Charakter des die weitere Darstellung der Wirkungsweise außer Be-Klirrgeräuschanteils gegenüber dem statistischen tracht gelassen werden. An den Ausgang des breit-Charakter des Grundgeräuschanteils ausgenutzt. Da- 35 bandigen Meßkanals 3 schließt sich ein Spitzenwertbei beruht das erfindungsgemäße Verfahren auf rein gleichrichter 4 an, auf den ein Röhrenvoltmeter 5 mit empfangstechnischen Methoden; es wird nur das nor- Anzeigeinstrument 6 folgt. Auf diesem Instrument malerweise vorhandene Nutzsignal ausgewertet. Da kann der Grundgeräuschanteil direkt abgelesen deswegen keinerlei meßtechnische Maßnahmen auf werden.

der Sendeseite zu treffen sind, zeichnet sich das er- 4" Im Ausführungsbeispiel zweigt der schmalbandige findungsgemäße Verfahren durch eine sehr einfache Meßkanal 7 für das Klirrgeräusch erst nach DurchAnwendung aus. laufen des breitbandigen Meßkanals 3 vor dessen

Das Kennzeichen der Erfindung besteht darin, daß Demodulator 4 ab. An seinem Eingang liegt eine für die Messung des Grundgeräusches ein Meßkanal Mischstufe 8, der einesteils die Geräuschspannung des mit gegenüber der Bezugsbandbreite von 3,1 kHz 45 breitbandigen Meßkanals 3 und andernteils eine in großer Bandbreite und für die Messung des Klirr- einem Bereich von 300 kHz periodisch veränderliche geräusches ein Meßkanal mit gegenüber der Bezugs- Frequenz eines Oszillators 17 von 6,1 MHz Mittenbandbreite kleiner Bandbreite benutzt und der schmal- frequenz zugeführt wird. Die Wobbelung mit einem bandige Meßkanal für die Messung des Klirr- Hub von 300 kHz, also zwischen 5,95 und 6,25 MHz, geräusches über einen großen, vorzugsweise der 5° erfolgt durch eine Blindröhre 9, die durch einen Bandbreite des Meßkanals für das Grundgeräusch Sägezahngenerator 10 mit einer Frequenz von beientsprechenden Frequenzbreich periodisch verschoben spielsweise 5 Hz gesteuert wird. Die sich am Ausgang (durchgewobbelt) wird. der ersten Mischstufe 8 ergebende, über einen Bereich

Zweckmäßig beträgt das Verhältnis der Bandbreite von 300 kHz gewobbelte Zwischenfrequenz von

der beiden Meßkanäle mehr als das Hunderfache. Die 55 2,9 MHz ± 150 kHz wird in einer zweiten Mischstufe

Bandbreite des breitbandigen Meßkanals beträgt ge- 11 mit einer festen Oszillatorfrequenz des Oszillators

maß weiterer Ausbildung der Erfindung mehr als das 12 von 2,6 MHz nochmals umgesetzt und dahinter auf

Fünfzigfache der Bezugsbandbreite von 3,IkHz; die IkHz Bandbreite begrenzt, so daß sich hinter einem

Bandbreite des schmalbandigen Meßkanals ist da- auf 30OkHz abgestimmten Kreis die über den ge-

gegen wenigstens um die Hälfte kleiner als die Be- ^6o samten Meßbereich von 300 kHz durchgewobbelte

zugsbandbreite. Bandbreite von 1 kHz ergibt. Die über diese kleine

Durch die große Bandbreite des Meßkanals für das Bandbreite ankommende, aber vom gesamten Band Grundgeräusch wird erreicht, daß das Gr.undgeräusch, herrührende Geräuschspannung wird einem Gleichdessen Spannung sich mit der Wurzel der Band- richter 13 mit einem entsprechend groß bemessenen breitenänderung ändert, stärker in Erscheinung tritt 65 Zeitkonstantenglied 14 und einem darauffolgenden als das Klirrgeräusch (Nebensprechen) mit seinen Röhrenvoltmeter 15 mit nachgeschaltetem Anzeigemehr oder weniger sinusförmigen Teilspannungen. instrument 16 zugeführt, auf dem das Klirrgeräusch Zweckmäßig wird man für die Gleichrichtung des direkt ablesbar ist.

Grundgeräuschanteils im breitbandigen Meßkanal Auf die beschriebene Weise ist eine meßtechnische

einen Spitzenwertgleichrichter mit kleiner Ladezeit- 7° Auswertung der Grund- und Klirrgeräuschanteile

kann insbesondere zur Bildung eines Steuerkriteriums verwendet werden, welches nach einem anderweitig vorgeschlagenen Verfahren eine sendeseitige Hubänderung mit dem Ziel der Anpassung an einen neuen, von dem Verhältnis des Grundgeräuschanteils zum klirrgeräuschanteil abhängigen Optimalhub ermöglicht.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Ermittlung der Anteile des Grund- und des Klirrgeräusches aus dem Gesamtgeräusch eines Vielkanal-FM-Richtfunksystems während des Betriebs, dadurch gekennzeichnet, daß für die Messung des Grundgeräusches ein Meßkanal mit gegenüber der Bezugsbandbreite von 3,1 kHz großer Bandbreite und für die Messung des Klirrgeräusches ein Meßkanal mit gegenüber der Bezugsbandbreite kleiner Bandbreite benutzt und der schmalbandige Meßkanal für die Messung des Klirrgeräusches über einen großen, Vorzugsweise der Bandbreite des Meßkanals für das Grundgeräusch entsprechenden Frequenzbereich periodisch verschoben (durchgewobbelt) wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Bandbreiten der beiden Meßkanäle mehr als das Hundertfache beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandbreite des breitbandigen Meßkanals mehr als das Fünfzigfache der Bezugsbandbreite von 3,1 kHz beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandbreite des schmalbandigen Meßkanals um wenigstens die Hälfte kleiner als die Bezugsbandbreite von 3,1 kHz ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Gleichrichtung des Grundgeräuschanteils im breitbandigen Meßkanal ein Spitzenwertgleichrichter mit kleiner Ladezeitkonstante verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Gleichrichtung des Klirrgeräuschanteils im schmalbandigen Meßkanal ein Gleichrichter mit großer Ladezeitkonstante verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die periodische Verschiebung (Wobbelung) des Meßkanals so langsam erfolgt, daß die Entladezeit des Gleichrichterkreises größer als die Wobbeizeit ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Archiv der elektrischen Übertragung, 11 (1957), S. 239 bis 252.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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