DE1237652B

DE1237652B - Verfahren zur Messung der Amplitudenkurve eines FM-UEbertragungssystems

Info

Publication number: DE1237652B
Application number: DEST18167A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Martin Mueller; Paul Denner
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1961-08-04
Filing date: 1961-08-04
Publication date: 1967-03-30
Also published as: GB962367A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

GOIr

Deutsche KL: 21a4-71

Stl8167IXd/21a4
4. August 1961
30. März 1967

Nach der quasistationären Theorie der Frequenzmodulation, die in vielen Abhandlungen auch auf die Richtfunk-FM angewendet wird, spielt die Amplitudenkurve eines FM-Übertragungssystems keine Rolle, wenn ausreichende Amplitudenbegrenzung vorgenommen wird, und Verzerrungen können nur durch das Modulations-, Demodulationsverhalten und die Phasen- oder Laufzeiteigenschaften des FM-Übertragungssystems entstehen. Die modernsten Verzerrungsmeßgeräte für FM-Übertragungssysteme enthalten daher bislang nur Einrichtungen zur Messung dieser beiden Arten von Verzerrungen, z.B. durch oszillographische Darstellung der Modulations- bzw. Demodulationskennlinie und der Phasen- oder Laufzeitkennlinie.

Nach neuen Erkenntnissen über die Entstehung von Verzerrungen in FM-Richtfunksystemen kommt jedoch der Amplitudenkurve eines Übertragungsvierpols die gleiche Bedeutung wie seiner Laufzeitkurve zu. Soweit es sich jedenfalls um frequenzmodulierte Übertragungssysteme mit kleinem Modulationsindex handelt — und zu diesem gehören die Breitband-Richtfunkverbindungen —, können Unebenheiten der Dämpfungs- bzw. Amplitudenkurve der linearen Elemente des Übertragungssystems zu sehr starken, nichtlinearen Verzerrungen Anlaß geben. Die Amplitudenkurve muß daher weit über das Maß hinaus geebnet werden, welches die meist vorgesehene Amplitudenbegrenzung eigentlich erfordern würde.

Diese Aufgabe läßt sich nur durch die Anwendung eines geeigneten Meßverfahrens lösen. Das bisher übliche Verfahren, das bekannte Wobbeiverfahren, bei dem die Betragsdurchlaßkurve als Funktion der Frequenz angezeigt wird, ist für Vielkanalübertragungsanlagen zu ungenau und hat außerdem den Nachteil, daß mit ihm keine über Begrenzer hinweggehende Messung möglich ist. Das Ziel der Erfindung ist, ein Verfahren anzugeben, das den gestellten Anforderungen genügt.

Es ist bereits eine Anordnung bekannt, mit der sich die statische Steilheit eines Modulators bzw. eines Demodulators messen läßt. Bei diesem Meßverfahren wird auf den Eingang des zu untersuchenden Vierpols die Summe zweier Meßspannungen gegeben, nämlich eine relativ große Ablenkspannung mit einer sehr niedrigen Ablenkfrequenz (z. B. 50 Hz) und die sogenannte Spaltspannung mit wesentlich kleinerer Amplitude und einer viel höheren Spaltfrequenz. Die Ablenkspannung besorgt die Einstellung des Arbeitspunktes auf der Kennlinie, während die durch Abbildung an der Kennlinie entstandene Ausgangsgröße der Spaltfrequenz ein Maß für die Kennliniensteil-Verfahren zur Messung der Amplitudenkurve
eines FM-Übertragungssystems

Anmelder:

Standard Elektrik Lorenz Aktiengesellschaft,
Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42

Als Erfinder benannt:

Dr.-Ing. Martin Müller, Pforzheim;
Paul Denner, Neuenbürg

ao heit im gerade eingestellten Arbeitspunkt ist. Durch Spitzengleichrichtung der durch die Spaltspannung am Ausgang des Vierpols entstehenden Wechselspannung erhält man so für jeden Punkt der Kennlinie eine Gleichspannung, die der Steilheit proportional

as ist. Durch Horizontalablenkung mit der Ablenkspannung und durch Vertikalablenkung mit der Gleichspannung erreicht man, daß auf einem Oszillographenschirm ein direktes Bild der Kennliniensteilheit geschrieben wird. Ein verzerrungsfreier Richtfunkvierpol hat eine lineare Kennlinie, d.h., die Kennliniensteilheit ist im ganzen Aussteuerbereich konstant. Das auf dem Oszillographenschirm erscheinende Bild der Kennliniensteilheit ist im Aussteuerbereich waagerecht. Schwankungen der Steilheit dagegen geben Auskunft über das zu erwartende Übersprechen bei der für die Messung gewählten Aussteuerung.

Bei der Steilheitsmessung, die in bekannter Weise durch gewisse empfangsseitige Zusatzeinrichtungen auch zu einer Laufzeitmessung abgewandelt werden kann, wird die Höhe der Spaltfrequenz als Kompromiß aus zwei gegenläufigen Forderungen gewählt. Proportional dem durch die Spaltfrequenz »abgegriffenen« Kennlinienstück ist die Eingangsspannung des Meßgerätes; daher wächst der Rauschabstand mit zunehmender Spaltfrequenz, die man aus diesem Grund möglichst hoch wählen will. Andererseits darf das von den beiden Spaltfrequenzseitenbändern eingeschlossene Kennlinienstück noch nicht wesentlich von einer Geraden abweichen, weil man sonst Fehlmessungen der Steilheit erhält. Daher tendiert man nach einer möglichst niedrigen Spaltfrequenz. Als praktisch brauchbaren Kompromiß ist es üblich, mit

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Claims

Spaltfrequenzen von etwa zwischen Vioo und V20 der Bandbreiten des zu messenden Systems zu arbeiten, wobei meist den kleineren Werten der Vorzug gegeben wird. Mit der Erfindung wird nun dieses Verfahren in der Weise erweitert, daß mit ihm auch kleine Krümmungsinkonstanzen der Amplitudenkurve eines Übertragungsvierpols hinreichend genau gemessen werden können. Dies geschieht dadurch, daß bewußt die Spaltfrequenz in das Gebiet erhöht wird, wo die eigentliche Steilheitsmessung fehlerhaft wird. Untersuchungen haben nämlich gezeigt, daß die Fehler einer Steilheitsmessung mit zu hoher Spaltfrequenz gerade von den Krümmungen der Amplitudenkurve herrühren und andererseits nur die Krümmungsinkonstanzen der Amplitudenkurve zu Übertragungsverzerrungen führen. Ein Übertragungssystem kann daher nur dann als frei von Amplitudenverzerrungen angesehen werden, wenn das Ergebnis einer Steilheitsmessung in einem gewissen Frequenzbereich unabhängig von der Spaltfrequenz ist. Gemäß der Erfindung wird deshalb zur Messung der Amplitudenkurve eines FM-Übertragungssystems die Höhe der Spaltfrequenz zwischen V20 und 1U der 3-db-Bandbreite des Übertragungssystems verändert. Es wäre nun naheliegend, diese Messung mit nur zwei Frequenzen durchzuführen, nämlich der schon bisher üblichen relativ niedrigen Spaltfrequenz der kombinierten Steilheits- und Laufzeitmessung und einer zweiten solchen nahe der höchsten im System vorkommenden Modulationsfrequenz, welche bei ausgelasteten FM-Systemen mit kleinem Modulationsindex immer etwa 1U oder 3-db-Bandbreite beträgt. Dies könnte aber dann zu Fehlmessungen führen, wenn die Amplitudenkurve mit einer »Wellenlänge« auf der Frequenzachse geriffelt ist, die der Spaltfrequenz oder einer ganzzahligen Vielfachen davon gerade oder annähernd entspricht. Daher ist es wesentlich, daß die Messung der Amplitudenkurve außer der bei einer relativ niedrigen Spaltfrequenz nicht nur noch bei einer einzigen relativ hohen Spaltfrequenz vorgenommen wird, sondern daß die Spaltfrequenz beim Meßvorgang über einen bestimmten Bereich verändert wird. Die untere Grenze dieses Bereichs kann man leicht definieren, sie ist gerade dort, wo die reine Steilheitsmessung fehlerhaft wird, nach allgemeiner Erfahrung also etwa bei V20 der Systembandbreite. Die Höhe der Spaltfrequenz soll nun zwischen V20 und 1Ii der 3-db-Bandbreite des Übertragungssystems verändert werden. Diese Veränderung kann kontinuierlich von Hand durch Hin- und Herstimmen des Spaltfrequenzgenerators vorgenommen werden oder automatisch durch im Vergleich zur Ablenkfrequenz noch wesentlich langsameres Wobbein der Spaltfrequenz. Auch ein Umschalten der Spaltfrequenz von Hand durch den oben angegebenen Bereich oder ein automatisches Umschalten nach einem vorgegebenen Programm ist zweckmäßig. Patentansprüche:

1. Verfahren zur Messung der Amplitudenkurve eines FM-Übertragungssystems, bei dem einer Meßspannung mit tiefer Frequenz (Ablenkfrequenz) und großer Amplitude eine solche mit hoher Frequenz (Spaltfrequenz) und kleiner Amplitude überlagert wird und bei dem nach Durchlaufen des zu prüfenden Übertragungsvierpols die Amplitudenänderungen der Spannung mit hoher Frequenz (Spaltfrequenz) ausgewertet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Spaltfrequenzen zwischen V20 und ¹U der 3-db-Bandbreite des Ubertragungssystems verändert wird.

2. Verfahren zur Messung der Amplitudenkurve eines FM-Übertragungssystems nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltfrequenz von Hand durch Hin- und Herstimmen des Spaltfrequenzgenerators kontinuierlich verändert wird.

3. Verfahren zur Messung der Amplitudenkurve eines FM-Übertragungssystems nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltfrequenz automatisch durch im Vergleich zur Ablenkfrequenz wesentlich langsameres Wobbein verändert wird.

4. Verfahren zur Messung der Amplitudenkurve eines FM-Ubertragungssystems nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltfrequenz von Hand oder nach einem vorgegebenen Programm umgeschaltet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1018 945;
»Archiv der elektrischen Übertragung«, Bd. 11, 1957, S. 239 bis 252.