DE1230088C2 - Anordnung zum umsetzen einer messspannung zum ermitteln der frequenzabhaengigen daempfung von fernmeldeleitungen - Google Patents

Description

Das Patent 1 216 372 bezieht sich auf ein Verfahren zum Ermitteln der frequenzabhängigen Dämpfung von Fernmeldeleitungen in beiden Verkehrsrichtungen von einem Leitungsende aus und auf Anordnungen, mit denen das Verfahren ausgeübt werden kann. Zu diesen Anordnungen gehört ein Regelverstärker, der eine Meßspannung mit einer innerhalb eines bestimmten Bereichs beliebigen Frequenz in eine konstante Spannung der jeweils gleichen Frequenz umsetzt. Die Erfindung betrifft eine Anordnung, die den Regelverstärker ersetzt und ihm gegenüber wesentliche Vorteile aufweist.

Der in dem Patent 1 216 372 beschriebene Regelverstärker dient in einer unbesetzten Gegenstelle ausgangsseitig als Pegelsender für die Messung der Leitung in Richtung auf die besetzte Meßstelle. Der vom Regelverstärker abgegebene Meßpegel wird fest eingestellt, die Meßfrequenz wird von der besetzten Meßstelle dadurch bestimmt, daß eine Spannung der betreffenden Frequenz über eine Hilfsleitung dem Eingang des Regelverstärkers zugeführt wird. Als Nachteil aller derartiger Regelverstärker muß deren verhältnismäßig lange, prinzipiell nicht unterschreitbare Einschwingzeit angesehen werden, die sich besonders dann störend auswirkt, wenn die Hilfsleitung einen erheblichen Frequenzgang der Dämpfung aufweist und die Meßfrequenz rasch geändert wird, wie das für auf einem Schirm einer Kathodenstrahlröhre anzeigende Frequenzgangmeßgeräte (Pegelbildröhre u. ä.) erforderlich ist.

ίο In einer Weiterbildung der Anordnungen nach dem Patent 1 216 372 wird zur Umsetzung einer Meßspannung mit sich ändernder Amplitude und innerhalb eines bestimmten Bereichs beliebiger Frequenz in eine Spannung gleicher Frequenz mit konstanter Amplitude erfindungsgemäß der Eingang der Anordnung mit einem Modulator verbunden, der außerdem von einer vorzugsweise rechteckförmigen Hilfsspannung mit einer über dem Doppelten der höchsten umzusetzenden Frequenz liegenden Frequenz gesteuert wird, der Modulatorausgang ist an einen nur ein Seitenband durchlassenden Bandpaß angeschlossen, und dem Bandpaß folgt im Stromlauf ein zweiter mit der gleichen Hilfsspannung wie der erste versorgte Modulator, dessen Ausgang ein Tiefpaß mit einer der oberen Bereichsgrenze der Eingangsspannung entsprechenden Grenzfrequenz nachgeschaltet ist. Dabei wird von der Tatsache Gebrauch gemacht, daß die Amplitude der Ausgangsspannung eines Modulators von der Amplitude der kleineren der beiden Eingangsspannungen abhängt, sofern die Amplitude der größeren Eingangsspannung genügend hoch ist. Als Modulatoren werden vorzugsweise bekannte Transistorschaltungen gewählt, deren Kennlinie günstiger als die der früher üblichen Ringmodulatoren sind und an die die größere Eingangsspannung gemäß einer besonderen Ausbildung der Erfindung über Amplitudenbegrenzerstufen herangeführt wird.

Zum Erzeugen einer rechteckförmigen Hilfsspannung ist in einer Ausführung der erfindungsgemäßen Anordnung ein Oszillator für sinusförmige Wechselspannungen vorgesehen, und zwischen den Oszillator und den ersten Modulator und zwischen den Bandpaß und den zweiten Modulator sind Amplitudenbegrenzerstufen eingeschaltet.

Die Eingangsspannung wird an die Umsetzerschaltung bei Betriebsbedingungen über eine Fernmeldeleitung angelegt. Obwohl die Spannung einem klirrarmen Sender entnommen wird, müssen die Oberwellen des Senders bei niedrigen Frequenzen in Rechnung gesetzt werden. Für niedrigere Frequenzen besitzen Fernmeldeleitungen infolge enthaltender Filter eine wesentlich höhere Dämpfung als für eine Oktave höher gelegene Frequenzen. Beträgt der Dämpfungsunterschied zwischen einer niedrigen und einer um eine Oktave höheren Frequenz beispielsweise 2,3 Np, so wächst ein Klirrfaktor der niedrigen Frequenz von 1% am Leitungsausgang an. Um dem entgegenzuwirken, wird vor den ersten Modulator ein Glied mit frequenzabhängiger Dämpfung geschaltet, dessen Dämpfungsverlauf für niedrigere Frequenzen dem Dämpfungsverlauf einer die umzusetzenden Meßspannungen zur Anordnung übertragenden mittleren Leitung entgegengesetzt ist. Eine

weitere Verminderung des Klirrfaktors ergibt sich durch den Umsetzer selbst.

An Hand der Figur wird die Erfindung näher erläutert. In dem gezeichneten Blockschaltbild liegt am

Eingang der Umsetzeranordnung, an den die Hilfs- oder Steuerleitung angeschlossen wird, eine Anpassungsschaltung 1. Darin gleicht ein Verstärker die Pegelverluste auf der Steuerleitung aus und besorgt die Anpassung in bezug auf Innenwiderstand und Aussteuerbereich an den nachgeschalteten Modulator 2. Außerdem kann die Anpassungsstufe einen Tiefpaß enthalten, der die Hochpaß wirkung der Steuerleitung ausgleicht; im allgemeinen genügt als Tiefpaß ein i?C-Filter. Die Modulatorstufe 2 besteht aus einer Transistorschaltung, die die von der Stufe 1 herrührende Spannung während der einen Phasenlage einer von der Stufe 8 entnommenen Rechteck-Wechselspannung höherer Frequenz an die nachgeschaltete Stufe 3 legt, in der anderen Phasenlage der Rechteck-Wechselspannung jedoch sperrt. Das Durchschalten und Sperren wird in einer Zeit bewältigt, die auch klein gegen die Periodendauer der Rechteck-Wechselspannung ist. Aus den Umschaltevorgängen resultierende Frequenzen sind daher sehr hoch, so daß sie den am Ausgang des Modulators angeschlossenen Bandpaß 3 nicht passieren können. Die Rechteck-Wechselspannung, die der Modulator 2 aus der Begrenzerstufe 8 bezieht, wird in ihrer Frequenz durch den Oszillator 7 bestimmt. Die Frequenz des Oszillators 7 und die Dämpfungskurve des Bandpasses 3 müssen auf den Bereich der zu verarbeitenden Eingangsfrequenzen in der vorgenannten Weise abgestimmt sein. Kann beispielsweise die Eingangsfrequenz zwischen 200 und 3500 Hz liegen, ist eine Oszillatorfrequenz von etwa 10 000 Hz zweckmäßig. Das untere Seitenband erstreckt sich dann zwischen 6500 und 9800Hz, das obere zwischen 10200 und 13 500Hz. Die Forderung nach geringen Einschwingzeiten legt die Weiterverarbeitung des oberen Seitenbandes nahe. In diesem Fall muß der Bandpaß 3 das. untere Seitenband sperren. Wenn der Modulator den Träger, also die Frequenz der Rechteck-Wechselspannung, unterdrückt, muß die niederfrequente Flanke der Bandpaß-Dämpfungskurve zwischen 9800 und 10 200 Hz liegen. Man erkennt, daß die Anforderungen an die relative Steilheit dieser Filterkurve und an die Konstanz der Oszillatorfrequenz mit der Höhe der gewählten Oszillatorfrequenz steigen. Damit die Anordnung auch in einem verhältnismäßig großen Temperaturbereich richtig arbeitet, kann man den Temperaturgang des Oszillators und den des Filters aneinander anpassen, da es auf die absolute Höhe der Oszillatorfrequenz nicht ankommt. Der hochfrequente Sperrbereich des Bandpasses 3 schließt die im Modulator entstehenden höheren Mischprodukte von der Weiterverarbeitung aus. Man erhält somit am Eingang der Begrenzerstufe 4 eine sinusförmige Wechselspannung von einer Frequenz, die gleich der Summe der Frequenzen von Eingangsspannung und Oszillatorspan-

nung ist.

Im Amplitudenbegrenzer 4 wird aus der Spannung mit der Summenfrequenz eine Rechteckspannung gebildet, die den Modulator 5 schaltet. Zweckmäßig wird dieser wie der Modulator 2 aus einer Transistor-

ao schaltung gebildet, weil diese auch den Vorteil hat, daß Temperaturschwankungen am Modulator ohne Einfluß auf die Ausgangsspannung bleiben. Als zweite Eingangsspannung bezieht der Modulator 5 eine streng sinusförmige Spannung konstanter Höhe

»5 aus dem temperaturkompensierten Oszillator 7. Damit entsteht nach dem Tiefpaß 6, der dem Modulator nachgeschaltet ist und höhere Mischprodukte ausschließt, wieder die Frequenz, die am Eingang an die Stufe 1 der Umsetzerschaltung gelegt wurde.

Die Amplitude der Ausgangsspannung ist jedoch im Gegensatz zu der am Eingang der Anordnung liegenden konstant, da sie lediglich von der Oszillatorspannung, einem mathematisch begründeten Faktor für den Modulationsvorgang und der Grunddämpfung des Tiefpasses, die sehr gering gehalten werden kann und deren Schwankungen deshalb keine Rolle spielen, abhängt. Im Gegensatz zum Verhalten des Regelverstärkers sind Instabilitäten vom Prinzip her ausgeschlossen. Einschwingvorgänge sind auf das durch die Filter bedingte Mindestmaß reduziert und liegen deshalb unter der Grenze der Erkennbarkeit durch Frequenzgang-Meßeinrichtungen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

i 230 088 Patentansprüche:

1. Anordnung zum Umsetzen einer Meßspannung mit sich ändernder Amplitude und innerhalb eines bestimmten Bereichs beliebiger Frequenz in eine Spannung gleicher Frequenz mit konstanter Amplitude zur Ausübung des Verfahrens zum Ermitteln der frequenzabhängigen Dämpfung von Fernmeldeleitungen in beiden Verkehrsrichtungen von einem Leitungsende aus nach Patent 1 216 372, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang der Anordnung mit einem Modulator (2) verbunden ist, der außerdem von einer vorzugsweise rechteckförmigen Hilfsspannung mit einer über dem Doppelten der höchsten umzusetzenden Frequenz liegenden Frequenz gesteuert wird, daß der Modulatorausgang an einen nur ein Seitenband durchlassenden Bandpaß (3) angeschlossen ist und daß dem Bandpaß (3) im Stromlauf ein zweiter mit der gleichen Hilfspannung wie der erste versorgte Modulator (5) folgt, dessen Ausgang ein'Tiefpaß (6) mit einer der oberen Bereichsgrenze der Eingangsspannung entsprechenden Grenzfrequenz nachgeschaltet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzeugen einer rechteckförmigen Hilfsspannung ein Oszillator (7) für sinusförmige Wechselspannungen vorgesehen ist und daß zwischen den Oszillator (7) und den ersten Modulator (2) und zwischen den Bandpaß (3) und den zweiten Modulator (5) Amplitudenbegrehzerstufen (4, 8) eingeschaltet sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor den ersten Modulator (2) ein Glied mit frequenzabhängiger Dämpfung geschaltet ist, dessen Dämpfungsverlauf für niedrige Frequenzen dem Dämpfungsverlauf einer die umzusetzenden Meßspannungen zur Anordnung übertragenden mittleren Leitung entgegengesetzt ist.