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Nordwestdeutscher Rundfunk, Körperschaft öffentlichen Rechts; Hamburg
Für Iden Betrieb von Gleichwellensendern ist es erforderlich, @da,ß die Frequenzen
der räumlich weit voneinander entfernt liegenden Sender genau übereinstimmen, wenn
im Zwischengebiet keine störenden Schwunderscheinungen auftreten sollen. Die Überwachung
der trotz aper Vorkehrungen noch vorhandenen geringen Frequenzabweichungen.ist beim
Betrieb von nur zwei Gleic.wellensendern z. B. ungefähr gleicher Leistungen @duräh
eine überwachungsstelle etwa in der Mitte zwischen beiden verhältnismäßig leicht
durchzuführen. Gleichwellengruppen umfassen aber oft drei., vier oder noch mehr
Sender gleicher Sollfrequenz. Die genaue Überwachung der einzelnen in Wirlklichkeit
-doch .um sehr geringe Beträge verschiedenen Frequenzen dieser Sender war bisher
nur !mit Hilfe mehrerer Überwachungsstellen möglich, von,denen jede einen erheblichen
technischen Aufwand erfordert.
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Wünschenswert ist die Überwaohung von einer zentralen Überwachungsstelle
-aus, wie sie bei größeren Rundfunkgesellschaften in der Regel vorhandlen ist. Eine
solche zentrale Frequenzüberwachung -ist aber mit den bisherigen technischen Mitteln
während dies normalen Senderbetriebes nicht ohne weiteres durchführbar, es sei denn;
man würde die einzelnen Sender zu einer Frequenz-oder Amplitudenänderung der Träger
veranlassen; um sie jeweils kenntlich zu machen, was ohne Störungenbesonders in
den Zwischengebieten nicht möglich ist.
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Die Erfindung vermeidiet diese Nachteile. Sie betrifft ein Verfahren
zur Messung kleiner Frequenzdifferenzen
oder Wellenlängenunterschiede;
insbesondere zur Frequenzüberwachung eines Systems aus mehr als zwei Gleichwellensendern,
und ist dadurch gekennzeichnet, daß dem zu messenden Frequenzgemisch eine weitere
möglichst frequenzkonstante Hilfsspannung zugemischt wird, deren Frequenz den zu
messenden Frequenzen eng benachbart ist und das dadurch entstehende Gesamtgemisch
nach Aussiebung der Hochfrequenz .aufgezeichnet und nach. erheblicher Frequenzvervielfältigung
anale siert wird.
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Hierdurch ist die Möglichkeit gegeben, :die sehr geringen, gegebenenfalls
auch absoluten Abweichungen der Senderfrequenzen und die einzelnen Empfangsfeldstärken
von einer zentralen Überwachungsstelle aus in einfacher Weise zu ermitteln.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung verwendet' man
zusätzlich eine Peilanlage und kann dann im allgemeinen durch Richtempfang die Empfangsamplitude
eines Senders der Gruppe so .stark schwächen, daß am Ausgang nach kurzer Zeit erkannt
werden kann, welche Frequenzanzeige zu dem jeweils angepeilten Sender gehört. Dadurch
ist eine eindeutige Zuordnung von Sender und Frequenz gegeben, so daß es nun ohne
Eingriff in den Sendebetrieb möglich wind, von der zentralen Überwachungsstelle
aus sofort die einzelnen Sender zu erkennen und ihnen notwendig werdende Frequenzkorrekturen
anzusagen, wonach sie ihre Frequenz auf den Sollwert einstellen können.
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Per Grundgedanke der Erfindung soll zunächst an einem Ausführungsbeispiel
erläutert werden; das Gerät sei im folgenden kurz als Frequenzanalysator bezeichnet.
In Fig. z !bedeutet A einen abstim:mbaren Hochfrequenzverstärker, welcher
auf die Sollfrequenz einer zu messenden Gleiahwellengruppe .abgestimmt ist. B ist
ein sehr frequenzkonstanter Oszillator, beispielsweise ein Quarzoszillator mit Thermostat,
der eine Schwingung erzeugt, deren Frequenz nahe unterhalb oder oberhalb des Sollwertes
der Senderfrequenz liegt. C ist eine Mischanordnung; in der die Differenzen zwischen
der Oszillatorfrequenz und ,dem Gemisch der Senderfrequenzen erzeugt und ausgesiebt
werden. Dieses Gemisch wird im Vervielfacher D mit einer sehr großen Zahl
yt multipliziert, wodurch die geringen Frequenzdifferenzen ihrem absoluten Wert
nach ebenfalls rni't n multipliziert werden, so daß man nun mit einem Frequenzmesser
E, der beispielsweise nach dem Resonanzprinzip arbeitet, die einzelnen Komponenten
des Gemisches leicht trennen kann.
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In Fig.2 sind die Geräte bis zur Mischanordnung als Blockschaltbild
etwas genauer aufgeführt. 9l bis g4 bedeuten die von vier Gleichwellensendern einfallenden
Empfangsenergien, die alle gleichzeitig auf die Antenne mit ihrem Peilrahmen i treffen.
In einem sehr schmalen Filter 2, z. B. Quarzfilter, werden die bei den einzelnen
Sendern durch die Modulation entstandenen Seitenbänder herausgesiebt. In einem Verstärker
3 wird das Gemisch verstärkt und dann in einer Mischanordnung 5 mit der vom
Oszillator q. erzeugten Spannung sehr konstanter Frequenz f. vorzugsweise multiplikativ
gemischt. Die bei dieser Mischung entstehenden Spannungen sehr niedrig, r Frequenz
fi fo, f2- fo @usw., die im folgenden mit dl, d@, d3, d4 bezeichnet
werden sollen, werden in bekannter Weise von den übrigen Mischprodukten abgesiebt
und nun über -die Leitung 6 dem eigentlichen Frequenzanalysator, der an Hand der
Fi:g. 3 näher beschrieben werden soll, zugeführt.
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In Fig. 3 ist 6 die Zuleitung von der Mischanordnung 5, über die das
Frequenzgemisch d1 bis d4 zugeführt und dann durch den Aufsprechkopf 7 auf den Magnettonband
9 in üblicher Weise aufgezeichnet wind. 8 stellt schematisch den Löschkopf ,dar,
der mit Hochfrequenz oder im Fall sehr geringer Frequenodifferenzen auch mit technischem
Wechselstrom betrieben werden kann. 9 ist das Magnettonband, das sich mit der Geschwindigkeit
v1 ;in fder durch einen Pfeil angedeuteten Richtung bewegt. Dieses Magnettonband
wird mit niedriger Geschwindigkeit v1 kreisförmig in sehr geringem Abstand um den
rotierenden Empfangskopf zo herumgeführt und dann entweder aufgespult oder besser
in einer endlosen Schleife zum Löschkopf 8 wieder zurückgeführt.
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Der Empfangskopf ro bewegt sich mit großer Geschwindigkeit v2 in Pfeilrichtung
innerhalb der Bandschleife auf einer Kreisbahn, so daß in seiner Wicklung Spannungen
induziert werden, deren Frequenzen im Verhältnis v.: v1 höher sind als die im Gemisch
der Zuleitung 6 vorhandenen geringen Differenzfrequenzen d1 bis d4. Das vervielfachte
Frequenzgemisch wird über die Schleifringe II abgenommen und in einem Verstärker
12 verstärkt. Ein Zungenfrequenzmesser 13 zeigt dann die einzelnen Frequenzdifferenzen
USW.
,direkt an, so d'aß durch das Maximum .der Ausschläge die gegenseitige
Lage der Differenzfrequenzen d1 bis d4 und damit auch f1 bis f4 sofort zu erkennen
ist.
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Außer -dem bisher beschriebenen Ausführungsbeispiel sind viele Variationen
und Verbesserungen möglich. Es kann z. B. statt des Magnettonbandes ein Stahldraht
verwendet werden. Weiter kann das ganze Aufzeichnungsverfahren in Ausnahmefällen
auch optisch vorgenommen werden, wenn man eine Schnellentwicklung benutzt. Die Abnahme
der Spannung über Schleifringe rr kann wegen der geringen Größe dieser Spannungen
Schwierigkeiten bereiten, die entweder dadurch beseitigt werden können, daß man
einen Übertrager mit umlaufen läßt, um eine größere Ausgangsspannung zu erhalten;
oder die Scihleifringe können dadurch umgangen werden, daß man die Masse als einen
Pol wählt und den anderen Pol über eine konzentrische Spitze und einen Quecksilbertropfen
herausführt. Weiter Bann -die Spannung durch rotierende Wicklungen elektromagnetisch
vom drehbaren Teil abgenommen werden.
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Bei kleinen Frequenzdifferenzen `können meßtechnisch Schwierigkeiten
Üadürdh auftreten, daß
die Zahl der Wellenlängen, die auf dem Umfang
der kreisförmigen Schleife aufgezeichnet sind, im allgemeinen keine ganze Zahl ist.
Das. heißt aber, daß der Kurvenzug :die Frequenz dl nicht ohne weiteres eindeutig
erkennen läßt, da die in dem nach einer gebrochenen Wellenzahl abgebrochenen Kurvenzug
vorhandenen weiteren .benachbarten Frequenzen mit angezeigt würden.
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Diese Schwierigkeit kann gemäß einer anderen Weiterbildung der Erürndüng
dadurch überwunden werden, idaß die Vorschubgeschwindigkeit des Ilagnettonbandes
in geringen Grenzen kontinuierlich einstellbar ist und so geregelt wird, daß die
Wellenzahl für -die abzulesende Frequenz eine ganze Zahl wird. Auf diese Weise können
zeitlich nacheinander die einzelnen Differenzfrequenzen d1 bis d4 sehr genau und
zuverlässig ermittelt werden. Eine weitere Möglichkeit, am Frequenzmesser
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für eine bestimmte Differenzfrequenz d1 bis d4 eine genauereAnzeige zu
bekommen, ist die, daß man den Empfangskopf io nicht mit konstanter Umfangsgeschwindigkeit
v2 umlaufen läßt, sondern nach jeweils einer Umdrehung so lange abstoppt, bis,der
Wellenzug des folgenden Umlaufes sich an den vorhergehenden ohne störenden Phasensprung
anschließt. Dasselbe Ziel kann erreicht werden durch eine entsprechende ungleichförmige
Bewegung des Bandes um den rotierenden Kopf.
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Die Umformung einer gebrochenen Wellenzahl auf dem Umfang des Bandes
in, eine vollkommen homogene Ausgangsspannung kann weiterhin erreicht werden,durch
Verwendung zweier Empfangsköpfe auf einer Achse, die so angeordnet sind, daß man
ihrer rotierenden Bewegung eine geeignete, .in ihrer Winkelamplitude regelbare gegenseitige
Relativbewegung überlagert und die Empfangsköpfe nach je einer Umdrehung elektrisch
in geeigneter Weise umschaltet.
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Das Verfahren und die Anordnungen nach der Erfindung bedeuten gegenüber,dem
bisher Bekannten insofern einen ganz erheblichen Fortschritt, als es durch die Verwendung
eines solchen Frequ@enzanalysators überhaupt erst möglich wird, die Frequenzen ,der
einzelnen Sender einer Gleichwellengruppe während des Sendebetriebes dauernd zu
überwäch.en und zu korrigieren. Es können dann in Verbindung mit einer Peilanlage
sehr schnell die Sender festgestellt werden, deren Frequenz vom Sollwert mehr als
zulässig abweicht, und es kann sofort nach Größe und Richtung die richtige Korrektur
angegeben werden, so @daß ein weit besserer Gleichwellenibetrieb möglich ist, als
das bisher -der Fall war.