DE3817500C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Messen von Funk­ störspannungen oder von in solche umgewandelten Funkstör­ größen (Störströme oder Störfeldstärken) innerhalb eines vorgegebenen Frequenzbereiches.

Die Messung von Funkstörgrößen wie Funkstörspannung, -strom, -leistung oder -feldstärke ist nach nationalen und internationalen Normen (beispielsweise nach CISPR-, VDE- bzw. FCC-Norm) durch Meßvorschriften und Grenzwerte festgelegt.

Eine dieser Meßvorschriften ist beispielsweise die Spitzenspannungsmessung, bei der die beim Durchstimmen des Frequenzbereiches gemessenen Spitzenspannungswerte mit einem vorgegebenen sogenannten Breitbandgrenzwert ver­ glichen werden. Eine andere Meßvorschrift ist die soge­ nannte bewertende Messung, auch Quasi-Peak-Messung ge­ nannt, bei der die Störspannungen bei der Messung mit vorbestimmten genormten Zeitkonstanten bewertet werden, beispielsweise wiederum nach CISPR-Norm (ähnliche Bewer­ tungsschaltungen zur bewertenden Messung mit verschiedenen Zeitkonstanten für Störgeräuschsignale sind beschrieben in radio fernsehen elektronik 21, 1972, Heft 16, S. 534 bis 536). Diese unterschiedlichen Messungen am Meßobjekt werden bisher stets nacheinander durch entsprechendes Durchstimmen des gesamten Frequenzbereiches durchgeführt. Die Spitzenwertmessung kann dabei relativ schnell durchge­ führt werden, da die Meßzeit pro Spitzenwert nur etwa 30 ms beträgt, das gesamte Frequenzband also z. B. in 3 Minuten durchgestimmt werden kann. Bei der bewertenden Messung schreibt die Norm jedoch bestimmte Lade- und Entladezeitkonstanten vor, die dazu führen, daß eine solche bewertende Messung mindestens jeweils eine Sekunde dauert. Die Meßdauer für eine solche bewertende Messung innerhalb des gesamten Frequenzbereiches dauert also über eine Stunde.

Bei Spektrumanalysen ist es zur Auswertung von Rauschen an sich bekannt, beim kontinuierlichen Durch­ stimmen eines vorbestimmten Frequenzbereiches sowohl den maximalen als auch den minimalen Spitzenspannungswert zu messen (Spektrumanalysator hp 8568 der Firma Hew­ lett-Packard).

Zum Messen von am Analog-Ausgang des Empfangsteiles eines digitalen Nachrichtenübertragungssystems auftretenden Störimpulsen, die durch Bit-Fehler hervorgerufen sind, ist es bekannt, am Analog-Ausgang einen selektiven Span­ nungsmesser anzuschalten, der über einen vorzugsweise verstellbaren Bandpaß mit schmaler Durchlaßkurve in einem schmalen Frequenzbereich des durch einen Störimpuls ent­ stehenden Frequenzspektrums die Amplitude des Störimpulses mißt, wobei gleichzeitig dafür gesorgt ist, daß dieser schmale Frequenzbereich freigehalten ist von analogen Nutzsignalen (DE-OS 28 04 867). Eine Durchstimmung des Bandpasses ist hier nicht vorgesehen.

Bei einem automatischen Pegelmeßsystem ist es ferner bekannt, das Meßobjekt aus einem Wobbelgenerator mit einem vorbestimmten Pegelprogramm zu speisen und über einen frequenzselektiven Pegelmesser am Ausgang des Meß­ objektes die dort entstehenden Pegel zu messen und mit vorbestimmten maximalen bzw. minimalen Toleranzwerten zu vergleichen (Coenning, "Automatic Level Measuring System für Frequencies Between 200 Hz and 100 MHz" in IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Vol. IM-20, Nr. 4, November 1971, S. 225 bis 230). Hierbei ist über die den Wobbelgenerator und den selektiven Pe­ gelmesser steuernde Steuerschaltung auch schon die Mög­ lichkeit vorgesehen, den automatischen Meßablauf zu un­ terbrechen, wenn vorbestimmte Toleranzwerte über- oder unterschritten werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Messen von Funkstörspannungen aufzuzeigen, das in kürzester Zeit die Ausführung der gewünschten Messungen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren laut Hauptanspruch gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Mit dem erfindungsgemäßen Meßverfahren ist es möglich, in kürzester Zeit Funkstörspannungs-Messungen an einem Meßobjekt durchzuführen und auszuwerten. Wird bei dem erfindungsgemäßen Meßverfahren festgestellt, daß der beim Durchstimmen des Frequenzbereiches im Moment gemes­ sene maximale Spitzenspannungswert den nach der Norm vorgegebenen Grenzwert überschreitet, so wird der Durch­ stimmvorgang sofort unterbrochen. Gleichzeitig wird dann auch der während des Durchstimmens gemessene und gespei­ cherte minimale Spitzenspannungswert ausgewertet und mit dem die Unterbrechung auslösenden maximalen Span­ nungswert verglichen. Wird hierbei festgestellt, daß diese beiden Meßwerte unterschiedlich groß sind, so kann die weitere Aussage getroffen werden, daß das bei dieser Frequenz gemessene Störsignal moduliert ist, beispiels­ weise mit einer Impuls-Amplitudenmodulation. Damit kann gleichzeitig die Aussage getroffen werden, daß es sich hierbei um einen Breitbandstörer handelt, der je nach Modulationsart ein mehr oder weniger breites Störspektrum erzeugt. Außerdem wird durch diese Feststellung der un­ terschiedlich großen Meßwerte dann automatisch die bewer­ tende Messung des Störsignales ausgelöst und das an sich bereits als Breitbandstörsignal erkannte Störsignal wird dann beispielsweise wiederum nach CISPR-Norm mit vorbe­ stimmten Zeitkonstanten bewertend gemessen, so daß weitere detailliertere Aussagen über die Art des Störsignales getroffen werden können.

Wird bei einem solchen Meßvorgang nach dem Anhalten des Durchstimmvorgangs (Überschreiten des vorgegebenen Grenz­ wertes durch den jeweils gemessenen maximalen Spitzen­ spannungswert) festgestellt, daß maximaler Spitzenspan­ nungswert und minimaler Spitzenspannungswert gleich groß sind, so kann die Aussage getroffen werden, daß es sich um einen Schmalbandstörer handelt, der keine Modulation aufweist (reines Sinussignal) und bei dem daher eine bewertende Messung nicht erforderlich ist.

Besonders vorteilhaft ist es, bei der bewertenden Messung eines als moduliertes Störsignal erkannten Störers zu­ sätzlich noch festzustellen, mit welcher Folgefrequenz das Störsignal zwischen maximalem und minimalem Spit­ zenspannungswert schwankt, da die Meßschaltungen zur bewertenden Messung (beispielsweise nach CISPR-Norm) über den Ausgangsspannungswert auch noch erkennen lassen, wie groß die Folgefrequenz des bewerteten Signals ist. In der eigentlichen Auswertschaltung können aus diesen verschiedenen während des Durchstimmens und beim Anhalten ermittelten Meßwerten also die verschiedensten Aussagen über die Art des Störsignals getroffen und gegebenenfalls zur Anzeige gebracht werden, also beispielsweise darüber, ob es sich um ein rein impulsförmiges Störsignal, um ein Dauerstörsignal oder ein zusammengesetztes Im­ puls-Dauer-Störsignal handelt. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die Meßdauer, in welcher festgestellt wird, ob ein bestimmtes Meßobjekt den in der Norm vorge­ gebenen Störgrenzwerten entspricht oder nicht, erheblich verringert, da bei Überschreiten einer vorgebbaren Anzahl von zu hohen Meßwerten ein Abbruch der Messung erfolgen kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann besonders einfach bei bekannten eingangs erwähnten Spektrumanalysatoren verwirklicht werden, bei denen meist schon die Detektoren für maximale und minimale Spitzenspannungsmessung vorhan­ den sind und bei denen außerdem meist die Möglichkeit vorgesehen ist, das kontinuierliche Durchstimmen eines vorbestimmten breiten Frequenzbereiches bei Signalen zu unterbrechen, die einen vorbestimmten Grenzwert über­ schreiten. Um einen solchen Spektrumanalysator für die Störspannungsmessung gemäß der Erfindung benutzen zu können ist es nur noch nötig, eine zusätzliche bekannte Meßschaltung zur bewertenden Messung nach der gewünschten Norm und ein Steuerprogramm zum Ausführen des erfindungs­ gemäßen Verfahrens vorzusehen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die Figur zeigt das Blockschaltbild eines Spektrumanaly­ sators, ergänzt zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Das zu messende Störsignal wird dem Eingang des in der Frequenz durchstimmbaren Hochfrequenzempfängers 1 zugeführt, das erzeugte Zwischenfrequenzsignal wird über einen Bandpaß 2 einem Hüllkurvengleichrichter 3 und über einen Schalter 4 einem Spitzenspannungsmesser 5 zugeführt. Dieser Spitzenspannungsmesser 5 ist so aus­ gebildet, daß er während des Durchstimmens des gesamten Frequenzbereiches den jeweils auftretenden maximalen Spitzenspannungswert mißt und speichert. Dieses Messen des jeweils maximalen Spitzenspannungswertes erfolgt in bekannter Weise während des Durchstimmens in einem durch die Empfängerkonstruktion vorgegebenen Zeitfenster. Ein zweiter Spitzenspannungsmesser 6 mißt während des Durchstimmvorganges in dem vorgegebenen Zeitfenster gleich­ zeitig den jeweils minimalen Spitzenspannungswert, der ebenfalls gespeichert wird. Das Ausgangssignal des Hüllkurvengleichrichters 3 wird außerdem noch einer be­ kannten Meßschaltung 7 zur bewertenden Messung beispiels­ weise nach CISPR-Norm zugeführt. Diese Meßschaltung 7 besteht aus der eigentlichen Bewertungsschaltung 8, einer Instrumentennachbildung 9 und einem Speicher 10 zum Spei­ chern des bewertenden Meßwertes. Das Ausgangssignal des Schalters 4 kann zusätzlich noch eine Mittelwert-Meß­ schaltung 11 mit nachgeordnetem Mittelwertspeicher 12 zugeführt werden. Die Ausgänge der Meßschaltungen 5, 6, 7, 12 sind über einen Umschalter 13 mit einem Analog/Digi­ tal-Wandler 14 verbunden, die digitalisierten Ausgangs­ signale werden in einem Mikroprozessor 15 ausgewertet und in einem digitalen Bildspeicher 16 gespeichert und können auf einem Sichtgerät 17 zur Anzeige gebracht wer­ den. Die Bandbreite des Bandpasses 2 ist entsprechend der vorgegebenen Bandbreite der bewertenden Messung 7 gewählt, und durch diesen Bandpaß wird die Anstiegs- und Abfallzeit des eingangsseitig zugeführten Zwischenfre­ quenzsignals bestimmt. Im Mikroprozessor 15 sind die nach der Norm vorgegebenen Grenzwerte für die Spitzen­ spannungsmessung bzw. die bewertende Messung und ggf. auch für die Mittelwertmessung abgespeichert.

Zur Störspannungsmessung eines Meßobjektes wird der Hoch­ frequenzempfänger 1 in dem vorgegebenen Frequenzbereich von beispielsweise 0,15 bis 30 MHz durchgestimmt. Dabei wird jeweils gleichzeitig über den Maximal-Spitzenspan­ nungsmesser 5 der maximale Spitzenspannungswert und über den Minimal-Spitzenspannungsmesser der jeweils minimale Spitzenspannungswert gemessen und gespeichert. Sobald über den Mikroprozessor 15 festgestellt wird, daß ein durch den Maximal-Spitzenspannungsmesser 5 gemessenes Signal den für diese Frequenz durch die Norm vorgegebenen Breitbandgrenzwert überschreitet, wird der Durchstimmvor­ gang des Empfängers unterbrochen. Wird dann festgestellt, daß der maximale und minimale Spitzenspannungswert gleich groß sind, so steht fest, daß es sich um ein in der Am­ plitude nichtschwankendes Dauersignal 20 handelt, das Meßobjekt also ein Schmalbandstörer ist. Wird dagegen festgestellt, daß maximaler und minimaler Spitzenspan­ nungswert unterschiedlich groß sind, der Störer also ein moduliertes Signal 21 oder ein beispielsweise impuls­ förmig schwankendes Signal 22 ist, so steht fest, daß es sich hierbei um ein Breitbandstörsignal handelt. In diesem Fall kann durch die anschließende bewertende Messung mittels der Meßschaltung 7 festgestellt werden, ob das Meßobjekt als Störer zurückgewiesen werden muß, den erst wenn der Meßwert der bewertenden Messung eben­ falls den hierfür vorgegebenen Grenzwert überschreitet, steht fest, daß das Meßobjekt die Forderung der Norm nicht erfüllt.

Um die Auslesephase für das Auslesen der Meßergebnisse aus der Bewertungsschaltung 8 frei von Pegeländerungen zu halten, ist der zusätzliche Schalter 4 vorgesehen, der während der Auslesephase durch ein entsprechendes Steuersignal 18 geöffnet wird. Nach dem Auslesen der Meßergebnisse aus dem Speicher 10 der bewertenden Meß­ schaltung 7 in den A/D-Wandler 14 und in den Mikropro­ zessor 15 werden alle Speicher der Meßschaltungen 5, 6, 7 und 12 über ein entsprechendes Löschsignal 19 wieder gelöscht und stehen dann für einen neuen Meßvorgang zur Verfügung.

Wenn nicht nur ein Aussortieren von nicht störungsfreien Meßobjekten gefordert wird, sondern beispielsweise gleichzeitig auch noch eine Auskunft darüber gewünscht wird, wie hoch die Folgefrequenz des Hauptanteiles der Amplitudenmodulation des Störsignales ist, so kann dies zusätzlich noch bei der bewertenden Messung in der Meß­ schaltung 7 festgestellt werden. Aus der genormten Kenn­ linie 23 der Meßschaltung 7 zur bewertenden Messung kann nämlich über die Größe des Ausgangspegels p festgestellt werden, wie groß die Folgefrequenz f des bewerteten Stör­ signales ist (bekannt nach CISPR 16, 1987, Seite 196). Damit steht im Mikroprozessor zusätzlich auch noch als Ergebnis eine mittlere Folgefrequenz des Störsignales zur weiteren Auswertung zur Verfügung. Bei Bedarf kann zusätzlich auch noch der Mittelwert des Störsignals gemessen und im Mikroprozessor 15 mit den zugehörigen genormten Grenzwerten verglichen werden und auch diese Werte stehen dann zur weiteren Auswertung im Bildspeicher 16 zur Verfügung.

Nach dem Durchstimmen des gesamten Meßbereiches können so beispielsweise auf dem Bildschirm zusammen mit dem üblichen Gesamtspektrum 24 alle auch bei der bewertenden Messung den vorgegebenen Grenzwert überschreitende Signale 25 nach der Frequenz dargestellt werden, wobei gegebenen­ falls zusätzlich auch noch die zugehörigen Änderungsfre­ quenzen dieser Störsignale mit dargestellt oder bei Bedarf vom Benutzer aus dem Speicher 16 abgefragt werden können.

Claims (4)

1. Verfahren zum Messen von Funkstörspannungen in einem vorgegebenen Frequenzbereich, dadurch ge­ kennzeichnet,
daß während des Durchstimmens des Frequenzbereiches sowohl der jeweils maximale als auch der jeweils minimale Spitzenspannungswert gemessen wird,
der jeweils gemessene maximale Spitzenspannungswert mit einem vorbestimmten Grenzwert verglichen wird und beim Überschreiten dieses Grenzwertes der Durch­ stimmvorgang unterbrochen wird, und
dann bei dieser momentanen Frequenz eine bewertende Messung durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei unterbrochenem Durchstimm­ vorgang nur dann eine bewertende Messung durchgeführt wird, wenn der maximale und minimale Spitzenspannungs­ wert unterschiedlich groß sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß aus dem Ergebnis der bewertenden Messung die Folgefrequenz des Störsignales ermittelt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei unterbrochenem Durchstimmvorgang gleichzeitig auch noch der Mittelwert der Störspannung gemessen wird.