DE3223563A1 - Verfahren und anordnung zur charakterisierung eines systems durch spektralanalyse - Google Patents

Description

23. Juni 1982 111/72

Eco.le Superieure d ' Electrici te Enertec S.A.

Plateau du Moulon 12, Place des Etats-Unis

F-91190 Gif sur Yvette ■ F-92542 Montrouge

Verfahren und Anordnung zur Charakterisierung eines Systems durch Spektralanalyse "

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Charakterisierung eines Systems durch Spektralanalyse.

Auf dem Gebiet der elektronischen Meßgeräte sind bereits mehrere Analysenverfahren zur Bestimmung der Charakteristika linearer und nicht-linearer Systeme vorgeschlagen worden.

Zu den linearen Systemen gehören hauptsächlich die harmonische Analyse, die Analyse mittels flüchtiger Impulse und die Analyse mittels Rauschen.

Bei der harmonischen Analyse wird ein sinusähnliches Signal am Eingang und am Ausgang des Systems nach Amplitude und Phase miteinander verglichen, wobei die Frequenz des Signals in einem vorgegebenen Bereich verschoben ist. Diese Methode

23. Juni 1982 111/72

- JBT -

wird sehr vielfältig angewandt, und zwar nicht nur auf dem Gebiet der' Elektrizitat, sondern auch in der Mechanik, Hydraul.! k e'tc .

Die Analyse mittels flüchtiger Impulse besteht darin, einen Impuls zu erzeugen und zu beobachten, wie das zu untersuchende System diezeitliche oder die Form des Spektrums verändert. Anwendungen finden statt bei der Messung der · Anstiegszeit, der Verzögerungszeit, der Resonanzen etc., und zwar mittels Rechtecksignalen, deren Dauer im Verhältnis zu der zu messenden Zeit lang ist, und bei der. Messung von Spektren in breiten Frequenzbereichen, in^dem man einen sehr kurzen, wiederkehrenden- Impuls verwendet, wie dies bei temporären Netzwerken der Fall ist.

Bei der Analyse mittels Rauschen ist das. verwendete Signal ein Zufallssignal (Rauschen) oder ein Pseudo-Zuf allssi gnal., wobei die Analyse durch Korrelation der Signale am Eingang und am Ausgang deszu untersuchenden Systems erfolgt. Dieses Verfahren wird vor allem bei der Analyse von übertragungsfunktio'nen bei der Automatisierung auf dem Gebiete niedriger und sehr niedriger Frequenzen angewandt.

Die Analyse mittels Rauschen ermöglicht die Untersuchung des Systems unter Bedingungen, die.den tatsächlichen Betriebs· bedingungen angenähert sind, während die harmonische Analyseein begrenztes Signal im Spektralbereich verwendet und die Analyse mittels flüchtiger Impulse ein begrenztes Signal im zeitlichen Bereich verwendet. Fallsdas Analysenverfahren mittels Rauschen zu realistischen Ergebnissen führen soll, besitzt es immerhin den Nachteil, daß' es eine Fourier-Transformation erforderlich macht, um von der gemessenen

23. Juni 1982 111/72

Impulsantwort bis zur Übergangsfunktion nach Modul und Phase zu reichen.

Soweit dies die nicht-!inearen Systeme betrifft wird die • Auswertung der nicht-linearen Meßsignale im allgemeinen dadurch bewirkt, daß man in Abhängigkeit von der am Eingang aufgegebenen Leistung die durch das System erzeugte . Leistung bei einer Frequenz oder in einem Frequenzbereich

mißt, in dem das Eingangssignal keinerlei Leistung erzeugt. Die angewandten Verfahren beruhen auf der Analyse eines Signals oder zweier Signale und auf der Analyse mittels Rauschen.

Die Analyse eines Signals besteht darin, daß man auf das System ein sinusähnliches Signal aufgibt und entweder die Amplituden der Harmonischen am Ausgang mißt (WeIlenanalysator), oder das Leistungsverhältnis bzw. das Verzerrungsmaß (Distorsiometer)

Im Fall der Analyse mittels zweier Signale ist das Eingangssignal die Summe zweier sinusähnlicher Signäle .unterschiedlicher Frequenzen, und die Messung beruht gleichfalls auf der Amplitude oder auf der gesamten oder teilweisen Leistung des Signals am Ausgang, wobei die Messung die linearen Kombinationen der beiden Frequenzen des Eingangssignals enthält.

Die Analyse mittels Rauschen von nicht-linearen Systemen besteht in der Messung des Verhältnisses der Rauschpegel (oder des NPR, d.h. "_Noise JPower R_atio"). Zu diesem Zweck wird die Leistung am Ausgang des nicht-linearen Systems in einem schmalen Ausschnitt des Bandes gemessen, während das System über das gesamte Band mit einem gleichförmigen weißen Rauschen

L. -J O U Ο

23. Juni 1982 111/72

beaufschlagt wird und anschliessend mit einem weißen Rauschen, das über das gesamte Band gleichförmig, jedoch in dem gemessenen Ausschnitt gedämpft ist.

Wie bereits vorstehend im Zusammenhang mit den linearen Systemen ausgeführt, reiht die Analyse mittels Rauschen das zu untersuchende System in die Bedingungen realistischer Messungen ein, ermöglicht jedoch, nicht die Analyse mittels eines Signals oder zweier Signale. Bei der Durchführung der Analyse nicht-1inearer Systeme durch die NPR-Methode sind jedoch immerhin Schwierigkeiten bei der Herstellung . von Bandschnittfiltern mit einem engen Bandausschnitt (Spaltfilter); bei der Genauigkeit der Rauschmessungen und bei der Meßzeit anzutreffen, die der Breite des Bandausschnitts umgekehrt proportional ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Analysenverfahren anzugeben, das einerseits die Kombination der bestehenden Analysenverfahren ermöglicht, in—dem die Wirklichkeitstreue der Analyse mittels Rauschen mit der Genauigkeit der Spektralanalyse vereinigt wird, und das andererseits ebenso gut bei linearen Systemen wie bei nichtlinearen Systemen anwendbar .ist.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem eingangs beschriebenen Verfahren erfindungsgemäß durch folgende Schritte:

- Erzeugung eines Pseudo-ZufalIs-Meßsignals, dessen Spektrum aus Linien vorgegebener Frequenzen besteht, die einen Abstand voneinander haben,

- 11 -

23. Juni 1982 1 1 1/72

- Verwendung des Meßsignals in dem zu charakterisierenden System,

- Auswahl einer oder, einzeln nacheinander, mehrerer Spektrallinien des Meßsignals und für die oder jede ausgewählte Linie Durchführung eines Vergleichs nach Phase und ■Amplitude zwischen Eingang und Ausgang des Systems, und

- für ein nicht-lineares System, Unterdrückung einer oder, einzeln nacheinander, mehrerer Spektral 1inien des Meßsignals und für die oder jede ausgewählte Linie, die am Eingang des Systems unterdrückt wird, Messung der Phase und/oder der Amplitude der entsprechenden Linie am Ausgang des Systems.

Zahlreiche Vorteile des erfindungsgemäßen Meßverfahrens ergeben sich aus den folgenden Erörterungen und/oder von selbst.

Das Meßsignal enthält eine praktisch ebenso reiche Information wie das Signal eines weißen Rauschens, jedoch kann diese Information viel leichter ausgewertet werden, als im Fall des weißen Rauschens, denn das Pseudo-ZufalIs-Signal ist determinierend,, reproduzierbar und besitzt ein diskretes Spektrum (kein Signal zwischen den Linien).

Die Analyse des Systems wird Zeile für Zeile genau durchgeführt, was ebenso genaue Messungen ermöglicht wie diejenigen, die durch die herkömmliche Spektralanalyse erhalten werden, jedoch unter günstigeren Bedingungen, weil die Messung bei einer Frequenz beim Vorhandensein aller anderen Linien durchgeführt wird.'

Darüberhinaus ist im Falle der Analyse eines nicht-linearen

- 12 -

>J L· L·

23. Juni 1982 111/72

Systems die Unterdrückung einer Linie, die einen gewissen Abstand von benachbarten Linien, eine bekannte Frequenz sowie eine leicht messbare Amplitude und Phase hat, eine leichter ausführbare Operation, als.die Herstellung eines Spaltfilters für die NPR-Analyse.

Gemäß .einer Besonderheit des erfindungsgemäßen Verfahrens ist mindestens eine der Kenngrößen des Meßsignals regelbar, wie beispielsweise der überstrichene Frequenzbereich, die Anzahl der Linien, deren Abstand und Amplitude, woraus sich ■ ein zusätzlicher Vorteil gegenüber der Anwendung des weißen Rauschens ergi bit.

Eine wiederum besonders vorteilhafte weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist gemäß der weiteren Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß für .jede ausgewählte· Li ni e ·

- Ein Erkennungssigna 1 mit gleicher Frequenz wie derjenigen der Linie mit vorgegebener Amplitude und veränderbarer Phase erzeugt wi rd,

- das Erkennungssignal dem Meßsignal am Eingang des Systems überlagert wird, die Phase des Erkennungssignals in der

Weise geregelt wird, daß sie praktisch mit derjenigen der .ausgewählten Linie am Eingang des Systems · übereinstimmt, und ein Wert gemessen wird, der die Amplitude der ausgewählten Linie am Eingang des Systems darstellt, b - das Erkennungssignal dem Ausgangssignal des Systems überlagert wird, die Phase des Erkennungssignals erneut in der Weise geregelt wird, daß sie praktisch mifderjenigen der ausgewählten Linie' am Ausgang des Systems übereinstimmt, und

- 13 -

23. Juni 1982 111/72

ein Wert gemessen wird, der die Amplitude der ausgewählten Linie am Ausgang des Systems darstellt und

- die Regelgrößen der Phase des Erkennungssignals und die Größen, die die Amplitude der ausgewählten Linie am Eingang und am Ausgang des Systems darstellen, aufgezeichnet werden.

Außerdem^werden die Messungen,- die sich auf jede ausgewählte Linie beziehen, durch Erkennung des Synchroni s.ationszus tandes durchgeführt.

Eine wiederum besonders vorteilhafte Ausgesta.ltungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist gemäß der weiteren Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß für jede zu unterdrückende Linie

- ein Unterdrückungssignal erzeugt wird, dessen Frequenz gleich demjenigen der zu unterdrückenden Linie ist und dessen Amplitude und Phase regelbar sind, das Unterdrückungssignal dem Meßsignal am Eingang des Systems überlagert wird, die Phase des Unterdrückungssignals in der Weise geregelt wird, daß sie in Phasenopposition mit derjenigen der zu unterdrückenden Linie liegt, und die Amplitude des Unterdrückungssignals inder Weise eingestellt wird, daß sie mit derjenigen der zu unterdrückenden Linie übereinstimmt.

Der Findung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, die im Stande ist, das vorstehend beschriebene Verfahren durchzuführen. ■ .

Eine derartige Vorrichtung ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

_ ι /ι _

23. Juni 1982 Γ1 1/72

- VC-

- Einen Signal genera tor für die Erzeugung eines Pseudo-Zufalls-Meßsignais für die Eingabe in das .zu charakterisierende System, dessen Spektrum aus Linien vorgegebener Frequenzen und mit einem Abstand voneinander besteht, - einen Linienauswahlbaustein mit Meßeinrichtungen (Mischer, Tiefpassfilter, A/D-Wandler) für die Erzeugung von Größen für eine jede der aus dem Meßsignal ausgewählten Spektral linien, welche Größe die Amplituden der Linie am Eingang und am Ausgang des Systems und die Phasenver-Schiebung der Linie zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Systems darstellen, und

- einen Linienunterdrücker für die Auslöschung einer vorbestimmten Spektral 1 i nie aus dem Meßsignal,· welches am Eingang des Systems ansteht.

Weitere Besonderheiten und Vorteile des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Fi guren 1 bis 1 1 .

Es zei gen : . ■ '

Figur 1 ein allgemeines Schaltschema,

Figur 2 . ei η.detai11ierteres Schaltschema eines

Ausführungsbeispiels eines Generators für Pseudo-Zufal1s-Signale , der Teil der Anordnung gemäß Figur 1 ist,

Figur 3 ein detaillierteres Schaltschema des

Linienauswahlbausteins gemäß Figur 1, ■

- 15 -

"23. Juni 1.982 11 1/72

Figur 4 ein Zeitdiagramm für die Erläuterung

der Regelung der Phase des Auswahlsignals im Linienauswahl baustein gemäß Figur 3,

5- Figur 5 ein detaillierteres Schaltschema des

Linienunterdrückers, der Teil der Vorrichtung nach Figur 1 ist,

afc

Figur 6 ein Schaltschema eines Ausführungsbei

spiels einer Schaltung für die Regelung des Phasenendes des Unterdrückungs

signals in dem Linienunterdrücker gemäß . Figur 5, .

Figur 7 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der .

Wirkungsweise der Schaltung zur Regelung des Phasenendes gemäß Figur 6,

Figur 8 ein Schaltschema eines Ausführungsbei

spiels einer Schaltung zur Steuerung der Amplitude des Unterdrückungssignals im Linienunterdrücker gemäß Figur 5, und

Figuren 9 bis 11 Signalf1ußbi!der für den Ablauf der

Operationen in der Vorrichtung gemäß Figur 1.

In dem Analysengerät gemäß Figur 1 besitzt eine Generatoreinheit 10 einen Steuersender 11, der einerseits mit einem Signalgenerator 12 für die Erzeugung eines Pseudo-Zufa11s-Signals und andererseits mit einem Frequenzgenerator 13 ver-

23. Juni 1982 111/72

- verbunden ist. Der Signalgenerator 12 erzeugt ein Meßsignal,, welches am Eingang des zu untersuchenden Systems Q, beispielsweise eines Vierpols, ansteht. Das Meßsignal ist ein Pseudo-ZufalIs-Signal, dessen Spektrum aus Linien vorgegebener Frequenzen besteht, die einen Abstand voneinander aufweisen. Bevorzugt sind verschiedene Parameter des Meßsignals regelbar, wie der überstrichene Frequenzbereich, Anzahl, ^Abstand und Amplitude der Linien. Der Frequenzgenerator 13 liefert bestimmte feste Frequenzen und eine . Frequenz in Bezug auf eine der ausgewählten Spektral 1inien des Meßsignals.

•Eine Meßeinheit enthält einen Linienauswahlbaustein 20 und einen Li nienunterdrlicker 30,

Der Linienauswahlbaustein 20 dient zur Auswahl einer vorgegebenen Spektral 1inie und zur aufeinanderfolgenden Messung dieser Linie am Eingang und am Ausgang des Systems Q nach Amplitude und Phase. Im Fall linearer Systeme erhält man auf diese Weise die folgenden Kenngrößen des Systems bei einer Frequenz f. der ausgewählten Linie: Die Amplitude Ar.: am Eingang, die Amplitude Ας., am Ausgang und die Phasenverschiebung φ. zwischen Eingang und Ausgang, aus denen man' die übertragungsfunktion gewinnt:

A
A_Ei

Wie sich aus den nachfolgenden Ausführungen ergibt, werden die Messungen durch Erkennung des Synchronisationszustandes mittels eines Synchronisationserkennungssignals durchgeführt,

- 17 -

23. Juni 1982 111/72

das eine Frequenz f. und eine Phase aufweist, die in der Weise gesteuert werden, daB sie mit derjenigen der ausgewählten Linie übereinstimmen.

Der Linienunterdrücker 30 wird für Messungen zur Bestimmung eines nicht-linearen Systems Q angewandt. Die Unterdrückung einer Linie mit der vorgegebenen Frequenz f. wird bewirkt, in-dem ein Unterdrückungssignal erzeugt wird, das die gleiche Frequenz* und Amplitude wie das zu unterdrückende Signal aufweist, jedoch in Phasenopposition zu diesem steht. Das Unterdrückungssignal wird zum. Meßsigr>al am Eingang des Systems addiert, während die Amplitdue und die Phase der Linie mit der Frequenz f. am Ausgang des Systems gemessen werden.

Eine Steuer- und Speichereinheit 60- besitzt einen Mikroprozessor 61 mit zugehörigen Speichern 62. Die Einheit 60 • ermöglicht eine Steuerung der Parameterauswahl des Meßsignals und der Meßmethode (lineares oder nicht-lineares System) durch einen manuellen oder ferngesteuerten Auswahlbefehl, die Steuerung des Ablaufs der Meßfolgen, die Speicherung von Zwischenergebnissen oder endgültigen Meßergebnissen und die Anzeige und/oder übertragung der Ergebnisse zu einem Rechner.

Die verschiedenen Bauelemente der Analyseneinrichtung werden nachfolgend im Detail erläutert.

Für den Signalgenerator 12 für die Erzeugung von Pseudo-ZufalIs-Signalen wird eine Einrichtung verwendet, die aus einem programmierbaren Generator 14 besteht, der binäre pseudozufällige Sequenzen erzeugt und von dem Steuersender 11 ge-

- 18 -

tm fm V V V! V»

23. Juni 1982 111/72

- vert wird sowie aus einem Digitalfilter 15, welches · das binäre Signal des Generators 14 empfängt und die Aufgabe hat, das binäre Signal in ein analoges Signal mit mehreren Pegeln und begrenzter Bandbreite umzusetzen und eine Impulsfolge gewünschter Form zu erzeugen, d.h. die spektrale Verteilung der Linien entsprechend den Wünschen zu formen, insbesondere dadurch, daß man die Linien im wesentlichen mit der Hüllkurve eines weißen Rauschens versieht. Ein solcher Pseudo-Zufal 1s-Generator ist für sich genommen bekannt. Man kann beispielsweise die Publikation von Reza Tahami, Gerad Atta!, Bernard Besnault, Jean-Claude Dany, Georges Seignier. und Antoine Sorba heranziehen, die den Titel trägt "Etude de la generation de signaux pseudo-aleatoires en haute-frequence" (Studie der Erzeugung pseudorzufal 1iger Hochfrequenz-Signale), erschienen im Juli 1978 in. Form eines Referats am Ende einer Studie innerhalb einer Forschung, die durch die "Delegation Generale a la Recherche Scientifique et Technique" finanziert wurde (Unterstützungsbes.chl uß Nr.

7.5-07-1055). '

Die binären Sequenzen, die nach Filterung das PseudoZufall s-Signal liefern, werden beispielsweise durch ein Schieberegister 14a mit k Positionen gebiIdet,' deren Eingang das Bit empfängt, welches durch ein Modulo-2-Addierglied 14b geliefert wird, dessen Eingänge ihrerseits mit den verschiedenen Positionen des Schi eberegi sters' verbunden sind. Die Verschiebung wird in einem Rhythmus durchgeführt, der durch den Steuersender 11 vorgegeben wird. Das erhaltene Pseudo-Zufal 1s-Signal besitzt ein Spektrum äquidistanter Linien

- 19 -

23. Juni 1982 111/72

Die Anzahl, die Frequenz, der Abstand und die Amplitude der Linien können verändert werden, in—dem die Frequenz des Steuersenders, die Anzahl der Positionen des Schieberegisters und die Eigenschaften des Digitalfilters verändert werden. Der durch einen solchen Generator überstrichene Frequenzbereich ist auf einige zig Megaherz begrenzt. Die Erzeugung eines Pseudo-Zufalls-Si gnals i.n einem Bereich höherer Frequenzen kann mittels einer bekannten Schaltung nach Figur 2 durchgeführt werden.

Zwei Pseudo-Zufalls-Generatoren G1 und G2, die beispielsweise dem vorstehend beschriebenen Generator 14 entsprechen, liefern Signale S1 und S2. Diese Signale werden in Multiplikatoren M1 und M2 mit zwei Trägern mit 90 Grad Phasenverschiebung kombiniert

.15 . Y₁ = Y cos 2-iif t

und

y₂ = Y sin 2-nf t

(Wobei Y eine Konstante ist). Die durch die Multiplikatoren gebildeten Signale werden in einem Summierer S addiert, dessen Ausgangssignal ein Pseudo-Zufalls-Signal mit der gesuchten hohen Frequenz· ist. Eine Schaltung gemäß Figur ist in der vorstehend- genannten Veröffentlichung beschrieben, und ein Verfahren für die Erzeugung eines Zufallssignals hoher Frequenz aus zwei Zufallssignalen mit niedrigerer Frequenz ist in der FR-PS 22 92 371 offenbart.

Figur 3 erläutert ein Ausführungsbeispiel des Linienauswahlbausteins 20. Dieser enthält eine Schaltung' 20a für die Er-

- 20 -

23. Juni 1982 111/72

-ZSr-

zeugung eines Erkennungssignals s,. mit der Frequenz f: der ausgewählten Linie und mit.einer Phase, die durch eine Meßschaltung 20b gesteuert wird.

Die Schaltung 20a empfängt vom Frequen.zgenerator 13 ein erstes. Rechtecksignal mit einer festen Frequenz F, , ein zweites-Signal mit einer festen Frequenz F₂ und.ein drittes Signal mit der einstellbaren Frequenz F + f. in Abhängigkeit von'der ausgewählten Linie. Das Signal mit der Frequenz F₁ ist auf den Eingang eines programmierbaren Frequenzteilers 21 aufgeschaltet, der ein Signal mit der Frequenz F. abgibt, wobei N eine einstellbare ganze Zahl

N .

ist. Das Frequenzsignal F. wird mit dem Frequenzsignal F₂

JT

in einem Mischer 22 gemischt, dessen Ausgangssignal durch ein Bandpassfilter 23 gefiItertwird, um ein.Signal mit der Frequenz r· F₁ zu erhalten. Dieses letzte Signal

² ir ' .

wird mit dem Frequenzsignal F + f. in einem Mischer .24 ge-' mischt, dessen Ausgangesignal in einem Filter 25 gefiltert wird, um das Signal mit der .Frequenz f. zu. erzeugen. Zu diesem Zweck ist die Einhaltung folgender Bedingung erforderlich:

^ £i) > f, bzw, F = F₂ -^-

Man wählt beispielhaft folgende Größen: F = 7,9 MHz; F₁ = 18 MHz; F₂ = 8 MHz und N =180. Um am Ausgang des Mischers 22 das Signal mit der Frequenz 7,9MHz vom Signal mit der Frequenz 8,1 MHz zu trennen, verwendet man als Filter 23 einen Phasenregelkreis, der wie an sich bekannt,

23. Juni 1982 111/72

-.VC-

einen spannungsgeregelten·Oszillator 23a aufweist, dessen Ausgangssignal nach Durchgang durch einen Verstärker 23b einem Mischer 23c aufgeschaltet ist, der unter anderem das Ausgangssignal des Mischers 22 empfängt. Der Ausgang des Mischers 23c ist über ein Tiefpassfilter 23d mit dem Steuereingang des Oszillators 23a verbunden. Der Ausgang dieses Oszillators bildet den Ausgang des Filters 23.

Die Veränderung der Phase des Erkennungssignals s .. wird unter Hinweis auf die Figuren 3.und 4 wie folgt durchgeführt:

Der programmierbare Frequenzteiler 21 wird durch einen numerischen Abwärtszähler gebildet, der am Anfang eines jeden Zyklus auf den Wert N (180) aufgeladen und im Rhythmus, des Frequenzsignals F. (18 MHz) abwärts gezählt wird. Bei jedem Nulldurchgang des Inhalts N des Abwärtszählers werden zwei Impulse I und I'. nacheinander erzeugt. Der Impuls I wird dem Mischer 22 zugeführt, und der Impuls I¹ steuert die Aufladung des Abwärtszählers auf den Wert N (180) für einen neuen Zählvorgang. Für die Herstellung einer Grund-Phasenverschiebung des Frequenzsignals F^ (100 kHz)

am Anfang eines jeden Zählabschnitts wird der Abwär'tszähler auf den Wert N + 1 (181) oder N - 1 (179) unter Berücksichtigung des gewünschten Vorzeichens der Phasenverschiebung aufgeladen. Am Ende dieses neuen Zählabschnitts. erscheint der Impuls I mit einer Grundverzögerung oder einer Grundvorei1ung von - 1 , die einer Grund-Phasenverschiebung

von - 360 ° entspricht, also - Z.° mit den gewählten numerischen

- 22 -

23. Juni 1982 11.1/72

Werten, und der Abwärtszähler wird erneut auf den Wert N aufgeladen. Auf diese Weise kann jede gewünschte positive oder negative Phasenverschiebung herbeigeführt werden, und zwar ein einziges Mal durch Veränderung des Wertes N um den erforderlichen Betrag im Verlauf eines Zählabschnitts, oder mehrfach durch Addition der Grund-Phasenverschiebung. Die Veränderung der Phase des Frequenzsignals F. wird

■ JT

vollständig übertragen durch, die übertragung auf das Signal s.. mit der Frequenz f.. · . ' · .

Die Meßschaltung 20b besitzt einen Mischer 26, der einerseits das Signal s,- mit veränderlicher Phase und andererseits entweder das am Eingang oder am Ausgang des Systems Q' anstehende Meßsignal empfängt, und zwar in Abhängigkeit von de.r Stellung eines elektronischen ,-Umschalters 27. "Das."■ · .' am Ausgang des Mischers 26 erzeugte Signal wird mi'tte,] s _" - ■'■■ ·■' · eines Tiefpassfilters 28 gefiltert, welches die kontinuierliche Komponente durchläßt.· Wenn die Amplitude des Signals s.. konstant ist, ist die kontinuierliche Komponente gleich CA. · cos γ³!, wobei C eine Konstante, A. die Amplitude der · ausgewählten Linie mit der Frequenz f. in dem Pseudo-ZufalIs-Signal am Eingang (Ar·) oder am Ausgangssignäl (Ac-) des Systems (je nach Stellung des Umschalters 27) und Φ. die Phasenverschiebung zwischen dem Signal s.. und demjenigen der Linie am Eingang (/^r,-) oder am Ausgang i^ci) des Systems Q ist. Die aus den Elementen 26 bis 28 bestehende Einheit bildet eine Synchronisationserkennungs" schaltung.

- 23 -

23. Juni 1982 111/72.

FIir die Charakterisierung eines linearen Systems wird der Umschalter 27 anfänglich in die Stellung I gebracht, in der er den Mischer 26 mit dem.Eingang des Systems Q verbindet. Die kontinuierliche Komponente C · A^. · cos V?.. am Ausgang des Filters 28 wird gemessen durch einen Analog-Digital-Wandler 29 in eine digitale Form umgesetzt und in der Steuer- und Speichereinheit 60 gespeichert. In Abhängigkeit von dem gespeicherten Wert dieser kontinuierlichen Komponente wird nachfolgend die Phase des Signals ■ s ..j " automatisch geregelt bis sie mit derjenigen der Linie mit der Frequenz f.. übereinstimmt. Die Komponente C · Ar·. COSf⁷F-J. ^nat alsdann ihren Maximalwert C · Ap., der gespeichert ist und der die Messung der Amplitude der Linie mit der Frequenz f. am Eingang des Systems dar-stellt. Der Umschalter 27 wird nachfolgend in die Position II gebracht, in der er den Mischer 26 mit dem Ausgang des Systems Q verbindet. Die gleichen Operationen werden durchgeführt, wodurch man die Informationen C- A^^ erhält und diejenigen, die sich auf die Linie mit der .

Frequenz f. am Ausgang des Systems beziehen. Wie bereits gesagt, kann man das System durch seine übertragungsfunktion .

charakterisieren, wobei φ- = γ~. - ¹ZV · ist. Die gleiche Reihe von Operationen kann nachfölgend für alle oder bestimmte Spektra 11iriien durchgeführt werden. Weitere Einzelheiten, die die Steuerung der Linienauswahlschaltung betreffen, gehen aus den Signalf1ußbiVdern der Figuren 9 und 10 sowie der weiter hinten zu findenden Beschreibung hervor

- 24 -

23. Juni 1982 111/72

Der Linienunterdrücker 30 gemäß Figur 5 wird für die Charakterisierung nicht-linearer Systeme eingesetzt. Diese Linienunterdrückung hat die Aufgabe, ein Unterdrückungssi gnal s . zu erzeugen, welches die gleiche Frequenz f· und die Amplitude A^. wie diejenige Linie aufweist, die aus dem am Eingang des Systems Q anstehenden Meßiignal als zu unterdrückende Linie ausgewählt wurde, wobei das betreffende Unterdrückungssignal jedoch in Phasenopposition - Ψν: steht. Die Funktionsweise des Lim'enunterdrückers kann als synchrone oder kohärente Sperrung bezeichnet werden.

Ebenso wie der Linienauswahlbaustein 20 empfängt der Linienunterdrücker 30 vom Frequenzgenerator die Frequenzsignale F., F₂ und F+f.. Eine Schaltung enthält einen programmierbaren Frequenzteiler 31 (Teilung durch N), einen Mischer 32 und ein Bandpassfilter 33 und liefert ein Signal mit einer Frequenz Fp - F. mit geregelter

Phasenlage. Die aus den Elementen 31, 32 un.d 33 bestehende Schaltung ist identisch mit der aus den.Elementen 21, 22 und 23 bestehenden Schaltung des Linienauswahlbausteins 20.· Das Frequenzsignal Fp - F." durchläuft nach-

einander eine Schaltung 40 für die Regelung des Phasenendes und eine Schaltung 50 für die Regelung der Amplitude,-bevor es an einem Eingang eines Mischers 34 ansteht. Der

?.^l5 andere Eingang dieses Mischers empfängt ein Signal mit der Frequenz F + f^. Sobald die Gleichheit F = F₂ - F₁ herge-

W stellt ist, liefert der Mischer 34 nach Filterung durch ein

23. Juni· 1982 . 111/72

Filter 35 ein Signal mit der Frequenz f.. Phase und Amplitude dieses Signals werden geregelt, damit dieses Signal das Unterdrückungssignal s . bildet, welches mittels eines Summierers 36 dem Meßsignal überlagert wird, welches von dem Signalgenerator 12 erzeugt wird, wenn ein elektronischer Umschalter 37 geschlossen ist (Position II) der zwischen dem Ausgang des filters 35 und dem Summierer 36 angeordnet ist. Infolgedessen steht am Eingang des Systems Q die Summe des Meßsignals und des Unterdrückungssignals an. Für die Regelung des Phasenen.des der Phase mit dem Signal der Frequenz Fg - F. und zur

N .

Regelung der Amplitude dieses Signals werden zwei Grossen verarbeitet, die für die Beziehungen

und .

^Ci ' ^AEi ' ^sin ^Ei repräsentativ sind,

und es werden die Amplitude und die Phase dieses Signals mittels der Schaltungen 40 und 50 verändert, bis die genannten Grossen eliminiert sind. Dabei ist C. die.Amp!itude des Signals s ·; Ar· ist die Amplitude der verbleibenden Linie mit der Frequenz f_i am Ausgang des Summierers 36, und Ψ c-i "ist die Phasenverschiebung zwischen dieser Linie und s ..

Das Signal am Ausgang der Schaltung 50 für die Regelung der. Amplitude ist mittels- eines Phasenschiebers um einen von Null verschiedenen Betrag, beispielsweise 90 Grad, phasenverschoben, dessen Ausgangssignal mit dem Frequenzsignal F + f.

- 26 -

23. Juni 1982 111/72

- Saeinen Mischer 38 gemischt wird. Das Ausgangssignal dieses Mischers wird in einem Filter 39 gefiltert um ein Signal s¹ . mit der Frequenz f . zu erzeugen, welches zum Signal s . um 90 Grad phasenverschoben ist.

Die für C. · A^ · sin 'Λ-· repräsentative Größe wird durch die Synchronisationserkennung zwischen dem Signal s' · und dem am Eingang des Systems Q anstehenden Signal hinter dem Sumnfierer 36 gebildet. Diese Synchronisationserkennung wird durch einen Mischer 41 bewirkt, dessen Ausgangssignal, mittels eines Tiefpassfilters 42 gefiltert wird, der die kontinuierliche Komponente der Beziehung C. '-Ar.: '· sin^ Fi durchläßt. Diese Komponente oder eine ihr entsprechende Spannung wird als Steuerspannung

der Schaltung 14 für die Regelung des Phasenendes aufgeschaltet.

Vorteilhaft wird eine erste Grobregelung der Phase mittels des Linienauswahlbausteins bewirkt wie dies weiter oben beschrieben ist, während der Li ni enunterdrjjcker nicht eingeschaltet ist, d.h. während sich der Unterbrecher 37 in der geöffneten Stellung I befindet. Die auf diese Weise bestimmte Phase Ψ^. wird· um 180 Grad verschoben und in den programmierbaren Frequenzteiler 31 einkopiert. Nachdem die Bestimmung von.fr-,· i"¹ Verhältnis zur Bezugsgröße gemäß dem Signal F. durchgeführt' worden ist, wird eine Voreilung der Phase des Signals s . um einen Wert herbei geführt,' der der in der Nähe von -¹P ei liegt, und zwar unter Berücksichtigung der Genauigkeit der Bestimmung von f_Ei durch den Liηienaüswahl baustein.

- 27 -

23. Juni 1982 1 11/72

Beim Betrieb des Unterdrückers, d.h. bei geschlossenem Unterbrecher 37, hat die Schaltung 14 die Aufgabe, das Phasenende zu regeln. Diesbezüglich wird auf die Figuren 6 und 7 verwiesen. Die Schaltung 40 besitzt gemäß Figur 6 eine monostabile Schaltung 43, die Impulse 11 von fester Dauer und mit der Frequenz F. - F^ erzeugt. Diese Impulse steuern

F".

einen Sägezahngenerator 44, dessen Impulse dem Eingang einer Vergleichsschaltung 45 auf geschaltet, sind. An einem anderen Eingang empfängt die Vergleichsschaltung 45 die Steuerspannung U_cvo . Sobald die Amplitude eines Sägezahns DSI die Spannung Up₁* überschreitet, erzeugt die Vergleichsschaltung 45 ein Signal, das eine zweite monostabile Schaltung 46 auslöst. Diese erzeugt alsdann einenlmpuls 12 von fester Dauer. Die Impulse 12 haben dieselbe Frequenz F₁ - F₂

wie die Impulse 11, sind jedoch im Verhältnis zu diesen um einen Betrag phasenverschoben, der innerhalb des vorgegebenen Regelbereichs während der Dauer eines Sägezahnimpulses DS1 der. Steuerspannung U-γ proportional ist. Auf diese Weise wird die Regelung der Phase bis zur Eliminierung der Komponente' C- · Ar· ' .cos ^f c- durchgeführt. Die Impulse 12 werden durch ein Bandpassfilter 47 gefiltert, welches auf die Frequenz F. - F eingestellt wird, um ein

sinusähnliches Signal S2 mit dieser Frequenz zu- erzeugen.

Die für Cj · A_£i · cos^_Ei repräsentative Größe wird durch die Synchronisationserkennung zwischen dem Signal s . und dem am Eingang des Systems Q anstehenden Signal hinter dem Summierer 36 erzeugt. Diese Synchronisationserkennung wird

-28 -

23. Juni 1982 111/72

durch einen Mischer 51 bewirkt, dessen Ausgangssignal mittels eines Tiefpassfilters 52 erzeugt wird, welches die kontinuierliche Komponente durchläßt, die für C-Ar- · ^cos "/r·,· repräsentativ ist. Diese Komponente wird einer vorgegebenen festen Spannung IL überlagert,'um die Steuerspannung IL« zu bilden, die der Schaltung 50 für die Regelung der Amplitude auf geschaltet ist.

Ein besonderes Ausführungsbeispiel der Schaltung 50 ist in Figur 8 dargestellt. Das Ausgangssignal des Filters 33 steht am Eingang einer Verstär.kerstufe 51 an, die durch einen Transistor T1 gebildet wird, dessen Verstärkungsgrad durch Beeinflussung seines dynamischen Belastuhgswiderstandes veränderbar ist, dessen Betriebspunkt jedoch konstant ist. ■ Der Betriebspunkt wird durch Widerstände RI und R2 bestimmt, die einen Spannungsteiler bilden, deren Anzapfungspunkt mit der Basis des Transistors verbunden ist, während ein Widerstand R3 den Emitter des Transistors T1 mit Masse verbindet. Der dynamische Belastungswiderstand wird durch eine AntiparalIeI schaltung zweier Dioden D1 und D2 gebildet, die von einem gleichen kontinuierlichen Strom I durchflossen werden. Die Katode der Diode D1 und die Anode der Diode D2 haben .einen gemeinsamen Punkt, der über' zwei Kondensatoren C1 und C2 mit dem Ausgang der Verstärkerstufe 51 und mit dem Eingang einer Verstärkerstufe 52 verbunden sind. Die Katode der Diode D2 ist an Masse gelegt, während die Anode der Diode D1 über einen Kondensator C3 mit Masse verbunden ist und den Strom· I aufnimmt. Dieser wird von einem nachgeschalteten Trenntransistor T2 geliefert, dessen Basis die Steuerspannung Up. empfängt und dessen Emitter über einen Widerstand R4 an Masse und über einen Widerstand R5 an die Diode D1 gelegt ist. Eine Diode D3 ist mit ihrer Katode an

- 29 -

23. 'uni 1982 111/72

die Basis des Transistors T2 gelegt, und ihre Anode ist mit dem Anzapfungspunkt eines aus den Widerständen R5 und R6 bestehenden Spannungsteilers verbunden. Eine weitere Diode D4 ist mittels ihrer Anode an die Basis des 5. Transistors T2 angelegt, während ihre Katode mit dem Anzapfungspunkt eines aus den Widerständen R7 und R8 gebildeten weiteren Spannungsteilers verbunden ist. Der Transistor T2 liefert den Strom I , der die Spannung U_fl

C - M

repräsentiert, wobei die Dioden D3 und D4 die Regeldynamik begrenzen. Das Gleichgewicht der Schaltung 15 ist erreicht, wenn U_c. = U_co ist, d.h., wenn die Komponente

^Ci ' ^AEi " ^cos TEi ^Nul^ ^ist*

Da die Linie mit der Frequenz f. auf diese Weise am Eingang des Systems Q unterdrückt ist, wird die Messung der Amplitude und der Phase der Linie gleicher Frequenz f^ am Ausgang des Systems bewirkt, wie im Falle der Analyse linearer Systeme. Man verfügt auf diese Weise über Informationen bezüglich der Amplitude A-. und der Phase *f~..

Die Figuren 9 bis 11 stellen Signalflußbilder des Ablaufs der Messungen unter dem Einfluß der Steuer- und Speichereinhe.it 60 dar. ■

Sobald die Parameter des Pseudo-ZufalIs-Signals bestimmt sind, wird, die Frequenz f. der auszuwählenden und gegebenenfalls zu unterdrückenden Linie gewählt, beispielsweise mittels einer Tastatur. In Abhängigkeit von dem für f. gewählten Wert gibt die Steuereinheit einen Teiler für die programmierbare Frequenz innerhalb des Frequenzgenerators 13 in der Weise vor, daß die Frequenz F + f· durch Teilung der Frequenz . des Steuersenders 11 erhalten wird.

- 30 -

23. Juni 1982 111/72

- per -

Im Fall eines linearen Systems ist der Ablauf der Messung am Eingang des Systems der folgende (Figur 9):

Der Umschalter 27 steht in Stellung I.

Die Größe C · A^. ■ cos^r· wird gemessen und ihr Vorzeichen Sp- gespe i chert.

Die Phase 'f.- des Signals s,,. wird um einen Betrag Δ ψ vergrößert, und zwar durch Aufladung des Abwärtszählers auf einen Wert N + 1 am Anfang des Zählabschnitts durch Abwärtszählung dieses Zählers, wobei der Wert N für die folgenden Zählabschnitte wieder aufgenommen wird.

Die Größe C · Ar·. · cos^r·. wird erneut gemessen, und'ihr· Betrag S'r. wird erneut gespeichert.

Wenn das Produkt Sr- · S'r- positiv ist (kein Vorzeichenwechsel) wird die Phase y>,. erneut um Δ(i?vergrößert.

Falls das Produkt Sr- · S'r· negativ ist (Durchgang des cos "P-■ durch Null) wird der erhaltene Wert für ^c; der Phase LZj₁-. gespeichert^ und dann wird die Phase von s.. um 90 Grad verschoben (^_Ei = f_Ei - 90 °), und die Größe, die für den Absolutwert der Amplitude Ar· repräsentativ ist, wird nach Umsetzung in eine binäre Form mittels des A/D-Wandlers 29 gespeichert.

Es ergibt sich, daß die Bestimmung von γV. durchgeführt wird, in-dem man anfänglich die Quadratur zwischen W?.. und der Linie mit der Frequenz f. bestimmt und daraufhin

- 31 -

23. Juni 1982 111/72

die Phase ψ., um 90 Grad verschiebt. Diese Betriebsweise ermöglicht eine bessere Bestimmung von ¹ZV₁- aufgrund der Tatsache, daß die Feststellung des NuI!-Durchgangs des cos Ψ ei leichter und genauer ist als die Feststellung des Maximums.. . .

Der Ablauf der Messung am Ausgang des Systems ist gemäß Figur 10 folgender:

Der Umschalter 27 hat die Stellung II.

10' · Die Phase von s .· ist vorgeschoben auf den zuvor gespeicherten Wert<f_Ei·

Die Größe C · Ας. · cosWV. wird gemessen und ihr Vor- ■ zeichen S^. wird gespeichert.

Wenn das Produkt S~. · SV. negativ ist (SV, ist der letzte

J 1 ti 1 C. I

gespeicherte Wert für das Vorzeichen von.C · Ας. · cos γ^. im Verlauf der am Eingang durchgeführten Messung) wird die Phase ^_di um Δ ^vergrößert, die Größe C. · A ς. · cos ^_-. wird gemessen, und ihr Vorzeichen S¹.-. wird gespeichert. Wenn S'r-j " SV. positiv ist, wird die Phase Φ.. erneut um Λ ψ vergrößert bis das Produkt SV. * S' _s. negativ ist.

Wenn das Produkt S',. · SV positiv ist, wird die Phase ci>

um Δ<|? verringert, die Größe C · A₅₁- · cos«/^ wird gemessen und ihr Vorzeichen SV. gespeichert. Falls SV.·· SV positiv ist, wird die Phase u?.. erneut um Δ ψ verringert, bis das Produkt SV. · SV. negativ ist.

Sobald S'_Ei · S'_si negativ ist, wird die Größe φ.. =Ψ_5ι- - Ψ_£1 berechnet und gespeichert, wobei Ψς- der letzte gespeicherte

23. Juni 19S2 111/72

Wert für die Phase von s,. ist.

α ι

Nachfolgend wird die Phase von s,. um 90 Grad phasenverschoben (<i>_si = Ψ-. - 90 °) und die Größe, die für den Absolutwert der Amplitude A^. repräsentativ ist, wird nach'Umwandlung durch den A/D-Wandler 29 gespeichert.

Die verschiedenen Werte A_F ., Α_ς. und φ. können alsdann ang.e-

CIoI I

zeigt oder einem Rechner zugeführt oder einfach für eine Weiterverarbeitung gespeichert werden.

Für den Fall der Analyse eines nicht-linearen Systems können dieselben Messungen durchgeführt werden, wie vor-. stehend beschrieben, wobei der Unterbrecher 37 geöffnet ist. Im Anschluß daran ist der Ablauf der Operationen nach Schliessen des Unterbrechers 37 gemäß Figur 11 der folgende:

Der vorstehend berechnete Wert für f ■-. wird um 180 Grad erhöht.

Der nunmehr erhaltene neue Wert wird durch Voreilung des Frequenzteilers 31 in den Linienunterdrücker einkopiert: f . = {ß . + 180 ° ( wobei i/> ■. die Phase des Signals s

I S1 IlI - [ S I j I

. ist.)

Die vollständige Auslöschung der Linie mit der Frequenz f. wird nachfolgend durch Analogregelung von Phase un.d Amplitude mittels der Schaltungen 40 und 50 bewirkt.

Schließlich wird das Unterprogramm der Messung am Ausgang (in Figur 10 beschrieben) durchgeführt, um die Wert A-. und ^₅₁- für die unterdrückte Linie zu erhalten.

- 33 -

23. Juni 1982 111/72

Es versteht sich, daß verschiedene Abwandlungen oder Ergänzungen des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels der Erfindung möglich sind, ohne den Rahmen·der Erfindung zu verlassen. . ■

5' So kann die Grobregelung der Phase des Unterdrückungssignals nicht nur dadurch bewirkt werden, daß man in den Linienunterdrücker die zuvor gemessene Phase fr · > verschoben -um 180 Grad, einkopiert, sondern auch-dadurch, daß man die durch den Frequenzteiler 31 erzeugte Phasenver-Schiebung ausgehend von einer anderen Information regelt, beispielsweise von demjenigen Signal, das das Phasenende regelt. Der Linienunterdrücker empfängt kontinuierlich das am Eingang des zu untersuchenden Systems anstehende Signal, er bewirkt daher kontinuierlich eine Vorregelung der Phase, die es ihm im Falle seiner Zuschaltung ermöglicht, das Unterdrückungssignal in einei* verringerten Zeit zu erzeugen .

Claims (3)

1. 23. Juni 1982 111/72

   P.ATENTANSPRÜCHE

   Verfahren zur Charakterisierung eines Systems durch Spektralanalyse, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

   - Erzeugung eines Pseudo-ZufalIs-Meßsignals, dessen Spektrum aus Linien vorgegebener Frequenzen besteht, die* einen Abstand voneinander haben,

   - Verwendung des Meßsignals in dem zu charakterisierenden System,

   - Auswahl einer oder, einzeln nacheinander, mehrerer Spektral 1inien des Meßsignals.und für die oder jede ausgewählte Linie Durchführung eines Vergleichs nach Phase und Amplitude zwischen Eingang und Ausgang des Systems, und

   - für ein nicht lineares System, Unterdrückung einer oder, einzeln nacheinander, mehrerer Spektral 1inien des Meßsignals und für die oder jede .ausgewählte Linie, die am Eingang des Systems unterdrückt wird, Messung der Phase und/oder der Amplitude der entsprechenden Linie am Ausgang des Systems.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jede ausgewählte Linie

   - ein Erkennungssignal mit gleicher·Frequenz wie derjenigen der Linie mit vorgegebener Amplitude und veränderbarer Phase erzeugt wird,

   - das Erkennungssignal dem Meßsignal am Eingang des Systems überlagert wird, die Phase des Erkennungssignals in der Weise geregelt wird, daß sie praktisch mit derjenigen der ausgewählten Linie am Eingang des Systems übereinstimmt, und ein Wert gemessen wird, der

   f-1982

   111/72

   die Amplitude der ausgewählten Linie am Eingang des Systems darstellt,
   - das Erkennungssignal dem Ausgangssignal des Systems überlagert wird, die Phase des Erkennungssignals erneut in der Weise geregelt wird, daß sie praktisch mit derjenigen der ausgewählten Linie am Ausgang des Systems übereinstimmt, und ein Wert gemessen wird, der. die Amplitude der ausgewählten Linie am Ausgang.des Sys'tems darstellt, und

   - die Regelgrößen der Phase des Erkennungssignals und die Größen, die die Amplitude der ausgewählten Linie am Eingang und am Ausgang des Systems darstellen, auf- ■ gezeichnet werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Veränderung der Phase des Erkennungssignals ein erstes Signal mit fester Frequenz erzeugt wird, daß ein . zweites Signal mit fester Frequenz durch Frequenzteilung des ersten Signals erzeugt wird, daß das Verhältnis der Frequenzteilung während einer oder mehrerer Perioden des zweiten Signals verändert wird, und daß die derart auf dem zweiten Signal erzeugte Phasenverschiebung dem Erkennungssignal durch Mischen mit geeigneten Frequenz-Signalen überlagert wird.

   4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn· zeichnet, daß für jede zu unterdrückende Linie

   - ein Unterdrückungssignal erzeugt wird, dessen Frequenz gleich derjenigen der zu unterdrückenden Linie ist und dessen Amplitude und Phase regelbar sind,

   23. Juni 19,82" 111/72

   - das Unterdrückungssignal dem Meßsignal am Eingang des Systems überlagert wird, die Phase des Unterdrückungssignals in der Weise geregelt wird, daß sie in ' Phasenopposition mit derjenigen der zu unterdruckenden Linie liegt, und die Amplitude des Unterdrückungssignals in der .Weise eingestellt wird, daß sie mit derjenigen der zu unterdrückenden Linie übereinstimmt.

   5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß für die Regelung von Phase und Amplitude des UnterdrUckungssignais:.

   - die Phase des Unterdrückungssignals auf einen Wert voreingestellt wird, der in der Nähe desjenigen Werts der zu unterdrückenden Linie liegt,

   - ein erstes Regelsignal durch Mischen des Unterdrückungssignals und des Signals der zu unterdrückenden Linie erzeugt wi rd ,

   - ein Signal erzeugt wird, welches um einen von Null verschiedenen Betrag gegenüber dem Unterdrückungssignal phasenverschoben ist und die Frequenz der zu unterdrückenden Linie aufweist,

   - ein zweites Regelsignal durch Mischen, des phasenverschobenen Signals und des Signals der zu unterdrückenden Linie erzeugt wird, und ·

   - die Regelung des Phasenendes und die Regelung der Ampli-. tude des Unterdrückungssignals mittels der genannten Regelsignale durchgeführt wird.

   6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der folgenden Kenngrößen regelbar ist: der überstrichene Frequenzbereich, die Anzahl der Linien, deren Abstand undderen Amplitude.

   y:.\. · :,.^::;2*3₄ *Ju*nT"*1982

   111/72

   7. Anordnung zur Charakterisierung eines Systems durch Spektralanalyse, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

   - einen Signalgenerator (12) für die Erzeugung eines Pseudo-Zufalls-Meßsignals für die Eingabe in das zu charakterisierende System (Q), dessen Spektrum aus Linien vorgegebener Frequenzen und mit einem Abstand voneinander besteht,

   - einen Li ηienauswahlbausteiη (20) mit Meßeinrichtungen (Mi-scher 26, Tiefpaßfilter 28, A/D-Wandler 29), für die Erzeugung von Größen für eine jede der aus dem MeBsignal ausgewählten Spektral 1inien (f·), welche Größen die Amplituden (Ar.:) der Linie am Eingang und · (A,-.) am Ausgang des Systems (Q) und die Phasenverschiebung (φ·) der Linie zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Systems (Q) darstellen, und

   - eiaen Linienunterdrücker (30) für die Auslöschung einer . vorbestimmten Spektral Ii nie aus dem Meßsignal, welches am Eingang des Systems (Q) ansteht.

   8. Anordnung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen · Li niena.uswahl baustein (20) mit folgenden Merkmalen:

   - einen Generator für ein Erkennungssignal (S,.) mit der Frequenz (f·) einer auszuwählenden Linie und mit . ■ einer regelbaren Phase,

   - e.ine Synchroni sa ti onserkennungsschal tu'ng (Mischer 26, Tiefpassfilter 28) deren einer Eingang mit dem Generator für das Erkennungssignal und dessen anderer Eingang mit einem Umschalter (27) verbunden ist, der eine erste und eine zweite Schaltstellung aufweist, in denen die Synchronisationserkennungsschaltung abwechselnd mit dem Eingang und dem Ausgang des zu unter-

   ^:2 3. O*uni 1982
   111/72

   suchenden Systems (Q.) verbindbar ist, derart, daß durch die Synchronisationserkennungsschaltung ein Signal erzeugbar ist, das der Phasenverschiebung zwischen den . aufgeschalteten Signalen entspricht, und
   - eine Steuer- und Speichereinheit (60), der das der

   Phasenverschiebung entsprechende. Signal auf geschaltet ist und durch die die Phase des Erkennungssignals in der Weise steuerbar ist, daß die Phasenverschiebung im wesentlichen zu Null gemacht wird.

   9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator für das Erkennungssignal folgende Merkmale aufweist: einen programmierbaren Frequenzteiler (21) für den Empfang eines ersten Signals. (F.) fester Frequenz und die Ausgabe eines zweiten Signals/ F.. ] fester Fre-

   \ W J
   . quenz, wobei der Teiler (N) während mindestens einer der Perioden des zweiten'Signals /F. \ durch einen Phasen-

   regler veränderbar ist; sowie Frequenzübertragungsschaltungen für die übertragung der Phasenverschiebung des zweiten Signals fester Frequenz durch Veränderung des Teilers auf das Erkennungssignal der auszuwählenden
   Linie mit der Frequenz (F.). . · '

   10. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß der Linienunterdrücker (30) folgende Merkmale-aufweist:
   - einen Generator für ein Unterdrückungssignal mit der Frequenz (fj) der zu unterdrückenden Linie,
   - einen Summierer (36), dessen.einer Eingang mit dem
   Signalgenerator für das Meßsignal und dessen anderer Eingang über einen Unterbrecherschalter (37) mit dem

   23. Juni 1982 111/72

   - Je- -

   Generator für das Unterdrückungssignal verbunden ist, und dessen Ausgang mit dem zu untersuchenden System (Q) verbunden ist,

   - eine erste SynchronisationserkennungsschaItung

   (Mischer 41, Tiefpassfilter 42) deren einem Eingang das Unterdrückungssignal aufgeschaltet ist und deren ■ anderer Eingang mit dem- Ausgang des Summierers (36) verbunden ist und die einerstes Regelsignal (Uq.) erzeugt, das eine Funktion der Amplitude und der Phase des Unterdrückungssignals darstellt,..

   - eine zweite Synchronisationserkennungsschaltung (Mischer 51, Tiefpassfilter 52), deren einem Eingang das um einen vorgegebenen Wert phasenverschobene Unterdrückungssignal auf geschaltet ist und deren anderer Eingang mit dem Ausgang des Summierers (36) verbunden ist und . ' die ein zweites Reg'elsignal (Uo/,) erzeugt, das eine Funktion der Amplitude und der Phase des Unterdrückungssignals darstellt, und

   - Schaltungen (40, 50) für die Regelung der Phase'und der Amplitude, denen die Regelsignale (U^ , U_CA) ' zum Zwecke der Regelung vonPhase und Amplitude des Unterdrückungssignals auf Phasenopposition und Amplitudengleichheit mit dem Signal der zu unter- " . · drückenden Linie auf»jescha 1 tet sind.