-
Anordnung zur Messung von Klirrgeräuschen und sonstigen Störgeräuschen
bei einem Vielkanalsvstem Zur gleichzeitigen Übertragung einer Vielzahl von Nachrichten
über einen einzigen Übertragungskanal bedient man sich in der Trägerfrequenztechnik
bekanntlich des Verfahrens der Frequenztransponierung. Bei diesem Verfahren wird
auf der Sendeseite zunächst jeder niederfrequente Nachrichtenkanal in gewissen Umsetzerstufen
in ein höheres Frequenzgebiet verlagert und sämtliche Kanäle zu einem einzigen Übertragungsband
zusammengefügt. Auf der Empfangsseite werden die den einzelnen Kanälen entsprechenden
Teile dieses Frequenzbandes wieder in ihre ursprüngliche niederfrequente Lage zurückversetzt,
wozu man sich, wie auf der Sendeseite, passend liegender Hilfsfrequenzen bedient.
Um bei diesem bekannten Verfahren mit einem :Minimum an Filtertypen und Hilfsfrequenzen
auszukommen, wird die Frequenzverlagerung der einzelnen Nachrichtenkanäle allerdings
nicht auf einmal herbeigeführt, sondern erfolgt besser in mehreren aufeinanderfodgenden
Schritten.
-
So werden z. B. zur trägerfrequenten Übertragung von zweihundertvierzig
Kanälen in bekannter Weise zunächst je drei Gespräche zu einer Vorgruppe, je vier
Vorgruppen zu einer Grundgruppe, je fünf Grundgruppen zu einer Grundübergruppe und
schließlich vier solche Grundübergruppen zu einem Übertragungsband für zweihundertvierzig
Gespräche zusammengefaßt.
-
Bei solchen Trägerfrequenzanlagen tritt die Aufgabe auf, in regelmäßigen
Zeitabständen die Güte des Übertragungsweges für das Übertragungsband durch Messungen
nachzuprüfen, um gegebenenfalls
für den Störgeräuschpegel die vorgeschriebenen
Bedingungen einhalten zu können. Solche Störungen können beispielsweise durch Übersprechen
der einzelnen Kanäle aufeinander entstehen, jedoch treten zuweilen auch andere Störgeräusche,
wie z. B. Wärmerauschen oder Klirrgeräusche, in Erscheinung. Zu ihrer Messung ist
neuerdings ein Verfahren bekanntgeworden, welches gegenüber den älteren Meßmethoden,
wie z. B. der Einzelton- oder der Doppeltonmethode manche Vorteile aufzuweisen hat.
Nach diesem bekannten Verfahren wird die Sprechbelastung des Systems auf der Sendeseite
durch eine äquivalente Rauschleistung ersetzt, und nur der zu messende Kanal, beispielsweise
durch Vorschalten eines Sperrfilters, von der Belegung mit Rauschspannung ausgenommen.
Es leuchtet ein, daß dieser Ersatz der Sprechbelastung des Systems durch eine ihr
äquivalente Rauschbelastung um so eher zulässig ist, je mehr Kanäle das System umfaßt,
da mit zunehmender Kanalzahl deren Überlagerung im gemeinsamen Übertragungskanal
einen dem Rauschen immer ähnlicheren Charakter annimmt.
-
Die Abb. i und 2 dienen zur näheren Erläuterung dieses bekanntgewordenen
Meßprinzips. In Abb. i stellt i einen Rauschgenerator dar, der ein Rauschspektrum
von ungefähr der Breite des gesamten zu übertragenden Nachrichtenbandes liefert.
Mit 2 ist ferner .ein Sperrfilter bezeichnet, welches derart abgestimmt ist, daß
es sämtliche Frequenzen des ihm zugeführten Rauschspektrums, mit Ausnahme der dem
Meßkanalentsprechenden Frequenzen, passieren läßt. So gelangt etwa das in Abb. 2,a
dargestellte Rauschband, welches im Bereich der Kanal- _ frequenz f" eine Lücke
besitzt, auf das Meßobjekt 3 (Kabel, Funkstrecke). Auf der Empfangsseite ist ebenfalls
ein Filter angeordnet, über welches das empfangene Rauschband geleitet wird. Dieses
mit bezeichnete Filter hat die Aufgabe, sämtliche Frequenzen des empfangenen Rauschbandes
zu unterdrücken, mit Ausnahme der in den Bereich des Meßkanals fallenden Frequenzen.
Sind daher auf dem Übertragungsweg irgendwelche Störspannungen in diesen Kanal eingedrungen,
so treten nur diese Störfrequenzen am Ausgang des Filters q. in Erscheinung. Diese
bilden, wie in Abb. 2 b ersichtlich ist, in dem betreffenden Kanal ein sehr schmales
Störspektrum, welches durch irgendeinen Geräuschmesser -bekannter Art gemessen werden
kann. Da für jeden zu messenden Kanal andere Sperrfilter notwendig sind, ist hiernach
zur beliebigen Verlagerung des Meßkanals innerhalb des gesamten Rauschbandes ein
großer Aufwand -an verschiedenen Filtertypen erforderlich, was besonders bei Vielkanalsystemen,
die eine große Frequenzbandbreite in Anspruch nehmen, einen großen Umstand mit sich
bringt.
-
Es ist daher ein verbessertes Verfahren bekanntgeworden, das darin
besteht, zur beliebigen Verschiebung des Meßkanals bei Vielkanalsystemen die Trägerfrequenzerideinrichtung
selbst zu verwenden. Nach diesem Verfahren werden sämtlichen Niederfrequenzkanälen
der Sendeseite inkohärente Rausch-Bänder von Kanalbandbreite zugeführt, außer dem
zu messenden Kanal. Auch auf diese Weise gelingt es, einen beliebigen Kanal oder
eine kleine Gruppe von Kanälen, in welchem die Messung vorgenommen werden soll,
an eine beliebige Stelle des äquivalenten Rauschbandes zu verlegen. Die Verschiebung
des Meßkanals ergibt sich einfach dadurch, daß im Einzelfalle jeweils der zu messende
Kanal von der Belegung mit Rauschspannung ausgenommen wird. Die hierzu erforderlichen
inkohärenten Rauschbänder für die einzelnen Gesprächskanäle werden, wie ebenfalls
bekannt, zweckmäßig unter Zuhilfenahme einer gesamten Empfangseinrichtung der betreffenden
Trägerfrequenzanlage erzeugt. Zu diesem Zweck wird dem Eingang dieser Einrichtung
ein Rauschband von der Frequenzbandbreite des gesamten Trägerfrequenzbandes zugeführt.
Es erscheinen dann an den Niederfrequenzausgängen dieser Hilfseinrichtung inkohärente
Rauschbänder je von der Frequenzbandbreite eines einzelnen Niederfrequenzkanals,
d. h. Rauschbänder, die alle von verschiedenen Frequenzbereichen des dem Eingang
der Einrichtung zugeführten Trägerfrequenzbandes herrühren.
-
In Abb. 3 ist dargestellt, wie sich nach dem bekannten Verfahren beispielsweise
die Messung nur des von dem Übertragungsweg herrührenden Störanteils einer Trägerfrequenzanlage
im Prinzip gestaltet. Auf der rechten Hälfte erkennt man die zu messende Trägerfrequenzanlage
(gestrichelte Umrandung) mit der Sendestation i, der Empfangsstation 2 und dem eigentlichen
Meßobjekt, dem Übertragungsweg 3 (Funkstrecke, Kabel). Empfangsseitig ist an dem
gewünschten Meßkanal ein Geräuschmesser q. bekannter Art angeschlossen. Die Niederfrequenzeingänge
des Sendeteils i dieser Anlage werden mit inkohärenten Rauschbändern von Kanalbandbreite
belegt, die, wie oben erwähnt, in einer besonderen, für diesen Zweck vorgesehenen
Empfangsanlage 6 erzeugt werden. 5 stellt den hierzu erforderlichen Rauschgenerator
dar, welcher ein Rauschband von der Frequenzbandbreite des gesamten Übertragungsbandes
erzeugt. Dieses Rauschband wird dem Eingang der Empfangsanlage 6 zugeführt, an deren
Ausgängen Frequenzbänder von Kanalbandbreite entstehen, und welche direkt den niederfrequenten
Kanaleingängen des Sendeteils i zugeführt werden. Da @mit.dieser summarischen Messung
allerdings außer dem dem Übertragungsweg zufallenden Störanteil auch oder von .den
Endeinrichtungen i und 2 selbst herrührende Anteil erfaßt wird, muß das Meßergebnis
anschließend korrigiert werden. Zu diesem Zweck wird noch durch eine Kurzsehlußmessung
nur der den Endeinrichtungen zuzuschreibende Störanteil erfaßt und zwischen den
so erhaltenen Meßergebnissen dann die Differenz gebildet. Bei dieser Kurzschlußmessung
wird in Abb. 3 der Sendeteil i unter Auslassung des Meßobjektes 3 direkt mit dem
Empfangsteil :2 verbunden. Dieses bekannte Verfahren zur Messung des Übertragungsweges
ist, wie man erkennt, sehr umständlich und nimmt zur beliebigen Verschiebung des
Meßkanals innerhalb des Trägerfrequenzbandes
außer dem Einsatz einer
gesamten Sendeeinrichtung i (Abb. 3) auch eine ganze Empfangseinrichtung 6 (Abb.
3) in Anspruch.
-
Gemäß der Erfindung kommt man bei solchen Messungen mit einem weit
geringeren gerätemäßigen Aufwand an Schaltelementen wie Filter usw. aus, wenn die
Beaufschlagung des Trägerfrequenzsystems mit einer der Sprechbelastung äquivalenten
Rauschbelastung erst in den Umsetzern der Grundübergruppe und/oder Grundgruppe und/oder
Vorgruppe vorgenommen wird, vorzugsweise derart, daß sämtliche Umsetzer der Grundübergruppe,
die nur an einen Grundübergruppenumsetzer angeschlossenen Umsetzer der Grundgruppe
und die nur an einen Umsetzer der Grundgruppe angeschlossenen Vorgruppenumsetzer
mit inkohärenten Rauschbändern von diesen einzelnen Gruppen entsprechenden Bandbreiten
beschickt werden, mit Ausnahme jeweils derjenigen Umsetzer (Grundübergruppenumsetzer,
Grundgruppenumsetzer und Vorgruppenumsetzer), durch welche der zu messende Kanal
verläuft.
-
Ein solches Verfahren zur Beschickung des Trägerfrequenzsystems mit
einer der Sprechbelastung äquivalenten Rauschbelastung bringt den Vorteil mit sich,
zur beliebigen Verschiebung des Meßkanals im Übertragungsband nur eine geringe Zahl
von Elementen der Trägerfrequenzendeinrichtung in Anspruch zu nehmen. Während beispielsweise
zur Messung des Übertragungsweges mit dem bekannten Verfahren hierzu der Einsatz
einer vollständigen Endeinrichtung erforderlich ist, wird bei Anwendung des erfindungsgemäßen
Verfahrens hierzu nurmehr eine geringe Anzahl von Schaltelementen einer solchen
Endeinrichtung benötigt. Diese lassen sich gegebenenfalls zu einem transportablen
Gerät zusammenfassen, welches an beliebigen Punkten der Übertragungsstrecke zum
Einsatz gebracht werden kann. Letzteres ist besonders wichtig; bei Systemen mit
mehreren Relaisstellen, bei welchen oftmals die Störanteile der einzelnen Abschnitte
des gesamten Übertragungsweges untersucht werden müssen. Ebenso wird der gerätemäßige
Aufwand zur Erzeugung der Rauschbelastung des Systems, wie noch gezeigt wird, bei
Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wesentlich herabgesetzt.
-
Am Ausführungsbeispiel einer sechzig Gesprächskanäle umfassenden Trägerfrequenzanlage
(eine Grundübergruppe) sei das erfindungsgemäße Verfahren im folgenden näher erläutert.
In dem Blockschaltbild der Abb. q. sind diejenigen Teile einer solchen Trägerfrequenzanlage
schematisch dargestellt, welche ausreichen, um einen Kanal in eine beliebige Frequenzlage
im Trägerfrequenzband zu bringen. Diese sowohl empfangsseitig als auch sendeseitig
durch eine gestrichelte Linie umrandeten Teile bestehen aus drei in einer sogenannten
Kanalumsetzerwanne vereinigten Kanalumsetzern, vier zur Grundgruppe zusammentretenden
Vorgruppenumsetzern und fünf eine Grundübergruppe bildenden Grundgruppenumsetzern.
Mit S und E sind die Sende- und Empfangsseite bezeichnet, M ist das Meßobjekt (Kabel,
Funkstrecke). Die gesamte Trägerfrequenzanlage ergibt sich aus der in Abb. d. dargestellten
Teilansicht dadurch, daß man sich für jeden der fünf dargestellten Grundgruppenumsetzer
vier Vorgruppenumsetzer (insgesamt also zwanzig Vorgruppenumsetzer) mit den dazugehörigen
Kanalumsetzern vorgesehen denkt, und ebenso jeden der vier gezeichneten Vorgruppenumsetzer
mit drei Kanalumsetzern (Vorgruppenumsetzerwanne) verbunden denkt. Die Wirkungsweise
dieser Anlage ist bekanntlich folgendermaßen: Die drei über die Eingangsklemmen
1, 2 und 3 der Sendeseite S der Anlage zugeführten Kanäle werden zunächst in den
Kanalumsetzern 4, 5 und 6 in die Frequenzlage der Vorgruppe gebracht. Dieses aus
drei Niederfrequenzkanälen bestehende Frequenzband der Vorgruppe kann dann beliebig
auf eine der vier Vorgruppenumsetzer 11, 12, 13 oder 1d. geschaltet werden, wozu
die Klemmen 7 bis io vorgesehen sind. So gelangen die drei Kanäle nach Wunsch in
jede beliebige Lage der Grundgruppe. Es werden hierfür also nur vier von den insgesamt
zwanzig der Endstelle vorhandenen Vorgruppenumsetzer benötigt. Da auch diese Grundgruppe
ihrerseits auf eine beliebige Eingangsklemme 15, 16, 17, 18 oder i9 der fünf Grundgruppenumsetzer
2o bis 2.4 geschaltet werden kann, hat man es in der Hand, die drei betrachteten
Niederfrequenzkanäle weiter in jede beliebige Lage der Grundübergruppe zu versetzen.
Die Empfangsseite E der Anlage ist in entsprechender Weise aufgebaut. Die Stufen
25 bis 29 entsprechen den fünf sendeseitigen Grundgruppenumsetzern 2o bis 2q., die
Stufen 3o bis 33 entsprechen den vier sendeseitigen Vorgruppenumsetzern i i bis
1q., und die drei Stufen 34, 35, 36 entsprechen den drei in einer Wanne vereinigten
sendeseitigen Kanalumsetzern .4 bis 6. Mit demselben Aufwand an Grundgruppen-, Vorgruppen-und
Kanalumsetzern wie auf der Sendeseite wird also der betrachtete Kanal auf der Empfangsseite
durch passendes Zusammenschalten der verschiedenen Umsetzer untereinander aus jeder
beliebigen Lage des Übertragungsbandes wieder herausgefiltert, so daß er schließlich
an den Ausgangsklemmen 1', 2 und 3' der Empfangsseite ankommt. Die Anordnung kann
für Systeme höherer Kanalzahl beliebig erweitert werden. Beispielsweise kann man
bei zweihundertvierzig Kanälen zunächst vier Grundübergruppen mit je sechzig Gesprächskanälen
bilden und diese dann durch eine weitere Frequenztransponierung zu einer noch höheren
Einheit zusammenfassen.
-
Die Messung des dem Übertragungsweg zufallenden Störanteils gestaltet
sich dann erfindungsgemäß bei einer solchen Anlage in folgender Weise. An die frei
bleibenden Klemmen der vier Vorgruppenumsetzer (z. B. 7, 9 und io in Abb. q.) werden
die inkohärenten Rauschquellen 37 bis 39 von Vorgruppenbandbreite und an die frei
bleibenden Klemmen der Grundgruppenumsetzer (z. B. 15, 17, 18 und i9 in Abb. q.)
die inkohärenten Rauschquellen 40 bis 43 von Grundgruppenbandbreite angeschlossen.
Die drei Niederfrequenzeingänge 1, 2
und 3 bleiben frei. Auf diese
Weise ist das gesamte Übertragungsband mit einer Rauschspannung belegt, mit Ausnahme
des Frequenzbereiches, welcher den drei frei gebliebenen Kanälen 1,:2 und 3 (Vorgruppe)
entspricht. Man könnte natürlich auch noch an zwei dieser frei bleibenden Klemmen
(z. B. an die Klemmen z und 3) entsprechende Rauschquellen von der Bandbreite eines
Niederfrequenzkanales anschließen, jedoch ist dies für die Messung von zu vernachlässigender
Bedeutung und hat einen um so geringeren Einfluß auf das Meßergebnis, je mehr Kanäle
die gesamte Anlage umfaßt. Es sind also bei diesem Verfahren zur Belegung des ganzen
Übertragungsbandes mit einer ider Sprechbelastung äquivalenten Rauschbelastung insgesamt
nur sieben unabhängige Rauschquellen erforderlich gegenüber 57 bei Verwendung des
Verfahrens nach Abb. 3. Das Messen selbst wird in der an sich bekannten Weise vorgenommen.
-
Ebenso, wie im Falle der Sprechbelastung des Systems, die in Abb.
4 durch eine gestrichelte Linie umrandeten Teile S bzw. E der Trägerfrequenzanlage
ausreichend sind, um einen Niederfrequenzkanal an jede beliebige Stelle des Trägerfrequenz-Bandes
zu verschieben, genügt dieser Ausschnitt der Anlage auch, um im Falle der Rauschbelastung
den frei bleibenden Meßkanal durch einfaches Wechseln der Verbindung zwischen den
verschiedenen Umsetzertypen an eine beliebig gewünschte Stelle im Rauschband zu
legen. Der hierzu erforderliche gerätemäßigeAufwand ist alsowesentlich geringer
Tals bei dem bekannten Verfahren, wo für diesen Zweck, wie oben beschrieben, eine
gesamte Endeinrichtung benötigt wird. Es ist daher zweckmäßig, die in Abb. 4 durch
eine gestrichelte Umrandungslinie gekennzeichneten Teile der Trägerfrequenzanlage
zu einem besonderen Gerät zusammenzufassen, welches infolge seines geringen Umfanges
den Vorteil leichter Transportierbarkeit besitzt.
-
Die Beaufschlagung der Anlage mit Rauschenergie ließe sich gemäß der
Erfindung auch so vornehmen, daß man hierzu lediglich die Vorgruppenumsetzer verwendet,
und diese wiederum mit Ausnahme desjenigenUmsetzers, durch welchen der Meßkanal
verläuft, sämtlich mit Rauschbändern von Vorgruppenbandbreite beschickt. Auch könnte
man die Belegung der Anlage mit Rauschspannung zu einem beliebigen Teil in den Vorgruppenumsetzern
durchführen, und ähnlich, wie oben beschrieben, die restlicheRauschenergie in denGrundgruppenumsetzern
und/oder Grundübergruppenumsetzern zuführen. Obwohl hierfür natürlich ein höherer
Aufwand erforderlich wäre; als das an Hand von Abb. 4 beschriebene Ausführungsbeispiel
beansprucht, würden auch diese Möglichkeiten gegenüber dem bekannten Verfahren,
bei welchem die Rauschenergie an den Kanaleingängen der Anlage zugeführt wird (Abb.
3), noch eine erhebliche Vereinfachung darstellen. Die bezüglich des Aufwandes günstigste
Möglichkeit dürfte jedoch die in Abb. 4 dargestellte Kombination sein.
-
Um auch bei einem System mit mehr als sechzig Niederfrequenzkanälen
die gleichen Messungen durchführen zu können, inuA man sendeseitig einen der in
diesem Falle vorgesehenen Grundübergruppenumsetzer mit dem Ausgang der in Abb. q
gestrichelt umrandeten Anordnung S zusammenschalten, während an die übrigen Eingänge
der Grundübergruppenmumsetzer (bei zweihundertvierzig Kanälen sind insgesamt vier
Grundübergruppenumsetzer vorhanden) in entsprechender Weise, wie bei den Vorgruppenumsetzern
und Grundgruppenumsetzern beschrieben, Rauschquellen von der Bandbreite der Grundübergruppe
gelegt werden.
-
Da die Rauschquellen zur Beschickung der beschriebenen Anlage mit
einer Rauschbelastung voneinander unabhängig sein müssen, werden also, wie die obigen
Ausführungen erkennen lassen, für die Durchführung der Messung bei einer sechzig
Kanäle umfassenden Anlage zunächst sieben verschiedene Rauschgeneratoren benötigt.
Dieser noch immer verhältnismäßig hohe Aufwand an Rauschquellen läßt sich indessen
noch weiter herabsetzen, wenn es gelingt, die für die Messungen .erforderlichen
unabhängigenRauschbänder von einem einzigenRauschgenerator abzuleiten. Auch dies
kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung in einfacher Weise unter Verwendung
von nur wenigen Schaltteilen der Empfangsseite der beschriebenen Trägerfrequenzanlage
erreicht werden. Ähnlich wie man sich bei den in Abb. 3 dargestellten Verfahren
unter Zuhilfenahme einer gesamten Trägerfrequenzendeinrichtung aus einer gemeinsamen
Rauschquelle eine großeAnzahl voneinander unabhängigerRauschbänder von niederfrequenter
Bandbreite ableitet, kann man auch hier mit nur wenigen Elementen der Trägerfrequenzendeinrichtung
die für dieses Verfahren benötigten Vorgruppen-, Grundgruppen- und Grundübergruppenrauschbänder
aus einer einzigen Rauschquelle ableiten. Abb.5 zeigt hierzu das Prinzipschaltbild.
Ein Rauschgenerator r liefert z. B. ein homogenes Rauschband von der Frequenzbandbreite
der Grundübergruppe (Übertragungsband). In fünf gleichartigen, der Empfangsseite
entsprechenden Grundgruppenumsetzern 2 bis 6 wird dieses Frequenzband in fünf voneinander
unabhängigen Rauschbänder von der Bandbreite der Grundgruppe transportiert. Diese
sind unabhängig voneinander, da sie von fünf verschiedenen Frequenzbereichen des
vom Rauschgenerator gelieferten Frequenzbandes herrühren. Eine dieser Grundgruppen
(Bezugszeichen 2 in Abb. 5) wird anschließend in vier Vorgruppenumsetzern 7 bis
ro weiter in vier Rauschbänder der Vorgruppe zerlegt. Damit hat man fünf Vorgruppenrauschbänder
und vier Grundgruppenrauschbänder gewonnen, deren Bandbreiten den Gesprächsgruppen
entsprechen, und welche gegebenenfalls noch unter Zwischenschaltung von Zusatzfiltern
nach Belieben an -die frei bleibenden Eingangsklemmen der Vorgruppenumsetzer und
Grundgruppenumsetzer der Einrichtung S in Abb. 4 gelegt werden können. Umfaßt das
System mehr als sechzig Niederfrequenzkanäle, so kann in gleicher Weise, wie oben
beschrieben, eine Erweiterung der Anlage vorgenommen werden. Das vom Rauschgenerator
z in
Abb. 5 gelieferte Rauschband muß dabei stets die Bandbreite
des Übertragungsbandes besitzen.
-
Da die beschriebene Anordnung zur Erzeugung von unabhängigen Rauschbändern
keinen allzu großen gerätemäßigen Aufwand erfordert, ist es in jedem Falle lohnend,
diese Anordnung zusätzlich jeder Trägerfrequenzanlage beizufügen. Die von ihr gelieferten
Rauschbänder können dann für Meßzwecke einfach wie Gesprächsgruppen geschaltet werden,
woraus sich eine mühelose betriebsmäßige Überwachung der Trägerfrequenzanlage ergibt.