DE760024C

DE760024C - Method and arrangement for examining the vibrations of a transmitter, in particular for determining interference or for determining the degree of quality of the modulation process

Info

Publication number: DE760024C
Application number: DER108057D
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl-Ing Woerner
Original assignee: Opta Radio A G
Current assignee: Opta Radio A G
Priority date: 1940-08-02
Filing date: 1940-08-02
Publication date: 1954-11-22
Also published as: DK69388C

Description

Verfahren und Anordnung zur Untersuchung der Schwingungen eines Senders, insbesondere zur Feststellung von Störungen oder zur Ermittlung des Gütegrades des. Modulationsvorganges Es ist bekannt, daß frequenz- und amplitudenmodulierte Sender auf der Empfangsseite Verzerrungen hervorrufen. Es ist auch schwierig, festzustellen, ob beispielsweise ein amplitudenmodulierter Sender in fehlerhafter Weise frequenzmoduliert ist. Ferner stößt man auf Schwierigkeiten, wenn beispielsweise der Grad der Frequenzmodulation bestimmt werden soll.Procedure and arrangement for examining the vibrations of a transmitter, in particular to determine faults or to determine the level of quality of the. Modulation process It is known that frequency and amplitude modulated transmitters cause distortion on the receiving side. It is also difficult to determine whether, for example, an amplitude-modulated transmitter is incorrectly frequency-modulated is. Difficulties are also encountered when, for example, the degree of frequency modulation should be determined.

Die Erfindung gibt ein ganz bestimmtes und einfaches Verfahren bzw. eine Anordnung an, die es beispielsweise gestattet, unter Verwendung einer Kathodenstrahlröhre mit Bildschirm den frequenzmäßigen Zustand eines hochfrequenten Wellenzuges während einer Modulation zwischen o bis IooO/o zu beobachten. Hierbei nutzt man die Tatsache aus, daß bei Überlagerung eines frequenzmodulierten Trägers mit einer Schwingung konstanter Frequenz entsprechend der Modulationstiefe Schwebungsfrequenzen verschiedener Höhe auftreten. Es ist bereits ein stroboskopisches Verfahren zur Messung von Frequenz- und Phasenmodulation bekannt, bei dem in ganz bestimmter Weise kurze Spannungsimpulse erzeugt werden, wodurch auf dem Bildschirm einer Braunschen Röhre stehende Bilder in Form von dunklen Kurvenzügen in einem hellen Kreisring entstehen. Hierbei ist die Benutzung kurzzeitiger Impulse, die kürzer als eine Senderschwingung sein müssen, nachteilig. The invention gives a very specific and simple method or suggests an arrangement that allows using a cathode ray tube, for example with a screen the frequency state of a high-frequency wave train during a modulation between o to IooO / o can be observed. Here one uses the fact from that when a frequency-modulated carrier is superimposed with an oscillation constant frequency according to the modulation depth beat frequencies of different Height occur. It's already a stroboscopic one Procedure for Measurement of frequency and phase modulation known, in which in a very specific way short voltage pulses are generated, causing a Braunsche to appear on the screen Tube standing images in the form of dark curves in a light circular ring develop. Here, the use of short-term impulses is shorter than a transmitter oscillation must be disadvantageous.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Sonderschwingungen mit einer periodisch verlaufenden Spannung niedriger Frequenz moduliert und mit einer konstanten, unmodulierten Hilfsfrequenz, die höher oder niedriger als die Senderfrequenz sein kann, gemischt; die sich ergebende Schwebungsfrequenz wird der Helligkeitssteuerelektrode bzw. dem Ablenksystem der Kathodenstrahlröhre zugeführt, deren Kathodenstrahl ein Raster bzw. ein Kreis- oder Spiraldiagramm beschreibt, und ferner ist hierbei die Bildwechselfrequenz des Rasters bzw. die Rotationsfrequenz des EXathodenstrahls gleich der Frequenz der der Senderschwingung aufmodulierten, periodisch verlaufenden Spannung. Die Bildwechselfrequenz bzw. die Rotationsfrequenz dieses Elektronenstrahls beträgt beispielsweise 10 bis 100 Hz, wenn niedrige Schnvebungsfrequenzen beobachtet werden sollen, oder 100 bis I000 Hz und noch mehr, wenn höhere Schwebungsfrequenzen beobachtet werden sollen. In the method according to the invention, the special vibrations modulated with a periodic voltage of low frequency and with a constant, unmodulated auxiliary frequency that is higher or lower than the Transmitter frequency can be mixed; the resulting beat frequency becomes the Brightness control electrode or the deflection system of the cathode ray tube supplied, whose cathode ray describes a grid or a circle or spiral diagram, and also here is the frame rate of the raster or the rotation frequency of the cathode ray equal to the frequency of the modulated on the transmitter oscillation, periodic voltage. The frame rate or the rotation frequency this electron beam is, for example, 10 to 100 Hz, when the frequencies are low should be observed, or 100 to 1000 Hz and even more if higher beat frequencies should be observed.

Die Genauigkeit der Messung ist größer bei Verwendung eines Rasters, kleiner jedoch bei einem Polardiagramm oder Spiraldiagramm. The accuracy of the measurement is greater when using a grid, but smaller in the case of a polar diagram or spiral diagram.

Unter Verwendung eines rasterförmigen Bilddiagramms und sägezahnförmiger Modulationsfrequenz entsteht auf dem Schirm der Kathodenstrahl röhre (BraunschenRöhre) folgendes Bild, falls der beispielsweise amplitudenmäsig modulierte Sender außerdem noch eine Frequenzmodulation aufweist. Niit der sägezahnförmigen, ansteigenden Nfodulation 5-spannung ändert sich die Frequenz der Senderschnvingung und damit auch die Frequenz der in oben beschriebener Weise mittels Überlagerung mit einer frequenzkonstanten Hilfsschwingung erzielten Schtvelbung, und diese Schwebungsfrequenz, welche gegebenenfalls noch verstärkt werden kann, beeinflußt, wenn sie auf das Helligkeits- bzw. Intensitätssteuergitter der Braunschen Röhre gegeben wird, den Weg des Elektronenstrahls auf dem Schirm, derart, daß wegen der variierenden Lichtintensität Striche auf dem Bild entstehen. Wird das Bild auf dem Bildschirm der Braunschen Röhre nicht in Form eines Rasters aufgezeichnet, sondern beispielsweise in bekannter Weise als polares Diagramm in Form einer spiralförmigen Linie, so äußert sich die erwähnte Schwebungsfrequenz. die erfindungsgemäß erzeugt und der Helligkeitssteuerelektrode der Braunschen Röhre zugeführt wird, dadurch, daß die Spiralkurve, die vom Rathodenstrahl beschrieben wird, wegen der variierendenLichtintensität je nach der Schwebungsfrequenz unterbrochen wird.Using a raster image graph and sawtooth Modulation frequency is created on the screen of the cathode ray tube (Braun's tube) the following picture, if the transmitter, for example, modulated in terms of amplitude, also still has a frequency modulation. With the sawtooth-shaped, increasing modulation 5 voltage changes the frequency of the transmitter speed and thus also the frequency in the manner described above by means of superimposition with a frequency constant Auxiliary oscillation achieved Schtvelbung, and this beat frequency, which if necessary can still be increased, influenced if they are on the brightness or intensity control grid the Braun tube is given, the path of the electron beam on the screen, in such a way that, due to the varying light intensity, lines appear on the image. The image on the Braun tube screen is not in the form of a grid recorded, but for example in a known manner as a polar diagram in In the form of a spiral line, this is how the aforementioned beat frequency expresses itself. generated according to the invention and the brightness control electrode of the Braun tube is supplied, in that the spiral curve described by the Rathode beam is interrupted because of the varying light intensity depending on the beat frequency will.

Je nach der Höhe der sich ergebenden Schnvebungsfrequenz sind im Fall eines rasterförmigen Bildes bei konstanter Zeilenablenkfrequenz die Abstände der strahlförmig verlaufenden Striche bzw. im Fall eines spiralförmigen Bildes die Unterbrechungen der spiralförmigen Bildlinie voneinander verschieden groß. Die Abstände vergrößern sich, je niedriger die Schwebungsfrequenz ist.Depending on the level of the resulting blowing frequency are in the case of a raster-shaped image at a constant line deflection frequency, the distances between the radial lines or, in the case of a spiral image, the interruptions of the spiral image line of different sizes from each other. Increase the distances the lower the beat frequency is.

Es sei das Beispiel eines rasterförmigen Bildes näher erläutert: Beginnt zur Zeit t--o der Elektronenstrahl das Bildraster links oben, wenn gleichzeitig die Afodulationsspannung am Sender sägezahnförmig ansteigt, so wird bei einer vorhandenen Frequenzmodulation zunächst eine niedrige, später eine höhere Schwebungsfrequenz entstehen, d. h. zunächst werden die Abstände der strichförmigen Strahlen auf dem Bildschirm größer, später kleiner oder umgekehrt, je nachdem die konstante Hilfsfrequenz höher oder niedriger als die modulierte Senderfrequenz liegt. Dies ergibt auf dem Schirm der Braunschen Röhre bei Herstellung eines Rasters ein strahlenförmiges Bild. Die Zeilenfrequenz braucht nicht hoch zu sein und liegt zweckmäßig zwischen 2500 und 5000 Hz, entsprechend 100 bis 200 Zeilen und 25 Bildwechsel je Sekunde. Bei bekannter Zeilen- und Bildnvechselfrequenz läßt sich in jedem Zeitpunkt eine Frequenzmodulation der Sendersch-ingung dadurch feststellen, daß man die Abstände der Strahlen auf dem Bild ausmißt, d. h. also, man mißt beispielsweise in dem Bild gemäß Fig. 2 die Breite der weißen Streifen. die sich von rechts oben nach links unten verbreitern. The example of a grid-shaped image is explained in more detail: At time t - o, the electron beam begins the image grid at the top left, if at the same time If the modulation voltage at the transmitter rises in a sawtooth shape, if there is a Frequency modulation initially a low, later a higher beat frequency arise, d. H. first the distances between the line-shaped rays on the Screen bigger, later smaller or vice versa, depending on the constant auxiliary frequency higher or lower than the modulated transmitter frequency. This results on the Screen of the Braun tube with the creation of a grid a ray-shaped image. The line frequency does not need to be high and is appropriately between 2500 and 5000 Hz, corresponding to 100 to 200 lines and 25 image changes per second. at With a known line and image alternation frequency, frequency modulation can be performed at any point in time determine the transmitter oscillation by determining the distances between the beams measures the image, d. H. so, one measures, for example, in the image according to FIG Width of the white stripes. which widen from the top right to the bottom left.

An Hand der Figuren seien das erfindungsgemäße Verfahren und die verschiedenen Beispiele der für die verschiedenen Fälle entstehenden Bilder auf dem Bildschirm der Rathodenstrahlröhre näher erläutert. In Fig. 1 ist I der zu prüfende modulierte Sender, 2 der frequenzkonstante Überlagerer. The method according to the invention and the different examples of the resulting images for the different cases the screen of the Rathode ray tube explained in more detail. In Fig. 1, I is the one under test modulated transmitters, 2 the constant frequency superimposed.

3 die in bekannter Weise aufgebaute AIischstufe, eventuell mit einem anschließenden Verstärker, 4 ein an sich bekannter Kippfrequenzerzeuger für die horizontale und vertikale Ablenkung des Kathodenstrahls der Braunschen Röhre 5, von der in der Figur der Bildschirm dargestellt ist. Die Kippspannnng (mit Bildwechselfrequenz) wird gleichzeitig auch zur Niodulation der Senderschwingung dem Sender I zugeführt, wie dies durch den Pfeil angedeutet ist.3 the AI mixing stage built up in a known manner, possibly with a subsequent amplifier, 4 a known sweep frequency generator for the horizontal and vertical deflection of the cathode ray of the Braun tube 5, of which the screen is shown in the figure. The tilt voltage (with frame rate) is at the same time also fed to transmitter I for the nodulation of the transmitter oscillation, as indicated by the arrow.

Fig. 2 zeigt das auf dem Schirm entstehende Bild für den Fall der Verwendung eines Bildrasters, wenn eine geringe Frequenzmodulation des Senders I vorliegt, und zwar kommt den feinen Linien die Bedeutung einer Schraffur der dunklen Bildteile, nicht aber die einer Feinstruktur derselben zu. Man erkennt, daß die weißen Strahlen von rechts oben nach links unten sich verbreitern, und die Frequenzmodulation entspricht in jedem Fall der Breite dieser weißen Streifen. Es werden bei diesem Beispiel den senkrecht zueinander angeordneten Ablenkplattenpaaren der Braunschen Röhre die üblichen Ablenkspannungen des Kippgenerators zugeführt, während der Helligkeitssteuerelektrode, beispielsweise dem Wehneltzylinder der Braunschen Röhre, die erfindungsgemäß erzeugte Schwebungsfrequenz zugeführt wird. Fig. 2 shows the resulting image on the screen for the case of Use of a picture grid if there is a low frequency modulation of the transmitter I is present, and the fine lines take on the importance of hatching the dark ones Parts of the image, but not those of a fine structure. You can see that the white rays widen from top right to bottom left, and the frequency modulation corresponds in each case to the width of these white stripes. It will be at this one Example of the Braunsche pairs of deflector plates arranged perpendicularly to one another The usual deflection voltages of the tilt generator are fed to the tube, while the brightness control electrode, for example the Wehnelt cylinder of the Braun tube, which was produced according to the invention Beat frequency is supplied.

Fig. 3 zeigt für das gleiche Beispiel das Bild für den Fall, wenn keine solcheFrequenzmodulation vorhanden ist. Man erkennt, daß dort die Streifen stets die gleiche Breite haben. For the same example, FIG. 3 shows the picture for the case when there is no such frequency modulation. You can see that there the stripes always have the same width.

Es läßt sich dementsprechend also sofort aus der Strahlenform erkennen, ob eine Frequenzmodulation vorliegt oder nicht.Accordingly, it can be recognized immediately from the ray form, whether there is frequency modulation or not.

Fig. 4 zeigt das Bild bei polarer Ablenkung des Kathodenstrahls, d. h. also bei Verwendung eines Kreisdiagramms für das Bild. In diesem Fall werden die beiden senkrecht zueinander stehenden Ablenksysteme den Kathodenstrahl in bekannter Weise derart ablenken, daß dieser Kathodenstrahl auf dem Bildschirm eine kreisförmige Linie beschreibt. Fig. 4 shows the image with polar deflection of the cathode ray, d. H. so when using a pie chart for the picture. In this case it will be the two perpendicular deflection systems move the cathode ray in a known manner Way deflect so that this cathode ray on the screen is circular Line describes.

Gleichzeitig muß nun noch eine Steuerung des Kathodenstrahls entsprechend der Modulation bzw. entsprechend der erfindungsgemäßen Schwebungsfrequenz erfolgen. Man wird in vorliegendem Fall bei einem solchen Kreisdiagramm zweckmäßig als Ablenksystem für solche Zwecke den bekannten und üblichen Doppelplattenkondensator, d. h. also zwei konzentrische Steuerzylinder, vorsehen, zwischen denen der Elektronenstrahl hindurchläuft. Dann wird natürlich der Kathodenstrahl entsprechend der auftretenden Modulation bzw. Schwebungsfrequenz abgelenkt werden. Da man in diesem Fall zweckmäßig eine sinusförmige und keine sägezahnförmige Modulation verwendet, entsteht also die dargestellte zusammenhängende Kurve.At the same time a control of the cathode ray has to be done accordingly the modulation or take place in accordance with the beat frequency according to the invention. In the present case, such a circular diagram is useful as a deflection system for such purposes the known and customary double-plate capacitor, d. H. so provide two concentric control cylinders, between which the electron beam runs through. Then of course the cathode ray will correspond to the occurring Modulation or beat frequency are deflected. Because in this case one is expedient a sinusoidal and not a sawtooth-shaped modulation is used the connected curve shown.

Je nach der entstehenden Schwebungsfrequenz wird nun die Periode dieser einzelnen Schwingungen, wie sie auf dem Bildschirm erscheinen, verschieden sein, und diese verschiedenen Perioden entsprechen der am Sender auftretenden Frequenzmodulation. Es leuchtet ein, daß die Messung dieser Frequenzmodulation verhältnismäßig schwierig ist.Depending on the resulting beat frequency, the period now becomes this individual vibrations, as they appear on the screen, be different, and these different periods correspond to the frequency modulation occurring at the transmitter. It is evident that this frequency modulation is relatively difficult to measure is.

Man wird daher zweckmäßig nicht das kreisförmige Diagramm verwenden, sondern vielmehr die spirallinienförmige Darstellung auf dem Bildschirm, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist. Bei dieser Fig. 5 wird also der Kathodenstrahl mittels der beiden senkrecht zueinander angeofdneten Ablenksysteme derart abgelenkt, daß der Strahl auf dem Bildschirm eine Spirallinie beschreibt. Gleichzeitig wird ebenso wie bei dem rasterförmigen Bild eine Helligkeitssteuerung des Kathodenstrahls vorgenommen, indem die erfindungsgemäß hergestellte Schwebungsfrequenz beispielsweise dem Wehneltzylinder der Braunschen Röhre zugeführt wird. Es entsteht nun eine Spirallinie, die im Fall einer Frequenzmodulation unterbrochen ist, und je nach der Höhe der Schwebungsfrequenz, d. h. also je nach der Größe der Frequenzmodulation, sind diese Unterbrechungen der spiralförmigen Bildkurve verschieden groß. Man kann also aus den Abständen der einzelnen Striche dieser Spirallinie die auftretende Frequenzmodulation messen.It is therefore advisable not to use the circular diagram, but rather the spiral line representation on the screen like them is shown in FIG. In this Fig. 5, the cathode ray is by means of of the two deflection systems arranged perpendicular to one another are deflected in such a way that the ray traces a spiral line on the screen. At the same time it will be the same as in the case of the raster-shaped image, a brightness control of the cathode ray is carried out, by the beat frequency produced according to the invention, for example, the Wehnelt cylinder the Braun tube is fed. A spiral line is now created, which in the fall a frequency modulation is interrupted, and depending on the level of the beat frequency, d. H. So depending on the size of the frequency modulation, these are interruptions of the spiral image curve of different sizes. So you can from the distances of the Measure the frequency modulation occurring with individual lines on this spiral line.

Es ist einleuchtend, daß die Messung bzw. It is obvious that the measurement resp.

Feststellung einer Frequenzmodulation bei der Darstellungsweise gemäß Fig. 4 schwierig ist, weil auf einem einzigen Kreisumfang die gesamte Modulationsschwingung aufgezeichnet wird. Man wird daher die Darstellungsweise gemäß Fig. 5 in Form einer spiralförmigen Bildlinie vorziehen.Determination of a frequency modulation in the representation according to Fig. 4 is difficult because the entire modulation oscillation on a single circumference is recorded. One is therefore the representation of FIG. 5 in the form of a Prefer a spiral image line.

Das vorliegende Verfahren kann man beispielsweise auch dazu benutzen, um die Modulationsgüte eines frequenzmodulierten Senders zu prüfen. Eine Bildform, wie sie Fig. 2 zeigt, d. h. also geradlinig auseinanderstrebende Linien, ist beispielsweise das Zeichen für eine lineare Frequenzmodulation. Auch läßt sich dieses erfindungsgemäße Verfahren dazu benutzen, um derartige Fehler eines Senders festzustellen, beispielsweise zur Feststellung von Störungen aus dem Netz, d. h. also beispielsweise Brummstörungen. Beim Vorhandensein solcher Störungen ergeben sich beispielsweise krumme Linien, wenn man dabei voraussetzt, daß der benutzte Überlagerer 2 (vgl Fig. 1) selbst störungsfrei arbeitet. The present method can also be used, for example, to to check the modulation quality of a frequency-modulated transmitter. An image form, as shown in Fig. 2, i. H. that is, lines diverging in a straight line, is for example the symbol for a linear frequency modulation. This according to the invention can also be used Use methods to determine such errors of a transmitter, for example to identify faults in the network, d. H. So for example hum interference. In the presence of such disturbances, for example, curved lines result, if it is assumed that the superimposer 2 used (see FIG. 1) itself is fault-free is working.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Method for examining the vibrations of a Transmitter, in particular to determine malfunctions or to determine the quality level of the modulation process, characterized in that in the case of the investigation of a with amplitude modulation working transmitter the transmitter oscillations with a periodic running voltage of low frequency and amplitude modulated with a constant, unmodulated auxiliary frequency that is higher or lower than the Transmitter frequency can be mixed that the resulting beat frequency the brightness control electrode or the deflection system of the cathode ray tube, their Rathode beam describes a grid or a circle or spiral diagram, supplied is and that the frame rate of the grid or the rotation frequency of the Cathode ray equal to the frequency of the modulated on the transmitter oscillation, periodically running tension is.

2. Method for examining the vibrations of a transmitter, in particular to determine malfunctions or to determine the quality level of the modulation process, characterized in that in the case of the investigation one with frequency modulation working transmitter, the transmitter oscillations with a periodic voltage frequency-modulated at a low frequency and with a constant, unmodulated auxiliary frequency, which can be higher or lower than the transmitter frequency, that the resulting beat frequency of the brightness control electrode or the deflection system the cathode ray tube, the cathode ray of which is a grid, circle or spiral diagram describes, is supplied and that the image flick frequency of the raster or the rotation frequency of the cathode ray equal to the frequency of the modulated on the transmitter oscillation, periodic voltage.

3. Arrangement for performing the method according to claim I or 2. characterized in that the transmitter vibrations are led to a 1!; Iischstufe to which the constant superimposition frequency is fed at the same time and optionally via an amplifier with the brightness control electrode or the deflection system of the cathode ray tube is connected, and that the voltages the tilting device (4), which causes the cathode ray to be deflected in a known manner, at the same time, the transmitter vibrations before mixing with the constant superimposition frequency modulate.

4. The method according to claim I or 2, characterized in that the periodic voltage with a low frequency has a sawtooth waveform owns.

5. The method according to claim I or 2. characterized in that the periodic voltage of low frequency has a sinusoidal curve owns.

To differentiate the subject matter of the invention from the state of the art is The following publication was considered in the granting procedure: Electrical Telecommunications, I93I, vol. 8, booklet I I, pages 469 to 476