DE1441201A1 - Method for measuring the absolute transit time of a quadrupole, in particular a transmission line - Google Patents

Method for measuring the absolute transit time of a quadrupole, in particular a transmission line

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DE1441201A1
DE1441201A1 DE19621441201 DE1441201A DE1441201A1 DE 1441201 A1 DE1441201 A1 DE 1441201A1 DE 19621441201 DE19621441201 DE 19621441201 DE 1441201 A DE1441201 A DE 1441201A DE 1441201 A1 DE1441201 A1 DE 1441201A1
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Dipl.-Ing. Klaus 2081 Ellerbek Schlüter
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    • H04B3/00Line transmission systems
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    • H04B3/46Monitoring; Testing
    • H04B3/462Testing group delay or phase shift, e.g. timing jitter
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/28Measuring attenuation, gain, phase shift or derived characteristics of electric four pole networks, i.e. two-port networks; Measuring transient response

Description

Li I L i I

d München · 2, den 1 3. MAl 19β Ηd Munich · 2, the 13th May 19β Η

St/BlaSt / Bla

P 14 41 201 . 2 PA 62/2998P 14 41 201. 2 PA 62/2998

Verfahren zur Messung der absoluten Laufzeit eines Vierpolo, in«besondere einer ÜbertragungsleitungProcedure for measuring the absolute running time of a Vierpolo, in particular a transmission line

In der Nachrichtentechnik ist es oftmals von Interesse, neben den LaufZeitverzerrungen auch die absolute Laufzeit eines Vierpols, z.B. einer Übertragungsleitung, zu kennen. Bei Übertragungsleitungen mit FehlerruCicmeldung ergibt sich bei- 1J öpielsweise aus der Größe der absoluten Laufzeit, der das zu übertragende Signal unterworfen ist, eine Aussage darüber, v/elcher Anteil des Signals im Falle einer..Übertragungsstörung nochmals ausgesendet werden mui.In communications engineering, it is often of interest to know not only the propagation time distortions but also the absolute propagation time of a quadrupole, e.g. a transmission line. In transmission lines FehlerruCicmeldung to 1 J a statement gives examples öpielsweise from the magnitude of the absolute running time, which is subjected to the signal to be transmitted, about emitted v / hich portion of the signal in the case einer..Übertragungsstörung again MUI.

1u Bekannte Verfahren zur Messung der absoluten Laufzeit eines Vierpols benutzen einen frequenzmäßig durchstimmbaren Sinusgenerator, dessen Ausgangsspannung, gegebenenfalls nach einer Aufmodulierung auf eine Trägerschwingung, an den Vierpoleingang gelegt wird, während die gegebenenfalls demodulierte Vierpolausgangsspannung zusammen mit der Generatorausgangsepannung einem Phasenvergleich unterworfen wird. Aus der Frequenzänderung, die notwendig ist, um beide Spannungen um 3bo in der Phase gegeneinander zu verschieben, läßt sich dann auf die absolute Laufzeit des Vierpole schließen. Bei1u Known procedure for measuring the absolute running time of a Quadrupoles use a frequency-tunable sine wave generator, its output voltage, if necessary after a modulation onto a carrier oscillation, to the four-pole input is placed, while the possibly demodulated four-pole output voltage together with the generator output voltage is subjected to a phase comparison. From the frequency change that is necessary for both voltages to move 3bo against each other in the phase can be then infer the absolute running time of the quadrupole. at

2u diesem Verfahren ist es jedoch nachteilig, daß eine genaueHowever, this method has the disadvantage that an accurate

Messung der Frequenzänderung notwendig ist und daß zur Durchc^ führung des Phasenvergleiches eigene AnzeigevorrichtungenMeasurement of the frequency change is necessary and that to Durchc ^ conduct of the phase comparison own display devices

ο vorzusehen sind, so z.B. ein eigener Katli-^c'.enstrahloszillo- ^ graph, dessen horizontaler Ablenkvorrichtung die eine und ° 25 dessen vertikaler Ablenkvorrichtung die andere der beiden zuο are to be provided, e.g. a separate Katli- ^ c'.enstrahloszillo- ^ graph, whose horizontal deflector one and ° 25 whose vertical deflection device closes the other of the two

cn vergleichenden Spannungen zugeführt wird. Q cn is supplied to comparative voltages. Q

I ZU II TO I

Vorliegende Erfindung 'betrifft ein Verfahren zur Heijuung der absoluten Laufzeit eines Vierpols, insbesondere einer Übertr·;.-gungsieitung, unter Verwendung einer den Vierpol durchlaufenden, modulierten i'rägerschwingung, bei dem auf der Vierpol-Ausgangsseite die Modulationsspannung durch Demodulation zurüc gewonnen wird und deren Phasenverschiebung gegenüber der ur.r jr liehen Modulationsspannung mit Hilfe von Phasenvergieichseinrichtungen als Maß für die Gruppenlaufzeit ermittelt \.'ird und bei dem die Nachteile der bekannten Verfahren vermieden sind.The present invention relates to a method for the heating of the absolute running time of a quadrupole, in particular a transmission line, using a quadrupole traversing, modulated carrier oscillation, with the one on the quadrupole output side the modulation voltage back through demodulation is obtained and its phase shift compared to the ur.r jr borrowed modulation voltage with the help of phase comparison devices as a measure for the group delay determined \. 'ird and in which the disadvantages of the known methods are avoided.

Das erfindungsgeiiiäiSe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, cU\i zwei Gruppenlauf Zeitmessungen für einen festen V/ert der 'i'r ;-.:.-gerfrequenz f, jedoch für zwei unterschiedliche Modulation.<frequenzen f , , fm2 vorgenommen werden, wobei an einem für die eine Modulationsfrequenz f , geeichten Anzeige- oder Sichtgerät der Differensbetrag Δτ beider MeiSergebni;·. ^e abgelesen und gemäß der BeziehungThe erfindungsgeiiiäiSe method is characterized in cU \ i two group delay measurements for a fixed V / ert the 'i'r; -:.. .- gerfrequenz f f, but <frequencies for two different modulation f m2 are made, wherein on a display or viewing device calibrated for the one modulation frequency f, the difference Δτ of the two measurement results; ·. ^ e read and according to the relationship

t = Δτ .
a xm2 1InI
t = Δτ.
ax m2 1 InI

zur Ermittlung der absoluten .Laufzeit t^ verwendet wird.is used to determine the absolute running time t ^.

Das Verfahren nach der Erfindung wird im folgenden anhand einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Meßanordnung näher erläutert.The method according to the invention is illustrated below with reference to a measuring arrangement shown schematically in the drawing explained in more detail.

Ein Generator 1 erzeugt eine niederfrequente Ausgangsspannung, deren Frequenz auf zwei Frequenzwerte f . und ί',.,; einstellbar ist. Die von einem Generator 2 gelieferte Au:-:gs.ngsspannung der Frequenz f wird nun einer Modulation^einrichtung 3 als Trägerschwingung zugeführt und in dieser rait der Ausgangsspannung des Generators 1 moduliert, so daß ^e n?.ch der Einstellung von 1 ein die Frequenzen f, f+f. 1 , x-iv -. oderA generator 1 generates a low-frequency output voltage, the frequency of which is set to two frequency values f. and ί ',., ; is adjustable. The output voltage of the frequency f supplied by a generator 2 is now fed to a modulation device 3 as a carrier oscillation and in this the output voltage of the generator 1 is modulated so that the setting of 1 becomes the Frequencies f, f + f. 1 , xi v -. or

. ~ 111 I 111 I. ~ 111 I 111 I.

ein die Frequenzen f, f+f 2» ^~^r-2 en'fcilaltendes Frequenzge- ■ a frequency changing the frequencies f, f + f 2 » ^ ~ ^ r -2 en 'fcil

mis cli ani '"Ausgang der Modulati ons einrichtung 3 erscheint. Die Auegangbspannung von 3 wird in einem Verstärker 4 verstärkt und über den auszumessenden Vierpol X geführt. Die Vierpolaus gangs spannung wird nach Durchlaufen eines weiteren Ver- D stärkerß 5 in einem Demodulator 6 demoduliert. Am Ausgang des' Demodulators tritt nun die durch die Laufzeiteigenschaften des Vierpols in ihrer Phase beeinflußte Spannung dermis cli ani '"output of the Modulati ons device 3 will appear. The Auegangbspannung 3 is amplified in an amplifier 4 and guided over the to be measured quadrupole X. The Vierpolaus transfer voltage is stärkerß after passing through a further encryption D 5 demodulated in a demodulator 6 At the output of the demodulator, the phase of the voltage, which is influenced by the runtime properties of the quadrupole, appears

ireouenz f Λ oder f n auf, die in einer sich anschließenden ml m2ireouenz f Λ or f n , which is in a subsequent ml m2

Phasenmeßeinrichtung 7 mit der Ausgangsspannung des Genera-1u tors 1 verglichen wird. Der Phasenvergleich wird hierbei in an sich bekannter Weise so vorgenommen, daß eine dem Phasenunterschied beider Spannungen proportionale AusgangsspannUng gebildet wird, welche einem Anzeigeinstrument 8 zugeführt -wird. ' Das Anzeigeinstrument 8 kann für eine der beiden i> ■ Llödulatioiisfrequenzen, z.B. f. ,' derart geeicht, werden, daß • für die jeweils ausgesendete Trägerfrequenz f die zugehörige Gruppenlaufzeit (bzw. Moüulationsphasenlaufzeit), welche ja durch die Phasenverschiebung der demodulierten Schwingung der frequenz f ^ gegenüber der vom Generator 1 angegebenen Schwingung beü'timmt ist, direkt abgelesen werden kann. Die anhand der Zeichnung vorstehend beschriebenen Verfahrensschritte sind in Anwendung auf eine bestimmte Modulationsfrequenz und ein für. diese geeichtes Anseigeinstrument bekannt.Phase measuring device 7 with the output voltage of the Genera-1u tors 1 is compared. The phase comparison is carried out in a manner known per se so that one of the phase difference Output voltage proportional to both voltages is formed, which is fed to a display instrument 8 -will. 'The display instrument 8 can be used for one of the two I> ■ Llödulationfrequenzen, e.g. f., 'are calibrated in such a way that • the associated group delay (or modulation phase delay) for the respective transmitted carrier frequency f, which is yes by the phase shift of the demodulated oscillation of the frequency f ^ compared to the oscillation specified by the generator 1 is intended, can be read directly. The method steps described above with reference to the drawing are in application to a particular modulation frequency and a for. this calibrated viewing instrument is known.

Zur Messung der absoluten Laufzeit des Vierpols X wird nun nach der Erfindung in folgender Weise verfahren: Die Trägerfrequenz f des Generators 2 wird auf einen festen Wert eingestellt, der vorzugsweise in einem Frequenzbereich niedriger Laufzeitverzerrungen liegt, und eine Laufzeitmessung in .In order to measure the absolute transit time of the quadrupole X, the following procedure is now used according to the invention: The carrier frequency f of generator 2 is set to a fixed value, which is preferably in a frequency range of low propagation time distortions, and a propagation time measurement in.

der angegebenen Y/eise für die Modulationsxrequenz f , vorgenommen. Der am Anzeigeinstrument 8 erhaltene Meßwert sei mit T.j bezeichnet. Wird danach die Modulationsfrequenz f ? eingestellt und die Messung unter Beibehaltung der festen Trägerfrequenz wiederholt, so ergibt sich an dem für die Modula-Y specified / else f for Modulationsxrequenz, made. The measured value obtained on the display instrument 8 is denoted by Tj. Then the modulation frequency f ? is set and the measurement is repeated while maintaining the fixed carrier frequency, the result for the modula-

tionsfrequenz f ., geeichten Anzeigeinstrument ein anderer Meßwert τ rs. Der Differenzbetrag Δτ = τ^-^ wird nun gemäß der Beziehungtion frequency f., calibrated display instrument another measured value τ rs. The difference amount Δτ = τ ^ - ^ is now according to the relationship

f '
t = Δτ . m1
f '
t = Δτ. m1

a fm2~fm1 af m2 ~ f m1

dazu "benutzt, um die absolute Laufzeit tri des Vierpols X zu ermitteln.for this purpose "is used to determine the absolute transit time t ri of the quadrupole X.

, Vorzugsweise werden die Modulationsfrequenzen f^ und so gewählt, daß der Faktor, The modulation frequencies f ^ and chosen so that the factor

fm1 f m1

fm2~fm1 f m2 ~ f m1

einen einfachen Zahlenwert ergibt; wird beispielsweise f 2 um 1O/o größer gewählt als f ^ so ergibt sich für den genannten Paktor der Wert 1ü. In diesem Pail ist es weiterhin möglich, an der Skaleneinteilung des Anzeigeinstruments 8 die absolute Laufzeit bei Berücksichtigung des Paktors 10 durch .gives a simple numerical value; if, for example, f 2 is chosen to be 10 / o larger than f ^, the value 1ü results for the mentioned factor. In this Pail it is also possible to use the scale graduation of the display instrument 8 to determine the absolute running time, taking into account the factor 10.

bloße Differenzbildung der beiden Meßergebnisse ohne weitere zahlenmäßige Umrechnung zu ermitteln.mere difference formation of the two measurement results without any further to determine numerical conversion.

Das Verfahren gemäß der Erfindung kann auch mit Vorteil bei Meßplätzen zur Gruppenlaufzeitmessung angewendet werden, welehe anstelle eines Anzeigeinstrumentes ein Sichtgerät enthalten. Bei derartigen Meßplätzen wird die Trägerfrequenz periodisch und stetig innerhalb eines bestimmten Frequenzbereiches durchlaufen (gewobbelt), während ein Schreibmittel des Sichtgerätes* z.B. der Elektronenstrahl einer Kathodenstrahlröhre, in horizontaler Richtung in linearer Abhängigkeit von der Trägerfrequenz f abgelenkt und in vertikaler Richtung durch die beim Phasenvergleich gebildete, ein Maß für die Gruppenlaufzeit darstellende Ausgangsspannung abgelenkt wird. Die am Sichtgerät beschriebene GruppenlaufZeitcharakteristik ist mittele der. am Bildschirm angebrachten 'Skaleneinteilung nur beiThe method according to the invention can also be used with advantage in measuring stations for group delay measurement, such as contain a display device instead of a display instrument. In the case of such measuring stations, the carrier frequency is periodic and run continuously within a certain frequency range (wobbled), while a writing device of the display device * E.g. the electron beam of a cathode ray tube, in the horizontal direction with a linear dependence on the carrier frequency f and deflected in the vertical direction by the value formed during the phase comparison, a measure of the group delay output voltage representing is deflected. The on The group run time characteristic described with the display device is average. 'Scale graduation' attached to the screen only for

einer bestimmten, dieser- Skaleneinteilung zugeordneten Modulationsfrequenz, z.B. f ., größenmäßig auswertbar. Wird eine andere Modulationsfrequenz f 2 eingestellt, so ergibt sich eine zweite Gruppenlaufzeitcharakteri^ti.1:, welche gegenüber der ersten um ein bestimmtes Maß verschoben ist. Diesee Verschiebungsmai3 kann dann in gleicher V/eise ausgewertet werden, wie der anhand der Meßanordnung nach der Zeichnung ermittelte Differenz betrag Δτ.a specific modulation frequency assigned to this scale division, for example f., can be evaluated in terms of size. If a different modulation frequency f 2 is set, a second group delay characteristic results. 1 : which is shifted by a certain amount compared to the first. This degree of displacement can then be evaluated in the same way as the difference Δτ determined on the basis of the measuring arrangement according to the drawing.

Da der Phaöenmeßeinrichtung 7 einerseits die über den Vierpol abgeleitete Spannung der Frequenz f ^ bzw. f 2 wa^i andererseits die vom Generator 1 erzeugte Ausgangsspannung ohne nennenswerte Phasenverschiebung direkt zugeführt werden muß, handelt es sich bei ausgedehnten Meßobjekten X, also z.B. bei längeren Übertragungsleitungen, um eine Schleifenmessung, bei der Sende- und Empfangseinrichtungen am gleichen Meßort aufgebaut sind.Since the phase measuring device 7, on the one hand , has to be supplied directly with the voltage of frequency f ^ or f 2 wa ^ i derived via the quadrupole, on the other hand, the output voltage generated by the generator 1 without any significant phase shift, it is in the case of extended test objects X, e.g. longer transmission lines , a loop measurement in which the transmitting and receiving devices are set up at the same measurement location.

2 Patentansorüche2 patent claims

Claims (1)

- b- b Patent a ns prüchePatent a ns Verfahren zur Messung der absoluten Laufzeit eines Vierpols, insbesondere einer Übertragungsleitung, unter Verwendung einer den Vierpol durchlaufenden, modulierten Trägerschwingung, bei dem auf der Vierpol-Ausgangsseite die Modulationuspannung durch Demodulation zurückgewonnen wird und deren Phasenverschiebung gegenüber der ursprünglichen Modulationaspannung mit Hilfe von Phasenvergleichseinrichtungen als MnLi für die Gruppenlaufzeit ermittelt wird, dadurch gel^ennzeichnet, daß zwei GruppenlaufZeitmessungen für einen festen V/ert der Trägerfrequenz (f), jedoch für zwei unterschiedliche Modulationsfrequenzen (f ι, f p) vorgenommen werden, wobei an einem für die eine Modulationsfrequenz (f'-i) geeichten Anzeige- oder Sichtgerät (8) der Differenzbetrag άτ beider Meßergebnisse abgelesen und gemäß der BeziehungMethod for measuring the absolute transit time of a quadrupole, in particular a transmission line, using a modulated carrier oscillation passing through the quadrupole, in which the modulation voltage is recovered by demodulation on the quadrupole output side and its phase shift compared to the original modulation voltage with the help of phase comparison devices as MnLi for the group delay is determined, characterized in that two group delay measurements are made for a fixed V / ert of the carrier frequency (f), but for two different modulation frequencies (f ι, fp), one being used for the one modulation frequency (f'- i) calibrated display or viewing device (8) read the difference άτ of the two measurement results and according to the relationship a m2 m1
zur Ermittlung der absoluten Laufzeit tn verwendet wird.
a m2 m1
is used to determine the absolute running time t n .
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationsfrequenzen (f., fm2) so gewählt werden, daß der Faktor Method according to Claim 1, characterized in that the modulation frequencies (f., F m2 ) are chosen so that the factor fm1 f m1 f -ff -f m2 m1
den Wert einer Zehnerpotenz annimmt.
m2 m1
takes on the value of a power of ten.
r ι ι.. ι _r ι ι .. ι _
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2635016A1 (en) * 1975-08-11 1977-05-18 Hewlett Packard Co PROCEDURE AND CIRCUIT ARRANGEMENT FOR MEASURING GROUP RUN TIME

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2635016A1 (en) * 1975-08-11 1977-05-18 Hewlett Packard Co PROCEDURE AND CIRCUIT ARRANGEMENT FOR MEASURING GROUP RUN TIME

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