DE1076174B

DE1076174B - Verfahren zur Messung von kleinen, bei der UEbertragung von Fernsehsignalen stoerenden nichtlinearen Verzerrungen

Info

Publication number: DE1076174B
Application number: DEF21609A
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Schmidt
Original assignee: Felten and Guilleaume AG
Current assignee: Felten and Guilleaume AG
Priority date: 1956-11-08
Filing date: 1956-11-08
Publication date: 1960-02-25

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung von kleinen, bei der Übertragung von Fernsehsignalen störenden nichtlinearen Verzerrungen unter Verwendung eines Testsignals mit einem mindestens während der halben Periodendauer linear ansteigenden Kurvenast, vorzugsweise eines Sägezahnsignals, dem nur in dem linear ansteigenden Ast eine Sinusschwingung überlagert ist.

Es sind bereits verschiedene Verfahren zur Messung von kleinen, bei der Übertragung von Fernsehsignalen störenden nichtlinearen Verzerrungen bekanntgeworden.

Die bekannten Meßverfahren lassen sich grundsätzlich in zwei Gattungen unterteilen.

Die erste Gruppe bedient sich eines bestimmt geformten Signals, vorzugsweise einer Sägezahn- oder Treppenspannung, wobei die Verformungen, die das Signal durch die nichtlinearen Verzerrungen erfährt, ausgewertet werden. Mit diesen Verfahren kann aber nur der untere Teil des Videofrequenzbandes erfaßt werden; außerdem ist die Meßgenauigkeit sehr gering, und es können durch Amplituden- oder Phasenfehler unter Umständen nichtlineare Verzerrungen vorgetäuscht werden.

Die zweite Gruppe der bekannten Meßverfahren verwendet ein beliebig geformtes Testsignal, vorzugsweise ebenfalls eine Sägezahnspannung, der eine kleine Sinusamplitude mit größerer Frequenz überlagert ist. Da bei diesen Verfahren zeilenfrequente Signale verwendet werden, können nur Sinusspannungen mit Frequenzen über 3 MHz verwendet werden; mit diesen Verfahren kann daher nur der obere Teil des Videofrequenzbandes erfaßt werden; die Meßgenauigkeit dieser Verfahren ist um etwa eine Größenordnung besser als bei den Verfahren der ersten Gruppe; es lassen sich damit — bezogen auf einen Mittelwert — günstigstenfalls noch nichtlineare Verzerrungen von 2°/o feststellen.

Da die höchstzulässigen nichtlinearen Verzerrungen für eine Fernsehübertragungsleitung von 2500 km ±10% betragen, ist die Meßgenauigkeit auch des besten bisher bekannten Verfahrens — Sägezahnspannung mit überlagerter 4-MHz-Sinusspannung — vor allem für die Messung von Einzelgeräten noch zu gering.

Das Verfahren gemäß der Erfindung stellt eine Weiterentwicklung der »Sinus-Sägezahn-Methode« dar und bezweckt eine Steigerung der Empfindlichkeit dieses Meßverfahrens.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß man — zwecks Herabsetzung der Bandbreite des zusammengesetzten Prüfsignals — die Frequenzen des Testsignals wesentlich kleiner wählt als die Zeilenfrequenz und daß aus dem zusammengesetzten Verfahren zur Messung von kleinen,

bei der übertragung von Fernsehsignalen störenden nichtlinearen Verzerrungen

Anmelder:

Feiten & Guilleaume

Fernmeldeanlagen G.m.b.H.,

Nürnberg,
Äußere Bayreuther Straße/Bierweg 180

Hans-Joachim Schmidt, Nürnberg,
ist als Erfinder genannt worden

Signal nach dem Passieren des Prüfobjektes die Sinusschwingung in an sich bekannter Weise herausgesiebt und in einer anschließenden Einweggleichrichtung durch eine geeignete Vorspannung des Gleichrichters derjenige Teil der Umhüllenden abgeschnitten wird, der unterhalb der kleinsten Amplitude der Umhüllenden liegt, und alsdann nur das verbleibende Dach der Umhüllenden, welches die Informationen über die nichtlinearen Verzerrungen enthält, oszillographisch ausgewertet wird.

Zweckmäßigerweise wird dabei die Frequenz der überlagerten Sinusspannung so gewählt, daß sie mindestens das Zehnfache der Signalfrequenz beträgt.

Durch die wesentliche Verringerung der Bandbreite des Testsignals erreicht man eine ganz wesentliche Herabsetzung der durch den Prüfling verursachten, dem Meßsignal überlagerten Rauschspannung, was eine ganz erhebliche Verbesserung der Ablesegenauigkeit zur Folge hat; durch die Unterdrückung der einen Hälfte der Umhüllenden der verzerrten Signalkurve kann die andere symmetrische Hälfte der Umhüllenden (Fig. Ib), der verzerrten Signalkurve, die die volle Information über die nichtlinearen Verzerrungen enthält, bereits im doppelten Maßstab der Bildgröße des nicht gleichgerichteten Signals betrachtet werden; durch die Unterdrückung desjenigen Teils der Umhüllenden der verzerrten Signalkurve, der unterhalb der kleinsten Amplitude der Umhüllenden liegt, kann die Meß- und Ablesegenauigkeit des Verfahrens noch um ein Vielfaches erhöht werden.

Bei der praktischen Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Vorspannung des Gleichrichters mittels eines Widerstandes zuerst so eingestellt, daß die Umhüllende im Oszillographen-

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bild gerade vollständig verschwindet; alsdann wird mittels eines Vorwiderstandes ein mit einer lOOteiligen Skala versehenes, an der Vorspannung des Gleichrichters liegendes Meßinstrument auf seinen Maximalausschlag (100%) eingestellt; wird nun mittels des ersten Widerstandes die Vorspannung des Gleichrichters so weit zurückgeregelt, daß die Umhüllende wieder vollständig im Bildfeld erscheint, so kann an dem Meßinstrument der Prozentsatz der ausgewerteten Information im Verhältnis zur vollen Information abgelesen werden, woraus sich der Vergrößerungsmaßstab für die Ablesegenauigkeit bzw. die im Oszillographenbild abgelesenen Verzerrungswerte ergibt.

Um glatte Umrechnungsfaktoren zu erhalten, empfiehlt es sich jedoch, die Vorspannung immer auf einen runden Prozentsatz einzustellen, auch wenn man dabei den durch die maximalen Verzerrungen bestimmten größtmöglichsten Vergrößerungsfaktor nicht voll ausnutzen kann.

Das mindestens während der halben Periodendauer linear ansteigende Sägezahnsignal, dem — zwecks Gewinnung von Markierungspunkten für Beginn und Ende des Testbildes — nur in dem linear ansteigenden Kurvenast eine Sinusspannung überlagert ist, deren Frequenz mindestens das Zehnfache der Signalfrequenz beträgt, wird gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung mittels einer Schaltungsanordnung gewonnen, die aus einem Multivibrator MV besteht, dessen Signal einerseits die zu überlagernde Sinusspannung austastet und andererseits durch einen Integrationskreis in einen Sägezahn umgewandelt wird, und einer Mischstufe M, in der die ausgetastete Sinusspannung dem Sägezahnsignal überlagert wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch bei der Prüfung von Geräten mit schwarzgesteuerten Stufen angewendet werden; jedoch muß in diesem Fall das am Ausgang des Sendeteils erscheinende Signal mit Synchronisierimpulsen gemischt werden, wobei dann aber nur mit Frequenzen über 3 MHz gemessen werden kann.

Mit dem neuen Meßverfahren erreicht man eine Meßgenauigkeit, mit der nichtlineare Verzerrungen von 0,1% noch genau abgelesen werden können. Außerdem bietet es den Vorteil, daß sich die Messungen schon bei normalem Filteraufwand über den Frequenzbereich von 0,5 bis 7 MHz, d. h. also nahezu über das ganze Videofrequenzband erstrecken können; mit einem noch größeren Filteraufwand kann der Meßbereich nach unten bis zu etwa 15 kHz ausgedehnt werden.

Die Zeichnungen, auf die in der Beschreibung des Meßverfahrens bereits Bezug genommen worden ist, dienen zur Erläuterung und leichteren Verständlichkeit derselben. Es zeigen Fig. 1 a bis Ic die verschiedenen Signal- bzw. Informationsbilder, und zwar

Fig. 1 a das ankommende, verzerrte Signal,

Fig. 1 b die eine Hälfte der Umhüllenden desselben, Fig. 1 c den nur die Information über die nichtlinearen Verzerrungen enthaltenden Teil der Umhüllenden;

Fig. 2 zeigt das Prinzipschaltbild des Sendeteils (Signalerzeugers) einer Anordnung zur Anwendung des erfindungsgemäßen Meßverfahrens.

In Fig. 2 ist bezeichnet mit

A die Austaststufe,

MV der Multivibrator,

/ der Integrator,

M die Misch- bzw. Überlagerungsstufe.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Messung von kleinen, bei der Übertragung von Fernsehsignalen störenden nichtlinearen Verzerrungen unter Verwendung eines Testsignals mit einem mindestens während der halben Periodendauer linear ansteigenden Kurvenast, vorzugsweise eines Sägezahnsignals, dem nur in dem linear ansteigenden Ast eine Sinusschwingung überlagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Testsignals zwecks Herabsetzung der Bandbreite des zusammengesetzten Prüfsignals wesentlich kleiner ist als die Zeilenfrequenz, daß aus dem zusammengesetzten Signal nach dem Passieren des Prüfobjektes die Sinusschwingung in an sich bekannter Weise herausgesiebt wird, daß in einer anschließenden Einweggleichrichtung durch eine geeignete Vorspannung des Gleichrichters derjenige Teil der Umhüllenden abgeschnitten wird, der unterhalb der kleinsten Amplitude der Umhüllenden liegt, und daß das verbleibende Dach der Umhüllenden, welches die Informationen über die nichtlinearen Verzerrungen enthält, oszillographisch ausgewertet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der überlagerten Sinusspannung mindestens das Zehnfache der Signalfrequenz beträgt.

3. Schaltungsanordnung zur Gewinnung des zusammengesetzten Prüfsignals für das Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Multivibrator (MV), dessen Signal einerseits die zu überlagernde Sinusspannung austastet und andererseits durch einen Integrationskreis in einen Sägezahn umgewandelt wird, sowie durch eine Mischstufe (M), in der die ausgetastete Sinusspannung dem Sägezahn überlagert wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Proceedings of the IRE, Januar 1954, S. 240

bis 246; Technische Hausmitteilungen des NWDR, 1955,

Nr. 11/12, S. 209 bis 216;
Radio Mentor, 1952, Heft 4, S. 170 und 171.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen