DE2803608C2 - Vierpolmeßverfahren und Schaltungsanordnung zu dessen Durchführung - Google Patents
Vierpolmeßverfahren und Schaltungsanordnung zu dessen DurchführungInfo
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- G01R27/28—Measuring attenuation, gain, phase shift or derived characteristics of electric four pole networks, i.e. two-port networks; Measuring transient response
Description
Die Erfindung betrifft ein Vierpol-Meßverfahren zur cssung der Übeifagungseigenschaften Dämpfung Ί5
id Laufzeit eines Vierpols, bei dem ein Meßsignal dem ngang des Vierpols zugeführt wird und bei dem ein
iffercnzsisrnal zwischen dem zeitlichen Verlauf eines Ausgangssignals des Vierpols und dem zeitlichen Verlauf
eines Vergleichssignals, das aus dem Meßstgnal durch eine Laufzeitänderung A τ und eine Amplitudenänderung
(Dämpfungs- oder Verstärkungsänderung Aa) abgeleitet wird, durch entsprechende Einstellung von
Aa und A r auf ein Minimum gebracht wird.
Aus Groll »Mikrowellen-Meßtechnik«, Vieweg, Braunschweig, 1969, Seite 239/240, ist ein Brücken-Vergleichsmeßverfahren
mit Nullabgleich zur Ermittlung des Übertragungsfaktors (Dämpfung Aa und Phase
A φ + ßl) eines Mikrowellenleitungsbauelementes bekannt
bei dem die Ausgangsspannung des Prüflings mit Hilfe eines den Nullabgleich anzeigenden »Magischen
T« mit einer Vergleichsspannung verglichen wird, die aus der Generatorspannung, die auch das Leitungsbauelement
speist über ein einstellbares Dämpfungsglied und einen einstellbaren Phasenschieber gewonnen wird.
Dieses bekannte Verfahren hat die Nachteile, daß es sich nicht für eine Streckenmessung eignet und daß jeweils
nur bei einer einzigen Frequenz gemessen werden kann, so daß zur Messung in einem ivsiten Frequenzband
die Sendefrequenz entsprechend verändert werden müßte. Weiterhin liefert der zur Diodengleichrichtung
arbeitende Nullindikator kein pauschales Με3 für
die Güte der Übertragungseigenschaften des Vierpols nach Durchführung einer mit den ermittelten Einstellwerten
von Dämpfung und Phase optimal möglichen Entzerrung.
Diese Entgegenhaltung gibt auch keinerlei Anregung, als Meßsignai ein unverändertes Mehrfrequcnzsignal zu
verwenden. Ein solches wäre dort gar nicht verwendbar, da es keinen Nullabgleich zulassen würde.
Um eine gute Entzerrung von Übertragungssystemen vornehmen zu können, ist es erforderlich, daß man deren
Übertragungseigenschafien kennt. Dabei sind sowohl breitbandig gemessene Verzerrungen als auch selektiv
gemessene frequenzabhängige Verzerrungen von Interesse. So sind z. B. die von einem zu messenden
Übertragungssystem hervorgerufenen frequenzaöhängigen Pegeländerungen und Laufzeitunterschiede ebenso
w:e nichtlineare Verzerrungen und Geräusche von
Bedeutung.
Die bisher übliche Technik zur Ermittlung der Eigenschaften eines Übertragungssystems läßt sich im allgemeinen
auf ein Meßprinzip zurückführen, bei dem dem Eingang des Übertragungssystems ein bestimmtes, der
jeweiligen Meßaufgabe angepaßtes Meßsignal zugeführt wird, wobei die Veränderungen dieses speziellen
Signales auf der Empfangsseite ausgewertet werden.
Aus der vorläufigen Beschreibung zu den Geräten D 2026 und D 2027 von Siemens AG (Druckvermerk
S 45 034- D 2026- Bl 02-51 -29//Wv Mess/V Be/Zi 11 690.5) ist es bekannt, ein Maß für die Breitband-Dämpfungsverzerrung
durch eine quadratische Mittelung der frequenzühhängigen Dämpfungsjchwankungen
des Prüflings zu gewinnen. Nachteilig ist dabei, daß andere signalverzerrende Größen wie Laufzeitverzerrung,
Nichtlinearität und Geräusch außer Acht bleiben.
Zur Messung d.s Frequenzganges von Dämpfung und Laufzeit ist es aus den DE-PS 10 25 072 und
10 50441 bekannt, ein moduliertes Sinussignal zu verwenden.
Hierbei ist insbesondere bei Streckenmessungen nachteilig, daß sendeseitig entweder die jeweils gewünschte
Meßfrequenz oder zumindest die Wobbelgrenzen und die ^cbbelfrequenz eingestellt werden
müssen. Der Frequenzgang der Phase kann bei Strekkenmessungen nur durch eine zeitraubende Integration
der Laufzeitkurve gewonnen werden. Zur Messung des
Geräusches muß üblicherweise das Meßsignal abgeschaltet sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Vergleichs-Meßverfahren
der eingangs genannten Art und eine Schaltungsanordnung zu dessen Durchführung zu
finden mit dem bzw. mit der sowohl bei einer Streckenmessung als auch bei einer Schleifenmessung in einem
breiten Frequenzband und/oder innerhalb des breiten Frequenzbandes in bestimmten Teilfrequenzbändern
bzw. bei diskreten Frequenzen jeweils gleichzeitig die Änderungen der Amplitude (Dämpfung bzw. Verstärkung)
und die Änderung der Laufzeit sowie ein pauschales Maß der nichtentzerrbaren Verzerrungen (durch
Phasejetter, nichtlineare Verzerrungen und stochastische Störungen) ermittelt werden kann, die bei einer
Entzerrung des Vierpols mit den so ermittelten Werten der Änderungen von Amplitude und Laufzeit verbleiben
würden, wobei sendesei'.ig daucnrf Hn«elhe Meßsignal
anliegt, das keinerlei Veränderung unterliegt und keinerlei Einstellung bedarf.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß als Meßsignal ein Mehrfrequenzsignal mit zeitlich periodischem
Verlauf verwendet wird, dessen Frequenzkomponenten etwa gleiche Amplituden und feste gegenseitige
Phasenbeziehungen besitzen, und daß in einem breiten Frequenzbereich und/oder innerhalb des bzw. eines
breiten Frequenzbereiches in begrenzten (Teil-)Frequenzbereichen bzw. bei diskreten Spektrallinien des
Ausgangssignals di" zum Minirnumabgleich erforderlichen
Einstellwerte von A r und Aa angezeigt werden und der Wert des verbleibenden Minimums des Differenzsignals
als Effektivwert oder Quasieffektivwert angezeigt wird.
Aus Proceedings of the IEEE, April 1968, Seite 757/758 ist ein Verfahren zur Messung der quadratischen
Phasenverzerrung einer FM-Richtfunkstrecke bekannt, das ein ganz spezielles Meßverfahren darstellt.
Es benutzt auch ein speziell darauf zugeschnittenes Viertonmeßsignal, das sich aber nicht zur Anwendung
bei der Erfindung eignet. Seine vier Spektrallinien besitzen exakt gleiche Frequenzabstände und Amplituden
und sind in der Phase nicht bestimmt. Der Crestfaktor dieses bekannten Signals ist hoch. Das bekannte Meßverfahren
dient nicht dem Messen von Laufzeit und Dämpfung, sondern zur Messung einer bestimmten Intermodulationsverzerrung
bei einer bestimmten Übertragungsart.
Weiterhin ist der DE-OS 15 91 707 ein Intermodulationsmeßverfahren
für Übertragungsverzerrungen von Anlagen der Ric^.Funktechnik bekannt, bei dem ein
Meßsignal verwendet wird, das aus zwei in ihrer Frequenz gegeneinander um beispielsweise 50 kHz versetzten
Schwingungen von gegenüber einem Aussteuerungsbereich des Prüflings kleiner Amplitude (10%) und
einer Wobbeischwingung niederer Frequenz (z. B. 80 Hz) mit einer dem Aussteuerungsbereich entsprechender
Amplitude besteht. Für dieses bekannte Mehrfrequenzsignai trifft dasselbe wie für das zuvor beschriebene
bekannte Mehrfrequenzsignal zu.
Die bei der Erfindung angezeigten Werte für die zum Erreichen des Minimums notwendigen Änderungen der
Verstärkung und der Laufzeit und das verbleibende Differenzsignal geben dabei eine pauschale Auskunft über
die mittlere Verstärkung, die mittlere Laufzeit und die Verzerrungen des Prüflings.
Wird dabei das Differenzsignal breitbandig gemessen,
so sind alle Anzeigewerte quadratische Mittelwerte, gültig für den gesamten Frequenzbereich des Meßsignals.
Das Differen/.signal enthält dabei alle nicht breitbandig kompensierbaren Verzerrungen, wie z. B. die
frequenzabhängigen Laufzeit- und Dämpfungsverzerrungen, Phasenjitter und Geräusch. Die breitbanclige
Grund-Entzerrung eines Prüflings kann sehr vortcilhafi und zeitsparend durch eine Minimicrung des Anzcigcwertes,
der aus dem Differenzsignal abgeleitet ist. erfolgen.
Wird das Differenzsignal erst nach Durchlaufen eines
ίο für ein Teilfrequenzband bemessenen Bandpasses bzw.
eines Bewertungsfilters zur Anzeige gebracht, so gelten die neuen Meßergebnisse auch nur für diesen eingeschränkten
bzw. bewerteten Frequenzbereich. Dadurch kann die Messung den Betriebserfordernissen des Prüflings
optimal angepaßt werden. Es können dabei auch Erkenntnisse bzw. Kriterien für die Einstellung eines mit
dem Prüfling fest zusammenarbeitenden Dämpfungs- und Laufzeitentzerrers gewonnen werden.
Wird das Differenzsignal über einen abstimmbaren sehr schmalen Bandpaß zur Anzeige gebracht, der jeweils
nur eine Spcktrallinic des Meßsignals passieren läßt, so entsprechen die Anzeigewcrie der jeweils gemessenen
Spektrallinie. Die aus dem Differenzsignal abgeleiteten Anzeigewerte enthalten nur noch Phnsenjitter
und Geräusch. Durch Abstimmung auf verschiedene Spektrailinien können jetzt die Frequenzgänge der aus
dem Diff."?renzsignal abgeleiteten Anzeigewerte ermittelt
werden.
Da in einer zu untersuchenden Übertragungsstrecke meistens Dämpfungen der übertragenen Signale erfolgen, ist es für die Empfindlichkeit des Meßverfahrens vorteilhaft, wenn das Ausgangssignal des Übertragungssystems verstärkt wird und die für den Abgleich zwischen Vergleichssignal und Ausgangssigrvil erforderliche Laufzeitänderung am Vergleichssignal vorgenommen wird. Selbstverständlich wäre es auch möglich. Laufzeitänderung und Verstärkung an einem der beiden Signale oder die Laufzeitänderung am Ausgangssignal und die Verstärkung am Vergleichssignal vorzunehmen.
Da in einer zu untersuchenden Übertragungsstrecke meistens Dämpfungen der übertragenen Signale erfolgen, ist es für die Empfindlichkeit des Meßverfahrens vorteilhaft, wenn das Ausgangssignal des Übertragungssystems verstärkt wird und die für den Abgleich zwischen Vergleichssignal und Ausgangssigrvil erforderliche Laufzeitänderung am Vergleichssignal vorgenommen wird. Selbstverständlich wäre es auch möglich. Laufzeitänderung und Verstärkung an einem der beiden Signale oder die Laufzeitänderung am Ausgangssignal und die Verstärkung am Vergleichssignal vorzunehmen.
Die Verstärkung und die Laufzeitänderung können sowohl manuell oder auch elektronisch einstellbar sein.
Bei der manuellen Einstellung können an geeichten Einstellmitteln Skalen angebracht sein, die die jeweils eingestellte
Verstärkung und Laufzeitänderung anzeigen.
Eine elektronische Einstellung ist besonders bei einem automatischen Abgleich günstig. Zu diesem Zweck kann
das Differenzsignal als Führungsgröße in einer Rcgelschleife dienen, die die Laufzeit und Pegelunterschiede
durch elektronische Veränderung der Laufzeitglieder und Verstärker auf ein Minimum abgleicht.
Ein automatischer Abgleich kann z. B. von einem Microcomputer gesteuert werden, dem eingangsseitig das
Differenzsignal zugeführt wird und der ausgangsseitig die entsprechenden Steuerbefehle für den Abgleich auf
ein Minimum liefert. Für die Anzeige der Laufzeit und Pegelunterschiede zwischen Ausgangssignal des Prüflings
und dem Vergleichssignal können die jeweiligen Steuersignale verwendet werden. Es ist aber auch möglich,
daß der Microcomputer für den Abgleich die Laufzeit und die Verstärkung in mehreren jeweils gleich großen
genau definierten Abgleichschritten verändert und daß die Zahl der Abgleichschritte als Maß für die Laufzeit
und Pegelunterschiede dient.
Bevorzugt werden als Meßsignal und Vergleichssignal
Pseudozufallssignale verwendet Ein Pseudozufailssignal. dessen Bildungsgesetz bekannt ist, kann am
Empfangsort erzeugt und mit dem Ausgangssignal synchronisiert werden. Ein aus rechteckförmigen Span-
nungsimpulsen bestehendes Pseudozufallssignal enthalt
praktisch sämtliche Frequenzen und ist deshalb für Breitband-Messungen bevorzugt geeignet. Es können
auch binär codierte Datensignale simuliert werden. Durch entsprechende Frequenzbewerlung von Meßsignal
und Vcrgleichssignal können auch andere typische Signale. /. B. Sprache, simuliert werden.
Eint :ichaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Meßverfahrens, bei der ein zu messender Vierpol an seinem Eingang mit dem Ausgang
eines Mcßsignalgenerators verbunden ist und der Ausgang des Vierpols einen Meßempfänger speist, erhält
man dadurch, daß der Meßempfänger einen Differenzverstärker enthält, dem an seinen beiden Eingängen einerseits
das empfangene Ausgangssignal des Vierpols und andererseits ein dem Meßsignal entsprechendes
Vergleichssignal zugeführt ist. wobei diese beiden Signale vorzugsweise Pseudozufallssignale sind, die mittels
definiert einstellbarem Verstarker und Laufzeiigiied
an geeichten Einstellmitteln auf gleiche mittlere Amplitude und Laufzeit einstellbar sind und daß das am Ausgang
des Differenzverstärkers auftretende Differenzsignal von einem Meßgerät angezeigt wird. An den geeichten
Einstellmittel kann die jeweils eingestellte Verstärkung und Laufzeit abgelesen werden. Das Meßgerät,
welches ein auf Selektiv- oder Breitband-Pegelmessung umschaltbarer Pegelmesser sein kann, gibt ebenfalls
ein Maß für die »Übertragungsgüte« des gemessenen Übertragungssystems an.
Der für die Erzeugung des Vergleichssignals notwendige
Vcrgleichssignalgenerator kann räumlich getrennt vom Meßsignalgenerator empfangsseitig vorgesehen
sein. Die Synchronisation zwischen Meßsignal und Vergleichssignal kann mittels bekannter Synchronisierschaltungen
erfolgen, vorausgesetzt, daß das Bildungsgesetz für das Mcßsignal, wie z. B. bei einem Pseudozuiaiissignai,
bekannt ist. Durch die räumliche Trennung
von Vergleichssignalgenerator und Meßsignalgenerator wird auf einfache Weise eine Streckenmessung möglich.
Soll eine Schleifenmessung durchgeführt werden, bei der das vom Meßsignalgenerator ausgesandte Meßsignal
in einer schleifenartigen Streckenführung wieder an den Sendeort zurückgeführt wird, so kann der Meßsignalgenerator
gleichzeitig als Vergleichssignalgenerator verwendet werden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Anzeige für die Verstärkung in Absolutwerten
oder auf einen Nennwert bezogen geeicht ist und die Anzeige für die Laufzeit in einer Bezugsmessung auf
»Null« setzbar ist und Laufzeitunterschiede anzeigt. Bei einer beliebig wählbaren Frequenz werden Vergleichssignal und das empfangene Meßsignal (Ausgangssignal
des Vierpols) so synchronisiert, daß kein Laufzeitunterschied zwischen den beiden Signalen besteht Es können
so dann eventuell auftretende Laufzeitunterschiede bei anderen Frequenzen bezüglich der der Bezugsmessung
zugrundeliegenden Frequenz festgestellt werden. In der Praxis interessieren absolute Laufzeitunterschiede meistens
nicht, sondern nur die frequenzabhär.gigen relativen Laufzeitunterschiede.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäöen
Verfahrens,
F i g. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem das Vergleichssignal empfangsseitig aus dem empfangenen
Signal durch Regeneration abgeleitet wird und
F i g. 3 ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Abgleich automatisch mittels eines Microcomputers erfolgen
kann.
Die in F i g. I dargestellte Schaltungsanordnung bcsieht aus einem Pseudozufallsgenerator 1, einem zu untersuchenden
Vierpol 2, der z. B. ein Nachrichtenübertragungssystem sein kann, einem einstellbaren Verstärker
3, einem einstellbaren Laufzeitglied 4, einem Differenzverstärker 5 und einem Meßgerät 6. Das sendeseitig
im Pseudozufallsgenerator 1 erzeugte Pseudozufallssignal P wird dem Eingang des Vierpols 2 und gleichzeitig
dem Laufzeitglied 4 zugeführt. Das als Meßsignal dienende Pseudozufallssignal wird im Vierpol 2 entsprechend
seiner Übertragungseigenschaften beeinflußt.
Das Ausgangssignal P' des Vierpols 2 wird dann dem Verstärker 3 zugeführt, dessen Verstärkung mittels eines
Einstellorgans V einstellbar ist. Ausgangsseitig speist der Verstärker 3 den Eingang A des Differenzversiärkeib
5. fviii dem Laufzcitglicd 4, das ebenfalls mit
dem Pseudozufallssignal P gespeist wird, kann dieses Signal mittels des Einstellorgans Δ r\n seiner Laufzeit
verändert werden. Der Ausgang des Laufzeitgliedes 4 ist mit dem Eingang B des Differenzverstärkers 5 verbunden.
Ausgangsseitig speist der Differenzverstärker 5 das Meßgerät 6, welches ein auf Breitband- oder Selektiv-Messung
umschaltbarer Pegelmesser ist. Zu diesem Zweck enthält das Meßgerät 6 einen Umschalter 7, ein
durchstimmbares Filter 8, einen Effektivwertgleichrichter 9 und eine Anzeigevorrichtung 10. Je nach Schalterstellung
des Umschalters 7 kann z. B. eine selektive oder breitbandige Messung des Differenzsignals D erfolgen.
In der eingezeichneten Schalterstellung wird das Differenzsignal D dem Filter 8 zugeführt, dessen Mittenfrequenz
mittels einer Einstellvorrichtung F verschiebbar ist. Das Filter 8 kann dabei als einstellbares Begrenzungs-
und Bewertungsfilter ausgeführt sein. Selbstverständlich kann auch eine Umschaltungsmöglichkeit für
verschiedene Bandbreiten vorgesehen sein, wie sie bei bekannten Pegelmessern gegeben ist. In der hier nicht
eingezeichneten Schalterstellung erfolgt die breitbandige Messung.
Für den Abgleich auf ein minimales Differenzsignal D wird die Anzeige an der Anzeigevorrichtung 10 beobachtet,
während an den Einstellorganen Vund Δ τ abgeglichen wird. Die an den Eingängen A und B des Differenzverstärkers
5 anliegenden Signale haben dann gleiche Amplitude und sind gegeneinander nicht phasenverschoben.
An den Einstellorganen V und Δ τ kann die dazu notwendige Verstärkung Vbzw. Laufzeitänderung
Δ ν abgelesen werden. Bei Abgleich auf Minimum entsp-icht
die Anzeige an der Anzeigevorrichtung 10 den übrigen Verzerrungsanteilen, die vom Vierpol 2 verursacht
werden.
Bei dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Meßsender 1 ein Pseudozufallsgenerator, der den zu messenden Vierpol 2 speist Vom Ausgang des Vierpols wird empfangsseitig das Vergleichssignal VS abgeleitet Zu diesem Zweck wird das Ausgangssigna] P'des Vierpols 2 einer Synchronisiereinrichtung 11 zugeführt, die ausgangsseitig mit einem Vergleichssignaigenerator 12 verbunden ist Eine Laufzeitverschiebung des vom Vergleichssignaigenerator 12 erzeugten Vergleichssignals VS wird durch eine entsprechende Einstellung der Laufzeit ran dem dafür vorgesehenen Einstellorgan Δ τ bewirkt Damit kann die dem Vergieichssignalgenerator 12 zugeführte Taktfrequenz fr zeitlich verschoben werden. Die Regeneration und Synchronisation des Vergleichssignals, abgeleitet aus dem empfangenen Signal
Bei dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Meßsender 1 ein Pseudozufallsgenerator, der den zu messenden Vierpol 2 speist Vom Ausgang des Vierpols wird empfangsseitig das Vergleichssignal VS abgeleitet Zu diesem Zweck wird das Ausgangssigna] P'des Vierpols 2 einer Synchronisiereinrichtung 11 zugeführt, die ausgangsseitig mit einem Vergleichssignaigenerator 12 verbunden ist Eine Laufzeitverschiebung des vom Vergleichssignaigenerator 12 erzeugten Vergleichssignals VS wird durch eine entsprechende Einstellung der Laufzeit ran dem dafür vorgesehenen Einstellorgan Δ τ bewirkt Damit kann die dem Vergieichssignalgenerator 12 zugeführte Taktfrequenz fr zeitlich verschoben werden. Die Regeneration und Synchronisation des Vergleichssignals, abgeleitet aus dem empfangenen Signal
ίο
P\ kann in bekannter Weise erfolgen, da es sich hier um
Pseudozufallssignale handelt deren mathematisches Bildungsgesetz bekannt ist. Der Abgleich auf ein minimales
Differenzsignal D erfolgt liier in gleicher Weise wie bei F i g. I beschrieben.
Bei Schleifenmessungen kann, wie dies in Fig.2 gestrichelt
dargestellt ist, die einstellbare Synchronisiereinrichtung 111 au.;h unmittelbar an dem Ausgang des
Meßsenders I angeschlossen sein.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ergibt sich in \o
der mit F i g. 3 dargestellten Schaltungsanordnung, bei der der Abgleich auf ein minimales Differenzsignal D
über einen Microcomputer 13 automatisch erfolgen kann. Zu diesem Zv/eck gibt das Meßgerät 6 ein dem
Differenzsignal D entsprechendes Signal an den Microcomputer 13, der ausgangsseitig mit dem Verstärker 3
und der Synchronisiereinrichtung 11 verbunden ist. Die
Verstärkung des Verstärkers 3 und die zeitliche Verschiebung der Taktfrequenz /V «r Synchronisierschaltung
U sind elektronisch einstellbar. Bei abgeschlossenem Abgleichvorgang können die Verstärkung V und
die Laufzeitänderung Δ ran dafür vorgesehenen Anzeigevorrichtungen
14 und 15 abgelesen werden. Die Anzeige kann dabei aus den für die Einstellung der Verstärkung
und Laufzeit notwendigen Steuersignale abgeleitet sein. Wird der Abgleich vom Microcomputer in konstanten
Abgleichschritten vorgenommen, so kann auch die Zahl der Abgleichschritte an einer mit dem Microcomputer
13 verbundenen Anzeigevorrichtung 16 zur Anzeige gebracht werden. Mit den an den Ausgängen
der Pseudozufallssignalgeneratoren 1 und 12 vorgesehenen Filter 17 und 18 können frequenzbewertete Messungen
durchgeführt werden. Soll z. B. die Übertragung in einem Sprachkanal eines Übertragungssystems 2 untersucht
werden, so ist zweckmäßig, die Filter 17 und 18 auf die dem Sprachkanal entsprechende Bandbreite einzustellen.
An den Einstellmitteln 19 und 20 können die Filter 17 und 18 auf die jeweils gewünschte Bandbreite
eingestellt werden.
Durch die Verwendung eines Pseudozufallssignals. dessen Bildungsgesetz bekannt ist, läßt sich eine völlige
Trennung von Meßsender t and Meßempfänger 21 erreichen. Der Meßempfänger 21 enthält dabei sämtliche
Einrichtungen, die zur Erzeugung des Vergleichssignals VS und zur Auswertung des zu messenden Vierpolausgangssignals
P' erforderlich sind. Streckenmessungen sind dadurch problemlos möglich.
Der Meßempfänger 21 kann auch zusätzlich zu einem an sich bekannten Fehlerhäufigkeitsmesser ergänzt
sein, der dem empfangenen Signal periodisch Proben entnimmt und feststellt, ob diese Proben innerhalb vorgegebener
Toleranzgrenzen liegen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
55
60
Claims (31)
1. Vierpol-Meßverfahren zur Messung der Übertragungseigenschaften
Dämpfung und Laufzeit eines Vierpols, bei dem ein Meßsignal dem Eingang
des Vierpols zugeführt wird und bei dem ein Differenzsignal zwischen dem zeitlichen Verlauf eines
Ausgangssignals des Vierpols und dem zeitlichen Verlauf eines Vergleichssignals, das aus dem Meßsi- ι ο
gnal durch eine Laufzeitänderung Δ r und eine Amplitudenänderung
(Dämpfungs- oder Verstärkungsänderung aä) abgeleitet wird, durch entsprechende
Einstellung von Δ τ und Δα auf ein Minimum gebracht
wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur zusätzlichen Gewinnung einer ein pauschales
Maß der nicht entzerrbaren frequenzabhängigen Verzerrungen von Laufzeit und Dämpfung angebenden
Meßgröße als Meßsignal ein Mehrfrequenzsignal mit zeitlich periodischem Verlauf verwendet
wird, dessen Frequenzkomponenten etwa gleiche Amplituden und feste gegenseitige Phasenbeziehungen
aufweisen, und daß die zum Minimumabgleich erforderlichen Einstellwerte von Δ r und Δα angezeigt
werden und der Wert des verbleibenden Minimums des Differenzsignals als i:ffektivwert oder
Quasieffektivwert angezeigt wird.
2. Meßverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Meßsignal (P) und das Vergleichssignal (VS) Pseudozufallssignale sind.
3. Meßverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das & ießsiguJ (P) und das Vergleichssignal
(VS) jeweils ic. gleicher Weise im Zeitverlauf gerundet und im Frequen. verlauf bandbegrenzt
werden.
4. Meßverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitudenänderung
durch eine Verstärkung (V) oder Dämpfung des Ausgangssignals (P') und die Laufzeitänderung
(Δ τ) am Vergleichssignal (VS) vorgenommen
wird.
5. Meßverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung
(V) und die Laufzeitänderung (Δ r) manuell und/oder elektronisch einstellbar sind.
6. Meßverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufzeit-
(Δ r) und Amplitudenänderung (JV) in jeweils gleichen
Abgleichschritten erfolgen.
7. Meßverfahren nach einem der vorherigen An-Sprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Abgleich automatisch erfolgt.
8. Meßverfahren nach dnem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Vergleichssignal (VS) vom Meßsignal (P) abgeleitet
wird.
9. Meßverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergleichssignal
(VS) vom Ausgangssignal (P') des zu messenden Vierpols (2) abgeleitet wird.
10. Meßverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß das Mcßsignal
(P) und das Vergleichssignal (VS) frequenzbewertet sind.
11. Meßverfahren nach einem der vorherigen An- f>
> sprüche. dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der
Laufzeit (r) oder zusätzlich zur Laufzeit (r) die Phase
qi = ω rder jeweils erfaßten Spektrallinic mit der
Kreisfrequenz ω zur Anzeige gebracht wird.
12. Meßverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich das »Breitbandgeräusch« dadurch erfaßt wird, daß am
Ausgangssignal des Verstärkers (3) oder des Differenzverstärkers (5) im Rhythmus der Periode des
Pseudozufallssignals (7 bzw. VXJ Signalproben entnommen
werden, deren Schwankung ausgewertet wird.
13. Meßverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Differenzsignal
(D) nur zu bestimmten Zeitpunkten, die etwa einem Abtastzeitpunkt eines bekannten Datenübertragungssystems
entsprechen, gebildet wird.
14. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Meßverfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei ein zu messender Vierpol an seinem Eingang mit dem Ausgang eines Meßsignalgenerators
verbunden ist und der Ausgang des Vierpols einen Meßempfänger speist, dadurch gekennzeichnet, daß
der Meßempfänger (21) einen Differenzverstärker (5) enthält, dem an seinen beiden Eingängen (A, B)
einerseits das empfangene Ausgangssignal (P') des Vierpols (2) und andererseits ein dem Meßsignal (P)
entsprechendes Vergleichssignal (VS) zugeführt ist, wobei diese beiden Signale, die vorzugsweise Pseudorandornsignale
sind, mittels definiert einstellbarem Verstärker (3) und Laufzeitgiied (4) an geeichten
Einstellmitteln (V, Δ τ) auf gleiche mittlere Amplitude und Laufzeit einstellbar sind, und daß das am
Ausgang des Differenzverstärkers (5) auftretende Differenzsignal (D) von einem Meßgerät (6) angezeigt
wird (F i g. 1).
15. Schaltungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der einstellbare Verstärker
(3) das Ausgangssignal (P') des Vierpols (2) verstärkt und dem ersten Eingang (Λ,/des Differenzverstärkers
(5) und das einstellbare Laufzeitglied (4) das von einem Vergleichssignalgenerator (12) erzeugte
Vergleichssignal (VS) beeinflußt und dem zweiten Eingang (B) des Differenzverstärkers (5) zuführt
(Fig. 2).
16. Schaltungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (3) und
das Laufzeitgiied (4) elektronisch von einem Microcomputer (13) einstellbar sind, der mit dem Differenzsignal
(D') als Führungsgröße beaufschlagt ist und dieses auf ein Minimum regelt.
17. Schaltungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet, daß das Vergleichssignal (VS) über ein steuerbares Breitband-Laufzeitglied (4),
dessen Ausgang mit dem Differenzverstärker (5) verbunden ist, von einem Ausgang des Meßsignalgenerators
(1) abgenommen ist (F ig. 1).
18. Schaltungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß bei Benutzung von Pseudozufallssignalen
(P und VS) das einstellbare Laufzeitglied (4) eine vom Ausgangssignal (P)des Meßsignalgenerators
(1) oder vom Ausgangssignal (P')dcs Prüflings (2) beaufschlagte einstellbare Synchronisiereinrichtung
(U) und ein von deren Ausgangssignal getakteter, das Vergleichssignal (VS)erzeugender
Vergleichssignalgenerator (12) ist (F i g. 2).
19. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung
des Verstärkers (3) und des Laiifzeitgliedes (4) bzw. der Synchronisiereinrichtung (11) an Ein-Stellorganen
(V. Δ r) erfolgt, die mit Anzeigen vcr-
tmnden sind, die für die jeweils eingestellte Verstärkung
(V) und Laufzeit (r) in Absolutwerten geeicht sind (F ig. 1,2 und 3).
20. Schaltungsanordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige für die Ver-Stärkung
(V) in Absolutwerten oder auf einen Nennwert bezogen geeicht ist und die Anzeige für die
Laufzeit (τ) in einer Bezugsmessung auf Null setzbar ist und Laufzeilunterschiede (A r) anzeigt
21. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang
des Vergleichssignalgenerators (12) und einem Eingang des Differenzverstärkers (5) ein das Vergleichssignal
(VS) im Zcitverlauf rundendes und im Frequenzverlauf bandbegrenzendes Filter (18) eingeschaltet
ist, das einem gleichartigen, dem Prüfling (2) vorgeschalteten Filter (17) entspricht (F i g. 3).
22. Schaltungsanordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Filter (17, 18)
ein- und ausschaltbar und/oder in ihrem Frequenzbereich
umschaltbar sind (F i g. 3).
23. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß dem
Meßgerät (6) ein einstellbares Begrenzungs- und Bewertungsfilter (8) vorgeschaltet ist (F i g. 1).
24. Schaltungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der zu messende Vierpol
(2) aus dem eigentlichen Prüfobjekt, einem vorgeschalteten Meßmodulator und einem nachgeschalteten
Meßdemodulator besteht.
25. Schaltungsanordnung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Modulator Bestandteil
des Meßsenders (1) und der Demodulator Bestandteil des Meßempfängers (21) ist
26. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüehe 14 bis 25,dadurch gekennzeichnet, daß die Taktfrequenz
(fr) der Pseudozufallssignale (VS und P) und bzw. oder die Länge ihrer Muster(= Musterperiode
= Kehrwert der Wiederholfrequenz) umschaltbar sind.
27. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiederholfrequenz
des Meßsignals (P) harmonisch zum Sprachkanalabstand einer zu messenden Übertragungsstrecke
(2) ist.
28. Schaltungsanordnung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiederholfrequenz
der TV-Zeilenfrequenz entspricht.
29. Schaltungsanordnung nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß ein überhöhter Impuls
synchron zur Wiederholfrequenz eingeblendet ist.
30. Schaltungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät (6) zu einem
an sich bekannten Fehlerhäufigkeitsmesser ergänzt ist.
31. Schaltungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät (6) ein Selektiv-
und/oder Breitband-Pegelmesser ist.
60
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