DE2525558A1

DE2525558A1 - Pegelmessgeraet

Info

Publication number: DE2525558A1
Application number: DE19752525558
Authority: DE
Inventors: Jack Douglas Cauldwell
Original assignee: Arvin Industries Inc
Current assignee: Meritor Inc
Priority date: 1974-06-10
Filing date: 1975-06-07
Publication date: 1976-02-12
Also published as: JPS518976A; US3908165A; GB1487296A; FR2274049A1; AU8148375A; CA1034203A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Pegelmeßgerät, insbesondere Signalniveauinstrument, welches nützlich bei der genauen Bestimmung des Niveaus oder der Amplitude verschiedener HF-Signale ist. Es gibt viele Verwendungen für solche Instrumente, die am meisten vorherrschende Verwendung steht in Verbindung mit der Prüfung und dem Abgleich von Kabelfernsehsignalen· Ein Techniker muß das an verschiedenen Stellen im Kabelsystem,z.B. an allen Anschlüssen, Verbindungen usw., vorhandene Signalniveau feststellen

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oder überprüfen, und er muß deshalb oft ein tragbares · Instrument zu einer gewissen Verbindungsstelle und einem Leitungsmast hochführen, eine Sonde oder einen Draht des Instrumentes anbringen und dann das Instrument benutzen, um das Signalniveau auf allen der verschiedenen in dem System zur Verfügung stehenden Kanäle zu prüfen.

Derzeit fordert die Bundeskommisßion für Kommunikationen in den USA für Kabelfernsehsysteme eine Zwanzigkanal-Leigtungsfähigkeit bzw. -Qualifikation, und somit muß der Techniker möglicherweise das Signalniveau in diesen vielen unterschiedlichen Kanälen,oder m=h^,prüfen, je nach der Leistungsfähigkeit des Systems. Außerdem verwenden diese Systeme ein Niederbandpilot- oder -Steuersignal, welches in typischer Weise um 75 MHz liegt, sowie ein hohes Bandsteuersignal, welches in typischer Weise in der Größenordnung von 180 bis 300 MHz liegt, um das System ausgeglichen zu halten. Die Steuersignale sorgen für feste Bezugspunkte, gegen welche die Fernleitungsverstärker sich automatisch einstellen oder justieren können, um ein im wesentlichen konstantes Niveau über einen weiten Temperaturbereich aufrecht zu erhalten. Diese Steuersignale müssen auch auf Signalniveau geprüft werden.

In unterschiedlichen Kabelfernsehsystemen können einige

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Kanäle unter dem niedrigsten VHF-Kanal (Kanal 2) vorgesehen sein, auf dem zusätzliche Fernseh- und/oder Fernmeldesignale vorgesehen sein können. Diese werden gewöhnlich als die "sub-low" Kanäle bezeichnet. Manchmal werden sie auch für di» Sweiwege-Kommunikation in dem Svstem verwendet, z. B. wo örtliche Life-Fernsehsignale in dem Systembereich erzeugt werden, auf einem der sub-low-Kanäle zu den Antennen und Verarbeitungsgerät übertragen und dann auf einem der nicht verwendeten VHF-Kanäle in das System nach Umwandlung zurück übertragen.

Außerdem ist in dem VHF-Spektrum eine Anzahl von Mittelband ("mid-bandVKanäle vorhanden, und zwar zwischen den Kanälen 6 und 7, zusammen mit sogenannten "super-band"-Kanälen über der Frequenz des VHF-Kanals 13. Sowohl die Mittelband- als auch Superband-Kanäle können in dem System für die Video- oder Datenübertragung verwendet werden. Beispielsweise kann ein Adapter nach Art eines Fernsprechanschlusses zum Empfang und Dekodieren spezieller Programme verwendet werden, wie z. B. Filme, die auf diesen Kanälen übertragen sind.

Insgesamt kann ein Signalniveauinstrument erforderlich sein, um eine Gesamtbandbreite zu haben, welche einige sechunfldreißig unterschiedliche Kanäle umfaßt, und es

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kann für den Techniker notwendig werden, das Signalniveau dort zu einen großen Prozentsatz der Kanäle einzeln zu prüfen. Derzeit für diesen Zweck verwendete Instrumente sehen ein kalibriertes Meßgerät vor, von welchem der Techniker ein Signälniveauwert ablesen muß, der gewöhnlich im Bereich von 0 bis 20 dBmV liegt, der von der Dämpfungseinstellung abgezogen werden muß, welche vorher über einen Bereichsschalter in das Instrument eingegebenwurde. Dieser Wert muß die Kompensation sein, und zwar durch Verwendung einer Karte, aus der eine Kompensationseinstellung in das Instrument hinein eingegeben wird, je nach der Frequenz des Instrumentes und je nach der Frequenz des zu testenden Signals. Wenn der Techniker somit diese Tätigkeiten mit den derzeit verwendeten Instrumenten durchführen muß, während er sich auf einem Leitungsmast befindet, und diese notwendigen Einstellungen, Aufzeichnungen, Berechnungen usw. anstellt, besteht eine erhebliche Fehlerquelle für die aufgezeichneten Werte. Obwohl ferner eine Verstärkungskompensation in solche Instrumente eingebaut werden kann, wurde es allgemeine Praxis, die Verstärkungskompensation über den Instrumentenbereich auszugleichen, wobei in diesem Falle die Kompensation für einen gegebenen Kanal nicht exakt sein kann.

Die Erfindung schafft ein neues und bequemes Signalniveauinstrument, das komplett tragbar ist, in der Lage ist, sechsunddreißig, das VHF-Fernsehspektrum umfassende Ka-

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näle zu handhaben, einschließlich der low-band- und high-band-Steuersignale und auch die sub-band, midband und super-band-Kanäle. Jeder Kanal kann mit einem getrennten, von einer Drucktaste betätigten Schalter ausgewählt werden. In jedem ausgewählten Kanal kann eine weitere Ausxvahl zwischen der Trägerfrequenz von Video- und Audio-Signalen erfolgen, wo solche in dem speziellen in Prüfung befindlichen Kanal vorhanden sind. Statt des Auslesens eines Wertes von einer Meßskala sorgt dieses Instrument für ein Zentrieren oder eine Art Nullmessung, wobei die Bedienungsperson lediglich das Gerät auf eine bestimmte Leseposition einstellen muß. Der Wert des Signalniveaus wird digital ausgelesen, einschließlich direkter Lesung mit automatischer Verstärkungskompensation und individuell für die Frequenz desselben in Prüfung befindlichen Kanals kalibriert. Die digitale Auslesung bleibt im Gesichtsfeld der Bedienungsperson, bis die nächste Prüftätigkeit beginnt.

Zur Benutzung des Instrumentes ist es für die Bedienungsperson nur notwendig,

a) die entsprechende Kanaldrucktaste niederzudrücken,

b) ein Paar Dämpfer einzustellen, bis eine bestimmte Anzeige auf dem Meßgerät zu beobachten ist und

c) das Signalniveau in dBmV direkt von einer Digital-

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auslesung abzulesen, die an der Dämpfung angekoppelt ist.

Der Techniker braucht deshalb nur den Kanal auszuwählen, die Dämpfungssteuerungen zu handhaben, um die mittige Lesung auf dem Meßgerät zu erhalten, und dann den auf der digitalen Auslesung gezeigten Wert aufzuzeichnen. Wenn auf dem betreffenden Kanal ein Fernsehsignal, einschließlich Audio- und Videosignalen, vorhanden ist, braucht der Techniker nur einen Wählschalter von Videoauf Audio-Positionen einzustellen una jedesmal die Dämpfungssteuerungen einzustellen, um separat die Signalniveaus an den Trägerfrequenzen sowohl der Audio- als auch Videosignale in dem in Prüfung befindlichen Kanal zu prüfen.

Das Grundinstrument weist eine zweistufen-Dämpfungssteuerung auf, die in Dekaden angeordnet ist, wobei aas Eingangs signal zuerst über einen einstellbaren Dämpfer angeschlossen ist, der in zehn db-Stufen arbeitet, und dann über einen zweiten Dämpfer, der in ein-db-Stufen arbeitet. Das gedämpfte Signal wird einem Mischer zugeführt, der auch aus einem Oszillator mit veränderlicher Frequenz gespeist wird, vorzugsweise einem spannungsgesteuerten Oszillator. Grundsätzlich besteht die Funktion des Instrumentes darin, das

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unter Prüfung befindliche Signal auf ein bestimmtes Niveau zu dämpfen und dann mit dem Mischer ein Bezugssignal (Signale) vorzusehen, welches sich bei dem bestimmten gedämpften Niveau und einer bestimmten Frequenz oder Frequenzen befindet.

Der drucktastenbetätigte Kanalwähler führt zwei grundsätzliche Funktionen aus, er wählt aus und schafft ein Steuerspannungssignal, welches die Frequenz eines spannungsgesteuerten Oszillators bestimmt, und er schafft auch eine Verstärkungseinstellung, die für den ausgewählten Kanal einzig ist und auf einen Treiberverstärker angelegt wird, der seinerseits das Anzeigemeßgerät treibt. Somit schafft die Auswahl eines bestimmten Kanals eine einzeln oder individuell kalibrierte Kompensation für jenen Kanal zum Meßgerättreiber und setzt auch die Frequenz des spannunqsgesteuerten Oszillators der,eurt, daß das unter Prüfung befindliche gedämpfte Signal in dem Mischer (nach unten oder oben) gemischt wird, und zwar auf eine oder mehrere Zwischenfrequenzen. Diese Signale werden dann ferner verarbeitet und zu dem Heßgerättreiberverstärker geführt.

Digitale Anzeiger werden von der Handeinstellung für die Dämpfer gesteuert und sorgen daher für eine digitale An-

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zeige des Dämpfungsbetrages, der notwendig ist, um das Meßgerät zu einer bestimmten Position zu treiben, vorzugsweise einer zentralen Auslese- oder Nullposition. Vorzugsweise sind diese Anzeiger kooperierende Skalenscheiben auf einer schrittweise drehbaren Dämpfungssteuerung. Diese Skalenscheiben arbeiten mit Sichtfenstern zusammen, um eine digitale Auslesung vorzusehen, die eine direkte Lesung der IIF-Niveauinformation in dBmV, plus oder minus, ist.

Wegen des beachtlichen Frequenzbereichs des Instrumentes fand man es erwünscht, zwei unterschiedliche Bezugsfrequenzen vom Mischer zu verwenden, und man erreicht dies entweder durch Subtrahieren der Oszillatorfrequenz von der Testsignalfrequenz oder durch Addieren der zwei Frequenzen. Geeignete Schaltvorrichtungen sind unter der Steuerung des Kanalwählers vorgesehen, so daß geeignete Bandpaßfilter mit dem Mischerausgang verbunden sind, je nachdem, welche der zwei Ausgangsfrequenzen gerade benutzt wird . Der Ausgang bzw. das Ausgangssignal des Bandpaßfilters wird dann zu einem zweiten Mischer geführt, und einer der beiden Festfrequenzoszillatoren ist in der Lage,den zweiten Mischer zu beschicken, wodurch das Bezugssignal auf eine zweite, einzige Zwischenfrequenz mit einem Signalniveau reduziert wird, welches direkt in Be-

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Ziehung zu dem Niveau des ursprünglichen gedämpften Signals steht. Diese Technik vermindert den Frequenzbereich, der für den variablen gesteuerten Oszillator und dem Mischer erforderlich ist. Der Ausgangswert des zv7eiten Mischers wird dann in üblicher tfäise verarbeitet und dem Meßgerättreiberverstärker zugeführt.

Es sei bemerkt, daß dieses Instrument - oder eines welches die gleichen Prinzipien verwendet - auch verwendet werden kann, um das Niveau abgestrahlter Felder zu testen, z. B. von Radio- oder Fernsehübertragern, und zwar durch Verbinden des Ausgangs einer geeigneten tragbaren Antenne mit dem Eingangsstecker, z. B. über einen geeigneten Verstärker.

Das digitale Direktlese-Anzeigegerät weist auch einzigartige Merkmale auf. Die DämpferSteuertasten bewegen sich auch unter Zusammenwirken mit zahlreichen Skalenscheiben, die hinter benachbarten Sichtfenstern Zahlen zeigen. Die Skalenscheibe des Tasters mit der höheren Größenordnung überlappt diejenige mit der niedrigeren Ordnung und ist mit radial versetzten bogenförmigen, transparenten Segmenten versehen, die wahlweise eine von zwei unterschiedlichen Zahlenteihen auf der Skalenscheibe mit der niedrigeren Ordnung freilegen. Jene zwei Zahlenreihen niedrigerer Ordnung lesen sich umgekehrt zueinander. Die Zahlen auf dee

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Skalenscheibe mit höherer Ordnung lesen sich plus und minus, und die Segemente sind zu diesen in Bezug gesetzt, so daß unterschiedliche Reihen niedrigerer Ordnung tatsächlich Zahlen darstellen, und zv/ar je nach der Einstellung der Skalenscheibe der höheren Ordnung.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein neues Signalniveautestinstrument mit v/ei tem Bereich vorzusehen, welches einfach zu benutzen ist und eine direkte digitale Auälesung der Signalniveauinformation bietet; wobei in einem solchen Instrument ein Meßgerät nur für die mittige oder Null-Lesung verwendet V7ird, um eine Bestimmung zu erhalten, wenn die geeignete digitale Auslesung am Anzeiger erscheint; wobei in einem solchen Instrument jeder in Prüfung befindliche Kanal einzeln durch separate drucktastenbetätigte Schalter ausgewählt werden kann und ein separater Schaltungskreis verwendet werden kann, um zwischen in der Prüfung in einem gegebenen Kanal befindlichen Audio- und Video-Signalen zu unterscheiden, und zwar bis zu einer Kapazität von sechsunddreißig unterschiedlichen Kanälen; wobei ein solches Meßgerät vollständig tragbar und batteriebetrieben ist und auch verwendet werden kann, um den Batteriezustand als eine separate Funktion zu testen, wobei in einem solchen Instrument eine einzeln kalibrierte Verstärkungskompensation für jeden Kanal vorgesehen ist; und wobei in einem solchen Meßgerät das in Prüfung befindliche Signal auf ein bestimmtes Niveau ge-

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dämpft wird und die Ilandhabuna des Dämnfers direkt einen digitalen Auslesemechanismus betätigt, der eine Information in plus oder minus d3mV vorsieht.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Zeichnungen. jJs zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht eines 'leßgerätgehäuses mit Steuerungen,

Fi.g. 2 ein Blockdiagramm des Signalniveautestinstruments,

Fig. 3 ein schematisches Diagramm der Drucktastenschaltsteuerungen und Bezugsschaltkreise und

Fig. 4 die Darstellung des digitalen Auslesemechanismus, der zwischen zwei Dämpfungssteuerungen betätigt wird.

Tm folgenden wird die Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles gegeben. In Figur 1 ist ein Signalniveaumeßinstrument 10 gezeigt, und das zu messende Signal liegt an einem Eingangsstecker 12, wo das Signal zu einem allgemein bei 15 gezeigten Dämpfer geht. Der Dämpfer v/eist eine Vorrichtung 16 mit zehn db pro Schritt und ein zugeordnetes

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Anzeigefenster 17 sowie eine Vorrichtung 18 mit einem db pro Schritt auf, dessen zugeordneter Anzeiger das Fenster 19 ist. Ein Meßgerät 20 wird verwendet, um den, Techniker oder die Bedienungsperson bei der Einstellung des Dämpfers 15 zu unterstützen.

Der der Analyse unterzogene Kanal wird durch einen von sechsunddreißig Drucktastenschalter, die allgemein mit 25 bezeichnet sind,ausgewählt. Diese Schalter sind vorzugsweise in drei Reihen von jeweils zwölf Schaltern angeordnet. Die Schalter, welche jene Kanäle auswählen, die d.ne Frequenz i^m Bereich der VHF-Fernsehstationen haben, d. h. die Kanäle 2-6 und die Kanäle 7-13, können eine andere Farbe haben als die übrigen Schalter, und es kann eine andere Farbe für die Tasten verwendet werden, welche die low-band und high-band-Steuersignale (LBF und HBF) auswählen.

Der Techniker kann mittels Schalter 30 entweder den Audiooder Videoteil des Signals in jedem Kanal auswählen. Die Position dieses Schalters wird sichtbar im Fenster 31 angezeigt. Eine Feinabstimmungssteuerung 32 ist ebenfalls zusammen mit einem Videoausgangsstecker 34 vorgesehen.

Das Signalniveauinstrument ist batteriegetrieben, und ein Batterieprüfschalter 36 kann in Verbindung mit dem Meßgerät 20 verwendet werden (unter Benutzung einer "schlecht-

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gut"-Skala), um den Zustand der Batterien zu prüfen. Die Schaltung hierfür ist üblich und daher nicht gezeigt. Ein Ein/Aus-Netzschalter 40 ist ebenfalls vorgesehen, und seine Position ist im Fenster 41 angezeigt.

Es wird jetzt auf das Blockdiagramm der Figur 2 Bezug genommen. Der sich der Prüfung unterziehende Kabelanschluß oder die -Verbindung wird an den Eingangsanschluß 12 angelegt, von v/o eine Verbindung besteht zum Dämpfer 16, welcher das Signal in zehn db-3tufen zu einem Maximum von 8 db dämpft. Das Signal geht dann durch den Dämpfer 18 hindurch, wo es in Einer db-Stufen gedämpft werden kann. Im Betrieb stellt der Techniker die Dämpfer 16 und 18 so ein, daß der Ausgang des Dämpfers 1b auf Leitung 45 bei der zu prüfenden Frequenz eine konstante Amplitude hat.

Das Signal wird dann durch einen Breitband (i> bis 300 MHz)-Verstärker 47 in einen Mischer sO geführt. Da der Verstärker 47 wie auch einige andere Scnaitkrelse in dem Instrument eine Verstärkung für das Signal vorsehen, wird der Dämpfer 16 in Oänpfungsstufen von minus ^y db bis plus $9 db kalibriert. Die zu prüfende Freuquenz wird von den KanalwMhlschaltern /.5 ausgewählt. Wenn der Techniker einen der Drucktastenschalter drückt, wird hierdurch die Frequenz eines veränderlichen Frequenzoszillators 55 gesetzt, dessen

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Ausgangssignal in den Verstärker 47 und dann zum Mischer 50 geführt wird. T3ei rier bevorzugten Ausfhrungsform der Erfindung ist der variable Frequenzoszillator 55 ein spannungsgesteuerter Oszillator (VCO), und die angelegte Spannung wird durch eine allgemein mit 60 bezeichnete Frequenzsinstellnchaltung bestimnt. lJine P.eglerschaltung 62 sorgt für sine geregelte Spannung zur Frequenzeinstellschaltung 60, welche dann diese Spannung modifiziert, um den Frequenzausgang des VCO 55 zu steuern. Der Audio-Video-Schalter 30 verhdert den Ausgang des Reglers 62 so, daß entweder der Audio- oder der Videoteil des ausgewählten Kanals dadurch analysiert werden kann, daß das VCO 55 geschoben wird, um in geeigneter Weise entweder mit der Video- oder Audioträgerfrequenz zu mischen.

Der spannungsgesteuerte Oszillator 55 kann von 205 bis 350 MHz abgestimmt werden. Wie oben erwähnt, liegt das Eingangssignal im Bereich von 5 bis 300 MIIz. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die hereinkommenden Signale in zwei Frequenzbereichen aufgeteilt: 5 bis 150 MHz und 150 bis 300 MHz.

Für den unteren Frequenzbereich von 5-150 MHz wird der Ausgang des VCO in Stufen von 350 bis 205 MHz variiert und zu dem hereinkommenden Signal am Mischer 50 zugegeben oder addiert. Deshalb ist das Ausgangssignal des Mischers 50

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konstant bei 355 MHz.

Für den höheren Frequenzbereich, 150 bis 300 MHz, wird die VCO-Frequenz in Stufen zwischen 205 und 355 MHz eingestellt, und hiervon wird die Eingaiigsfrequenz abgezogen. Deshalb befindet sich das Ausgangssignal des Mischers konstant bei 55 MHz. Der Mischerausgang wird an eine Schaltvorrichtung 65 gelegt, welche das Ausgangssignal entweder auf einen 355 MHz Bandpaßfilter 67 oder zu einem 55 MHz Bandpaßfilter 68 führt. Die Ausgangssignale dieser Filter werden an eine zweite Schaltungsvorrichtung 70 gelegt, welche den in Verwendung befindlichen Filter mit einem zweiten Mischer 75 verbindet.

Der Kanalwähler 25 bestimmt, welcher der zwei Bandpaßfilter verwendet wird, wonach das der Analyse unterzogene Eingangssignal sich in dem höheren oder in dem niedrigeren Frequenzbereich befindet. Beide Schaltungsvorrichtungen 65 und 70 sind Stiftdiodenschalter (pin diode switches), deren jeder durch eine Spannung auf ainer der zwei Leitungen 71 und 72 von dem Kanalwähler 25 gesteuert wird.

Ein 35 !1Hz Oszillator 80 liegt an einem Verstärker 82, und sein Ausgang ist mit dem Mischer 75 verbunden. Ein 355 MHz Oszillator 85 liegt auch über Verstärker 87 am Mischer 75. Die Oszillatoren 80 und 85 werden auch durch

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Steuersignale auf den Leitungen 71 und 72 von den Kanalwählschaltern 25 ausgewählt, wobei der Oszillator 80 erregt ist, wenn der höhere der zwei Frequenzbereiche gerade analysiert wird, und der Oszillator 85 ist erregt, wenn der niedrigere der zwei Frequenzbereiche ausgewählt int.

Entsprechend nimmt der Mischer 75 ein 355 MHz-Signal von dem Schaltungskreis 70 zusammen mit einem 355 MHe-Signal vom Verstärker 87 und Oszillator 85 auf, oder er nimmt den Ausgang des 55 MIIz Bandpaßfilters 68 und das 35 MHz-Signal vom Oszillator 80 und Verstärker 82 auf. In jedem Fall befindet sich das Ausgangssignal des Mischers 75 bei einer Zwischenfrequenz (20 MHz), und dieses Ausgangssignal wird dann durch eine allgemein mit 90 bezeichnete Verarbeitungsschaltung geführt. Diese Schaltung weist Verstärker und 20 MHz Bandpaßfilter auf.

Eine Detektorschaltung 95 wandelt das Ausgangssignal der Verarbeitungsschaltung 90 zu einem Gleichstromniveau um, und dieses Gleichstromausgangssignal wird an eine Meßgerättreiber-Verstärkerschaltung 100 mit veränderlicher Verstärkung angelegt. Die Verstärkung oder der Gewinn der Treiberschaltung 100 wird durch eine Verstärkungs-Einstellungs- oder Kompensationsschaltung 105 bestimmt, die ihrerseits durch den KanalwHhlschalter 25 gesteuert ist.

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Da die Betriebsverstärkung oder V^rlust^igenscbaften der ^adiofrequenzvorrichtungen mit der Frequenz variieren, muß eine gewisse Kompensation vorgenommen werden, um eine Bandleitungsantwort über den weiten Frequ°nzbereich" (5 bis 300 HHz) zu erreichen, für welchen dieses Instrument verwendet wird. Um somit diese Bandleitungswiedergabe zu erreichen unabhängig von der Eingangsfrequenz des Instruments, wird eine VerstSrkungs- oder GewinneinstSLlschaltung 105 in Verbindung mit einem Verstärker 100 mit veränderlichem Gewinn so verwendet, daß der Strom durch das Meßgerät 20 eine wahre Spiegelung zum Singangsleistungsniveau ist und unabhängig von der Frequenz des der Analyse unterzogenen Signals ist.

Diese Vorrichtung erreicht auch einen hohen Senauigkeits». grad durch Begrenzung des Signalniveaus auf Leitung 45, wobei vorzugsweise dieses Signalniveau bei einem konstanten Wert mittels Dämpfern 16 und 18 so gehalten wird, daß der Rest der Schaltung sich nicht einem breiten Bereich von Spannungen oder Strömen anpassen muß.

Figur 3 ist ein elektrisches schematisches Diagramm unter Darstellung von Einzelheiten des Kanalwählers 25, des Audio/ Videoschalters 30, der Frequenzeinstellschaltung 60 und der Verstärkungs- bzw. Gewinneinstellschaltung 105.

Der KanalW'ihlschalter 25 bei der bevorzugten Ausführungs-

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form der Erfindung wsist Schalter nach Art von sechs-, unddreißig Drucktasten auf, daren jedar vier normalerv/eise offene Schalter "A, B, C, 0" aufweist, die mechanisch miteinander gekoppelt sind. Nur einer der sechsunddreißig Schalter wird zu einer Zeit niedergedrückt und geschlossen. Nur die Schalter für die Kanäle T7, V und X.sind in Figur 3 gezeigt, und Schalter CH-T7 ist geschlossen gezeigt.

Schaltkontakte "A" wählen zwischen den 355 und 55 MHz Bandpaßfiltern 67 und 68 bzw. den 335 MHz und 35 MHz Oszillatoren aus. Die Schaltkontakte "B" werden in Verbindung mit der Frequenzeinstellschaltung 60 verwendet, um die Frequenz des VCO 55 auszuwählen. Schaltkontakte "C sorgen für eine Einstellung der VCO-Frequenz, wenn der Audio/Video-Wählschalter 30 sich in der Audioposition befindet. Schaltkontakte"D"wählen den geeigneten Gewinn für den Verstärker 100 an der ausgewählten Frequenz aus.

Für den niedrigeren Frequenzbereich, einschließlich der Kanäle T7 bis H, legen der Schalterkontakt "A" und jeder der Schalter CH-T7 bis CH-H 12 Volt von der Leitung 110 an die Ausgangsleitungen 71 und 71a an. Die Leitung 71 ist angeschlossen, um den 335 MHz Oszillator 85 zu erregen, während die Leitung 71a an den Schaltungskreisen

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65 und 70 angeschlossen ist, um das 335 MHz-Signal vom Mischer 50 durch den Bandpaßfilter 67 auf seinem Wege zum Mischer 75 gehen zu lassen. Für den höheren Frequenzbereich, Kanäle J bis X, verbinden die Schaltkontakte "A^M in jedem der Schalter CH-J bis CH-X 12 Volt von Leitung 112 an die Leitungen 72 und 72a. Die Leitung 72 ist zur Erregung des 35 MHz Oszillators 80 angeschlossen, und die Leitung 72a liegt an den Schaltungskreisen 65 und 70, um das Signal vom Mischer 50 über den 55 MHz Bandpaßfilter 68 zu richten.

Die Frequenz-Einrichtschaltung 60 gemäß Figur 3 weist zwei feste Widerstände und ein Potentiometer auf. Die festen Widerstände liegen zwischen Erde und einer geregelten Spannungsquelle auf Leitung 120 vom Spannungsregler 62, nominal 23 Volt. Innerhalb der Frequenzeinstellschaltung 60 werden Widerstände R1A... R35A, R36A und Widerstände R1C... R35C, R36C in Kombination mit in

ausgewählt der Mitte angezapften Widerständen R1B... R35B, R36B,/um einen Gesamtwiderstand von 1/2 megohm vorzusehen. Auch Widerstände R1A-R36A und R1C-R36C sind einzeln ausgewählt, so daß die mittigen Abgriffe der Widerstände R1B-R36B in der Mitte des Spannungsbereiches für den geeigneten Betrieb des VFO 55 bei der Frequenz liegen, die durch das Kanalwählgerät ausgewählt ist. Der Mittelabgriff jedes der Widerstände R1B-R36B ist über die normalerweise

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offenen Schaltungskontakte "B" mit einer Leitung (buss) 130 verbunden. Die Spannung auf der Leitung 130 steuert deshalb den Frequenzausgang des VCO 55. Eine Seite jedes Schalterkontaktes "C" liegt an Leitung 135, während die andere Seite über Widerstände R1E... R35E, R36E an Leitung 136 liegt. Wenn der Audio/Video-Wählschalter sich in der Audio-Stellung befindet, wie in Figur 3 gezeigt, ist eine 7,5 Volt Bezugsspannung an Leitung 136 angeschlossen, und Leitung 135 liegt an einem Spannungsteilernetz mit Potentiometer 137 und Widerstand 138. Die Position des Mittelabgriffs des Widerstandes 137 wird durch die Feinabstimmungstaste 32 gesteuert und liegt am Spannungsregler 62, um eine Spannungsveränderung auf Leitung 120 vorzusehen, welche die VCO-Frequenz um etwa + 1 MHz verändern läßt, wenn der Audio-Video-Wählschalter sich in der Videostellung befindet, der Widerstand R40 liegt zwischen dem O_r7 Volt Bezugspunkt und Potentiometer 137, um einen festen Spannungsausgang von Regler vorzusehen.

Die Gewinn-Kompensationsschaltung 105 weist ein Spannungsteilernetzwerk auf mit Widerständen 145 und 146 und einstellbaren Potentiometern R1D... R35D, R36D. Der Mittelabgriff jedes Potentiometers lie£t Ober seinen entsprechenden Schaltkontakt "D" an Leitung 147 und an der Basis

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des Transistors Q1. Das Kollektorelement dieses Transistors liegt an der Leitung 110 (+ 12 VDC), und der Ausgang vom Emitter liegt an dem variablen Gewinnverstärker 100.

Figur 4 zeigt den Digitalanzeiger oder Auslesekarten, welche den DämpfungsSteuerungen 16 und 18 zueordnet sind, sowie die Fenster oder Rahmen 17 und 18, die Zahlen auf ausgewählten Werten entsprechenden Karten darstellen. Diese Zahlen schaffen die digitale Auslesung des Instrumentes. Die Dämpfer sind normierte (detented) Drehschalter, die Dämpfungskomponenten (z. B. Präzisionswiderstände) zwischen Eingangsanschluß 12 und dem Breitbandverstärker 47 verbinden, die allgemein in Figur 2 dargestellt ist. Im Betrieb des Instrumentes werden die Dämpfer 16 und 18 gedreht, bis die Nadel des Meßgerätes 2O eine bestimmte Stellung erreicht, vorzugsweise eine mittlere Stellung. Eine solche Drehung bewegt auch die Karten 16a und 18a, so daß unterschiedliche Zahlen auf den Karten hinter den entsprechenden Fenstern 17 und 19 erscheinen.

Da die häufigst verwendete Form über 75 Ohm gleich 0 dBraV bis ein Millivolt ist, wird die Meßanzeige bei der bevorzugten Ausführungsform ausgeglichen durch 30 db, da es erwünscht ist, daß das Instrument eine Empfindlichkeit von etwa -30 db hat. Die numerische Skala auf der Karte 16a ist deshalb so angeordnet, daß man von -2 bis +5 (-20 bis +50 db) abliest.

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und die Karte 18A trägt sowohl eine direkte Lesung oder äußere Reihe von Zahlen 151 als auch eine umgekehrte Lesung oder innere Zahlenreihe 152, eine Zahlenlinie, eine für jede der elf Stellungen des Dämpfers.

Die Skala, Karte oder Tafel 16A weist Ablesefenster auf, durch welche eine geeignete gewünschte Zahlenreihe auf der Karte oder Tafel 18A ausgewählt wird, und deckt die andere Zahlenreihe im Fenster 19 ab. Somit enthält die Karte 16A eine genaue öffnung 155, welche die äußere Reihe der Zahlen 151 auf der Karte 18A freilegt, während das Segment 156 der Karte 16A außerhalb der öffnung 155 die innere Zahlenreihe 152 auf der Karte 18A gegen den Blick abschirmt. Wenn deshalb der Dämpfer 16 auf irgendeinen positiven Wert in Stufen von 10 db gesetzt wird, lesen die Einstellungen des Dämpfers 18 direkt von der äußeren Zahlenreihe auf der Karte 18A ab.

Eine zweite öffnung 157 ist entlang einem Segment der Kante der Karte 16A entsprechend der darauf befindlichen negativen Lesezahlen gebildet. Dieses Segment läßt die innere Zahlenreihe 152 auf der Karte 18A frei, welche die umgekehrte Lesung ist, und der innere Teil 158 der Karte 16A schirmt die äußere oder Direktlese-

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Zahlenreihe 151 auf der Karte 18A ab. Deshalb bringt eine geeignete Handhabung der zwei Dämpfer eine zweiziffrige Direktlesungszahl in den Fenstern 17 und in das Blickfeld, und dieser Wert kann entweder in plus oder minus db gelesen werden, je nach der Einstellung für ein spezielles Eingangssignal, wie es erforderlich ist, um die Meßnadel auf der Skala zu zentrieren.

Auf der Karte 16A gibt es getrennte Stellungen für plus und minus, da die tatsächlichen Dämpferwerte für die zwei Null-Stellungen auf der Karte 18A verschieden sind. Die Plus-Stellung auf der Karte 16A führt eine Dämpfung von 30 db ein, und die Nullstellung auf der Reihe 151 führt keinerlei Dämpfung ein, wobei die Einheitswerte in der Dämpfung auf einer Skala von eins bis neun zunehmen. Umgekehrt schafft die Minus-Stellung auf der Karte 16A eine Dämpfung von 20 db, und die Nullstellung auf der Reihe 152 auf der Karte 18A schafft eine Dämpfung von 10 db. Somit wird z. B. eine Ausleseeinstellung von minus 2 db durch Einführen einer Dämpfung von 20 db vom Dämpfer 16 (-Position) und eine Dämpfung von 8 db von Dämpfer 18 (2 Stellung auf Reihe 152) erzeugt.

Während das hier beschriebene Verfahren und die Ausfühimngsform der Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfah-

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rens bevorzugte Ausftihrungsformen der Erfindungen darstellen, versteht es sich, daß die Erfindung auf dieses genaue Verfahren und diese spezielle Vorrichtungsform nicht beschränkt ist, sondern Änderungen ohne Verxassen des JsrfiiiauiigsgedanKens vorgenommen werden können.

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Claims

NACHQEREICHT

Patentansprüche

/ 1.JPegelraeßgerät· zur Anzeige des Niveaus eines HF-Sig- ■^ nals mit einer Schaltung über einen relativ breiten Frequenzbereich, dadurch gekennzeichnet, daß ein Eingangsanschluß an die Quelle eines zu prüfenden Signals anschließbar ist, eine wahlweise betätigbare Dämpfereinrichtung zur Aufnahme eines Signals von dem Eingangsanschluß und zur Dämpfung des empfangenen Signals auf ein bestimmtes Niveau angeschlossen ist, ein Kanalwähler auf das Frequenzband eines speziellen Signals einstellbar ist, welches gerade an dem Eingangsanschluß empfangen wird, wobei der Kanalwähler eine variable Verstärkungskompensationssteuerung aufweist, welche von dem Kanalwähler ausgewählt ist, um eine Verstärkungs- bzw. Gewinnkompensation in Beziehung zu Gewinnunterschieden der Vorrichtungsschaltung bei verschiedenen Frequenzen vorzusehen, ein Anzeigegerät bei einem Niveau betrieben wird, welches dem Ausgangssignal der Dämpfeinrichtung entspricht und auch kompensiert ist durch ein Signal von der variablen Gewinnsteuerung zur Anzeige ,wenn die Dämpfeinrichtung das empfangende Signal auf das bestimmte Niveau gedämpft hat, und eine Ausleseein-

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richtung von der Dämpfeinrichtung zur Anzeige des durch diese eingeführten Dämpfbeträge betätigbar ist, und zwar als direkte Lesung des hereinkommenden Signalniveaus.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wähleinrichtung einzelne Schalter und Kompensattonsnetzwerke für jedes Frequenzband aufweist, auf dem ein Prüfsignal in dem Bereich der Vorrichtung vorhanden sein kann, wobei die Auswahl einer gewünschten Frequenz automatisch die geeignete Kompensation einführt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen variablen Frequenzoszillator, einen die Ausgangssignale des Oszillators und der Dämpfeinrichtung aufnehmenden Mischer zur Erzeugung eines Bezugsausgangssignals bei einer bestimmten Frequenz und einem bestimmten Niveau, wobei der Kanalwähler den Oszillator steaert, um seine Frequenz entsprechend der ausgewählten Frequenz des ia Prüfung befindlichen Signals zu verändern.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das in Prüfung befindliche Signal Video- und Audioteile in dem ausgewählten Frequenzband aufweist und eine Schalteinrichtung mit dem Kanalwähler und dem Oszillator zur Schiebung der Oszillatorfrequenz in einem ausgewählten Band in ausreichender Weise, um getrennte Teile des Signales zu gestatten, zusammenwirkt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfeinrichtung ein paar einzeln gesteuerter Stufenschalter und entsprechende separate Betätiger für die Schalter aufweist und die Ausleseeinrichtung getrennte Anzeiger aufweist, die durch jeden Betätiger beweg bar sind und zur Darstellung des Betrages der eingeführten Dämpfung digital in + db mV zusammenwirken.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-5, insbesondere zur Messung und direkten Anzeige des Signalniveaus ausgewählter HF-Signale in einem breiten Frequenzbereich, wie z. B. in einem Kabelfern sehsystem, gekennzeichnet durch einen Eingangsanschlu· für den Empfang eines in Prüfung befindlichen Signals,

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eine von Hand einstellbare Dämpfeinrichtung, die an dem Eingangsanschluß liegt und eine Ausleseeinrichtung aufweist zur Anzeige des Betrages der eingeführten Dämpfung, einen das gedämpfte Signal aufnehmenden Mischer, einen Oszillator mit variabler Frequenz, dessen einer Ausgang mit dem Mischer in Verbindung steht, eine von Hand betätigbare Kanalwähleinrichtung zur Veränderung der Frequenz des Oszillators entsprechend der Trägerfrequenz des in Prüfung befindlichen Signals zur Erzeugung eines Bezugssignals durch den Mischer bei einer bestimmten Frequenz und Veränderung des Niveaus bei Einstellung der Dämpfeinrichtung, ein Meßgerät und eine Meßgerättreiberechaltung mit einem Ausgangsanschluß zu dem Meßgerät und einem Eingang, der sich entsprechend dem Niveau des Bezugssignals ändert, wobei durch Treiben des Meßgerätes zu einem bestimmten Zustand die Ausleseeinrichtung veranlaßt, direkt das Niveau des in Prüfung befindlichen Signals anzuzeigen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine wahlweise einstellbare Gewinnkompensationsschaltung, welche durch den Kanalwähler gesteuert ist und für die Zuführung einer Gewinn- bzw. Verstärkungskompensation zu dem Meßgerättreiber angeschlossen ist.

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8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalwähleinrichtung einen separaten Wählschalter für jeden Kanal aufweist und die Gewinnkompensationsschaltung individuelle bzw. getrennte Kompensationskomponenten für jeden Kanal aufweist, der mit einem entsprechenden Wählschalter verbunden ist, wobei die Auswahl eines Kanals automatisch eine Verstärkungs- bzw. Gewinnkompensation einführt, welche zu jenem Kanal paßt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein von Hand betätigbarer Wählschalter an der Kanalwähleinrichtung angeschlossen ist und zum Schieben der Frequenz des Oszillators zwischen unterschiedlichen Trägerfrequenzen in einem Frequenzband betätigbar ist, welches durch Betreiben der Kanalwähleinrichtung ausgewählt ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator ein spannungsgesteuerter Oszillator ist, die Kanalwähleinrichtung bestimmte Steuerspannungen für den Oszillator entsprechend unterschiedlichen Frequenzbändern vorsieht und die Wählschaltungseinrichtung eine weitere Veränderung der Steuerspannung vorsieht.

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11. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischer zur wahlweisen Schaffung von Bezugssignalen bei unterschiedlichen Frequenzen arbeitet, Filterschaltungen entsprechende Bezugssignale aufnehmen, Schalteinrichtungen von der Kanalwähleinrichtung betrieben werden und zur Betätigungder geeigneten Filterschaltung entsprechend der ausgewählten Frequenz des in Prüfung befindlichen Signals angeschlossen sind, ein zweiter Mischer das Ausgangssignal der Filterschaltungen aufnimmt und ein vermindertes Frequenzbezugsausgangs signal zu dem Meßgerättreiber vorsieht, wahlweise betätigbare Festfrequenzoszillatoren an dem zweiten Mischer angeschlossen sind und daß die Schalteinrichtung Betätigungsverbindungen mit den Festfrequenzoszillatoren hat zur Betätigung des Oszillators entsprechend dem ausgewählten Filterkreis, wodurch der Ausgang des zweiten Mischers bei jedem beliebigen, in Verwendung befindlichen Filterschaltkreis bei derselben bestimmten Frequenz ist.
12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-11 mit einer digitalen Auslesevorrichtung zur Darstellung einer visuellen Anzeige eines zwiiziffrigen

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Gliedes in positiven oder negativen Werten, gekennzeihnet durch eine Karte höherer Ordnung mit einer Nullstellung und Zahlen, die in einer Linie in entgegengesetzten Richtungen von der Nullstellung entsprechend der positiven und negativen Drehung angeordnet sind, einen ersten Rahmen zur Darstellung einer der Zahlen auf der Karte höherer Ordnung, eine Einrichtung zur Bewegung der Karte höherer Ordnung zur Darstellung anderer Zahlen in dem ersten Rahmen, eine Karte niedrigerer Ordnung mit getrennten Zahlengruppen, die entlang parallelen Linien angeordnet sind und sich in komplementärer Weise lesen, einen zweiten Rahmen neben dem ersten Rahmen zur Darstellung einer Ziffer jeder Gruppe auf der Karte mit niedrigerer Ordnung, eine Bewegungseinrichtung für die Karte niedrigerer Ordnung zur Darstellung ausgewählter Zahlen aus jeder Gruppe in dem zweiten Rahmen und einen Schirm, der an der Karte höherer Ordnung angebracht ist und sich über den zweiten Rahmen erstreckt, wobei der Schirm eine erste Öffnung mit gleicher Ausdehnung wie die positiven Glieder auf der Karte mit höherer Ordnung hat und mit einer der Zahlengruppen auf der Karte mit niedriger Ordnung in Flucht steht und wobei der Schirm auchjeine zweite Öffnung gleicher Ausdehnung wie die negativen Zahlen auf der Karte mit höherer Ordnung hat

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und in Flucht liegt zu der anderen Zahlengruppe auf der Karte mit niedrigerer Ordnung, wodurch die Bewegung der zwei Karten in den Rahmen zweiziffrige Zahlen darstellt, die sich fortlaufend in steigender oder fallender Weise von Null lesen.
13. Verfahren zum Prüfen des Niveaus von HF-Signalen nach den Ansprüchen 1-12, die über einem breiten Frequenzbereich in einem übertragungssystem zugegen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das in Prüfung befindliche Signal gedämpft wird, von dem gedämpften Signal ein Bezugssignal bei einem bestimmten Bezugsniveau erzeugt wird, das Bezugssignal für die Frequenz kompensiert wird, ein auf ein Signalniveau ansprechendes Anzeigegerät zu einer bestimmten Stellung mit dem kompensierten Bezugssignal getrieben wird durch Einstellen des Dämpfungswertes, bis das gedämpfte Signal bei einem bestimmten Niveau entsprechend der bestimmten Anzeigegerätstellung ist, und von dem Dämpfen eine direkte Lesung des Betrages der eingeführten Dämpfung als Messung des Niveaus des in Prüfung befindlichen Signals erzeugt wird.

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