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Schaltungsanordnung zur Messung von Fernnebensprecheigenschaften an
Ubertragungsleitungen In der elektrischen Meßtechnik tritt häufig das Pro-blem
auf, eine Ouotientenbildung zwischen zwei Meßgrößen oder zwischen einer Meßgröße
und einer Be-Zugsgröße, z. B. Sendepegel, vornehmen zu müssen, um den gewünschten
Meßwert zu erhalten.
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Es ist z. B. bei vielen Messungen notwendig, daß der auf das auszumessende
Objekt gegebene Sendepegel auf einer bestimmten Höhe gehalten Z, ':' wird, damit
der am Ausgang des Meßobjektes auftretende empfangsseitige Pegel nur von den übertragungseigenschaften
des Meßobjektes selbst abhängig ist und nicht etwa durch ungewollte und unkontrollierte
Schwankungen des Sendepegels beeinflußt wird. Nur bei Einhaltung eines Sendepegels
von ganz bestimmter vorgegebener Höhe ist es dabei möglich, eine direkte Ablesung
der Meßgröße an einem direkt anzeigenden, geeichten Instrument vorzunehmen. Insbez#
sondere bei Ausführun- einer Reihe von Einzelmessun 'gen mit jeweils veränderter
Meßfrequenz ist diese Konstanthaltung des Sendepegels äußerst wichtig, da andernfalls
Frequenzabhängigkeiten in der ermittelten Frequenzcharakteristik des Meßobjektes
vorhanden sind, die nicht durch dieses hervorgerufen sind.
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Diese Schwierigkeiten bestehen insbesondere bei solchen Messungen,
bei denen die elektrische Meßgröße zu einer Bezugsgröße ins Verhältnis gesetzt werden
muß, welche ihrerseits keinen konstanten Wert besitzt, sondern unkontrollierbaren
und größenmäßig nicht vorbekannten Schwankungen unterworfen ist.
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Es ist an sich bekannt, zwei Spannungen auf elektrischem Wege zueinander
ins Verhältnis zu setzen. Dies wird durch eine Schaltungsanordnung erreicht, die
im Prinzip in Fig. 1 dargestellt ist.
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Mit 1 und 2 sind hierbei die Eingänge für die in Form von zwei
vorzugsweise gleichfrequenten Wechselspannungen veränderbarer Amplitudengröße vorliegenden
Meß- oder Bezugsgrößen bezeichnet, aus denen der Ouotient gebildet werden soll.
Dabei ist angenommen, daß an die Klemmen 1 die den Dividenden und an die
Klemmen 2 die den Divisor darstellende Größe geführt ist. Über zwei eingefügte,
gleichartig aufgebaute Trennverstärker3, 4, die die Eingangspegel um ein bestimmtes
Maß anheben, werden beide Wechselspannungen dem gemeinsamen Eingang 5 eines
Regelverstärkers 6 zugeführt. Dabei wird jedoch eine der Wechselspannungen
mittels einer Modulatoranordnung 7 und einer entsprechenden von einem Generator
8 erzeugten Träggerfrequenz in eine solche Frequenzlage umgesetzt, daß eine
Trennung von der anderen mittels Weichenschaltungen durchführbar ist. Eine derartige
Weichenschaltung 9 ist im Ausgangsteil des Regelverstärkers 6 in der
Weise angeordnet, daß derAnschluß 10 des Regelzweiges lediglich an den Weg
jener Wechselspannung geführt ist, deren Eingangsamplitudedie dein Divisor des zu
bildenden Ouotienten entsprechende Meß- oder Bezugsgröße darstellt.
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Der Regelzweig ist,dabei so aufgebaut, daß die abgegriffene Teilspannung
über eine Gleichrichteranordnung 11 und eine Verstärkereinrichtung 12 geführt
ist und in einem Schaltglied 13 größenmäßig derart mit einer Normalspannung
verglichen wird, daß eine der Amplitu,dendifferenz entsprechende Regelgleichspannung
gebildet und dem regelnden Organ 14 an der Eingangsseite des Regelverstärkers zugeführt
wird.
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Durch eine Regelung auf konstanten Ausgangspegel an den Ausgangsklemmen
15 für die eine, dem Divisor des zu bildenden Quotienten entsprechende Meßgröße
wird erreicht, daß7die Ausgangsamplitude der anderen Wechselspannung an den Klemmen
16 dem Quotienten der beiden Meß- oder Bezugsgrößen proportional ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung der beschriebenen
Anordnung zur Quotientenbildung nach Fig. 1 eine Schaltungsanordnung zu schaffen,
die zur Durchführung der Messung von Fernnebensprecheigenschaften an Übertragungsleitungen
mit besonderem Vorteil verwendet werden kann. Gemäß der Erfindung werden dabei die
meßseitigen Spannungen der Speiseleitung und der beeinflußten Leitung nach gegenseitiger
Frequenzverschiebung einer an sich bekannten, den Quotienten zweier Spannungen bildenden
Regelschaltung zugeführt, bei der die frequenzmäßig getrennte, den Divisor darstellende
Spannung durch Rückwärtsregelung auf einem konstanten Ausgangspegel gehalten wird
und die den Dividenden darstellende Spannung im gleichen Sinn mitgeregelt wird,
und die den Ouotienten darstellende Ausgangsspannung der Regelschaltun
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und die Regelspannung werden nach Umsetzung in die gleiche Frequenzlage einer Auswerteeinrichtung
zur Durchführung eines aniplituden- und phasenmäß 1 -
n Vergleichs z wischen
den beiden Spannungen zu-,reführt.
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Bei den bekannten Meßanordnungen zur Bestinimuil- . von Fernliebensprecheigenschaften
mit direkter 2#nzeige wurden bisher die auf eine Leitung gegebene ZD ZD Sunduspannung
und die am fernen Ende einer anderen Leitun- durch die Kopplung auftretende Ausgangsspannung
größenmäßig festgestellt und zueinander ins Verhältnis gesetzt, wobei aus dein Logarithmus
des Realteiles des entstehenden Ouotienten die Nebensprechdämpfung ermittelt weräen
konnte. Dabei wurde jedoch die für die Messung uninteressante Leitungsdämpfung
ungewollt mitgemessen, als auch jeder Rückschluß auf die Phasenla ' ge und
somit auf den komple-xen Wert der Fertinebensprechkopplung unmö 'glich gemacht.
Außerdem mußte bei der MessuilzInx der FrequenzabhänIgigkeit für jede Einzelmessung
der Sender neu eingestellt werden, wozu unter anderem eine telefonische Verbindung
zwischen Sende- und Empfangsteil der -Meßanordnung erforderlich war. Durch eine
Ausgestaltung des Empiangsteils dieser Meßanordnung gemäß der Erfindting (Fig.2)
ist es jedoch möglich, die Fermiebensprechdämpfung samt ihrer Phasenbeziehun
' - auch im Wobbelbetrieb direkt darzustellen, ohne die Dämpfung der Leitung
berück-.,ichtigen zu müssen.
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In Fig. 2 sind die Anschlußkleminen der vom Meßsender aus gesehen
am fernen Leitungsende liegenden Enipfangsteile der Meßanordnung mit 17 und
18 bezeichnet. Dabei bilden die Klemmen 17 den Abschluß der einen
Leitung, auf der die Sendespannung als Bezugsgröße übertragen wird, während an den
Klemmen In n
8 die infolge der Kopplungen zwischen beiden Leitun-en
auftretende Ausgangsspannung als jene Meßgröße abgegriffen wird, die ein -Maß für
die Fern-7' nubensprechkopplung beider Leitungen gegeneinander '7 el darstellt.
Die an den Klemmen 17 auftretende Bezugsspannung wird demnach dem unteren
Weg der Empfangsschaltung in Fig. 2 zugeführt, während die an den Klemmen
18 auftretende Ausgangsspannung dem oberen Weg zugeleitet wird. In 'beiden
Wegen sind zweckmäßig als Kathodenverstärker ausgebildete VerstärkeranordnunIgen
19 und 20 eingefügt, um eine nachfolgende Spannungsteilung unabhängig vorn
Abiderstand der Leitun-en iiiederohmig durch--elilußiv t' führen zu können. Ein
z. B. im oberen Weg vorge->ehener Spannungsteiler 21 dient als Meßeichteiler zur
Einstellung des Meßbereichs. Mittels einer Modulatoranordnung 7 und eines
Generators 8 wird entsprechend der Fig. 1 eine Frequenzumsetzung der
im oberenWeg geführten Wechselspannung in eine solche Frequenzlagge bewirkt, daß
beide Wechselspannungen mittels einerWeichenschaltun ' g9 voneinander getrennt
werden können. Es kann jedoch zweckmäßig sein, statt dessen eine entsprechende Frequenzumsetzung
der im unteren Weg geführten Wechselspannung vorzunehmen oder auch beides gleichzeitig.
Die einzelnen Schaltungsteile sind dabei in Fig. 2, soweit sie in Ausbildung und
Wirkungsweise bereits beschriebenen Schaltun ' -steilen in Fig.
1 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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.Nachdem die auf konstantem Ausgangspegel geregelte Wechselspannung
des unteren Weges durch eine mit einer Hilfsfrequenz f beaufschlagte 11odulatoranordnun
' - 22 in die gleiche Frequenzlagge gebracht ist, die die Wechsulspannung
im oberen Weg einnimmt, werden beide in an sich bekannter Weise den Eingängen zweier
Phasenbrücken 23 und 24 zugeführt. Hierbei dient die auf konstante Ausgangsamplitude
gere-2n1 gelte Wechselspannung des unteren Weges als konstante Bezugsspannung, die
der Phasenbrücke 24 über einen Phasenschieber um 90' phasenverschoben zugeführt
wird, während die amplitudenmäßig dein Quotienten aus beiden Meßgrößen entsprechende
Ausgangsspannung des oberen Weges den zweiten Eingängen der Phasenbrücken
23 und 24 in der Weise zugeführt ist, daß an deren Ausgängen dein Realteil
bzw. dem Imaginärteil des Quotienteil proportionale Ausgangsspannungen entstehen,
die entweder getrennt zur Anzeige gebracht werden können oder den Eingängen eines
Zweikoordinatenschreibers, z. B. einer Kathodenstrahlröhre 25, zugeführt
werden können. Wird ein Zweikoordinatenschreiber verwendet, #o kann bei einem einzigen
Durchlauf der '-\lel!)2ireqtieiiz durch den interessierenden Bereich die Ortskurve
der Kopplungsdämpfung aufgezeichnet werden, wii - lirend bei einer Wobbelung
der Sendespannung mit Ilit,-,prechend hoher Frequenz eine bildliche Darstellun',',
der gesamten Ortskurve in Form eines stehenden Bildv-, auf dein Leuchtschirm einer
Kathodenstrahlröhre ge-
wonnen werden kann. Bei einem derartigen Wobbelbetrieb
sind mit besonderem Vorteil der Guii--rator 8
und gegebenenfalls auch zusätzlich
der die für di-u Modulatoranordnung22 benötigte Hilfsfrequenzt erzeugende Generator
derart von der jeweiligen Mellfrequenz beeinflußbar ausgebildet. daß die Ausgangb
-spannungen der entsprechenden --Nlodulatoraliordnuii-,gen 7 bzw. 22 eine
konstante Frequenz aufweisen. Dadurch verringert sich einerseits die benötigte Bandbreite
der Empfangsschaltung und damit der schaltungstechnische Aufwand, während andererseits
die Selektivität und die Rauschfreiheit zunehmen.
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Gegebenenfalls sind beide am Ausgang der Weichenschaltun-9 auftretende
Wechselspannungen über Verstärkereinrichtungen geführt, die beide Pegel gleichmäßig
anheben, und weiterhin zum Ausgleich der zwischen beiden Wegen auftretenden Unterschiede
in den Phasendrehunggen ein Phasenschieber26 eingefügt.
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Falls mit der beschriebenen Meßanordnung lediglich eine Messung der
Kopplungsdämpfung durchgeführt werden soll, wird die Phasenbrücke24 durch einen
gewöhnlichen Gleichrichter ersetzt. Weiterhin besteht die Möglichkeit, durch Umschaltung
der Schalter 28 den in der Figur obenliegenden Weg vol 1-ständig vom unteren
zu trennen und statt dessen über einen nicht geregelten Verstärker zu führen, in
welchem Fall die Summe der Kopplungs- und Leituii,-z#-dämpfung gemessen wird.