DE1938795A1

DE1938795A1 - Circuit arrangement for measuring the signal to noise ratio

Info

Publication number: DE1938795A1
Application number: DE19691938795
Authority: DE
Inventors: Charles Greenwald
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1968-08-09
Filing date: 1969-07-30
Publication date: 1970-02-12
Also published as: BE765399A; GB1268414A; FR2017607A1; CH499784A

Description

Dipl.-Pnys. Leo Thul
Patentanwalt
Stuttgart - Feuerbach
Kurze Straße 8Dipl.-Pnys. Leo Thul
Patent attorney
Stuttgart - Feuerbach
Short street 8

C. Greenwald 4C. Greenwald 4

INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, 520 Park Avenue, NEW YORK 22, N.Y., USA.INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, 520 Park Avenue, NEW YORK 22, N.Y., USA.

Schaltungsanordnung zur Messung des Signal- zu RauschverhältnissesCircuit arrangement for measuring the signal-to-noise ratio

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Messung des Signal- zu Rauschverhältnisses einer Mehrkanalütoertragungsanlage mit einem außerhalb des übertragungsbandes (Basisband) liegenden, schmalbandigen Meßkanal.The invention relates to a circuit arrangement for Measurement of the signal to noise ratio of a multi-channel transmission system with a narrow-band measuring channel lying outside the transmission band (baseband).

Es ist z.B. durch die deutschen Patente 1 150 125, 1 I65 105 und die deutsche Auslegeschrift 1 264 5^0 bekannt, zur überwachung einer Mehrkanalverbindung außerhalb des Nutzbandes einen oder mehrere schmalbandige Auswertekanäle zur Prüfung des Störabstandes vorzusehen» Diese Einrichtungen haben jedoch den Nachteil, daß sie nicht an die jeweilige Kanalbelegung des Nutzkanals angepaßt werden können.It is e.g. by the German patents 1 150 125, 1 I65 105 and the German Auslegeschrift 1 264 5 ^ 0 known for monitoring a multi-channel connection outside the useful band, one or more narrow-band evaluation channels for testing of the signal-to-noise ratio. »These devices have the disadvantage that they are not adapted to the respective channel occupancy of the useful channel can be adapted.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Messung des Signal- zu Rauschverhältnisses zu schaffen, die preiswert ist und sich leicht auf die verschiedenen Bandbreiten umstellen läßt, die durch die Kanalbelegungen eines Frequenzmultiplexsystems für Satelliten-, Überhorizont- oder Richtfunkverbindungen gegeben sind.The invention is based on the object of a circuit arrangement to measure the signal-to-noise ratio, which is inexpensive and can be easily converted to the different bandwidths that are determined by the channel assignments a frequency division multiplex system for satellite, over-the-horizon or radio links are given.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine MischstufeThe invention is characterized in that a mixing stage

21. Juli I969July 21, 1969

Aä - 2 -Aä - 2 -

909887/1187909887/1187

C. Greenwald 4 - 2 -C. Greenwald 4 - 2 -

unu ein Oszillator vorgesehen sind, die das Basisband in einen höheren Frequenzbereich verlagern, der unmittelbar unter dem Durchlaßbereich eines der Mischstufe folgenden schmalbandigen Filters liegt und daß der Ausgang des Filters über einen logarithmischen Verstärker und einen Oleichrichter einem im Signal- zu Rauschverhältnis des Basisbandes geeichten Aufzeichnungsgerät und einer Alarmeinrichtung zugeführt wird.unu an oscillator are provided that converts the baseband into one Relocate higher frequency range, the narrowband one immediately below the passband of one of the mixer stages following Filter is and that the output of the filter via a logarithmic amplifier and a rectifier to an im Signal to noise ratio of the baseband calibrated recording device and an alarm device is fed.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der Oszillator Schwingquarze enthält, die gemäß der Belegung des Basisbandes derart gewählt werden können, daß dieses innerhalb eines vorgegebenen geringen Frequenzabstandes unterhalb des Durchlaßbereiches des Filters liegt.Another feature of the invention is that the oscillator Contains quartz oscillators that can be selected according to the occupancy of the baseband so that this is within a predetermined small frequency spacing below the Pass range of the filter is.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung und deren Wirkungsweise werden nachstehend anhand der Figuren ί und 2 beschrieben.An exemplary embodiment of the circuit arrangement according to the invention and its mode of operation are illustrated below with reference to the figures ί and 2.

Fig.l zeigt ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung. Fig.l shows a block diagram of the circuit arrangement according to the invention.

Fig.2 zeigt Kurven zur Veranschaulichung der V/irkungsv/eise der Schaltungsanordnung nach Fig.l für verschiedene Bandbreiten, die durch die Kanalbelegung einer Frequenzmultiplexverbindung gegeben sind.Fig. 2 shows curves to illustrate the effects the circuit arrangement according to Fig.l for different bandwidths, which are caused by the channel occupancy of a frequency division multiplex connection given are.

Das Ausführungsbe!spiel nach Fig.l arbeitet nach dem Überlagerungsprinzip. Das Basisband von der Quelle 1 gelangt über einen veränderbaren Abschwächer 2 an eine Gegentaktmischstufe 3. Das .Ausgangssignal derselben erzeugt ein Quarzoszillator 4, der das Basisband in einen Frequenzbereich verlagert, der genau unter dem 9,8 MHz-Band liegt. Der Ausgang der Mischstufe 3 wird einem Quarzbandfilter 5 mit einer Bandbreite von 20 kHz zugeführt, dessen Mittenfrequenz 9,8 MHz beträgt. Das Ausgangssignal des Quarzfilters 5, dessen Durchlaßbereich genau oberhalb des verlagerten Basisbandsignales liegt, gelangt an einen logarithmischen Verstärker 6 und an einen Gleichrichter 7'> der eine Gleichspannung erzeugt, die dem Logarithmus des im Durch-The exemplary embodiment according to FIG. 1 operates on the superposition principle. The baseband from the source 1 passes through a variable attenuator 2 to a push-pull mixer 3. The output signal of the same generates a crystal oscillator 4, which shifts the baseband into a frequency range that is exactly below the 9.8 MHz band. The output of the mixer 3 is fed to a quartz band filter 5 with a bandwidth of 20 kHz, the center frequency of which is 9.8 MHz. The output signal of the quartz filter 5, the pass band of which is exactly above the shifted baseband signal, reaches a logarithmic amplifier 6 and a rectifier 7 ' which generates a direct voltage that corresponds to the logarithm of the

909887/1167 - 3 -909887/1167 - 3 -

C. Greenwald 4 - 3 -C. Greenwald 4 - 3 -

laßbereich des Filters 5 enthaltenen Rauschens (Außerkanal-Rauschen) proportional ist. Diese Gleichspannung wird dann einem geeigneten Aufzeichnungsgerät, welches ein Kurvenschreiber oder ein Meßgerät sein kann, zugeführt. Die Gleichspannung gelangt auch an eine Alarmeinrichtung 9, die zum Schutz der Nachrichtenverbindung in Tätigkeit gesetzt wird, wenn die Gleichspannung eine vorgegebene Schwelle überschreitet, d.h., wenn das Rauschen unzulässig hoch ist.noise contained in filter 5 (out-of-channel noise) is proportional. This DC voltage is then sent to a suitable recording device, which is a chart recorder or a measuring device can be supplied. The DC voltage also reaches an alarm device 9, which is used to protect the Communication link is activated when the DC voltage exceeds a predetermined threshold, i.e., if the noise is unacceptably high.

Die Frequenz des Oszillators 4 kann durch Steckquarze 10 eingestellt werden, um für die verschiedenen Belegungen der Frequertzmultiplex-Nachrishtenverbindung das verlagerte Basisband genau unter den Durchlaßbereich des Filters 5 zu bringen. In der Figur 1 sind beispielsweise fünf Quarze 10a - 1Oe dargestellt, welche die für die angegebenen Kanalbelegungen erforderlichen Resonanzfrequenzen haben.The frequency of the oscillator 4 can be set by plug-in crystals 10 for the various assignments of the frequency multiplex message connection to bring the displaced baseband exactly below the pass band of the filter 5. In FIG. 1 shows, for example, five crystals 10a-10e, which have the necessary for the specified channel assignments Have resonance frequencies.

Es sei festgestellt, daß die oben genannten, in der Zeichnung angegebenen und nachstehend erwähnten Frequenzwerte nur zum Zwecke der Erläuterung dienen und den Anforderungen des Systems entsprechend eingestellt werden können.It should be noted that the above-mentioned, indicated in the drawing and mentioned below frequency values only for Purposes of explanation and can be adjusted according to the requirements of the system.

Die Figur 2 zeigt Kurven, welche die Wirkungsv/eise der Schaltungsanordnung nach Fig.l für die angegebenen Kanalbelegungen veranschaulichen, wobei der jeweils geeignete Steckquarz für den Oszillator 4 verwendet wird. So ist z.B. die Kurve A der Fig.2 ein Beispiel für die Arbeitsweise der Schaltungsanordnung nach Fig.l, bei einer Belegung mit zwölf Kanälen. Das Basisband der Quelle 1 enthält Frequenzen bis zu 6o kHz..Dieses wird, wie durch die Kurve 11 veranschaulicht, in ein Band mit einer Mittenfrequenz ^ = 9,705 MHz und einer Breite von + 60 kHz verlagert. Der Quarz 10a erzeugt die Mittenfrequenz f₁ von 9,705 MHz. Das Quarzfilter 5 hat, wie durch die Kurve dargestellt, eine Mittenfrequenz von 9,8 MHz und eine Bandbreite von + 20 kHz. Somit werden das verlagerte Basisband und die Frequenz 9*705 von dem Filter 5 gesperrt und das Außerkanalrau sehen, weiches innerhalb der Bandbreite von 20 kHz und bei derFIG. 2 shows curves which illustrate the effectiveness of the circuit arrangement according to FIG. 1 for the specified channel assignments, the respectively suitable plug-in crystal for the oscillator 4 being used. Thus, for example, curve A in FIG. 2 is an example of the mode of operation of the circuit arrangement according to FIG. 1 with an occupancy of twelve channels. The baseband of source 1 contains frequencies up to 60 kHz. This is, as illustrated by curve 11, shifted into a band with a center frequency ^ = 9.705 MHz and a width of + 60 kHz. The crystal 10a generates the center frequency f ₁ of 9.705 MHz. As shown by the curve, the crystal filter 5 has a center frequency of 9.8 MHz and a bandwidth of + 20 kHz. Thus, the shifted baseband and the frequency 9 * 705 are blocked by the filter 5 and see the out-of-channel roughness, which is within the bandwidth of 20 kHz and at the

90988 7/1187 -¹*-90988 7/1187 - ¹ * -

C. Greenwald 4 - 4 -C. Greenwald 4 - 4 -

Mittenfrequenz 9,8 MHz liegt, gelangt über den logarithmischen Verstärker 6 (9,8 MHz) an den Gleichrichter 7, der eine Gleichspannung abgibt, die dem Logarithmus des Auiderkanalrauschens proportional ist und an das Aufzeichnungsgerät 8 gelangt. Da das Außerkanalrauschen dem Signal- zu Rauschverhältnis des Meßkanals proportional ist, kann das Aufzeichnungsgerät direkt für das Meßkanal- Signal- zu Rauschverhältnis geeicht werden.The center frequency is 9.8 MHz, reaches the rectifier 7 via the logarithmic amplifier 6 (9.8 MHz), which outputs a direct voltage which is proportional to the logarithm of the Auider channel noise and which arrives at the recording device 8. Since the out-of-channel noise is proportional to the signal to noise ratio of the measuring channel, the recording device can be calibrated directly for the measuring channel signal to noise ratio.

Die Kurve B der Figur 2 gilt für die Arbeitsweise bei einer Belegung mit 24 Kanälen, wobei der Steckquarz 10b mit der Frequenz fg = 9,657 MHz in die Schaltung des Oszillators 4 gesteckt ist. Hierdurch wird das Zwischenfrequenzsignal auf das Frequenzband 9,657 + I08 kHz abgestimmt, welches genau unterhalb des Durchlaßbereiches 9,8 MHz + 20 kHz des Filters 5 liegt. Dies veranschaulichen die Kurven 13 und 14. Hier werden wiederum das verlagerte Basisbandsignal und der Träger 9,657 MHz von dem Filuer 5 gesperrt und das Außerkanalrauschen wird, wie bereits beschrieben, mit Hilfe des Verstärkers 6, des Detektors 7 und des Aufzeichnungsgerätes 8 gemessen. Curve B in FIG. 2 applies to the mode of operation with an occupancy of 24 channels, the plug-in crystal 10b with the frequency fg = 9.657 MHz being plugged into the circuit of the oscillator 4. As a result, the intermediate frequency signal is matched to the frequency band 9.657 + 108 kHz, which is exactly below the pass band 9.8 MHz + 20 kHz of the filter 5. This is illustrated by curves 13 and 14. Here again the shifted baseband signal and the carrier 9.657 MHz are blocked by the filuer 5 and the out-of-channel noise is measured, as already described, with the aid of the amplifier 6, the detector 7 and the recording device 8.

Die Kurven C, D unu E der Figur 2 veranschaulichen die Arbeitsweise für eine Kanalbelegung mit 48, 60/72 und 120/1^2 Kanälen. Die Arbeitsweise für diese Kanalbelegungen ist dieselbe, wie sie anhand der Kurven A und B der Fig.2 beschrieben wurde, nachdem jeweils der zugehörige Steckquarz 10c, 1Od und 1Oe gewählt wurde, der, wie in Pig.l angegeben, für Jede der Kanalbelegungen eine andere Frequenz hat. The curves C, D and E of FIG. 2 illustrate the mode of operation for a channel assignment with 48, 60/72 and 120/1 ^ 2 channels. The operation of this channel assignments is the same as described with reference to the curves A and B of Fig. 2, after each of the associated plug-in crystal 10c, 1Od and 1Ö has been selected, as indicated in Pig.l, for each of the channel occupancies a has a different frequency.

2 Patentansprüche2 claims

1 Bl. Zeichnung mit 2 Figuren1 sheet drawing with 2 figures

909887/1187909887/1187

Claims

C. Greenwald 4 - 5 - 1 Q ^ β 7 Q ζ

Claims

Circuit arrangement for measuring the signal-to-noise ratio of a multi-channel transmission system with a narrow-band measuring channel lying outside the transmission band (baseband), characterized in that a mixer (3) and an oscillator (4) are provided which convert the baseband to a higher level Relocate the frequency range which is directly below the throughput range of a narrow-band filter (5) following the mixer (■ ') and that the output of the filter (5) via a logarithmic amplifier (d) and a rectifier (7), a signal - A recording device (8) calibrated to the noise ratio of the baseband and an alarm device (9) is supplied.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the oscillator (4) contains oscillating crystals (10a - 10e) which can be selected according to the occupancy of the baseband in such a way that this is within a predetermined small frequency spacing below the pass band of the filter ( 5) lies.

July 21, 1969
ple / krä.

909887/118? ias ordinal909887/118? ias ordinal