DE1437464A1

DE1437464A1 - Method and arrangement for measuring and controlling non-linear transmission distortions, in particular for broadband transmission systems with frequency modulation

Info

Publication number: DE1437464A1
Application number: DE19631437464
Authority: DE
Inventors: Paul Denner
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1963-02-16
Filing date: 1963-02-16
Publication date: 1968-10-24

Description

Verfahren und Anordnung zur Messung und Kontrolle von nichtlinearen vlbertragungsverzerrungen, insbesondere für Breitband-Übertragungssysteme mit Frequenzmodulation (Zusatzanmeldung zum DBP 1,049 431 (SEL-Reg.5665)) Das Hauptpatent bezieht sich auf ein Meßverfahren zur Messung und Kontrolle von nichtlinearen Übertragungsverzerrungen, insbesondere für Breitband-Übertragungssysteme mit Frequenzmodulation (Richtfunkstrecken). Dieses sieht eine gleichzeitige Ubertragung einer ersten, vorzugsweise unterhalb des Nachrichtenbandes liegenden Ablenkfrequenz mit einer, den Aussteuerbereich des zu messenden Systems überstreichenden Amplitude und einer zweiten, innerhalb oder oberhalb des Nutzbandes liegenden Spaltfrequenz mit einer im Vergleich zu der Ablenkspannung kleinen Amplitude vor. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß empfangsseitig mit Hilfe derselben Meßeinrichtung zur Selektivauswertung der Spaltfrequenz aus der durch die Nichtlinearitäten der Ubertragung auftretenden Amplituden-und Phasenmodulation der Spaltfrequenz mit der Ablenkfrequenz einmal eine, der Amplitudenmodulation proportionale MeBspannung zur Ermittlung der statischen Verzerrung und davon getrennt eine, der Phasenmodulation der Spaltfrequenz proportionale Meßspannung zur Ermistlung der dynamischen Verzerrungen ausgewertet wird und daß diese beiden Meisspannungen zur zahlenmäßigen Bestimmung der Übertragungsverzerrungen mit einem Mittelwert der Amplitude der übertragenen Spaltfrequenz verglichen werden. Method and arrangement for the measurement and control of non-linear Transmission distortion, especially for broadband transmission systems with frequency modulation (Additional application to DBP 1,049 431 (SEL-Reg. 5665)) The main patent refers on a measuring method for the measurement and control of non-linear transmission distortions, especially for broadband transmission systems with frequency modulation (directional radio links). This sees a simultaneous transmission of a first, preferably below of the message band lying deflection frequency with a, the modulation range of the system to be measured sweeping amplitude and a second, within or Slit frequency lying above the useful band with a compared to the deflection voltage small amplitude. The method is characterized in that on the receiving side with the aid of the same measuring device for the selective evaluation of the slit frequency the amplitude and phase modulation caused by the non-linearities of the transmission the slit frequency with the deflection frequency is proportional to the amplitude modulation Measurement voltage to determine the static distortion and, separately, one, the Phase modulation of the split frequency proportional measuring voltage to determine the dynamic distortion is evaluated and that these two measuring voltages for numerical determination of the transmission distortions with an average value of the amplitude the transmitted gap frequency can be compared.

Bei einem nach diesen Gesichtspunkten entwickelten Meßgerät stößt man bei der Überprüfung beliebiger Prüflinge jedoch auf folgende Schwierigkeiten: 1. Die Höhe der Spaltfrequenz ist durch das Verzerrungsmeßgerät gegeben und kann, da sie aber immer im Basisband des Prüflings liegen muß, nicht ohne weiteres für den jeweiligen Prüfling passend gewählt werden.In a measuring device developed according to these aspects bumps However, when checking any test items, one can look for the following difficulties: 1. The height of the slit frequency is given by the distortion meter and can but since it must always be in the baseband of the test object, not without further ado for suitable for the respective test item.

2. in vielen Fällen~hat der Prüfling einen trägerfrequenten Ein- und/oder, Ausgang, so daß er nur unter Zuhilfenahme eines Meßmodulators und/oder Meßdemodulators oder umgekehrt mit dem Verzerrungsmeßgerät untersucht werden kann. Sehr oft stimmen aber die Zwischenfrequenzen die' ses erforderlichen Meßmodulators bzw. Demodulators nicht mit der Zwischenfrequenz des Prüflings überein. In diesen Fällen bedarf es deshalb noch einer zusätzlichen Anpassung deS Zwischenfrequenz des Prüflings a'n die Zwischenfrequenz des Modulators bzw. Demodulators. 2. in many cases ~ the test object has a carrier-frequency input and / or, output, so that it can only be reached with the aid of a measuring modulator and / or Measuring demodulator or vice versa can be examined with the distortion meter. Very often, however, the intermediate frequencies of this required measuring modulator are correct or demodulator does not match the intermediate frequency of the device under test. In these In some cases, an additional adjustment of the intermediate frequency is therefore required of the test object a'n the intermediate frequency of the modulator or demodulator.

3. Bei gewissen Messungen an Vierpolen ist es notwendig, die Spaltfrequenz während der Messungen zu verändern. 3. For certain measurements on quadrupoles it is necessary to determine the split frequency to change during the measurements.

Eine derartige Frequenzänderung am Verzerrungsmeßgerät vornehmen zu wollen wäre jedoch sehr aufwendig, da in diesem Falle der Spaltfrequenz-Generator des Verzerrungsmeßgerätes frei durchstimbar sein und außerdem der Empfänger für die Spaltfrequenz im Meßgerät dieser Frequenzänderung der Spaltfrequenz synchron-folgen müßte. Make such a frequency change on the distortion meter to want it would, however, be very expensive, since in this case the split frequency generator of the distortion meter be freely tunable and also the receiver for the slit frequency in the measuring device synchronously-follow this frequency change of the slit frequency would have to.

Mit der Erfindung wird eine zusätzliche Schaltanordnung für das im Hauptpatent beschriebene Verzerrungsmeßgerät zur Beseitigung all dieser Schwierigkeiten angegeben. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Verzerrungsmeßgerät erzeugte Spaltfrequenz us mit Hilfe eines variablen Oszillators in eine Spaltfrequenz #s' umgesetzt und nach Durchlaufen des Prüflings wieder in die ursprüngliche Spaltfrequenz $#s zurücktransportiert wird und daß in gleicher Weise, aber unabhängig davon, erforderlichenfalls auch die trägerfrequente Ubereinstimmung mit einem variablen Oszillator des zu untersuchenden Vierpols mib der Meßanordnung vorgenommen wird.With the invention, an additional circuit arrangement for the im Distortion meter described in the main patent to eliminate all of these difficulties specified. The invention is characterized in that the distortion meter generated slit frequency us into a slit frequency with the help of a variable oscillator #s' implemented and after running through the test item back to the original gap frequency $ # s is transported back and that in the same way, but independently, if necessary also the carrier frequency Accordance with a variable oscillator of the quadrupole to be investigated is carried out with the measuring arrangement.

Anhand von vier verschiedenen, in den Fig.1 - 4 dargestellten Meßanordnungen soll die Erfindung näher erläutert werden.On the basis of four different measuring arrangements shown in FIGS the invention is to be explained in more detail.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der Fig.l besteht der Prüfling aus der Serienschaltung eines Modulators 1 una eines Demodulators 2, der mit dem Verzerrungsmeßgerät 3 unter Zuhilfenahme des Oszillographen 4 untersucht werden soll.In the first embodiment according to Fig.l, the test specimen exists from the series connection of a modulator 1 and a demodulator 2, which is connected to the Distortion measuring device 3 can be examined with the aid of the oscilloscope 4 target.

Da im vorliegenden Falle die trägerfrequente Eingangs- und Ausgangsfrequenz des Prüflings gleich sind, bedarf es keiner trägerfrequenten Anpassung der Meßanordnung an den Prüfling, sondern es muß nur die Spaltfrequenz #s des Verzerrungsmeßgeräts.3 in eine in den Ubertragungsbereich des Prüflings fallende Spaltfrequenz #s' umgesetzt werden. Zu diesem Zwecke wird # in einem Gleichrichter 5 mit der im Generator 6 erzeugten und über das Dämpfungsglied 7 geführten Überlagerungsfrequenz #ü gemischt und über das Netzwerk 9 zusammen mit der im Verzerrungsmeßgerät 3 erzeugten Ablenkfrequenz #h dem Prüfling zugeführt. Die den Prüfling durchlaufende Spaltfrequenz msit' ~ - wird nun nach Passieren eines Hochpaßfilters 11, mit dem die Ablenkfrequenz #h unterdrückt werden soll, im Gleichrichter 12 mit der durch das Dämpfungsglied 13 gedämpften Schwingung #ü nochmals gemischt und gelangt somit als ursprüngliche Spaltfrequenz #@ auf das Verzerrungsmeßgerät 3, wo sie in der im Hauptpatent beschriebenen Weise ausgewertet wird.Since in the present case the carrier frequency input and output frequency of the test object are the same, there is no need to adapt the measuring arrangement to the carrier frequency to the test object, but only the gap frequency #s of the distortion meter. 3 converted into a gap frequency #s' falling in the transmission range of the test object will. For this purpose, # in a rectifier 5 is compared with that in the generator 6 generated and mixed via the attenuator 7 superposition frequency # ü and via the network 9 together with the deflection frequency generated in the distortion measuring device 3 #h supplied to the test item. The slit frequency running through the test object msit '~ - is now after passing a high-pass filter 11, with which the deflection frequency #h is to be suppressed, in the rectifier 12 with that by the attenuator 13 dampened oscillation # ü mixed again and thus comes as the original split frequency # @ on the distortion meter 3, where they are in the manner described in the main patent is evaluated.

Im Ausführungsbeispiel gemäß der Fig.2 ist der Prüfling 2 ein Demodulator, dessen Basisband sich beispielsweise von 30 Hz bis 12 kflz erstreckt, das eingangsseitig auf eine Tragerfrequenz #ZFP von 7,5 MHz umgesetzt Ist. Zur Messung dieses Prüflings ist zunächst ein Meßmodulator 21 erforderlich, im vorliegenden Beispiel ein Klystronmodulator mit einer Ausgangsfrequenz uZFM = 70 MHz, dessen Modulator die Ablenkfrequenz #h des Verzerrungsmeßgerätes 3 und dessen Oszillators die, wie im Ausführungsbeispiel gemäß Fig.l umgesetzte Spaltfrequenz #s', aufmoduliert wird. Da die Zwischenfrequenz sZFM des Meßmodulators 21 aber nicht mit uZFP des Prüflings übereinstimmt, muß auch sie mittels einer im Generator 14 erzeugten zusätzlichen Frequenz #Z auf die Zwischenfrequenz des Prüflings gemäß der Beziehung #ZFP = #ZFM - #Z im Gleichrichter 25 umgesetzt werden. Die Angleichung hinsichtlich der Spaltfrequenz des Prüflings an das Verzerrungsmeßgerät erfolgt in der anhand der Fig.l beschriebenen Weise. Grundsätzlich sind alle mit dem ersten Ausführungsbeispiel funktionsgleichen Bauteile in der Fig.2 und in den folgenden Figuren mit den gleichen Bezugs zeichen versehen, sodaß sich eine Beschreibung ihrer Funktionen erübrigt.In the exemplary embodiment according to FIG. 2, the test item 2 is a demodulator, whose baseband extends, for example, from 30 Hz to 12 kHz, the input side Is implemented on a carrier frequency #ZFP of 7.5 MHz. To measure this test item a measuring modulator 21 is first required, in the present example a klystron modulator with an output frequency uZFM = 70 MHz, whose modulator has the deflection frequency #h of the distortion meter 3 and its oscillator which, as in the exemplary embodiment according to Fig.l converted slit frequency #s', is modulated. Since the intermediate frequency The sZFM of the measuring modulator 21 must, however, not match the uZFP of the test object it to the intermediate frequency by means of an additional frequency #Z generated in the generator 14 of the test object according to the relationship #ZFP = #ZFM - #Z implemented in rectifier 25 will. The alignment with the distortion measuring device with regard to the slit frequency of the test specimen takes place in the manner described with reference to Fig.l. Basically everyone is with the components in FIG. 2 and in the functionally identical components to the first embodiment The following figures are given the same reference characters, so that a description their functions are superfluous.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig.3 soll ein Modulator 1 mit dem Verzerrungsmeßgerät 3 untersucht werden. Hierfür muß wiederum die Spaltfrequenz us in eine in das Basisband des Prüflings fallende Spaltfrequenz # ' in der beschriebenen Weise umgesetzt werden. Um nun das geträgerte Ausgangssignal in das Basisband zu bringen, bedarf es eines Meßdemodulators 22, dessen Zwischenfrequenz #ZFD aber nicht gleich der Zwischenfrequenz uZFP des Prüflings zu sein braucht. Im Mischer 26 muß daher uZFM mit der im Generator 14 erzeugten Frequenz #Z nach der Beziehung #Z - uZFP = uZFD in die Zwischenfrequenz des Meßmodulators 22 umgesetzt werden uiid wird nach Durchlaufen einer Bandsperre 27 dem Meßdemodulator 22 zugeführt, von dem sie dann in der berei'cs beschriebenen Weise zur Auswertung auf das Verzerrungsmeßgerät 3 gelangt.In the exemplary embodiment according to FIG. 3, a modulator 1 is to be included the distortion meter 3 can be examined. For this, the slit frequency must again us into a slit frequency # 'in the described, which falls in the baseband of the test object Way to be implemented. In order now to get the carried output signal into the baseband bring a measuring demodulator 22, but not its intermediate frequency #ZFD must be equal to the intermediate frequency uZFP of the test object. In mixer 26 must therefore uZFM with the frequency #Z generated in generator 14 according to the relationship #Z - uZFP = uZFD can be converted into the intermediate frequency of the measuring modulator 22 after passing through a bandstop filter 27 to the measuring demodulator 22, from which it then in the manner already described for evaluation on the distortion measuring device 3 arrives.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 4 soll ein beliebiger Vierpol 29 mit dem Verzerrungsmeßgerät 3 gemessen werden.In the embodiment according to FIG. 4, any quadrupole 29 can be measured with the distortion meter 3.

Da weder die vom Verzerrungsmeßgerät angebotene Spaltfrequenz in in das von dem Vierpol trägerfrequent übertragene Basisband fällt och der trägerfrequente Durchlaßbereich des Vierpols' mit dem des erforderlichen Meßmodulators 21 und Meßdemodulators 22 übereinstimmt, muß sowohl die SpaltSrequenz #s in der beschriebenen Weise in ene dem Prüfling entsprechende Spaltfrequenz # t umgesetzt und vor de. Ver- zerrungsmeßgerät wieder zurücktransponiert werden als auch der Prüfling eingangs wie ausgangsseitig an die Zwischenfrequenz des Meßmodulators 21 und Meßdemodulators 22 angepaßt werden. Zu diesem Zweck wird die Zwischenfrequenz des Modulators uZFM in der Diode 33 mit der im Generator 14 erzeugten Frequenz #Z in OZFP = #ZFM - Z transponiert und nach Durchlaufen des Vierpols wird uZFP in der Diode 34 wieder mit der Frequenz #Z in die Zwischenfrequenz des Demodulators xZFD = uZFP + uz umgesetzt. Die den Mischern nachgeschalteten Bandsperren 35 und 36 dienen der Unterdrückung unerwünschter Mischprodukte. Im vorliegenden Beispiel gilt die fast immer zutreffende Annahme, daß Meßmodulator und Meßdemodulator gleiche Zwischenfrequenzen haben, uZFM = #ZFD, sodaß es nur einer zusätzlichen Umsetzerfrequenz #Z bedarf, die in einem Netzwerk 31 für die Vor- und Rückumsetzung aufgespaltet wird.Since neither the slit frequency offered by the distortion meter is in the baseband transmitted by the quadrupole at a carrier frequency also falls below the carrier frequency Pass band of the quadrupole 'with that of the required measuring modulator 21 and measuring demodulator 22 coincides, both the gap frequency #s must be carried out in the manner described in A gap frequency # t corresponding to the test object is implemented and before de. Ver strain gauge are transposed back again as well as the test item on the input and output side be adapted to the intermediate frequency of the measuring modulator 21 and measuring demodulator 22. For this purpose, the intermediate frequency of the modulator is uZFM in the diode 33 the frequency #Z generated in the generator 14 is transposed into OZFP = #ZFM - Z and after UZFP is passed through the quadrupole in the diode 34 again with the frequency #Z in the intermediate frequency of the demodulator xZFD = uZFP + uz implemented. The mixers Downstream bandstop filters 35 and 36 serve to suppress undesired mixed products. In the present example, the assumption that is almost always true is that the measuring modulator and measuring demodulator have the same intermediate frequencies, uZFM = #ZFD, so that there is only one additional converter frequency #Z required in a network 31 for the pre and Reverse conversion is split.

Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß mit der beschriebenen Mehrfachmischung der Spaltfrequenz die eingangs erwähnte kontinuierliche Veränderung der Spaltfrequenz während der Messung etwa zur Messung von Amplitudenänderungen, leicht bewerkstelligt werden kann. Im vorliegenden Falle braucht nur die Frequenz des Generators 6 geändert werden, denn dabei ändert sich nur die Freque nz #s', während #s konstant bleibt.It is readily apparent that with the multiple mixing described of the slit frequency, the aforementioned continuous change in the slit frequency easily accomplished during the measurement, for example to measure amplitude changes can be. In the present case, only the frequency of the generator 6 needs to be changed because only the frequency #s' changes, while #s remains constant.

Wie die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele zeigen, ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren hinsichtlich ihrer Basisband- und Trägerfrequenz die verschiedenartigsten Modulations- und Demodulationseinrichtungen für Amplituden- und Frequenzmodulation mit dem im Hauptpatent beschriebenen Verzerrungsmeßgerät zu untersuchen.As the exemplary embodiments described above show, this enables the method according to the invention with regard to its baseband and carrier frequency the most diverse modulation and demodulation devices for amplitude and frequency modulation with the distortion meter described in the main patent to investigate.

3 Patentansprüche 4 Bl. Zeichng. (4 Pig.)3 claims 4 sheets drawing. (4 pig.)

Claims

Claims 1. Method for measuring and controlling non-linear Transmission distortion, in particular for broadband systems with frequency modulation by simultaneously transmitting a first low deflection frequency with relative large amplitude and a second high, lying in the baseband of the test object Slit frequency with small amplitude according to patent no. 1,049,431, d a d u r c h g e does not indicate that the split frequency generated by the distortion meter ws converted into a slit frequency #s' with the help of a variable oscillator (6) and after passing through the test item back to the original slit frequency us is transported back and that in the same way, but independently of it if necessary also the carrier frequency correspondence with a variable oscillator (14) des to be examined quadrupole is made with the measuring arrangement.

2. Verfanren according to claim 1, g e k e n n z e i c h n e t by his Use for the investigation with a measuring device with a modulation and a Demodulation device for amplitude and frequency modulation with any baseband and carrier frequency.

3. The method according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n -e t that in particular for measuring the change in amplitude of a test object Generator (6) and thus the gap frequency us running through the test object in the Frequency is continuously variable.