DE1935205A1

DE1935205A1 - Schaltungsanordnung zum Messen der Nichtlinearitaet eines Nachrichtenuebertragungssystem

Info

Publication number: DE1935205A1
Application number: DE19691935205
Authority: DE
Inventors: Alker Dr-I Ng Dietrich; Landwehr Dipl-Phys Franz-Josef
Original assignee: Wandel and Golterman GmbH and Co
Current assignee: Wandel and Golterman GmbH and Co
Priority date: 1968-07-30
Filing date: 1969-07-11
Publication date: 1970-10-22
Also published as: US3619774A; AT295647B

Description

Dipl.-Phys. Franz-Josef Landwehr. Münster

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RUNDFUNK- UND MESSGERÄTEWERK, FERNMELDEANLAGEN %JV <!

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Schaltungsanordnung zum Messen der Nichtlinearität eines Nachrichtenübertragungssystems

.Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Messen der Nichtlinearität eines Nachrichtenubertragenden Meßobjektes mittels eines von diesem zu übertragenden stochastischen Signales, insbesondere eines Rauschsignales.

Die Nichtlinearität eines Nachrichtenübertragungssystems (Kabel, Richtfunkstrecke, Verstärker, Lautsprecher, Innenohr usw.) ist ein wesentliches Merkmal der Übertragungseigenschaften des Systems und ist bei einkanaliger Übertragung mitbestimmend für Verfälschungen der übertragenen Nachricht, bei mehrkanaliger übertragung darüberhinaus Ursache des Übersprechens (Kreuzmodulation).

Für die Messung nichtlinearer Verzerrungen von Signalen in Nachrichtenübertragungssystemen sind verschiedene Verfahren bekannt:

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Bei der Klirrfaktormessung wird der Effektivwert der Oberwellen des vom Übertragungssystems übertragenen Signals mit dem.Effektivwert der Grundwelle verglichen. Der Klirrfaktor läßt sich nur dann angeben, wenn wenigstens die erste Oberwelle noch in den Übertragungsbereich des zu untersuchenden Systems fällt; daher ist es bei Schmalbandschaltungen praktisch nicht möglich, den Klirrfaktor anzugeben.

Bei der ebenfalls bekannten Messung der Intermodulation gibt man In das zu untersuchende System mehrere (meist zwei) periodische (Sinus-) Signale ein. Durch Kombination der Grundwelle des einen

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Signals mit der Grundwelle oder einer Oberwelle des anderen Signals entsteht bei richtiger Wahl der Grundwellen eine Kombinationsfrequenz, die in den Übertragungsbereich des Systems fällt und deren Amplitude sich messen läßt. Dieses Verfahren gestattet durch hochselektive Messung die Erfassung sehr geringer Nichtlinearitäten und solcher Nichtlinearitäten, die nur bei kleinen Signalamplituden auftreten. Die Empfindlichkeit des Verfahrens kann durch Vermindern der Bandbreite fast beliebig gesteigert werden. Ein Nachteil dieses Verfahrens liegt - ebenso wie bei der Klirrfaktormessung - darin, daß es nicht möglich ist, die Gesamt-Nichtlinearität - d.h. alle Nichtlinearitäten, die sich in beliebigen Teilen des übertragenen Frequenzbereiches auswirken - mit einer Messung zu erfassen; dazu ist vielmehr eine große Anzahl von Messungen mit verschiedenen Frequenzen notwendig, deren Gesamtheit aber auch nur ein approximatives Ergebnis liefern kann.

Zur Bestimmung der Nichtlinearität eines Naehrichtenübertragungssystems ist es schließlich auch bekannt, ein weißes Rauschen als Meßsignal zu verwenden und den Frequenzverlauf am Ausgang des Nächrichtenübertragungssystems aufzuzeichnen. Dieses Verfahren ermöglicht es, die Gesamt-Nichtlinearität des Übertragungssystems zu erfassen. Die Empfindlichkeit ist aber bei diesem bekannten Verfahren durch das Eigenrauschen des Übertragungssystems begrenzt und durch hoohselektive Messung nicht zu vergrößern, da mit abnehmender Bandbreite der Betrag des Signalrauschens nach der gleichen Gesetzmäßigkeit abnimmt, wie der des Eigenrauschens des Übertragungssystems. Nach dem letztgenannten Verfahren können also weder sehr kleine Nichtlineartitäten noch solche Nlchtlinearitäten erfaßt werden, die nur bei kleinen Signalamplituden auftreten.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zum Messen der Nichtlinearität eines Nachrichten übertragenden Meßob^ektes mittels eines von diesem zu übertragenden stochastischen Signales anzugeben, die die Nachteile der bekannten Verfahren bzw. Schaltungsanordnungen vermeidet und die es wie bei dem bekannten, mit einem Rauschsignal arbeitenden Verfahren ermöglicht, die Gesamt-Nichtlinearität des Übertragungssystems zu erfassen, und die außerdem die Möglichkeit gibt, durch selektive Messung auch sehr geringe Niehtlinearitäten und solche Nichtlinear.itäten festzustellen, die nur bei kleinen Signalamplituden .auftreten.

Die Erfindung erreicht dies durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen "Mittel. Dabei enthält also' der Momentanwert der Spannung des verwendeten Meßsignals die , Summe der Momentanwerte der Spannungen zweier oder mehrerer Signale, von denen mindestens zwei stochastische Signale sind, zwischen denen eine Korrelation dadurch besteht, daß sie durch Frequenzumsetzung (Mischung) mit verschiedenen Hilfsfrequenzen, von denen die eine Null sein kann, aus einem gemeinsamen stochastischen Signal, insbesondere aus einem gemeinsamen Rauschen, entstanden sind. Die Nichtlinearitäten des zu untersuchenden Übertragungssystems erzeugen· dabei unter anderem eine Spannung konstanter Differenzfrequenz, die (hoch-) selektiv gemessen werden kann.

Zur Messung der Nichtlinearität eines elektrischen Nachrichten-Ubertragungssystems empfiehlt es sich, daß das stochastisch^ Signal ein Rauschen und.das Meßgerät ein frequenzselektiver Spannung- oder Strommesser ist.

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Dabei sieht die Erfindung zur Messung von Verzerrungen dritter Ordnung vor, an einen dritten Eingang des Summierers ein Sinussignal anzulegen., dessen Frequenz konstant ist und so im Durchlaßbereich des Meßobjektes liegt, daß auch die entstehende Kombinationsfrequenz im Durchlaßbereich des Meßobjektes erscheint.

Wenn in mehreren Kanälen zwischen dem Rauschgenerator und dem Summierer ein Frequenzumsetzer mit .zugehörigem Hilfsfrequenzoszillator vorgesehen ist, unterscheidet sich erfindungsgemäß das vom Hilfsfrequenzoszillator an den einen Frequenzumsetzer abgegebene Signal in seiner Frequenz vom Signal jedes an einen anderen· Frequenzumsetzer angeschlossenen Hilfsfrequenzoszillator s.

Es kann zweckmäßig sein, daß der Durchlaßbereich des dem Rauschgenerator nachgeschalteten Bandfilters und die Frequenzen der Hilfsfrequenzoszillatoren außerhalb des Übertragungsbereiches des Meßobjektes liegen. So kann es für die Untersuchung eines Niederfrequenzübertragungssystems vorteilhaft sein, daß die Frequenzen der Hilfsfrequenzoszillatoren eine gegenüber der Breit.e des Durchlaßbereiches des Meßobjektes kleine Differenz haben und außerhalb, vorzugsweise oberhalb, des Durchlaßbereiches des dem Rauschgenerator nachgeschalteten Bandfilters liegen. Dabei empfiehlt es sich, daß der Durchlaßbereich des dem Rauschgenerator nachgeschalteten Bandfilters etwas größer ist als der Durchlaßbereich des Meßobjektes.

Es kann aber auch zweckmäßig sein, daß die Frequenzen der Hiifsfrequenzöszillatoren zu beiden Seiten des Durchlaßbereiches des dem Rauschgenerator nachgeschalteten Bandfilters liegen, wobei die Abstände von dessen Bereichsgrenzen gleich sind und etwa der unteren Grenze des Durchlaßbereiches des

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Meßobjektes entsprechen.

Eine vorteilhafte Schaltungsanordnung ergibt sich auch dadurch, daß nur in einem Kanal ein Frequenzumsetzer mit einem Hilfs- . frequenzoszillator vorgesehen ist, dessen Frequenz oberhalb des dem Übertragungsbereich des Meßobjektes entsprechenden Durchlaßbereiches des dem Rauschgenerator nachgeschalteten Bandfilters in einem Abstand von dessen oberer Bereichsgrenze liegt, der dessen unterer Bereichsgrenze entspricht, und daß der andere Kanal unmittelbar das Originalrauschband des dem Rauschgenerator nachgeschalteten Bandfilters führt. (Zweite Hilfsoszillatorfrequenz = Null )

.In jedem Falle empfiehlt es sich zur Gewinnung eines wirklichkeitsnahen Meßergebnisses, daß jedes der umgesetzten Rauschsignale den Ubertragungsbereich des Meßobjektes voll überdeckt. Um Aufschluß über ein in verschiedenen Frequenzbereichen eventuell unterschiedliches Auftreten von Nichtlinearitäten zu erhalten, kann es zweckmäßig sein, daß zwischen dem Summierer und dem Meßobjekt ein den jeweils zu untersuchenden Ubertragungsbereich des Meßob-jektes bestimmendes Bandfilter vorgesehen ist.

Erfinderische Weiterbildungen dßr Erfindung betreffen Schaltungsanordnungen zum Messen der Nichtlinearität eines elektrischen Nachrichtenübertragungssystems während des Betriebes. Hierzu kann es sich empfehlen, daß einem weiteren Eingang des Summierers die zu übertragende Nachricht mit gegenüber den Rauschsignalen großem Pegel zugeführt 1st. Es kann hierzu aber auch vorteilhaft sein, daß an einen ersten Eingang des Summierers als erstes stochastisch.es Signal die Nachricht unmittelbar und mit großem Pegel und an einen zweiten Eingang des Summierers als

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zweites stochastisches Signal die durch einen Frequenzumsetzer in ihrem eigenen Frequenzbereich in Kehrlage gebrachte Nachricht' mit· geringem Pegel angelegt ist.

Beide Weiterbildungen der Erfindung können sowohl Anwendung auf ein Mehrkanalträgerfrequenzsystem als auch Anwendung auf ein Rundfunkübertragungssystem finden. Im ersteren Falle kann zur Überwachung auf Nichtlinearitäten dritter Ordnung zweckmäßigerweise als Sinussignal ein Pilotsignal des Trägerfrequenzsystems dienen. Beide Varianten können zur Überwachung der Betriebsgüte des·Übertragungssystems zweckmäßigerweise dahin abgewandelt werden, daß das am Ende der Schaltungsanordnung angeordnete selektive Meßgerät eine Schwellwertschaltung ansteuert, die bei ihrem Ansprechen ein Signal ausgibt zur Alarmgabe und/oder zur selbsttätigen Auslösung von Ersatzschaltungen im Übertragungssystem.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt. Hierbei zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispieles, bei dem ein Rauschspannungsspektrum mittels zweier Frequenzumsetzer umgesetzt wird,

Fig. 2 ein erstes Frequenzschema, das bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung zur Anwendung gelangen kann,

Fig. 3 ein zweites Frequenzschema, das ebenfalls bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung zur Anwendung gelangen kann,

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispieles, bei dem ein Rausehspannungsspektrum einmal selbst in

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Originallage und einmal in einer im eigenen Frequenzbereich liegenden Kehrlage verwendet wird,

Fig. 5 ein bei der in Fig. 4 dargestellten Anordnung zur Anwendung gelangendes Frequenzschema.,

Fig. 6 ein Blockschaltbild eines dritten Ausführungsbeispieles, bei dem eine in betrieb befindliche Rundfunkleitung ständig auf Verzerrungen überwacht wird,

Fig. 7 ein bei der in Fig. 6 dargestellten Anordnung zur Anwendung gelangendes Frequenzschema,

Fig. 8 ein Blockschaltbild eines vierten Ausführungsbeispieles, bei dem eine in Betrieb befindliche Trägerfrequenzübertragungsleitung ständig auf Verzerrungen überwacht und beim Auftreten zu großer Verzerrungen ein Alarm ausgelöst wird und/oder Ersatzschaltungen vorgenommen werden,· und

Fig. 9 ^ein bei ^{der in} Fig· 8 dargestellten Anordnung zur Anwendung gelangendes Frequenzschema.

Beim ersten Ausführungsbeispiel erzeugt ein Rauschgenerator 1-ein Weißes Rauschen, aus dem ein Bandfilter 2 ein bestimmtes, in seinen Durchlaßbereich 3 fallendes Rauschspannungsspektrum auswählt. Die Ausgangsspannung des Bandfilters 2 wird in zwei Frequenzumsetzem4,5 mit zwei unterschiedlichen Hilfsfrequenzen gemischt, die zwei HiXfsfrequenz-Oszillatoren 6,7 liefern. Die Ausgangsspannungen der Frequenzumsetzer 4,5 werden zwei Eingängen eines Summierers 8 zugeführt. An¹ einen weiteren Eingang des

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Summierers 8 ist über einen Schalter 9 eine von einem Oszillator 10 gelieferte Sinusspannung anschaltbar. Dem Summierer 8 ist ein Bandfilter 11 nachgeschaltet, das die in seinen Durchlaßbereich 12 fallenden, für die Prüfung des das Meßob- . jekt 13 bildenden Übertragungssystems geeigneten Meßsignalfrequenzen durchläßt. Die im Ausgang des Meßobjektes 15 zu- ^ . folge dessen Nichtlinearität auftretenden Kombinations.frequenzen können mittels eines hochselektiven Meßempfängers (Frequenzanalysator, selektiver Pegelmesser) 14 gemessen werden. Der Meßempfänger 14 kann mittels eines Umschalters 15 auf zwei verschiedene, durch Bandfilter 16, 17 bestimmte Frequenzen umgeschaltet werden.

Das Bandfilter 2 liefert einen entsprechend seinem Durchlaßbereich 3 oberhalb des Durchlaßbereiches 12 des Meßobjektes 15 liegendes Raxischspannungsspektrum 18, das etwas breiter ist als der Durchlaßbereich 12 des Meßobjektes 13· Die Frequenzen Gl und G2 der beiden Hilfsfrequenz-Oszillatoren 6, 7 "" liegen knapp über dem Durchlaßbereich 3 des Bandfilters 2, ψ und sie haben einen gegenüber der Breite des Durchlaßbereiches 12 des Meßobjektes 13 kleinen Frequenzabstand 19· Es entstehen in den Frequenzumsetzern 4, 5 als untere Öeitenbänder zwei gegeneinander um diesen kleinen Frequenzabstand 19 versetzte Rauschspannungsspektren 20/21, die beide den Durehlaßbereich 12. des Meßobjektes 13 voll überdecken. Das Bandfilter 11 hat einen dem Durehlaßbereich 12 des Meßobjektes I3 angepaßten Durehlaßbereich und dämpft beispielsweise die beiden von den Frequenzumsetzern 4, 5 durchgelassenen Restträgerspannungen mit den Frequenzen Gl und G2. Der Oszillator 10 liefert eine Sinusspannung, deren Frequenz Z konstant ist und etwa bei der eineinhalbfachen unteren Grenzfrequenz 22 des Durchlaßbereiches

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12 des Meßobjektes 13 liegt.

An den zu messenden Nichtlinearitäten des Meßobjektes· IJ bilden sich aus dem angebotenen Meßsignal Kombinationsfrequenzen, und zwar tritt jede Komponente des einen der beiden kohärenten Rauschspannungsspektren mit allen Komponenten des jeweils anderen Rauschspannungsspektrums in Beziehung. Dabei bilden an Nichtlinearitäten zweiter Ordnung nur die kohärenten, voneinander jeweils den Frequenzabstand 19 aufweisenden Komponenten der beiden Rauschöpannungsspektren eine ein diskretes Ausgangssignal ergebende Summe K2 von Kombinationsspannungen zweiter Ordnung, wogegen alle anderen Kombinationsspannungen nur wiederum Rauschen ergeben.

. So ergeben beispielsweise die die Frequenzen l8a, l8b und 18c aufweisenden Rauschspannungskomponenten des Rauschspannungsspektrüms 18 nach dessen Frequenzumsetzung die in den beiden Rauschspannungsspektren 20, 21 liegenden Frequenzen· 20a, 20b ■ und 20c bzw. 21a, 21b und 21c, die alle miteinander unter Bildung von Kombinationsschwingungen in Beziehung treten. Jedoch liefert nur das Zusammenwirken'kohärenter Komponenten, z.B. 20a und 21a, 20b und 21b sowie 20c und 21c, Beiträge für das Zustandekommen der Kombinatlonsspannungssumme K2, deren Frequenz bei der Differenzfrequenz Gl- G2 liegt. Dasselbe gilt bei der unter Beteilung der Sinusspannung Z entstehenden Kombinationsspannungssumme KJ. Sie wird von Kombinationsspannungen dritter Ordnung gebildet, die an Nichtlinearitäten dritter Ordnung des Meßobjektes IJ aus der Sinusspannung Z und jeweils zwei der oben angegebenen kohärenten Komponenten, z»B» 20a und 21a, 20b und 21b, 20c und 21c der beiden Spektren 20, 21 entstehen und deren Frequenz der Summe der Frequenzen der Kombinationsspannungen K2" und der Sinusspannung Z entspricht. Die Frequenz von KJ liegt somit etwa beim zweieinhalbfachen der unteren Grenzfrequenz 22 des Durchlaßbereiches 12 des

Meßobjektes IJ. ' 009843/116A

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Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung kann auch gemäß dem in Fig. 3 dargestellten Frequenzschema mit beidseitig des Durchlaßbereiches 3' des Bandfilters 2 liegenden Hilfsfrequenzen Gl¹, G2' der Hilfsfrequenz-Oszillatoren 6, 7 betrieben werden, wobei die Abstände 19' von den Bereichsgrenzen des Durchlaßbereiches 3¹ gleich sind und etwa der unteren Frequenzgrenze 22' des Durchlaßbereiches 12¹ des Meßobjektes 15 entsprechen.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel (Fig. 4 und 5) ist nur in einem ersten Kanal JÖ der beiden Kanäle 30, Jl ein Frequenzumsetzer J2 mit einem Hilfsfrequenz-Oszillator 33 vorgesehen, dessen Frequenz G noch innerhalb des Übertragungsbereiches des Meßobjektes 35 und oberhalb des Durchlaßbereiches 36 des dem Rauschgenerators 37 nachgeschalteten Bandfilters 38 in einem Abstand 39 von dessen oberer Grenzfrequenz 40 liegt, der dessen unterer Bereichsgrenze 41 entspricht. Damit wird das Original-Rauschspannungsspektrum 42, das das Bandfilter 38 liefert und das dem Summierer 43 unmittelbar über den zweiten Kanal 3I zugeführt wird, vom Frequenzumsetzer 32 in zwei Seitenbänder umgesetzt, von denen das untere Seitenband ein im Frequenzbereich 36 des Original-Rauschspannungsspektrums 42 in Kehrlage liegendes gleiches Rauschspannungsspektrum darstellt. Das ebenfalls entstehende obere Seitenband 45 wird zwar zusammen mit dem unteren Seitenband über den ersten Kanal 30 dem Summierer 43 zugeführt, jedoch von" dem hinter diesem angeordneten Tiefpaß 46 unterdrückt, so daß an den Eingang des Meßobjektes 35 nur die beiden Rauschspannungsspektren und 44 sowie beim Schließen des Schalters 47 die vom Oszillator 48 gelieferte Sinusspannung Z gelangen, deren Frequenz mit der oberen Grenzfrequenz 40 des Bandfilters 38 übereinstimmt.

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An den Nichtlinearitäten des Meßobjektes 35, das z.B. ein Niederfrequenzverstärker oder ein Lautsprecher sein kann, (wobei dann dem Meßempfänger 49 ein nicht näher dargestelltes Meßmikrofon vorgeschaltet sein muß,) entstehen die bereits anhand des ersten Ausführungsbeispieles erläuterten Kombinations spannungs summen K2 bzw. K3j wobei die Frequenz von K2 mit der Frequenz G des Hilfsfrequenz-Oszillators 33 und die Frequenz von K3 mit der unteren Bereichsgrenze 41 zusammen fällt. Es kann sich daher empfehlen, einen Pol des Tiefpaßes 46 auf die Frequenz G zu legen.

YJie es im Frequenzschema der Fig. 5 angegeben ist, kann die Frequenz der Sinusspannung Z¹ auch auf die untere Bereichsgrenze 41 gelegt werden, wobei dann die Frequenz der "Kombinat ions spannungs summe K3* auf die obere Bereichsgrenze 40, also in die Nähe der Frequenz der Kombinationsspannungssumme K2, fällt.

Beim dritten Ausführungsbeispiel wird die Nichtlinearität einer aus mehreren nicht näher dargestellten Kabelabschnitten mit dazwischenliegenden Verstärkern bestehenden Rundfunkleitung 50, die eine sendende Endverstärkerstelle 51 mit einer empfangenden Endverstärkerstelle 52 verbindet, während des Betriebes gemessen. Hierzu dient eine etwa dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechende Anordnung, deren Summierer 53 einen weiteren Eingang 54 besitzt, an den die sendende Endverstärkerstelle 51 angeschlossen ist. An den Ausgang der zu messenden und zu tiberwachenden Rundfunkleitung 50 ist ein auf die Kombinationsspannungssummen K2 und K3 umschaltbarer Überlagerungsempfänger 55 angeschlossen, dessen Eingang zum Eingang der empfangenden Endverstärkerstelle 52 durchgeschleift ist.

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Über die Rundfunkleitung 50 wird ein Frequenzband 56 übertragen, das von 30Hz bis 12 KHz reicht. Ein Rauschgenerator 57 liefert über ein Bandfilter 58, dessen Durchlaßbereich von 38,030 KHz bis 50,000 KHz reicht, ein Rauschspannungsspektrum an die ersten Eingänge zweier Frequenzumsetzer 59j

60, deren zweite Eingänge von zwei Hilfsfrequenz-Oszillatoren

61, 62 mit Spannungen angesteuert werden, deren Frequenzen fe 50,030 KHz bzw. 50,305 KHz betragen.Damit ergeben sich zwei kohärente, in gleicher Lage befindliche Rauschspannungsbänder 63, 64 von 0,030 bis 11,750 KHz und von 0,305 bis 12,000 KHz sowie eine K2-Frequenz von 275 Hz. Bei Zusatz einer Sinusspannung Z von 410 Hz ergibt sich eine K3-Frequenz von 685 Hz.

Beim vierten Ausführungsbeispiel wird in einer etwa dem zweiten Ausführungsbeispiel entsprechenden Anordnung eine in Betrieb befindliche Trägerfrequenz-Übertragungsleitung 65 auf das Auftreten unzulässig großer Verzerrungen überwacht. Dabei gelangt das gesamte, von einer sendenden Kanalgruppen-Umsetzeinrichtung 66 erzeugte Basisband 67, das von 60 KHz . bis 1,364 MHz reicht, mit normal großem Sendepegel in seiner ψ Originallage über den Summierer 68 'der Überwachungseinrichtung auf den Basisbandeingang der Trägerfrequenz-Übertragungsleitung 65, deren Ausgang mit dem Basisbandeingang einer empfangenden 'Kanalgruppen-Umsetzeinrichtung 69 verbunden ist. An einem zweiten Eingang des Summierers 68 liegt über ein Tiefpaßfilter 70 das gesamte, in einem Frequenzumsetzer 71 mit einem Hilfsfrequenz-Oszillator 72 von 1,424 MHz in seinem eigenen Frequenzbereich in Kehrlage 73 gebrachte Basisband mit geringem Pegel • an, so daß sich die Kombinationsspannungssumme K2 ebenfalls bei der Frequenz 1,424 MHz'des Hilfsfrequenjs-Oszillators 72 einstellt. Daher empfiehlt es sich zur Trägerunterdrückung,

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einen Pol des Tiefpasses 70 auf die Frequenz von K2 zu legen. Ein Oszillator 74 erzeugt· eine Sinusspannung Z mit der Frequenz 54,00 KHz und kann über einen Schalter 75 an einen dritten Eingang · des Summierers 68 angelegt werden. Damit ergibt sich die Kombinationsspannungssumme K3 bei der Frequenz 1,370 MHz. Parallel zum Eingang der Kanalgruppen-Umsetzeinrichtung 69 liegt ein Überwachungsempfänger 76 sowie eine Schwellwertschalteinrich-' tung 77* die anspricht und Alarm und/oder Ersatzschaltüngen im System auslöst, wenn die Kombinationsspannungssummen K2 oder K3 vorgegebene Schwellwerte überschreiten.

PAT K/Eu

9> Juli I969

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Claims

Franz-Josef Landwehr, Münster 9. Juli I969

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Patentansprüche ·

(IJ Schaltungsanordnung zum Messen der Nichtlinearität eines Nachrichten übertragenden Meßobjektes mittels eines von diesem zu übertragenden stochastischen Signales, insbeson-* dere Rauschsignales/ dadurc'h gekennzeich-"n e t, daß dem Meßobjekt (Ij5) ein Summierer (8) mit mehreren Eingängen vorgeschaltet, ist, von denen mindestens zwei Eingänge an eine Quelle (l) des stochastischen Signales jeweils über einen eigenen Kanal angeschlossen sind, von denen mindestens der eine Kanal einen Frequenzumsetzer (4,5) enthält, der mit seinem zweiten Eingang an einen Hilfsfrequenzoszillator (6,7) angeschlossen ist, und daß dem Meßobjekt (Ij5) ein frequenzselektives Amplitudenmeßgerät (15^16) nachgeschaltet ist, das auf eine an den Niehtlinearitäten unter Beteiligung jeweils zweier kohärenter Komponenten der über die beiden Kanäle laufenden Signale erzeugte Kombinationsfrequenz abggstimmt ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 zur Messung der Nichtlinearität eines elektrischen Nachrichtenübertragungssystems, dadurch gekennzeichnet, daß das stochastische Signal ein Rauschen ist und daß das Meßgerät (15,16) ein selektiver Spannungs- oder Strommesser ist. 5.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, d a d u r c h gekennzeichnet, daß zur Messung von Verzerrungen dritter Ordnung an einen dritten Eingang des Summierers (8) eine Sinusspannung (Z) angelegt ist, deren Frequenz konstant ist und im Durchlaßbereich des Meßobjektes (13) liegt.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 und/oder J>, d a d u r c h gekennzeichnet, daß sich das vom Hilfsfrequenz- · oszillator (6,7) an den einen Frequenzumsetzer (4,5) abgegebene Signal in seiner Frequenz vom Signal jedes an einen anderen Frequenzumsetzer (5,4) angeschlossenen Hilfsirequenzoszillators (7,6) unterscheidet.
5. Schaltungsanordnung nach Msriruch I. d a d u r c h ge- ^

kennzeich, net, daß der Durehlaßbereich (3) des dem Rauschgenerator (1) nachgeschalteten Bandfilters (2) und die Frequenzen der Hilfsfrequenzoszillatoren (6,7) außerhalb des Durchlaßbereichs (12) des Meßobjektes (I3) liegen.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzen (Gl., G2) der Hilfsfrequenzoszillatoren (6,7) eine gegenüber der Breite des Durchlaßbereiches (12) des Meß objekt es (Ij?) kleine Differenz (I9) haben und außerhalb, vorzugsweise oberhalb, des Durchlaßbereiches (3) des dem Rauschgenerator (Ϊ) nachgeschalteten Bandfilters (2) liegen. (Fig. 2)
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennze ichnet, daß der Durehlaßbereich (3) des dem Rausehgenerator (l) nachgeschalteten Bandfilters (2) etwas größer ist als der Durehlaßbereich (12) des Meßobjektes
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5* d a d u r c h g ekennzeichne t, daß die Frequenzen (Gl¹, G2') der , Hilfsfrequenzoszillatoren .(6,7) zu beiden Seiten des Döiachlaßbereiches (3* ) des dem Rauschgenerator (1) nachgeschalteten Bandfilters (2) liegen, wobei· die Abstände (I9¹) von dessen Bereichsgrenzen gleich sind und etwa der unteren Grenze (22¹) des Durchlaßbereiches (12') des Meßobjektes (I3) entsprechen. (Fig.3)
9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, d a d u r c h g έ-k en η ζ eic h η e t, daß nur in einem Kanal (30) ein Frequenzumsetzer (32) mit einem Hilfsfrequenzoszillator (33) vorgesehen ist, dessen Frequenz (G) innerhalb des

■ übeptragungsbereiches (3²O des Meßobjektes (35) und oberhalb des ihm etwa entsprechenden Durchlaßbereiches (36) des dem Rauschgenerator (37) nachgeschalteten Bandfilters (38) in einem Abstand.(39) von dessen oberer Bereichsgrenze liegt, der dessen unterer Bereichsgrenze (41) entspricht,

und daß der zweite Kanal ('3I) unmittelbar das Originalrausch-

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band (42) des dem Rauschgenerator ('37) nachgeschalteten Bandfilters (38) führt. (Zweite Hilfsoszillatorfrequenz = Null.; ' (Fig.4 und 5) ■ ■
10. Schaltungsanordnung .nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a-

d u r c h g e k e η η ζ e i:.c h η e t, daß jedes der beiden Rauschsignale(20/21 ; 42,44) den Übertragungsbereich des Meßobjektes voll überdeckt.
11. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d edurch gekennzeichnet, daß zwischen dem \

- Summierer (8; 43) und dem Meßobjekt (13; 35") ein den jeweils " zu untersuchenden ÜbertragungsbereiGh des Meßobjektes bestimmendes Filter (11; 46) vorgesehen ist.
12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 und 3 zum Messen der Nichtlinearität eines elektrischen Nachrichtenübertragungssystems während des'Betriebes, d a d u r c h ge k e η n-

"■· zeichnet, daß einem weiteren Eingang (54) des Summierers .(53.) die zu übertragende Nachricht (56). mit gegenüber den Rauschsignalen (63, 64) großem Pegel zugeführt ist. (Fig..6 und 7) - . _v ■

13· Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 und 3 zum Messen der h Nichtlinearität eines elektrischen Nachrichten-Übertragungssystems während des Betriebes, dadurch g e k e η nz e i je h η e t, daß an einen ersten Eingang des Sum- / mierers (68) als erstes stochastisches Signal die Nachricht (67) unmittelbar und mit großem Pegel und an einen zweiten Eingang des Summierers' als zweites stochastisches Signal die durch einen Frequenzumsetzer (71) in ihrem eigenen Frequenzbereich in Kehrlage (73) gebrachte Nachricht mit geringem Pegel angelegt ist. (Fig. 8 und 9) : ν :

.14". Schaltungsanordnung nach Anspruch 12 oder I3, g e k e η n- z e i ohne t d u r· c h die Anwendung auf ein Mehrkanal-Trägerfrequenz-iJbertragungssystem. (Kabel oder Richtfunk)

15· Scha] tungsano'rdnung nac^iQi¹WiBp^HCiI-I It2g<^der O, E e k e η n-

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zeichnet durch die Anwendung'auf ein Rundfunkübertragungssystem.

ic. Schaltungsanordnung nach Anspruch IA-, dadurch gekennzeichnet, daß das Sinussignal (Z) gleichzeitig als Pilotsignal des .Trägerfrequenzsystems (65) dient. (Fig. 8 und 9)

iy. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12 oder 13 zur Über- -wachung der Betriebsgüte des Übertragungssystems, d adurch gekenn ze ich η et, daß das an seinem Ende angeordnete selektive Meßgerät (76) eine Schwellwertschaltung (77) ansteuert oder enthält, die bei ihrem Ansprechen ein Signal ausgibt zur Alarmgabe und/oder j zur selbsttätigen Auslösung von Ersatzscha.ltungen im Übertragungssystem (65)· "

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