DE1261188B

DE1261188B - Method for determining the degree of modulation of an amplitude modulator

Info

Publication number: DE1261188B
Application number: DE1964D0044122
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Werner Lorek
Original assignee: Deutsche Telekom AG
Current assignee: Deutsche Telekom AG
Priority date: 1964-04-10
Filing date: 1964-04-10
Publication date: 1968-02-15

Description

Verfahren zur Ermittlung des Modulationsgrades eines Amplitudenmodulators Zur Beurteilung eines Modulators ist die Messung des Modulationsgrades m eine wesentliche Voraussetzung. Da auf dem Gebiet der Zentimeter- und Millimeterwellen die herkömmlichen Meßverfahren entweder versageno der zu aufwendig erscheinen, will die vorliegende Erfindung eine Anordnung beschreiben, die es mit geringem Geräteaufwand ermöglicht, den Modulationsgrad der Amplitudenmodulation zu bestimmen.Method for determining the degree of modulation of an amplitude modulator To assess a modulator, the measurement of the degree of modulation m is essential Pre-condition. Since in the field of centimeter and millimeter waves the conventional Measurement methods either fail or appear too costly, the present wants Invention describe an arrangement that makes it possible with little equipment, determine the degree of modulation of the amplitude modulation.

Es sind schon eine Reihe von Verfahren zur Messung des Modulationsgrades bekannt, die aber entweder auf bestimmte Arten von Modulatoren oder auf einzelne Frequenzbereiche begrenzt sind. There are a number of methods for measuring the degree of modulation known, but either on certain types of modulators or on individual ones Frequency ranges are limited.

So ist das Verfahren, den Modulationsgrad aus der Steilheitskennlinie der modulierenden Röhre zu gewinnen, auf Modulatoren begrenzt, bei denen die Modulationsfunktion direkt über die Kennlinie auf den Träger einwirkt. Bei Hohlleitermodularen ist diese Voraussetzung nicht immer erfüllt. In ähnlicher Weise sind die Verfahren, die durch Aufladung einer Kapazität Spitzen- und Effektivwerte des modulierten Stromes und daraus den Modulationsgrad bestimmen, ihrer Art nach auf Frequenzbereiche beschränkt, in denen sich die hineinzuschaltende Kapazität noch in konzentrierter Form darstellen läßt (C > 1 pF). So is the procedure, the degree of modulation from the slope characteristic of the modulating tube is limited to modulators that use the modulation function acts directly on the carrier via the characteristic. For waveguide modules this is Requirement not always met. Similarly, are the procedures carried out by Charging a capacity peak and rms values of the modulated current and determine the degree of modulation from this, limited by its type to frequency ranges, in which the capacitance to be switched is still represented in a concentrated form leaves (C> 1 pF).

Die sehr einfache Messung des Modulationsgrades in mit Hilfe eines Oszillographen, und zwar durch Anlegung der Modulationsfrequenz bzw. der modulierten Hochfrequenz an die Ablenkplatten der Braunschen Röhre ist frequenzmäßig an den jeweiligen technischen Stand der Oszillographentechnik gebunden. Die Grenze dürfte bei Trägerfrequenzen von etwa 1 GHz liegen. The very simple measurement of the degree of modulation in with the help of a Oscillographs by applying the modulation frequency or the modulated High frequency to the baffles of the Braun tube is frequency-wise to the the respective technical status of oscilloscope technology. The limit should be are at carrier frequencies of about 1 GHz.

Das am meisten bis zu Höchstfrequenzen ausgreifende Verfahren zur Messung des Modulationsgrades beruht auf der Spektralanalyse der modulierten Schwingung, wobei m aus dem Verhältnis der Amplituden der Seitenschwingungen zur Trägeramplitude bestimmt wird. Der Frequenzbereich heutiger Spektralanalysatoren reicht hinauf bis etwa 60 GHz. Jedoch ist der Meßgeräteaufwand für diese Art der Modulationsgradmessung recht erheblich. The most reaching up to maximum frequencies method for Measurement of the degree of modulation is based on the spectral analysis of the modulated oscillation, where m is the ratio of the amplitudes of the side vibrations to the carrier amplitude is determined. The frequency range of today's spectrum analyzers extends up to about 60 GHz. However, the measuring equipment outlay is for this type of modulation depth measurement quite considerable.

Gegenüber den beschriebenen klassischen Verfahren ist die erfindungsgemäße Methode zur Bestimmung des Modulationsgrades nicht in der Frequenz begrenzt und mit ohnehin im Labor vorhandenen Meßgeräten durchführbar. Es eignet sich deshalb vorzugsweise für Messungen im Milliineterwellenbereich, wo entweder (oberhalb 60 GHz) noch keine Meßgeräte greifbar sind oder der Aufwand (Spektralanalyse) zu aufwendig ist. Compared to the classic method described, the method according to the invention Method for determining the degree of modulation is not limited in frequency and feasible with measuring devices already available in the laboratory. It is therefore suitable preferably for measurements in the millimeter wave range, where either (above 60 GHz) no measuring devices are available or the effort (spectral analysis) is too expensive is.

Erfindungsgemäß werden sowohl die Trägerschwingung als auch die Modulationsschwingung dem Modulator, dessen Modulationsgrad gemessen werden soll, rechteckförmig getastet zugeführt, wobei die Tastfrequenz der Modulationsschwingung höher als diejenige der Trägerschwingung gewählt wird. Die mit beiden Rechteckspannungen modulierte Hochfrequenz wird in einem Detektor mit quadratischer Kennlinie demoduliert und aus dem Verhältnis der Schwankungsamplitude ß zur Maximalamplitude ß des demodulierten und oszillographisch dargestellten Kurvenzugs der Modulationsgrad nach der Formel errechnet.According to the invention, both the carrier oscillation and the modulation oscillation are fed to the modulator whose degree of modulation is to be measured, scanned in a square shape, the scanning frequency of the modulation oscillation being selected to be higher than that of the carrier oscillation. The high frequency modulated with both square wave voltages is demodulated in a detector with a quadratic characteristic curve and the degree of modulation according to the formula is derived from the ratio of the fluctuation amplitude β to the maximum amplitude β of the demodulated and oscillographically displayed curve calculated.

Das Verfahren also beruht darauf, einen Mikrowellensender extern mit Rechteckimpulsen zu modulieren und die entstehende getastete HF in dem zu testenden Modulator einer weiteren Modulation zu unterwerfen. Ein nachgeschalteter Detektor gewinnt die Amplitudenschwankungen aus beiden Modulationsvorgängen zurück und erlaubt es, unter der Voraussetzung einer streng quadratischen Gleichrichterkennlinie aus dem Verhältnis der beiden Modulationsfunktionen auf den Modulationsgrad des Testmodulators zu schließen. The method is based on using a microwave transmitter externally to modulate with square-wave pulses and the resulting keyed RF in the one to be tested To subject the modulator to further modulation. A downstream detector recovers the amplitude fluctuations from both modulation processes and allows it, assuming a strictly quadratic rectifier characteristic the ratio of the two modulation functions to the degree of modulation of the test modulator close.

Das Schema des Meßverfahrens ist in der Figur dargestellt. Der Meßgenerator 1 liefere beispielsweise eine Frequenz von 35 GHz, die mit einer Rechteckspannung 2 getastet wird. Dabei entspricht nach der Demodulation die Grundlinie des Rechtecks dem Nullpegel des Senders und das Impulsdach der maximalen Senderamplitude. Das kann man im Zweifelsfall durch Veränderung der Rechteckamplitude und Leistungsmessung am Sendeausgang nachprüfen. Wesentlich ist nur, daß die Nullinie des Rechtecks (das untere Dach) mit dem Nullpegel des Senders zusammenfällt, es sich also um eine echte Tastung handelt. The scheme of the measuring process is shown in the figure. The measuring generator 1 delivers a frequency of 35 GHz, for example, with a square-wave voltage 2 is keyed. The baseline of the rectangle corresponds to the demodulation the zero level of the transmitter and the peak of the maximum transmitter amplitude. That In case of doubt, you can change the rectangular amplitude and measure the power check at the send output. It is only essential that the zero line of the Rectangle (the lower roof) coincides with the zero level of the transmitter, so it is a real touch.

Die getastete Mirkowelle durchläuft anschließend den zu testenden Modulator 3, der im Zuge des Wellenleiters angebracht ist und die Wellenamplitude mit einer weiteren Schwankung 4 in Form einer weiteren Rechteckschwingung höherer Frequenz als der Tastfrequenz des Senders beaufschlagt. Nach Durchlaufen dieses Modulators 3 enthält die Mikrowelle eine doppelte Modulation. The sampled microwave then passes through the one to be tested Modulator 3, which is attached in the course of the waveguide, and the wave amplitude with a further fluctuation 4 in the form of a further square wave higher Frequency applied as the keying frequency of the transmitter. After going through this Modulator 3, the microwave contains a double modulation.

Das doppelt modulierte Signal vor der Gleichrichtung ist in einem Kurvenzug oberhalb des Modulators 3 und des Detektors 5 dargestellt. The double modulated signal before rectification is in one Curve shown above the modulator 3 and the detector 5.

Von der einen Modulation, der Tastung im Sender, ist voraussetzungsgemäß bekannt, daß sie den Modulationsgrad m = 1 hat, so daß man die unbekannte zweite Modulation, die durch den Testmodulator erzeugt wurde, ins Verhältnis setzen kann zu der Sendermodulation mit ni = 1. One of the modulations, the keying in the transmitter, is required known that it has the degree of modulation m = 1, so that the unknown second Modulation, which was generated by the test modulator, can be related to the transmitter modulation with ni = 1.

Zu beachten ist allerdings, daß die Hinzuschaltung eines Detektors 5 zur Sichtbarmachung der demodulierten Modulationsüberlagerung die unbekannte Detektorkennlinie in die Meßanordnung hineinbringt, die das Verhältnis der Modulationsamplituden verfälschen kann. Es ist daher notwendig, die Detektorkennlinie vorher zu messen und nur Dioden mit streng quadratischen Kennlinie zur Demodulation zu verwenden; dann ist die demodulierte, am Oszillographen sichtbar werdende Spannung direkt proportional der HF-Leistung, und der gesuchte Modulationsgrad ergibt sich gemäß Kurvenzug6 aus dem Verhältnis der beiden Modulationsfunktionen nach der Beziehung: It should be noted, however, that the addition of a detector 5 to make the demodulated modulation superimposition visible brings the unknown detector characteristic into the measuring arrangement, which can falsify the ratio of the modulation amplitudes. It is therefore necessary to measure the detector characteristic in advance and only use diodes with a strictly square characteristic for demodulation; Then the demodulated voltage that becomes visible on the oscilloscope is directly proportional to the RF power, and the desired degree of modulation results from the ratio of the two modulation functions according to curve 6:

Claims

Claim: A method for determining the degree of modulation of an amplitude modulator at very high frequencies, characterized in that both the carrier oscillation (1) and the modulation oscillation (4) are fed to the modulator (3), whose degree of modulation is to be measured, scanned in a square manner, whereby the The sampling frequency of the modulation oscillation (4) is selected to be higher than that of the carrier oscillation (1) so that the high frequency modulated with both square-wave voltages is demodulated in a detector (5) with a quadratic characteristic curve and from the ratio of the fluctuation amplitude ¼A2 to the maximum amplitude S of the demodulated and oscillographically shown Curve of the modulation depth according to the formula is calculated.