DE1148272B - Schaltungsanordnung zur Entzerrung der UEbertragungs-charakteristik eines UEbertragungssystems - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

kl. 21a² 36/13

INTERNATIONALE KL.

H03g;H04m

K26876Vma/21a²

ANMELDETAG: 16. SEPTEMBER 1955

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 9. MAI 1963

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Entzerrung der Übertragungscharakteristik eines Übertragungssystems und im besonderen zum Ausgleich von Änderungen der Übertragungscharakteristik des Übertragungsweges.

In der Fernmeldetechnik ist es erwünscht, eine gleichförmige Übertragungscharakteristik zu haben. Die Übertragungscharakteristik wird jedoch durch den Übertragungsweg, nämlich das Kabel bei der Drahtübertragung bzw. das Echo und die Schwunderscheinungen bei der drahtlosen Übertragung, in Abhängigkeit von der Frequenz beträchtlich beeinflußt. Dazu kommt manchmal bei Schwunderscheinungen eine mit der Zeit veränderliche Änderung der Übertragungscharakteristik.

Es sind Schaltungsanordnungen zur Entzerrung der Übertragungscharakteristik eines Übertragungssystems bekannt, bei welchen zur Feststellung der Übertragungscharakteristik von der Sendeseite des Übertragungssystems ein Meßsignal ausgesandt und dieses Signal auf der Empfangsseite gemessen wird. Diese Schaltungsanordnungen weisen ferner Mittel auf, die empfangsseitig in Kette an das Übertragungssystem angeschlossen sind und den Frequenzgang eines aus einem Laufzeitentzerrer, einem Gegenkopplungsverstärker sowie mehreren Verstärkern bestehenden aktiven Netzwerks (Verstärker mit Rückkopplung) derart steuern, daß dieses aktive Netzwerk einen Frequenzgang annimmt, welcher entgegengesetzt zu dem gemessenen Frequenzgang des Übertragungssystems verläuft, so daß das aktive Netzwerk die Verzerrungen der Übertragungscharakteristik des Übertragungssystems kompensiert.

Es sind ferner Schaltungsanordnungen zur Entzerrung der Übertragungscharakteristik eines Übertragungssystems bekannt, bei welchen die Übertragungscharakteristik dadurch festgestellt wird, daß von der Sendeseite des Systems Meßsignale ausgesandt und auf der Empfangsseite gemessen werden, zu welchem Zweck empfangsseitig Vergleichskreise vorgesehen sind. Es ist ferner ein an das Übertragungssystem in Kaskade angeschlossenes Netzwerk in Form von Entzerrern vorhanden, welches in Abhängigkeit von den Meßsignalen gesteuert wird. Die Entzerrungskurven werden so gewählt, daß die Übertragungscharakteristik des Systems durch das Netzwerk entzerrt wird. Die Nachregelung der Entzerrer ändert zugleich die Pegel der empfangenen Meßsignale, so daß die Schaltungsanordnung die Eigenschaften eines rückgekoppelten Kreises hat.

Die bekannten Schaltungsanordnungen weisen somit stets eine Rückkopplung auf. Wenn der Frequenzgang Schaltungsanordnung
zur Entzerrung der Übertragungscharakteristik eines Übertragungssystems

Anmelder:
Kokusai Denshin Denwa Co., Ltd., Tokio

Vertreter: Dr.-Ing. A. Schulze, Patentanwalt,
Berlin 31, Jenaer Str. 13/14

Beanspruchte Priorität:
Japan vom 18. September, 6. November 1954
und 25. April 1955 (Nr. 20 123, Nr. 20 124, Nr. 24 038
und Nr. 11 663)

Shintaro Oshima, Tokio,

und Hajime Enomoto, Ichikawashi (Japan),
sind als Erfinder genannt worden

der Dämpfung sich stark ändert, kann daher in diesen bekannten Schaltungsanordnungen bei irgendeiner Frequenz die Rückkopplung positiv werden, wodurch Selbsterregung eintritt.

Diese Mängel werden durch die erfmdungsgemäße Schaltungsanordnung beseitigt, in welcher in an sich bekannter Weise auf der Sendeseite periodisch Meßimpulse ausgesandt werden und auf der Empfangsseite aus den verzerrten Meßimpulsen mit kürzerer Periodizität Probenimpulse abgegriffen werden, mittels deren

ein empfangsseitig an das Übertragungssystem angeschlossenes Entzerrernetzwerk geregelt wird. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Netzwerk aus mehreren jeweils regelbare Verstärker und Verzögerungsglieder enthaltenden Stufen besteht und daß der Verstärkungsfaktor jeder dieser Verstärkerstufen mit den Probenimpulsen in Vorwärtsschaltung automatisch geregelt wird.

In den Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 das Blockschaltbild einer Ersatzschaltung eines Netzwerks beschränkter Frequenzbandbreite,

Fig. 2 das Blockschaltbild einer bei der Schaltung nach der Erfindung verwendbaren Meßschaltung für

die mit der Zeit veränderliche Übertragungscharakteristik,
Fig. 3 a bis 3 e die verschiedenen Impulsformen,

309 579/192

3 4

Fig. 4 das Blockschaltbild einer Ausführungsform Fig. 11 und 12 je ein Blockschaltbild eines weiteren

des Erfindungsgegenstandes, Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Fig. 5 das Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen In der Folge wird ein Übertragungssystem als Netz-Netzwerks mit umgekehrter Charakteristik, werk betrachtet. Wenn das Eingangssignal eines Netz-

Fig. 6 die in der Form eines Frequenzspektrums 5 werks auf eine Bandbreite von W Hz beschränkt ist,

dargestellten Probenimpulse, genügt es im allgemeinen, den Frequenzgang, d. h. die

Fig. 7 a, 7 b die Blockschaltbilder einer Variante des Übertragungscharakteristik desselben in dem Fre-Netzwerkes nach der Erfindung mit dazugehörigem quenzbereich von W Hz zu berücksichtigen. Die urRechengerät, sprüngliche Form der auf eine Bandbreite von W Hz

Fig. 8 a, 8 b, 8 c Blockschaltbilder einer weiteren io beschränkten Signale kann demzufolge wiederher-

Ausführungsform der Erfindung gestellt werden, wenn man ihre Werte in jeder ^ Se-

Fig. 9 a, 9 b das Blockschaltbild einer weiteren Aus- ^{& J} 2 W

führungsform der Erfindung, künde oder weniger kennt. Außerdem kann der Fre-

Fig. 10a bis 10c und Fig. 13a bis 13e Kurven, quenzgang eines Netzwerks durch die folgende

welche das Prinzip der Erfindung veranschaulichen, und 15 Shannonsche Gleichung:

JST(Z) = a₀ + O₁ e~^;W^ + a₂ ^^w ₊ ... + _ÜL<r^iZ*^f^v . ₍i)

wiedergegeben werden, worin K(f) der Frequenzgang 20 größer ist als die Impulsdauer. Die Impulse werden an des Netzwerks ist, dessen Eingangssignal auf die der Empfangsseite erhalten. Nach Demodulation wird Frequenzbandbreite W Hz beschränkt ist. ein Teil des Empfangssignals an eine die Übertragungs-Wenn man daher Impulse an einem Ende eines charakteristik messende Schaltung angelegt, die als Netzwerks aussendet und die am anderen Ende Blockschaltbild in Fig. 2 dargestellt ist, und zwar an

„ . i^j-j I01 j 1.4. * * ^a5 deren Eingangsklemme I. Die durch den Frequenzgang

empfangenen Amplituden jede _γψ Sekunde abtastet _{deg Sygte}^_s 4_{fonnten Impu}i_{se können die} ⁴ _{in Fig} ^s ₃g

und mißt, wobei die Impulsform beim Empfang in gezeigte Form annehmen. Diese verformten Impulse Abhängigkeit vom Frequenzgang des Netzwerks werden den Torschaltungen G₀, G₁, G₂ ... Gl parallel verzerrt wird, und somit die Probenimpulse cn (i=0,1,2 zugeführt. Gleichzeitig wird die Wiederholungsfrequenz .. .L) erhält, kann die Ersatzschaltung des Netzwerks, 30 der abzutastenden Impulse über das Bandfilter BF dessen Eingangssignal auf die Bandbreite von WUz entnommen und dadurch der die Abtastimpulse erbeschränkt ist, nach Fig. 1 aus parallel geschalteten zeugende Generator O_p mit der Periode T_v synchroni-Serienkreisen hergestellt werden. Jeder Serienkreis ist siert. Die Abtastimpulse des Generators O_p mit der durch ein Verzögerungsglied und einen Verstärker Periode T_v werden an die Torschaltung G₀ direkt, an gebildet, und die Verzögerungsglieder weisen eine Ver- 35 die Torschaltungen G₁, G₂ ... Gl aber über die Ver-

.. _n i c , , j j· -tr 4.» ι zögerungsglieder D₁, D₂ ... Dl angelegt, die jeweils

zogerungszeit D = γψ Sekunden und die Verstarker ^{ö 66 12} ^ ^ 0 e > j

_T, .... , „ , . „ , , , - , die Verzögerungszeit von -=-=7 Sekunde aufweisen,

einen Verstärkungsfaktor A = cn auf, welcher gleich & & ₂ W

den Probenimpulsen cn ist. Die Torschaltungen G₀, G₁, G₂ ... Gl werden durch

Das Breitbandsignal mit der Frequenzbandbreite 40 _{die e}i_nzelnen in Zeitabständen von ^₇ Sekunde aufvon W Hz, welches tragerfrequent übertragen wird, 2 W
kann als auf das Niederfrequenzband umgesetztes und einanderfolgenden Impulse geöffnet und die Spanauf die Frequenzbandbreite von 0 bis ^beschränktes _{wdche jede} 1 _{Sekunde die Probenwerte der} Signal angenommen werden. Das Übertragungssystem ° 2 W

kann dann durch die Ersatzschaltung der Fig. 1 dar- 45 in Fig. 3 b gezeigten Impulse darstellen, jeweils in dem

gestellt werden. Wenn die Übertragungscharakteristik Zeitraum Tp entnommen, wie sich aus den Fig. 3c, 3d

sich mit der Zeit ändert, wie beispielsweise bei Schwund- und 3 e ergibt.

erscheinungen, so ändern sich die Probenimpulse cn mit Die Ausgangsspannung jeder Torschaltung G₀, G₁

der Zeit, und daher kann angenommen werden, daß ...Gl stellt die Amplitude der abgetasteten Impulse

der Verstärkungsfaktor Ai jeder Verstärkerstufe A der 50 a₀, Ci₁ ... ül in jedem Zeitpunkt dar. Wenn jede der

Ersatzschaltung nach Fig. 1 in Abhängigkeit von den in der Periode T_p entnommenen Ausgangsspannungen

Probenimpulsen at verändert wird. durch das entsprechende Tiefpaßfilter LF₀, LF₁ ... LFl

Aus dem oben Gesagten ergibt sich, daß es zur gesiebt wird, erhält man diese Spannungen an den

Messung der Übertragungscharakteristik genügt, das Ausgangsklemmen H₀₀, Π_αι ... UaL in Form von

Impulsverhalten des Ubertragungssystems zu messen. 55 Gleichspannungen, welche durch a₀, a_x ... ül be-

Zu diesem Zweck werden die Impulse von der Sende- stimmt sind und in Fig. 3 c bis 3e mit gestrichelten

seite ausgesandt, wie in Fig. 3 a gezeigt, und die Linien eingezeichnet sind.

c _T1 j · j 1 r, 1 j i_ Auf diese Weise kann der Frequenzgang des Über-

empfangenen Impulse werden jede -^ Sekunde ab- _{tragungssystemS5 welcher sich mit der Zeit wegen}

getastet. Die erhaltenen Probenimpulse sind in Fig. 3 c, 60 Schwunds od. dgl. ändert, durch die Probenimpulse

3d und 3e durch a₀ (t), Ci₁ (t) und a₂ (t) dargestellt und a₀, a_x ... ül laufend ermittelt werden. Wenn der Ver-

können mittels einer Braunschen Röhre leicht ge- stärkungsfaktor^ jeder Verstärkerstufe der Fig. 1 durch

messen werden. diese Probenimpulse gesteuert wird, kann demzufolge

Wenn sich die Übertragungscharakteristik mit der der Frequenzgang des Netzwerks der Übertragungs-Zeit ändert, ist das Verfahren zur Messung der Impulse 65 charakteristik immer gleichgemacht werden, welche das folgende: mit der Zeit durch Schwund od. dgl. verändert wird.

Die in Fig. 3 a gezeichneten Meßimpulse werden von Die vorstehende Erläuterung wurde der Einfachheit

der Sendeseite mit einer Periode T_p ausgesandt, die halber für den Fall gegeben, daß die Meßimpulse mit

5 6

einer Periode T_p ausgesandt werden. Selbstverständlich In diesem Fall werden außer dem Nachrichtensignal

, u-Kt η ν · · l -7 ·* auch die von der Sendeseite ausgesandten Meßimpulse

kann man auch Meßspannungen mit einer in -=- Zeit- _f ,-. , , _Λ, „. , , .. ,. , ,

^{v &} Tp empfangen. Da nun solche Meßimpulse bezuglich der

Intervallen definierten Amplitude aussenden und diese an der Klemme III empfangenen Signale eine Lauf-Spannungen empfangsseitig durch ein Schmalband- 5 zeit τ aufweisen, wird das entzerrte Nachrichtensignal filter aussieben, um in gleicher Weise das Impulsver- an der Ausgangsklemme VIII für sich allein erhalten, halten des Übertragungsweges zu messen. wenn man einen Teil der Ausgangsspannung des Es sei nun angenommen, daß ein flacher Frequenz- Impulsgenerators O_p (Fig. 2) in der die Übertragungsgang mit der Laufzeit τ erhalten wird, wenn eine charakteristik messenden Schaltung IV benutzt, um Schaltung mit dem Frequenzgang K_c(f) mit einem io die Impulsfrequenz und -phase eines Generators VII Netzwerk mit dem Frequenzgang K(J) in Serie ge- zur Entfernung der Meßimpulse zu steuern, dessen schaltet wird. Die Beziehung zwischen den beiden Ausgangsspannungen einer Schaltung VI zugeführt Frequenzgängen K(f) und K_C(J) wird dabei durch die werden, durch welche die Meßimpulse am Ausgang Gleichung der Schaltung VI unterdrückt werden.

K( f\. χ t f\ — Q-jiirfr /ο) *5 In der Folge wird ein Netzwerk umgekehrter

Charakteristik aus aktiven Schaltungselementen für

wiedergegeben. den Fall beschrieben, wo die Übertragungscharak-

Wie oben gesagt, kann man mit einem Netzwerk, teristik sich wegen Schwundes oder anderer Störungen

welches einen der Gleichung (2) genügenden Frequenz- mit der Zeit ändert.

gang Kc{f) aufweist, wobei dieses Netzwerk in der ao Tritt mit der Zeit keine Änderung ein, so braucht

Folge als »Netzwerk umgekehrter Charakteristik« man lediglich jeweils den Verstärkungsfaktor der Ver-

(Entzerrernetzwerk) bezeichnet wird, wenn der Fre- stärkerstufen, welche in der die Charakteristik K₀(J)

quenzgang des Übertragungsweges K(J) ist, diesen erzeugenden und in das Übertragungssystem ein-

Frequenzgang des Übertragungsweges kompensieren, geschalteten Schaltung enthalten sind, auf einen im

indem man dieses Netzwerk in Serie mit dem Über- 25 voraus berechneten Wert festzusetzen, ohne ein

tragungsweg schaltet. Wenn man ferner bei der draht- Rechengerät zu benötigen.

losen Übertragung den Frequenzgang K_c{f) des Netz- Fig. 5 zeigt das Blockschaltbild eines Netzwerks werks umgekehrter Charakteristik derart einstellen umgekehrter Charakteristik zur Verwirklichung der könnte, daß die Gleichung (2) in Abhängigkeit von der Erfindung. Mit III ist die Eingangsklemme bezeichnet, durch den Schwund od. dgl. verursachten Änderung 30 welche den Klemmen I und III der Fig. 2 bzw. 4 entdes Frequenzganges K(J) des Übertragungsweges stets spricht. FD ist die die Übertragungscharakteristik erfüllt wird, dann kann diese Zeitabhängige Änderung messende Schaltung, welche in Fig. 4 schematisch mit der Übertragungscharakteristik in zufriedenstellender IV bezeichnet und in Fig. 2 im einzelnen dargestellt ist, Weise kompensiert werden. und K(y) ist eine Ersatzschaltung mit einem Frequenzin dem Fall, daß sich die Übertragungscharakteristik 35 gang, welcher dem Frequenzgang K(f) des Übermit der Zeit nicht ändert, werden die Probenimpulse tragungsweges gleichwertig ist. Diese Ersatzschaltung C₀, O₁ ... gemessen, wodurch die Übertragungs- wurde oben in bezug auf Fig. 1 beschrieben.
Charakteristik K(J) ermittelt wird. Dann kann ein die Wie schon in bezug auf Fig. 2 erwähnt, werden die Charakteristik K_c(f) aufweisendes Netzwerk so aus- von der Sendeseite ausgesandten Meßimpulse jede

gebildet werden, daß die Gleichung (2) erfüllt wird, 40 1 „ , , , j-r>u- 1

⁰ j ..j JV₁ . -Ti-u u u 1 -r.,7 Sekunde entnommen, die Probenimpulse c₀, a,,

und mit dem Übertragungsweg m Reihe geschaltet 2 W ^v ° *

werden. Die Übertragungscharakteristik wird somit a₂ ... ül der Gleichung (1) gemessen und der mit der völlig entzerrt. Zeit veränderliche Frequenzgang K(J) des Über-Die Erfindung geht von diesem Prinzip aus. tragungsweges erhalten. Dann wird jeder Wert von Von der Sendeseite werden Meßimpulse mit einer 45 a₀, a_x, a₂ ... ül der Ersatzschaltung K(y) zugeführt Periode von T_p Sekunden zusammen mit dem Nach- und diese derart gesteuert, daß der Verstärkungsrichtensignal ausgesandt. Diese Impulse werden durch faktor at der einzelnen Verstärkerstufen a₀, a_x ... ül einen Empfänger empfangen, dessen Ausgangsspannung ist. Auf diese Weise kann man den Frequenzgang der der Eingangsklemme III der Blockschaltung nach Schaltung K(y) stets dem Frequenzgang K(J) des Fig. 4 und anschließend dem später zu beschreibenden 50 Übertragungsweges gleichmachen. Außerdem werden Netzwerk umgekehrter Charakteristik V zugeführt Impulse eines Impulsgenerators O an die SchaltungüT(j) wird. Gleichzeitig wird ein Teil dieser Ausgangs- angelegt, welcher Impulsgenerator mit der gleichen spannung an die zur Messung der Übertragungs- Periode wie derjenige für die Meßimpulse arbeitet.
Charakteristik bestimmte Schaltung IV gelegt, welche Ein Teil der Ausgangsspannung der Ersatzschaltung der Schaltung nach Fig. 2 entspricht. Durch Ent- 55 K(y) wird an den Vorzeichenumformer C₁ angelegt nehmen der Meßimpulse und durch Messung der _{und die Amplitude dieses} i_{etzteren alle} ^ Sekunde Probenimpulse a_t im Übertragungsweg jede -^ Se- _{durch den Impulsgenerator 0} entnommen, welcher

künde ist es möglich, den Frequenzgang des Über- daher das Zeitintervall steuert. Zu gleicher Zeit wird tragungswegs und die zeitabhängige Änderung des- 60 die Polarität jedes mit ungerader Zahl bezeichneten selben festzustellen. Durch Steuerung des Frequenz- Impulses in C₁ umgekehrt, und der Verstärkungsganges K₀(J) des Netzwerks V umgekehrter Charak- faktor A = at jeder Verstärkerstufe in beiden mit teristik mit solchen Probenimpulsen cn zur Erfüllung K(—y) bezeichneten Schaltungen, von denen die eine der Gleichung (2) wird dann die zeitabhängige Ände- an der Eingangsklemme III und die andere an der rung des Frequenzganges des Übertragungsweges 65 Schaltung K(y) liegt, wird durch die Ausgangsspannung kompensiert und das von der Sendeseite ausgesandte von C₁ genau wie die Schaltung K(y) in Fig. 1 ge-Nachrichtensignal am Ausgang von V ohne Ver- steuert, wodurch eine Ersatzschaltung erhalten wird, Zerrungen entnommen. bei welcher der Verstärkungsfaktor bei jedem mit

7 8

ungerader Zahl bezeichneten Impuls negativ, und zwar setzt, werden auf diese Weise die Frequenzgänge der

K(—j), wird. Schaltungen K(y) und K(—y) durch die folgenden

Wenn man in der Gleichung (1) Gleichungen dargestellt, welche algebraische Glei-

_-₂7r/-i_ chungen des L-ten Grades sind und die Wurzeln

e ²w — y 3 5 J₁, J₂ ... Jz, haben:

K(y) = a₀ + G₁J + fl₂ j² H + a^ = a_L(y -J₁) · (j -J₂) · · · (j -y_L). (4)

K{-y) = a₀ - % j + fl₂j² - a₃j³ + ··■ + (- I)^i j* = (- Ip^(J + Ji) · (7 + J₂) · · · (j + Jl). (5)

Wenn nun die Schaltungen K(y) und K{—y) hintereinandergeschaltet werden, ist der resultierende Frequenzgang durch

Ki(y*) = * OO · K(-y) = (- \)^L al (j² -yi) (j² -yf) · · · (j² -j'|) = b₀ + B₁ j² + b₂ j* + ■ ■ ■ + b_L y^ (6)

gegeben. Dann kann man durch automatische Einstellung

Aus dieser Gleichung ergibt sich, daß jeder andere der Verstärkung C_m = 1 machen, so daß die Gleichung

Impulsgang von K(y) durch K(—y) jede ^-=τ Sekunde w ·

unterdrückt wird. ao ^(^ν\ _ß"^J ^TF^ (10)

Wenn daher die Impulse des Impulsgenerators O, ■ I — welche die Schaltung K(j) passiert haben, noch der

Schaltung K(—j) zugeführt werden, wird deren Aus- Diese Gleichung ist gleich derjenigen von (2), in

gangsspannung gleich derjenigen sun, welche durch welcher jedoch an Stelle der Verzögerungszeit τ die

dieSchaltungmitdemderGleichungi^entsprechenden _{25 bestim}mte Periode-^eingesetzt wurde. Somit wird Frequenzgang erhalten wird. Dann wird m gleicher 2 W ° Weise wie oben beschrieben die Amplitude am Aus- K_c(f) der Gleichung (2) annäherungsweise durch gang der Schaltung K(—y) mittels des Vorzeichenumformers C₂ jede ~^_w Sekunden entnommen. Die _q ^K»if) = K{-y) ■ K₁ (-j²) ... ÜTiv-if-^-¹)

Polarität dieser Amplitude wird für jede ungerade Zahl (1 ^)

umgekehrt und die Verstärkungsfaktoren A = bi der wiedergegeben.

mit den Schaltungen K_x(—y) verbundenen Schaltungen Folglich wird der resultierende Frequenzgang durch

A₁ (—J²) durch C₂ gesteuert, wobei die Schaltungen _m2w

wie in Fig. 1 ausgebildet sind, mit Ausnahme von der 35 ^

_xr .,. , τ r> I 2i \ ■ . der Gleichung (9) dargestellt, wenn ein den Frequenz-

Verzögerung^*, welche D= (^) ist. ging K{f) besitzender Übertragungsweg mi? den

Auf diese Weise wird eine Ersatzschaltung mit dem Schaltungen

Frequenzgang Κ_τ(—j²) erhalten, und die drei Schal- K(—v\ K (— ν²ϊ K _ (—v²^"¹)

tungenüTO), K{-y) und ^(-J²) werden hinter- ₄o ^{K yh lV y J} ''' ^{n y} '

einandergeschaltet. Der resultierende Frequenzgang in Serie geschaltet wird, wobei diese Schaltungen auch

ist dann unter sich hintereinandergeschaltet und mit der Aus-

X I a²] _ χ ( ζ), κ r_ z) n\ gangsklemme III des Ubertragungsweges verbunden

45 Wird die Einrichtung G in Fig. 5 zur automatischen

Derselbe Vorgang wird iV-mal wiederholt und die Verstärkungsregelung an den Ausgang geschaltet und

Schaltungen die Ausgangsamplitude C_n stets auf den Wert 1 ein-

K(y), K{~_y),_Kl(-f) ... Ku^-y^) ^geSteUt' ^S°

hintereinandergeschaltet. Der Frequenzgang kann 50 ~ⁱ²*f~^!jw~~

daher durch die Gleichung ^e

mit der Verzögerungszeit erhalten, wie sich aus K_N[y^%n) == A_L(y*^N —yf)ly*^N — yf)... {y^iN—yf) _der Gleichung (10) ergibt, und das Eingangssignal,

= C₀ + C₁J²^ + C^y²'^lN -\ \- C_Ly^LiN 55 welches an der Sendeseite dem Übertragungsweg mit

dem Frequenzgang K(J) zugeführt wurde, wird an der ' ) Ausgangsklemme in der ursprünglichen, jedoch um

dargestellt werden. m^ verzögerten Form entnommen. In

Es sei nun angenommen, daß die absoluten Be- 2 W °

träge j« der m-Wurzeln kleiner als 1 sind, d. h. | yt \ < 1, 60 diesem Fall kann man, selbst wenn die Übertragungswobei m <L und L die Zahl der Wurzeln ist, und daß charakteristik, d. h. der Frequenzgang K(f), durch die absoluten Beträge j« der L-m-Wurzeln größer als 1 Schwund oder andere Störungen verändert wird, den sind, d. h. I Jj j > 1. Unter der weiteren Voraussetzung, Frequenzgang K₀ (J) des Netzwerks umgekehrter Chadaß N groß genug ist, um die Wurzel \yi\ <1 gegen- rakteristik derart wählen, daß er stets die Gleichung (2) über I J« ] > 1 zu vernachlässigen, wird dann die 65 erfüllt. Zu diesem Zwecke sendet man Impulse von der Gleichung (8) geschrieben: Sendeseite aus mit einer Periode T_p, welche kleiner ist

als die Periode des Schwundes, man mißt ständig diese Kn y*^N) ~ C_my^m2N ■ (9) Impulse an der Empfangsseite mittels der die Über-

9 ίο

tragungscharakteristik messenden Schaltung FD mit Schaltung V umgekehrter Charakteristik (Fig. 4) er-

einer mit T_v synchronisierten Periode und steuert den halten, indem man in die Gleichung (4) die in jeder

Verstärkungsfaktor jeder Schaltung Periode T_v durch die Meßschaltung IV (Fig. 4) ge-

χι _y) K(—v) K l— 2^N~¹) messenen Probenimpulse α« einsetzt, die Gleichung (11)

^{K h K} ' '" ^[~^y ι 5 automatisch löst und den Verstärkungsfaktor jeder

und die Einrichtung zur automatischen Verstärkungs- Verstärkerstufe des Netzwerks der Fig. 1 automatisch

regelung automatisch mittels der Probenimpulse ai regelt.

entsprechend der Änderung des Frequenzganges. Auf Die durch die Schaltung IV gemessenen Probendiese Weise kann eine Kompensation für alle Schwund- impulse cn können auch als Frequenzspektrum darerscheinungen, wie beispielsweise Synchron- bzw. io gestellt werden, wie in Fig. 6 gezeigt, wodurch die zeitselektiven Schwund, automatisch erzielt werden. abhängige Form der empfangenen Impulse als reeller Von demselben Prinzip ausgehend, kann man die Teil der Gleichung

K{t) = a₀ + U₁ e-J2*f°t + flje--'²"^' + · · · + α^-'²*^ (V)

erhalten wird.
Setzt man nun y' = e~-'^2ir2/"ⁱ, so erhält man

K{y') = a₀ + a_xy· + a₂y'* + ... a_Ly'^L

= a_L Cy' -y[) Cy' -jO ... (/ -y'_L) (4')

und durch Umkehrung der Phase der ersten, dritten, fünften Glieder der Gleichung (4')

K(-y') = a₀ -a_xy· + a₂y'² -a₃y'³ + · · · + (-1)^ a_Ly'^L = (-1)^ a_L Cy' + yi) (/ + j& ... (/ + y'_L) .

In diesem Fall sieht man eine Gruppe von synchroni- 25 Um die in Fig. 6 gezeigte Signalform K₁Q/²) aus den sierten Impulsgeneratoren mit den Frequenzen / = 0, Signalen KCy') und K(—y) abzuleiten, kann man die / = /0» / = 2/0 ... / = Lf₀ vor, wie in Fig. 7 a Rechenschaltung gemäß Fig. 7 b verwenden. Der Eingezeigt, und sorgt dafür, daß jeder mit dem dazu- fachheit halber wird angenommen, daß das m-te Glied gehörenden Generator verbundene Verstärker A einen von KCy') gleich b_my^m und das n-te Glied von K(-y') Verstärkungsfaktor besitzt, welcher gleich dem be- 30 gleich C_nyⁿ ist. Um das Produkt
treffenden Probenimpuls a₀, O₁ ... at, ist. Auf diese
Weise wird die Signalform von KCy') in der Gleichung

(4') erhalten. Durch Umkehren der Phase der Frequenz- <^bm ?>' (^C» ^) = ^b™.C_ny^{m + n} (12)
komponenten, welche den ungeraden Gliedern mit

den Frequenzen (2m+l)2Lf₀ in der Gleichung (4') 35 zu erhalten, genügt es dann, die Rechnung derart ausentsprechen, mittels eines aus Bandfiltern und Phasen- zuführen, daß die Amplitude des Frequenzanteils Schiebern bestehenden Vorzeichenumformers erhält (m + n)f₀ gleich b_m C_n wird,
man das Signal K(-y'). Man kann die folgende Gleichung:

b_m C_n cos 2π{τη -\- n)f₀1 = (b_m cos 2 π mf₀1 · C_n cos 2 π nf₀ t) — (b_m sin 2 π m f₀1 · C_n sin 2 π nf₀1). (13)

verwenden und somit b_my^m als den Zeitverlauf von K(-y') an die Eingangsklemmen T₁ bzw. T₂ erhalten

b_m cos2nmf_ot und C_nyⁿ als den Zeitverlauf von werden.

C_n cos2πnf_ot betrachten. Wird das Rechengerät der Fig. 7b mit X bezeichnet, Wenn man diese Signale den beiden Eingangs- 45 so wird es wie X₁ in Fig. 7 a eingeschaltet, und man

klemmen T₁ und T₂ (Fig. 7 b) zuführt und einen Teil erhält das Signal K₁ Cy'²) an dessen Ausgang. Durch

jedes Signals an den Vervielfacher Af₁ anlegt, erhält Wiederholung dieses Vorganges erhält man der Reihe

man an dessen Ausgang nach die Signale

b_mcos2_nmf₀f C_n cos 2 π nf₀1. (14) 50 ^a(Z²²), K_z{y'^) ...

an den Ausgängen von X₂, X₃ ... sowie die Signale

Andererseits wird der andere Teil jedes Eingangs- / _z\ , ,₂n-i\

signals um 90° durch die Phasenschieber P₁ und P₂ ^(-y ), K₂[-y j... K_n ^[-y ]

verschoben und dem Vervielfacher Af₂ zugeführt, so an den Ausgängen der Vorzeichenumformer C₂, daß an dessen Ausgang 55 C₃ ... Cn.

b_m sin Znm/_Ot-C_n sin / π

Wenn man nun durch die Rechengeräte X-_x, X-

_{Λ 2}

b_m sin Znm/_Ot-C_n sin / π nf_Q t (O) _{gemäß Kg yb der Reihe nach} ^_ag p_{rodukt der Signa}i_e

erhalten wird. K{—/) und -K₁ (—y'²) usw. erzielt, wird die Ausgangs-

Wenn nun die beiden Ausgangssignale von den spannung des Netzwerks umgekehrter Charakteristik Vervielfachern Af₁ und Af₂ dem Addiergerät D züge- 60 als Ausgangssignal des Rechengerätes X-N-d in der führt werden, ergibt sich das Signal Form eines Frequenzspektrums entsprechend der

Beziehung
bm C_n cos 2 π (m + n)f₀1. (16)

Kc(t) =K(-y')-K₁(-y'*) ... Kw^i-yF-¹) (W)
Dies bedeutet, daß der Ausgangsklemme T₃ ein 65
Signal, dessen Frequenzanteil (m+n)f₀ die Amplitude wiedergegeben.

b_mC_n hat, entnommen wird. Das Signal K₁Cy'²) kann Wie oben gesagt, wird die Amplitude dieser Signale

demzufolge durch Anlegen der Signale KCy') bzw. durch die Einrichtung zur automatischen Verstärkungs-

309 579/192

regelung G eingestellt, wobei das Frequenzspektrum dergesteuertenSignalspannungdurcheinenFunktionsgenerator erzeugt wird, so daß em aktives Netzwerk umgekehrter Charakteristik mit dem Frequenzgang Kc(J) erhalten wird.

Die Fig. 8 a bis 8 c zeigen Blockschaltbilder einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Wie oben gesagt, kann der Frequenzgang K(f) des Übertragungsweges durch die Gleichung (1) dargestellt werden, wenn die Meßimpulse, welche von der Sendeseite mit der Periode T_p ausgesandt werden, durch die Meßschal-IV der Fig. 4 alle JL Sekunde gemessen werden.

° ° 2 W

Das Spektrum \K(f)f der Energieverteilung wird durch das Produkt von K(J) und dessen konjugierter Funktion K* (J) wiedergegeben, wobei

κ* (J) = a₀ + a_x d²**
ist. Dieses Produkt ist

\K(f) |² = K(J) · K*(f) = R(O) + 2

cos

wobei R(O) = J α?, R(i) = J a_n ■ U_n-,, i > 0.

Aus den Gleichungen (2) und (17) ergibt sich:

Keif) =

Setzt man nun
x = 2

_/2ir/T

X₁ R(O)

2 W

(¹⁸)

^{cos 2} *f 2 W '

-^=JT = R(O)

+ ... a_L

R(i) cos 2 π/

Tw (1")

1 +

2W

R(O)

so kann die Gleichung (17)

\K(f)\* = R(0)-(l + x)

geschrieben werden.
Andererseits läßt sich

in eine Potenzreihe von χ entwickeln:

(17)

(20)

A(O)(I

⁽¹

Ä(0)

Setzt man
1

\K(f)\i R(O)

^x%m) (τ

Je größer der Wert von m, desto mehr an \K(f)f kann der Wert von \K(f)\² _m angenähert werden, da

Wenn man nun \K(f)% an die Stelle von \K(f)\*

und den Ausdruck —

+ ι T₁

an die Stelle von τ in der

so kann man infolge der Natur der Korrelationsfunktion 4° Gleichung (18) setzt, erhält man

die Gleichung (20) in der Form 2^m + ¹ l

schreiben.

4-5 Nach der Gleichung (22) kann man K_c (J) in einer Reihe entwickeln:

Keif)^ -L R(O)

Ersetzt man dabei K*(f) durch den Wert aus der Gleichung (1"), so erhält man die Gleichung

-JW-Af 1

(25)

(26)

welche die Ersatzschaltung der Fig. 8 a darstellt. Aus der Gleichung (20) ergibt sich der Wert von x:

_x. _e

2 w ₌

_K(J) .Z₁

__e

2 w

₍27)

wobei diese Gleichung der Verzögerungsschaltung der Fig. 8 b entspricht. Ist die Impulsausgangsgröße cn bekannt, so können die Schaltungen gemäß Fig. 8 a und 8 b hergestellt werden, welche den beiden Gleichungen (26) und (27) genügen.

Fig. 8 c stellt die Ersatzschaltung dar, deren Frequenzgang sich an K_c(f) annähert und der Gleichung

(25) genügt, d. h. das Netzwerk umgekehrter Charakteristik V der Fig. 4, wobei in Fig. 8 c die Schaltung von Fig. 8 a mit R und die Schaltung von Fig. 8 b mit XA bezeichnet ist. Dabei ist R eine Schaltung, welche den Phasengang entzerrt, und die mit dieser in Serie geschalteten Stufen, welche jeweils aus XA und aus einer Verzögerungsschaltung D bestehen, bewirken die Ent-

13 14

zerrung des Amplitudengangs. Es ist auch möglich, wobei dessen Zeitverlauf dem reellen Teilen der

das Netzwerk umgekehrter Charakteristik gemäß Gleichung

Fig. 5 zur Amplitudenentzerrung zu verwenden. _{K rf) = fl} , _e-j2*f„t _j μ _{a e}-j2*Lf₀, n>\

Wenn nun die Schaltung gemäß Fig. 8 c mit einem

sich der Funktion K₀(J) annähernden Frequenzgang 5 entspricht.

an den Übertragungsweg mit dem Frequenzgang K(f) Wie in Fig. 9 a gezeigt, kann dieses Spektrum dadurch

geschaltet wird, erhält man einen flachen Frequenzgang erhalten werden, daß man eine Gruppe von syn-

... ,,· .. ^2'" + ¹Z chronisierten Impulsgeneratoren/mit den Frequenzen

mit der Verzogerungszeit _w-. _Oj ^ _2y. ^ * ^ _und ^ _{Gmppe y}^ _Ver.

Demzufolge wird das an den Übertragungsweg an- io stärkern .,4 vorsieht, welche je einen dem entsprechenden

gelegte Eingangssignal mit einer Verzogerungszeit Probenimpuls at gleichenden Verstärkungsfaktor auf-

2^{m + 1}£ „ , , . . , ,. _ weisen, und daß man die Ausgangsspannungen ein-

Sekunden verzerrungsfrei erhalten. Der _{ander überlagert Wenn man} ⁸ _nu° <f_as i

_g g^)

Frequenzgang K(J) des Übertragungsweges kann sich welches an den Klemmen 1 und Γ auftritt, mittels der

wegen Schwunds od. dgl. ändern. Man kann jedoch 15 Rechenschaltung Y' multipliziert, erhält man an der

vorsehen, daß das Netzwerk gemäß Fig. 8c stets der Klemme 2 |üT(r)|²:
Gleichung (2) in Abhängigkeit der Änderungen von K(J) ^

genügt und dadurch die Schwunderscheinung auto- I ^K(t) Γ = ^(°) + ² 2j (0 ^{cos 2 π} * fo ^f> (¹⁷')

matisch kompensieren wird, indem man die Proben- ⁱ⁼⁼¹

impulse in jeder Periode T_v durch die Meßschaltung IV 20 wobei R(O) und R(i) der Gleichstrom- bzw. Wechselnach Fig. 4 mißt, den mit der Zeit veränderlichen Wert Stromanteil ist.

von ai durch das Rechengerät automatisch berechnet Ein Beispiel der genannten Rechenschaltung Y' ist

und den Verstärkungsfaktor jedes Verstärkers der in Fig. 9 b dargestellt. Wenn die Signale
Fig. 8 a und 8 b durch den Wert von cn steuert.

Entwickelt man die Gleichung (25), indem man 25 b_m cos 2nmf₀t und C_n cos 2nnf₀t

K* (J) und * durch Ausdrücke von öj ersetzt, so kann

Kc(J) wie folgt dargestellt werden: an die Klemmen T₁ bzw. T₂ gelegt werden, wird ein

j Teil jedes Signals dem Vervielfacher M₁ zugeführt,

K (f\ = C +C e~^J2rf^^ (28) ^{so da}^ ^an ^^essen Ausgang das Produkt der beiden

01 30 Signale erscheint. Die anderen Teile der Signale

+ C₂ e"⁷²'^ + ...C_{n e}~^j2*^f^, ^{Werden ZU}

wobei N = 2^m+1 ist. ^bm ' ^{sin 2 π m}^^{ot und Cn sin 2 π n} f° ^t

Daraus ergibt sich, daß durch unmittelbare Zuführung der durch die Meßschaltung IV gemessenen 35 mittels der Phasenschieber P₁ und P₂ durch 90°- Probenimpulse zu dem Rechengerät, durch auto- Phasenverschiebung umgeformt und anschließend dem matisches Berechnen der Werte von C₀, C₁, C₂ ... und Vervielfacher M₂ zugeführt, so daß an dessen Ausgang durch automatische Steuerung des Verstärkungs- das Produkt der beiden Signale erscheint. Durch Anfaktors jeder Verstärkerstufe der Fig. 1 mit diesen legen der beiden Ausgangssignale von M₁ bzw. M₂ Werten das Netzwerk V ebenfalls verwirklicht werden 40 an den Addierkreis AD wird ein resultierendes Auskann, gangssignal erhalten, welches die Schwebungsfrequenz

Die Probenimpulse α« können in der Form des der an die Klemmen T₁ bzw. T₂ angelegten Signale ist

Frequenzspektrums gemäß Fig. 6 dargestellt werden, und durch die Gleichung

öj»C»cos2w(m + n) J₀1 — (b_m εο$2π mf_ot) (C_ncos2 π nj_ot) + (b_m sin 2 π m /„ t) · (C_n sin 2 π η J₀1) (29)

wiedergegeben wird. Es kann an der Ausgangs- In gleicher Weise erhält man durch Anlegen der

klemme T₃ entnommen werden. Ausgangsspannung der Klemme 2 an den auto-

Andererseits erhält man, wenn je ein Verstärker Ä matischen Verstärkungsregler G₂ und durch Steuerung

mit je einem der Impulsgeneratoren / = 0, /₀, 2/₀ 50 desselben mit dem aus dem Tiefpaßfilter LF ent-

... Lf₀ verbunden wird und die Verstärkungsfaktoren nommenen Gleichstromanteil R(O) an der Klemme 5

dieser Verstärker in umgekehrter Reihenfolge, und das Signal

zwar ciL, cil-i ■. ■ a«, Ci₁, a₀ genommen werden, an der _r ^ ^(/)

Ausgangsklemme 3 durch Überlagerung der Ausgangs- ^x' — ² 2 . ^{cos 2} π / /₀ ί. (19')

spannungen das Signal 55 ^i=I ' -*

-2vLf₀t Dieses Signal wird, zusammen mit der Ausgangsspannung

welches das Konjugierte zu K (t) ist. _e-y2iri/„ ^

Wird die Spannung an der Klemme 3 der Einrichtung G₁ zur automatischen Verstärkungsregelung 60 welche direkt don dem Impulsgenerator Lf₀ an die zugeführt, die durch den über das Tiefpaßfilter LF Klemme 6 gelegt wird, dem Vervielfacher M zugeführt, vom Ausgang 2 abgezweigten Gleichstromanteil R(O) An der Klemme 7 entsteht somit das Signal
gesteuert wird, dann wird die Spannung von der
Klemme 3 durch R(O) geteilt, so daß man das Signal x'e--'^27r-^L/»ⁱ,

1 ⁶5

~^r^~^K*W z~^27rLfliT welches durch den Phasenschieber P in

R(U)

an der Klemme 4 erhält. — x' Q-J^Lf_n t

15 16

verwandelt wird. Dieses Signal wird zusammen mit Anschließend wird die an der Klemme 7 ent-

dem an der Klemme 6 entstehenden Signal stehende Spannung

5 in zwei Teile geteilt und dem Rechenkreis X₁ zugeführt,

dem Addiergerät AD₁ zugeführt, so daß man an der um die Summenfrequenz zu bilden. An der Klemme 10

Klemme 8 das Signal entsteht somit das Signal

(1—x')e--^/27r£/i1'

erhält.

Demzufolge kann man das folgende Signal an der Klemme 9 erhalten:

K*{i) _e-/^2!ri/o'(i —χ')

ίο zu welchem im Addiergerät AD_Z das Signal
_e-j2*Lf_at

addiert wird, wobei das letztere das an der Klemme 6 entstehende und im Frequenzwandler H₁ in der Frequenz verdoppelte Signal ist. Das Signal

(1 -j- χ'*) Q-j2ir2Lf„t

wenn die Signale an den Klemmen 4 und 8 dem Rechen- entsteht daher an der Klemme 11 [vgl. Gleichung (25)].

gerät X₀ zur Herstellung der Summenfrequenz züge- Diese Spannung wird zusammen mit der Spannung

führt werden, wobei X₀ der Schaltung nach Fig. 7 bent- 20 an der Klemme 9 an die Rechenschaltung X₁ gelegt,

spricht. so daß man das Signal

K*(t) Q-JZ*Wot Π _ χ') Q-j2irLf_atn 1 _x'2\ e~j2*2Lf₀t

R(O)

am Ausgang der Rechenschaltung X₁ erhält [vgl. Gleichung (25)]. Durch Wiederholen dieses Vorganges wird das Signal

(t) s —i— K* (t) e-'²*^·' (1 - χ') e-J²*V° ' ■ JT (1 + x'²)* _e-J2*2iij₀t R(O) rJi

₍₂5')

am Ausgang der Rechenschaltung X_m erhalten, welches der Gleichung (25) entspricht.
Um die vorstehende Beschreibung klarer zu machen,

wurde angenommen, daß α« jede

Sekunde als

Probenimpuls entnommen wird. Es ist jedoch vorteilharter, die Probenimpulse in einem kleineren Zeit-

intervall als _γψ Sekunde zu entnehmen, um den Frequenzgang genauer messen zu können. Dadurch kann auch die Kompensation der Übertragungscharakteristik mit größerer Genauigkeit erreicht werden. Wie aus der Gleichung (9) klar hervorgeht, nimmt der Fehler im Netzwerk umgekehrter Charakteristik zu, wenn sich die absoluten Beträge der !,-Wurzeln Ju J2 · · · yh an 1 annähern, falls K(J) in der Gleichung^) durch K(y) ersetzt wird. Je größer L ist, desto kleiner ist jedoch dieser Fehler.
Aus der Gleichung (23) ergibt sich, daß der Fehler

gleich x²"¹ ~¹ ist, so daß dieser Fehler um so kleiner

werden kann, je größer m ist, da |x | <. 1.

Das oben Gesagte gilt für ein Netzwerk umgekehrter Charakteristik in dem Fall, wo Impulse als Meßsignale verwendet werden, deren Periode größer ist als die Impulsdauer T.

Im folgenden wird ein Vorgang erläutert, bei welchem

ein Meßsignal, dessen Frequenz kleiner als -=· ist, in

Kombination mit den Oberwellen desselben verwendet wird.

Es sei T die Zeitdauer der Ausgangsimpulse des Übertragungssystems, wobei T in Abhängigkeit vom Frequenzgang des Systems veränderlich ist. Das von der Sendeseite ausgesandte Meßsignal weist das in Fig. 10 a dargestellte Freqeunzspektrum auf, welches die Anfangsfrequenz/₀ der Trägerfrequenz und ein

55 Frequenzintervall f_P mit konstanter Intensität E₁ besitzt, welches die Bedingung

fp<

erfüllt. Dies kann dadurch erzielt werden, daß die _{Trägerfrequenz/o durch Impulse mit der Periode} 1

_{moduliert wird}. _Dieses Frequenzspektrum des Meßsignals wird an der Empfangsseite demoduliert. Angenommen, daß A₀, A₁, A₂ ... A_n, .. Am die den Frequenzen/₀,/₀+/_J),/₀+2/₂).. -fo+mfp.. .fo+Mfp entsprechenden Spannungen sind, wie in Fig. 10b gezeigt, so stellt die Intensität jeder Spannung A_m den Probenwert für jedes Frequenzintervall f_p des Frequenzbereiches dar.

Wenn man die Spitzen dieser Ordinaten mit einer Linie verbindet, wie mit gestrichelten Linien in Fig. 10b gezeigt ist, erhält man die Übertragungscharakteristik des Übertragungssystems, welche der Gleichung

sin _π

—^PA

~ ^m

(31)

In diesem Fall enthalt A_m im allgemeinen auch die Phasencharakteristik und ist daher eine komplexe Größe. Demzufolge ist A_m = a_m-\- j a'm, so daß jeder um 90° verschobene Anteil von A_m individuell gemessen werden muß. Der Einfachheit halber wird jedoch in der Folge vorausgesetzt, daß A_m eine reelle Größe ist. Im allgemeinen wird zur Erzielung eines flachen Frequenzganges durch Kompensation der Übertragungscharakteristik^/) gemäß Gleichung(31)

eine Schaltung vorgesehen, welche die in Fig. 10c mit gestrichtelter Linie gezeigte umgekehrte Charakteristik aufweist. Die Charakteristik einer solchen Schaltung ist umgekehrt proportional zu K(J) und kann durch die Gleichung Spannungen gesteuert, daß die verschiedenen Verstärkungsfaktoren die Werte

oc

Oi

OC-

sin π -j m

« \fp

(32)

A₀ A₁ A_m Am
aufweisen.

Die aus den Filtern F₀, F₁ ... F_m, Fm und den Verstärkern AM₀, AM₁ ... AM_m, AMm bestehenden Serienschaltungen weisen auf diese Weise den Fre-

IO

quenzgang

auf, welcher mit gestrichelter Linie

dargestellt werden, wo α konstant ist. Diese Schaltung wird in Serie mit dem die Charakteristik K(J) aufweisenden Übertragungssystem geschaltet. Der resultierende Frequenzgang ist somit

in Fig. 10c gezeigt ist und der Gleichung (32) genügt.

Aus dem Vorhergehenden ergibt sich, daß das im

Übertragungsweg mit der Charakteristik K(F) (Fig.

10 b) verzerrte Signal am Empfänger RE durch die

oben beschriebene, die Charakteristik

K{f)

K(f)

Oi

K(f)

= Oi .

Dies bedeutet, daß das System eine flache Charakteristik besitzt und daß innerhalb des Übertragungsbandes alle ausgesandten Frequenzanteile des Signals mit Oi multipliziert werden. Ist <x = 1, so ist die empfangene Spannung gleich der Spannung der Sendeseite.

Die Ausbildung des Netzwerks umgekehrter Charakteristik, welches den Frequenzgang

K(f)

gemäß

Gleichung (32) aufweist, wird nachstehend in bezug auf das Ausführungsbeispiel der Fig. 11 erläutert.

Wie oben gesagt, wird das Meßsignal mit konstanter Amplitude, welches vom Sender 77? in konstanten Frequenzintervallen von f_v von /₀ ab ausgesandt wird, am Empfänger RE über den Übertragungsweg K(f) erhalten. Das empfangene Meßsignal wird jedem der Verstärker AM₀, AM₁, AM₂... AM_m, AMm über je ein Filter F₀, F₁, F₂ ... F_m ... Fm zugeführt, wobei der Frequenzgang jedes Filters durch die Gleichung

40 weisende Schaltung entzerrt der Ausgangsklemme / entnommen werden kann.

In diesem Fall erscheint an der Ausgangsklemme ebenfalls das Meßsignal, welches mit dem Frequenzintervall fp zusammen mit dem Nachrichtensignal ausgesandt wird. Dieses Meßsignal weist jedoch eine äußerst enge Bandbreite mit konstantem Intervall auf, so daß es sich durch ein geeignetes Filter mit enger Bandbreite ohne Verzerrungen leicht unterdrücken läßt.

Darüber hinaus kann es durch Anwendung umgekehrter Impulse mit demselben Frequenzintervall herabgesetzt werden, da das Meßsignal durch das Netzwerk umgekehrter Charakteristik in sein Spektrum mit konstanter Amplitude zurückgebracht wird.

Das oben Gesagte gilt für den Fall, wo fp der Gleichung (32) die Bedingung der Gleichung (30) sowie

(34)

sm π I -— m

Jv

(33)

45

annähernd wiedergegeben werden kann.

Diese Filter bestehen aus Shannonschen Filtern, indem man in der Gleichung (33) m durch die positiven ganzen Zahlen 0, 1, 2 ... ersetzt und die mittleren Frequenzen zu f₀, f_o + f_p ... f_o + mf_p, f_o+Mf_p nimmt. Diese Filter können auch durch Filter mit rechtwinkeligen (orthogonoalen) Frequenzgängen hergestellt werden.

Andererseits wird ein Teil des Ausgangssignals von RE an die Demodulatoren D₀, X)₁ ... D_m, Dm angelegt. Die Ausgangsspannungen der Oszillatoren O₀ und Op mit den Frequenzen /„ bzw. f_v werden dem Frequenzvervielfacher (harmonischen Generator) HG zugeführt und dessen Ausgangsspannung mit den Frequenzen f₀, f_o+fp ... f_o+mf_p, f_o+Mf_p konstanter Amplitude ebenfalls an die Demodulatoren D₀, D₁ ... Dm angelegt. Aus den mit je einem Demodulator verbundenen Tiefpaßfiltern LF werden Spannungen entnommen, welche den Amplituden A₀, A₁ ...A_m, Am des Frequenzspektrums der Fig. 10b entsprechen, und der Verstärkungsfaktor μ jedes Verstärkers AM₀, AM_m, AMm wird derart durch diese erfüllt, wobei T' die Zeitdauer der Ausgangsimpulse der Schaltung ist, welche den Frequenzgang

aufweist.

Wenn jedoch fp die Bedingung (34) nicht erfüllt, so genügt es, f_v im voraus zu wählen, um den Bedingungen (30) und (34) zu genügen, und das Frequenzintervall des Meßsignals festzusetzen. Wenn T" des

Netzwerks umgekehrter Charakteristik

K(f)

verhältnismäßig größer ist als Γ des Übertragungsweges K(f), kann man das nachstehende Verfahren anwenden.

Vom Sender.77? der Fig. 12 wird das der Bedingung (30) genügende Meßsignal in jedem Intervall /3, ausgesandt. Dieses Meßsignal wird durch den Übertragungsweg mit der Charakteristik^/) übertragen und dem Empfänger RE zugeführt, wonach es an das Meßgerät D gelegt wird, welches aus den Demodulatoren D₀, D₁ ... D_m, Dm, dem harmonischen Generator HG, den Oszillatoren O₀, Op und den Tiefpaßfiltern LF besteht, wie aus Fig. 11 ersichtlich ist.

Das Gleichstromausgangssignal, welches gleich der Amplitude des Frequenzspektrums ist, wird in der in Fig. 13 a mit kontinuierlicher Linie gezeigten Form erhalten.

Zum Verwandeln des Frequenzganges der Fig. 13 a in einen zeitlichen Verlauf, wie in Fig. 13 b, werden die Ausgangsspannungen der Demodulatoren D einer Schaltung S₁ zugeführt, welche Probenwerte abtastet und durch die Spannung des Oszillators O_S1 gesteuert

309 579/192

wird, so daß die AmplitudenA₀, A₁ ... A_n, Am mit

der Wiederholungsperiode -j- (J_s << fp) hintereinander β j*

entnommen und an das Tiefpaßfilter LPF gelegt werden. Am Ausgang von LPF entsteht nun ein kontinuierliches zeitliches Signal, welches der mit gestrichelter Linie in Fig. 10b gezeigten Charakteristik K(f) gleich ist. Diese Ausgangsspannung wird einer weiteren Abtastschaltung S₃ zugeführt, welche durch den Oszillator Os₂. gesteuert ist und mit der Periode f_s' abtastet, wobei

fs T

und

ist (vgl. Fig. 13 c). Somit werden die Spannungen A₀', *5 A₁' ... Ai, Al erhalten, welche als Interpolationswerte des Frequenzganges K(f) der Fig. 13 a betrachtet werden können, wobei die Abtastung in jedem Frequenzintervall f_v' ausgeführt wird, wie aus der Fig. 13 d klar hervorgeht. Die Gleichung (31) kann daher in der Form

sin π

fv

-ι

J-

\fv

(310

geschrieben werden.

Zur Kompensierung dieser Charakteristik genügt ein Netzwerk, welches die umgekehrte, in Fig. 13 e mit gestrichelter Linie dargestellte Charakteristik aufweist. Dieseumgekehrte Charakteristik ist durch die Gleichung

■Σ·

Oi

— /

\fv

(32')

35

gegeben.
Zu diesem Zweck kann man ein die Bedingung

f*'<~r

erfüllendes Netzwerk umgekehrter Charakteristik dadurch erhalten, daß man die Filter ,F₀, F₁ ... Fi, Fl, welche den Frequenzgang

sin π

fv

- I

besitzen, mit den Verstärkern AM₀, AM₁ ... AMi, AMl verbindet, wobei die Verstärkungsfaktoren dieser

Verstärker auf den Wert —r- durch die Ausgangs-

^A\

spannungen A₀, A₁ ... Ai, Al von S₂ gesteuert werden.

Die vorstehende Beschreibung betrifft den Fall, wo der Frequenzgang des Übertragungssystems mit der

Zeit veränderlich ist. In dem Fall, wo sich der Frequenzgang nicht mit der Zeit verändert, wird zuerst der Frequenzgang gemessen. Dann wird der Frequenzgang des aktiven Netzwerks umgekehrter Charakteristik durch den gemessenen Wert eingestellt. Die Meßschaltung kann dann entfernt werden, nachdem die Einstellglieder in diesem Zustand fest eingestellt wurden. An Stelle der an Hand der Figuren beschriebenen Schaltungen kann das aktive Netzwerk umgekehrter Charakteristik auch an der Sendeseite in Kaskade mit dem Übertragungssystem geschaltet werden. In diesem Fall wird der an der Empfangsseite gemessene Wert an die Sendeseite zurückgeführt, um das aktive Netzwerk umgekehrter Charakteristik zu steuern.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schaltungsanordnung zur Entzerrung der Übertragungscharakteristik eines Übertragungssystems, in welcher auf der Sendeseite periodisch Meßimpulse ausgesandt werden und auf der Empfangsseite aus den verzerrten Meßimpulsen mit kürzerer Periodizität Probenimpulse abgegriffen werden, mittels deren ein empfangsseitig an das Übertragungssystem angeschlossenes Entzerrernetzwerk geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzwerk aus mehreren jeweils regelbare Verstärker und Verzögerungsglieder enthaltenden Stufen besteht und daß der Verstärkungsfaktor jeder dieser Verstärkerstufen mit den Probenimpulsen in Vorwärtsschaltung automatisch geregelt wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Stufen des Netzwerks untereinander in Reihe geschaltet sind (Fig. 5, 8 c).

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Stufen des Netzwerks untereinander parallel geschaltet sind (Fig. 11, 12.)

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder parallel geschalteten Stufe (JF₀Am₀ bis FmAmm in Fig. 11 und bis F_lA_Ml in Fig. 12) ein Bandfilter (F₀ bis F£) vorhanden ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der genannten Stufen einenregelbarenVerstärkerundeinVerzögerungsglied aufweist und ein Rechengerät vorgesehen ist (Fig. 7a, 7b; 9a, 9b), welches aus mindestens einem Generator sinusförmiger Spannung, einem Modulator und einem Vervielfacher besteht, wobei die Probenimpulse (a₀, % ... ßj ... a£) dem Rechengerät zugeführt werden und der Ausgang dieses Rechengerätes mit einem der genannten Verstärker verbunden ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 550 595, 2 550 596; österreichische Patentschrift Nr. 179 563.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

© 309 579/192 4.63