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Verfahren zur Messung der Übertragungseigenschaften eines breitbandigen
Übertragungssystems Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung der frequenzabhängigen
Übertragungseigenschaften eines breitbandigen Übertragungssystems bei verschiedenen
festen Prüffrequenzen.
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Um die Übertragungseigenschaften eine. breitbandigen Systems zu erfassen
ist es vor allem nötigt verschiedene Eigenschaften (Dämpfung, Verzerrung usw.) in
Abhängigkeit von der zu übertragenden Frequenz festzustellen. Zu die sei Zweck waren
bisher verschiedene Verfahren benannt und in der Praxis verwendet. So wurden beispielsweise
die Übertragungseigenschaften
bei verschiedenen Frequenzen punktweise
ermittelt, indem jeweils manuell die anzulegende Frequenz auf einem kontinuierlich
abstimmbaren Oszillator eingestellt und an den Eingang des zu prüfenden Systems
gelegt wurde. Das Verhältnis der usgangsamplitude zu der Eingangsamplitude wurde
sodann gemessen und aufgezeichnet.
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Es sind auch Verfahren bekannt, bei denen ein über den interessierenden
Bereich durchstimmbarer Oszillator mit frequenzunabhängiger, konstanter Ausgangsamplitude
von einem Motor mit konstanter Geschwindigkeit durchgestimmt wird. Die Ausgangsspannung
der zu überprüfenden Ubertragungseinrichtung wird an die b1enkeinrichtung eines
Aufzeichnungsgerätes geführt, dessen Papier oder Aufzeichnungsschlitten ebenfalls
mit konstanter Geschwindigkeit bewegt wird. Buf diese Weise entsteht eine Kurve
der Dämpfung des Ubertragungssystems in Abhängigkeit von der Frequenz. Dieses Verfahren
ist Jedoch nur für einen kleinen Frequenzbereich anwendbar, da es nicht gelingt,
kontinuierlich durchstimmbare Oszillatoren mit absolut konstanter Ausgangsamplitude
für einen großen Frequenzbereich zu bauen. Außerdem sind für die Angabe der tJbertragungseigenschaften
meist bestimmte Frequenzen besonders interessant, die dann erst aus der Kurve herausgesucht
werden müssen. Beim Verfahren mit punktweiser manueller Frequenzwahl ist dagegen
der Zeitaufwand sehr groß.
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Fur höhere Frequenzen sind auch bereits Prüfgerüte in Verwendung,
bei denen die Frequenz eines Prüfgenerators in rascher periodischer Folge über den
interessierenden Bereich durchgestimmt (gewobbelt) wird. Bei diesen Geräten ist
zwar ein größerer Frequenzbereich möglich, doch sind sie sehr schwer
und
teuer und für eine Uberprüfung nach erfolgter Montage eines Systems zu unhandlich.
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Diese Nachteile werden Jedoch bei der vorliegenden Er findung vermieden,
die dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens zwei Oszillatoren mit voneinander
verschiedenen festen Frequenzen aber gleicher konstanter Schwingungsamplitude einzeln
nacheinander in einer festgelegten und zeitlich bestimmten Reihenfolge periodisch
an den Singang des zu überprüfenden Ubertragungssystems geschaltet werden, wobei
nach dem Ablauf der Zeitspanne für das Anschalten sämtlicher vorgesehener Prüffrequenzen
(Frequenzgruppenperiode) ein breiterer zeitlicher Abstand vorgesehen wird, um den
Beginn einer neuen Frequenzgruppenperiode zu markieren.
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Eine vorteilhafte Anordnung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch
gekennzeichnet, daß Oszillatoren vorgesehen sind, und daß Jedem dieser Oszillatoren
ein Zeitschaltglied, das die Schwingung des zugehörigen Oszillators im eingeschalteten
Zustand periodisch unterdrückt, zugeordnet ist, wobei alle Zeitschaltglieder zu
einer Zeitschaltkette zusammengeschlossen sind, in der sie in zwangsläufiger Aufeinanderfolge
zur Einschaltung gelangen.
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Um die Ausgangsspannung bei den verschiedenen Frequenzen direkt miteinander
vergleichen zu können bzw. die tbsrtragungskurve aufzuzeichnen, ist es nach einer
weiteren Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zweckmäßig, daß am Ausgang des
Ubertragungssystems ein Oszillograph angeschlossen ist, an dessen einem Plattenpaar
die Ausgangsspannung des Ubertragungssystems angeschlossen istl während das zweite
Plattenpaar mit einer zu besagter Frequenzgruppen periode synchronen AblenKÇptanunE
gespeist ist.
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Sind die zu überprüfenden Frequenzen sehr hoch oder sollen die einzelnen
Prüffrequenzen nicht so deutlich in Erscheinung
treten, so ist es
nach einer weiteren Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zweclcmäßig, daß zwischen
den Ausgang des Übertragungssystems und den Eingang des Oszillographen, vorzugsweise
bei Frequenzen, die oberhalb des Verstärkungsbereiches dieses Oszillographen liegen,
ein Demodulator geschaltet ist, so daß nur die Einhüllende der Spanaungsamplitude
der einzelnen anschaltbaren Frequenzen am Schirm dieses Oszillographen sichtbar
ist.
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An Hand der Zeichnung ist im folgenden eine Ausführungsform der Erfindung
beschrieben. Flug. 1 zeigt eine praktische Ausführungsform für 4 Festfrequenzen.
Fig. 2 zeigt schematisch die dabei entstehenden Frequenzgruppen.
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In der Fig. 1 stellen Os 1 bis Os 4 Oszillatorschaltungen dar die
jeweils auf eine feste Früffrequenz f1 bis f4 abgestimmt sind und durch die Zeitglieder
S1 bis S4 jeweils über Dioden D1 bis D4 durch Bedämpfen des jeweils zugehörigen
Schwingkreises zeitweise am Schwingen gehindert werden können.
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Der npn-Transistor T1 erzeugt in einer an sich bekannten Oszillatorschaltung
Os1 eine Schwingung, deren Festfrequenz f1 durch die Induktivität 9 und die Kapazitäten
Ci und C2 gegeben ist. Über einen Kopplungswiderstand R1 wird diese Frequenz f1
einem in Emitterfolgeschaltung arbeitenden Transistor T2 zugeführt, an dessen Emitter
dann das zu prüfende übertragungssystems RL angeschlossen ist.
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Vom Verbindungspunkt von 1i mit C1 führt eine Leitung über einen Roppelkondensator
C3 an die Basis des Transistors T1 und gleichzeitig über eine Diode D1 an den Kollektor
des Transistors T3, der in der noch näher zu behandelnden Verzögerungskette liegt.
Ähnlich werden die Frequenzen f2 bis f* erzeugt und über die Kopplungswiderstände
R2 - R4 ebenfalls dem Transistor T2 zugeführt. Ebenso wie bei der ersten Stufe sind
auch die Verbindungspunkte der frequenzbestimmenden Glieder L2 und C4, L3 und C6,
L4 und C8 über Dioden D2
bis D4 mit den Kollektoren der Transistoren
U4 bis T6 verbunden.
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Die Diode D5, die zwischen Masse und der gemeinsamen Minusleitung
der Transistoren T1 und T7 bis 29 liegt, dient dazu, eine geringe Vorspannung dieser
Speiseleitung zu erreichen, um eine bessere Dämpfung der Oszillatoren zu erzielen,
da Ja die Spannung am-Verbindungspunkt von L1 und O1 bereits um die Spannungsabfälle
an T3 und 1>1 erhöht ist.
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Im normalen Betriebsfall sind die Transistoren T3 bis und T11 bis
T13 leitend. Über die Dioden D1 bis D4 werden daher die Schwingkreise der Oszillator-Transistoren
T1 und T7 bis T9 so stark bedämpft, daß sie nicht schwingen können. Der Transistor
T1 @ ist gesperrt. An den Eingang 1 wird nun eine Wechselspannung, z.B. die Netzfrequenz
von 50 Hz. gelegt. Während die negativen Halbwellen, die bei einer großen Amplitude
den Transistor T10 zerstören würden, über die Diode 1>6 abgeleitet werden, öffnet
jede positive Halbwelle den npn-Transistor T10. Wenn die Wechselspannung eine große
Effektiv-Amplitude besitzt, so wird daraus nur ein sehr kleiner Teil herausgeschnitten,
da ja bereits eine sehr geringe Spannung ausreicht, um die Basis-Emitter-Strecke
des Transistors m durchzusteuern. Der Transistor T10 wird also sehr schnell leitend
Solange der Transistor X10 noch gesperrt ist, lädt sich der Kondensator C10 über
den Widerstand R5 und die Basis-Emitterstrecke des Transistors T3 so auf, daß der
Belag des Kondensators, der an der Basis des Transistors T3 liegt, negativ ist.
Sobald nun der Transistor t10 leitend wird, sinkt das Potential an seinem Kollektor
stark ab.
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Dieser negative Spannungssprung wird durch den Kondensator C1oübertragen
und sperrt den Transistor T3. Gleichzeitig beginnt sich der Kondensator C10 umzuladen
und zwar jetzt über den Widerstand R6 und die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors
210 (die Emitter-Basis-Strecke des Transistors T3 ist ja jetzt gesperrt).Nach einem
Zeitraum, der von der Zeitkonstante des Widerstandes
R6 und des
Kondensators C10 abhängig ist, erreicht das Potential an der Basis des Transistors
T3 den Wert 0 und anschließend wieder positive Werte. Der Transistor X3 wird also
mit einer gewissen Verzögerungszeit wieder leitend und gibt einen negativen Sperrimpuls
an den Transistor T11 weiter. Während der Transistor T3 gesperrt ist, liegt an seinem
Kollektor praktisch positives Potential, die Diode D1 ist nunmehr in Sperrichtung
gepolt und der aus der Induktivität L1 und dem Kondensator cl gebildete Schwingkreis
wird nicht bedampft. Die Oszillatorstufe, die den Transistor T1 enthält, schwingt
also und am Ausgang kann die entsprechende Frequenz abgegriffen werden.
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Ähnlich ist es auch mit den weiteren Stufen, Die durch die RC-Glieder
in der Veräögerungkette erreichte Verzögerung wird bei diesem Anwendungsbeispiel
so gewählt, daß die Verzögerungszeit pro Stufe 2 msec beträgt. Wie Fig. 2 zeigt,
tritt also am Ausgang 2 für die Zeitdauer von 2 msec die Schwingung mit der Frequenz
f1 auf, dann ist 2 msec Pause usw. Nach der Schwingung mit der Frequenz f4 bleibt
sodann eine Pause von 6 msec, um den Ablauf einer Frequenzgruppe zu markieren, da
ja bei Verwendung der Netzfrequenz zum Ansteuern der Verzögerungskette die Zeitdauer
für eine volls Frequenzgruppe 20 msec beträgt. Diese Ausgangsspannung wird nunmehr
dem Eingang des zu überprüfenden Ubertragungssystems zugeführt. Am Ausgang dieses
Übertragungssystems kann sodann die Amplitude mit Hilfe geeigneter Meßinstrumente
gemessen oder aufgezeichnet werden.
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Verwendet man zur Aufzeichnung dieser Ausgangsspannung einen Oszillographen,
so führt man sie zweckmäßigerweise dem horizontalen Plattenpaar dieses Oszillographen
zu, während dem vertikalen
Ablenkplattenpaar eine Spannung zugeführt
wird, die zu derjenigen, die die Frequenzgruppe charakterisiert, synchron ist0 In
unserem Ausführungsbeispiel ware das die Netzfrequenz.
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Sind die zu prüfenden Frequenzen für den Verstärker des Oszillographen
zu hoch, so kann zwischen den Ausgang des zu überpräfenden Übertragungssystems und
den Fingang des Oszillographen in an sich bekannter Weise eine D@ode geschaltet
werden, so daß auf dem Schirm des Oszillographen @u @@e@@ die Einhüllende der einzelnen
Frequenzen aufgezeichnet wie.
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Selbstverständlich ist die Auwendung @@@erfindungsgemäßen Verfahr@@s
nicht auf das eben beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Anstelle der Verzögerungskette
mit Transistoren kann auch eine Verzögerungsleitung mit Induktivitäten und Kapazitäten
treten oder irgend eine andere Anordnung, die periodisch an und abschaltet. Auch
für die Oszillatoren, mit deren Hilfe die Festfrequenzen erzeugt werden, ist jede
andere Ausfährungsform möglich. Zur Anzeige der zu überprüfenden Frequenzen am Ausgang
des zu prüfenden Übertragungssystems, wären etwa auch getrennte Meßinstrumente mit
vorgeschalteten, für die betreffende Frequenz abgestimmten Bandpaßfiltern, geeignet.