DE1791132A1 - Messinstrument zur Bestimmung der Aussteuerung in UEbertragungsketten fuer schallfrequente Stroeme - Google Patents

Description

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Messinstrument zur Bestimmung der Aussteuerung in Uebertragungaketten für sohallfrequente Ströme

Die Erfindung betrifft ein Messinstrument zur Bestimmung der Aussteuerung in Uebertragungsketten für schallfrequente Ströme, ·

Ein Schalltechniker hat in einem Schallproduktionsstudio u.a. die in der Uebertragungskette zu verwendende Aussteuerung zu bestimmen und dabei insbesondere zwei Faktoren zu beurteilen, und zwar:

a) dass ein gewünschter Unterschied in der lautstarke zwischen verschiedenen Erogrammarten gehalten wird, und

b) dass die Aussteuerung während eines Programms unterhalb eines gewissen höchsten Niveaus gehalten wird, bei der die Verzerrung und Intermodulation noch unter eines bestimmten, für die infrage stehende Uebertragung zulässigen Werts bleibt, wobei die maximale Aussteuerung jedoch so hoch wie möglich sein soll, damit die technischen Möglichkeiten der Uebertragungskette ausgenützt werden·

Derzeit verwendete Instrumente zur Bestimmung der Aussteuerung laut Punkt b) sind im wesentlichen die folgenden, nämlich

A) Mittelwerte anzeigende Instrumente mit standardisierten ballistischen Merkmalen, s.g. VU-Messer,_f und

B) scheitelwertanzeigende Instrumente von Spiegel-

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galvanometertyp, die Einschwingzeiten von etwa 20 ms besitzen.

Damit das Ergebnis einer Messung dieser Art als annehmbar betrachtet werden kann, soll es jedoch nicht mehr als etwa 1 dB vom. tatsächlichen Wert abweichen, und zwar unabhängig von der Verteilung der Frequenze des betreffenden Programms sowie dessen Scheitelfaktor, was an sich unmittelbar Instrumente nach A für die inf rage stehende Messung ausschaltet.

Für eine qualitative Uebertragung von Tonfrequenz in einer Uebertragungskette, d.h. eine Uebertragung einer solchen Art, dass nicht-lineare Verzerrungen bei dem Abhören von Schall, der aus Signalen, welche die Uebertragungskette durchgelaufen sind, reproduziert wird, nicht störend werden, muss bei der Messung derart kurze Impulse wie 1 ms berücksichtigt und gemessen werden können.

Diese Verhältnisse schalten auch das Verwenden eines Instruments nach B) aus.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist ein Instrument zur Messung der Aussteuerung zu schaffen, das dem Schalltechniker eine zuverlässige Information bezüglich der maximal zulässigen Aussteuerung gibt,

Zu diesem Zweck umfasst ein an den Ausgang einer Uebertragungskette . zur Bestimmung des maximalen Eingangssignalniveaus der Uebertragungskette anzuschliessendes Aussteuerungsinstrument nach der Erfindung ein Filter, das derart dimensioniert ist, dass dessen Dämpfung als Funktion der Frequenz spiegelbildlich

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zur IzLtenaodulationaduldung der Hebertragungskette als Funktion der Frequenz verläuft, sowie ein an das Filter' angeschlossenes, scheut elwertanzeigendes Messinstrument,

Unter Intermodulationsduldung wird dabei verstanden, die relative Grosse eines der Uebertragungskette zugeführten Eingangssignals, das aus wenigstens zwei verschiedenen Frequenzen besteht, ein Hessfrequenzsignal und Signal einer zweiten Frequenz in einem gewissen konstanten Frequenzabstand von der Hessfrequenz und einer gewissen Stärke mit diesem verglichen, und das am Ausgang der Uebertragungskette eine Intermodulationsverzerrung einer gewissen bestimmten Relativgrösse verursacht.

Als Beispiel möge der unten näher behandelte Fall genommen werden, bei dem die Intermodulationsduldung in dB als Funktion der Frequenz durch eine im wesentlichen gerade Linie innerhalb des für die Uebertragung interessanten Frequenzgebiets dargestellt werden kann, und zwar mit einem Verlauf derart a = b - k,(f-f ), wo a die Amplitude des Eingangssignals in dB bei einer festgelegten relativen Intermodulationsverzerrung am. Ausgang der Uebertragungskette ist, b die Grosse des Eingangssignals bei einer gewissen Frequenz f und dieselbe Intermodulationsverze-rrung, und k ein konstanter positiver Faktor der Dimension dB/Hz ist, und bei dem somit das in dem Aussteuerungsinstrument zu verwendende Filter eine Dämpfung im wesentlichen entsprechend der Funktion de a + k(f-f ) besitzen soll, wo d die Dämpfung in dB bei

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der frequenz, f ist.

Das scheitelwertanzeigende Messinstrument ist vorzugsweise derart, deren Eingang, der an den Ausgang des filters anzuschliessen ist, eine aus einem Gleichrichter und einem Kondensator bestehenden Reihenschaltung aufweist, sowie ein an den Kondensator angeschlossenen, das I;Iesserge"bnis anzeigenden Instrument.

Die Ausführung und die Bemessung des vor dem scheitelwertanzeigenden Instrument geschaltenen filters wird durch Messung der Int ermo dulat i ons. duldung der inf rage stehenden Uebertragungskette ermittelt, wobei bei verschiedenen frequenzen die Grrösse des Eingangssignals gemessen wird, die die TJebertragungskette duldet um am Ausgang ein die festgelegte Inter— modulationsverzerrung besitzendes Signal abzugeben, wobei die Intermodulationsduldung als funktion der frequenz ermittelt wird. Zu diesem Zweck könne beispielsweise eine Messung der Intermodulationsverzerrung nach OCIf Standard verwendet werden

Dabei ist es grundsätzlich unwesentlich bei welcher bestimmten Intermodulationsverzerrung die Messung durchgeführt wird. Zweckmässigerweise wird sie bei einer relativen Verzerrung, die normalerweise als für eine Uebertragungskette annehmbar betrachtet werden kann, d.h. in der G-rö'ssenordnung 1-5 /i, beispielsweise 3 ^c/°.

Die Erfindung wird näher an Hand der beigefügten Zeichnung beschrieben, wobei fig. 1 die Schaltung eines Instruments nach der Erfindung darstellt, fig. 2A und 2B

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Kurven der Intermodulationsduldung einer Uebertragungskette darstellt, wobei die Uebertragungskette einen Bandspieler mit Bänder bestimmter Typen unifasst, und Pig. 3 als Beispiel ein PiIter darstellt, das bei der Messung an einer Uebertragungskette, die einen mit 38 cm/s Bandgeschwindigkeit arbeitenden Bandspieler umfasst, wobei dasjenige Band, dessen Eigenschaften in Pig. 2A dargestellt sind, in der Ueber-tragungskette enthalten ist.

. Pig. 1 stellt ein Blockschema eines Ausführungsbeispiels nach der Erfindung dar. Das Instrument besteht aus einem Pilter 1, dessen Uebertragungseigenschaften unter Berücksichtigung der Intermodulationsduldung der Uebertragungskette, für die das Instrument zu verwenden ist, abgepasst sind. Der Ausgang des Puters ist an ein .scheitelwertanzeigendes Messinstrument 2 angeschlossen. Dieses Instrument kann beispielsweise der an sich bekannten Art sein, bei dem das dem Instrument zugeführten Signal teils über einen Phasenumkehrer 3_t teils unmittelbar, Gleichrichtern 4 zugeführt wird, wobei die Gleichrichter an einen Kondensator 5 angeschlossen sind, dessen Spannung mit einem schnellanzeigenden Instrument 6 gemessen wird, wobei die Zeitkonstante des aus dem Kondensator 5, dem Instrument 6 und dem Widerstand 7 bildenden Kreises so gewählt ist, dass das Instrument Scheitelwerte die eine Dauer von in der Grössenordnung 1 ms mit befriedigender Genauigkeit angeben kann. Instrumente, die den Scheitelwert anzeigen, sind an sich wohl bekannt, und offenbar kann jede

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Ausführung in Verbindung mit der Erfindung Verwendung finden, wenn nur kurze Impulse, d.h. in diesem Zusammenhang Impulse einer Dauer von in der Grössenordnung 1 ms, mit erforderlicher Genauigkeit zeigen kann.

Das Filter 1 ist grundsätzlich so dimensioniert, dass mit demselben auf die Intermodulationsverzerrung der ganzen mit dem Instrument zu überwachenden Uebertragungskette Rücksicht genommen ist.

Zur Bemessung des Filters kann jedes Glied der Uebertragungskette für sich in bezug auf die Frequenzabhangigkeit der Intermodulationsverzerrung untersucht werden, was beispielsweise in der folgenden an sich bekannten Art geschehen kann, oder aber es kann auf einmal die ganze Uebertragungskette untersucht werden.

Dabei wird ein aus zwei Sinussignalen bestehenden Messsignal erzeugt, wonach die Frequenz des Liesssignals von einer niedrigsten auf eine höchste Frequenz verändert wird, wobei die Amplitude des Messsignals auf einen solchen Wert eingeregelt v/ird, dass die Intermodulation zwischen dem zwei Sinussignalen einen gewissen Wert bekommt, beispielsweise 3 $, bei welcher Verzerrung die Messungen nach Fig. 2A und 2B ausgeführt sind.

Wenn auf diese Art das Niveau der Intermodulation am Ausgang der Uebertragungskette konstant gehalten wird, stellt die Veränderung des Niveaus des Messsignals als Funktion der Frequenz ein Mass der Möglichkeit zum Aussteuern der Ueber-

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tragungskette bzw* des gemessenen Gliedes dar, oder mit anderen Worten die "Duldung" der Uebertragungslcette in bezug auf die Grosse des Eingangssignals bei verschiedenen Frequenzen.

Ein für die in dieser Weise gemessene" Uebertragungskette

... - abgepasstes Filter 1 wird danach so bemessen dass dessen Dämpfung als Funktion der Frequenz spiegelbildlich zur in der beschriebenen Weise ermittelten Verzerrungsduldung der Uebertragungskette als Funktion der Frequenz verlauft.

Die Bemessung eines für ein Instrument nach der Erfindung bezweckten Filters 1 wird unten im Zusammenhang mit Bandspieler beschrieben. Dabei sind die Verhältnisse solche, dass Intermodulationsverζerrungen in für den infragestehenden Zweck verwendeten Verstärkern bei der für die Bemessung des Filters erforderlichen Messung auf die Sigiialübertragungskette nicht berücksichtigt werden müssen. Ausschlaggebend für die Int ermodulationsduldung der Uebertragungskette ist ausschliess— lieh derjenigen Teil der Kette, der das Band darstellt.

In ähnlicher Weise liegen auch die Verhältnisse bei Uebertragungsketten anderer Art, beispielsweise bei Sendern und Empfängern, wo im allgemeinen die Intermodulationsduldung von Diskriminatoren und entsprechenden Komponenten für die Intermodulationsduldung der Anlage als solche ausschlaggebend "ist.

Fig. 2A und 2B zeigen Kurven, die unter Messung der Intermodulationsverzerrung eines bei der Widergäbe von auf

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einem Band nach dem obigen eingespielten Signal unter Einregelung des Eingangssignals auf einen solchen Wert bei den verschiedenen, durchgelaufenen Frequenzen, dass die Intermodulationsverzerrung bei 3 °/° gehalten worden ist, erhalten ist.

Dabei hat es sich bei der Untersuchung einer Mannigfaltigkeit verschiedener Bandtypen und der Verwendung dieser auf Bandspieler verschiedenarHerkunft herausgestellt, dass bei einer Uebertragungskette dieser Art, die Eigonschaften des Bandes' durchaus für die Interniodulationsduldung der Uebertragungskette ausschlaggebend sind, wobei jedoch die Intermodulationsduldung eines gewissen Bandes mit der beim Einspielen verwendeten Bandgeschwindigkeit veränderlich ist. Des weiteren stellt es sich heraus, dass die Verzerrungsduldung in dB eines Magnetbandes eine im wesentlichen lineare und mit der Frequenz-abfallende. Funktion ist.

Fig. 2A zeigt das Ergebnis einer Messung auf eine Uebertragungskette, in der ein Band eines ersten Fabrikats (Agfa PER 555) auf einen Bandspieler eines ersten Fabrikats (lelefunken M 5) verwendet wird, und zwar mit der Bandgeschwindigkeit ν = 38 cm/s, bei der Intermodulationsverzerrung 3 f°* Die Kurve zeigt die G-rösse des Eingangssignals bei den betreffenden Frequenzen wobei das Signalniveau in dB am Band relativ zu 32 mM/mm angegeben ist. Von der niedrigsten Frequenzen bis etwa 13 kHz hat die Kurve A einen im wesentlichen linearen Verlauf, die Linie B. Die Unter-

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schiede zwischen der Kurve A und der linie B. bei Frequenzen oberhalb etwa 13 kHz sind auf die Frequenzlinie des Bandspielerverstärkers zurückzuführen.

Diese an sich bemerkenswerte Tatsache, die Linearität der Intermodulationsduldung bei Einspielbändern, deren physikalischer Hintergrund noch nicht zufriedenstellend klargelegt worden ist, biingt bei der Verwendung der Erfindung für die wichtige Art von Uebertragungsketten, die Bandspieler enthalten, den erheblichen Vorteil, dass das Filter 1 einen einfachen Aufbau bekommt. Fig. 3 stellt als Beispiel eines solchen Filters dar, das in einem Instrument nach der Erfindung bei der Messung auf eine Uebertragungskette zu verwenden ist, in der ein Band mit den in Fig. 2A gezeigten und bei der Bandgeschwindigkeit 38 cm/s geltenden Eigenschaften als einen Teil eingeht. Das Filter besteht aus einem Eeihenglied, das aus der Parallelschaltung eines Widerstandes R1 und eines Kondensators C mit den Y/erten 22 kOhm bzw. 2,5 nF gebildet wird und aus einem Parallelglied E2 von 4»7 kOhm am Eingang des scheitelv/ertanzeigenden Instruments.

In Fig. 2B stellt die Linie C die Intermodulationsduldung desselben Bandes (Agfa PER 555) bei der Geschwindigkeit 19 cm/s dar. Die Linie D stellt die Intermodulationsduldung desselben Bandes bei dessen Verwendung auf einem weiteren Bandspieler (Eevox G), wobei die Neigung dieser Linie im wesentlichen dieselbe ist, als die der Linie C, obgleich das Signalniveau in anderem Verhältnis zu 0 dB = 32 mli/mrn steht.

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Die Linie E schliesslich zeigt die Intermodulationsduldung eines zweiten Bandes (Agfa PER 525) unter Verwendung von 19 cm/s.

Claims (2)

1. Patentansprüche

   1, Instrument zur Messung der in Uebertragungsgliedorn für tonfrequente Signale vorliegenden Aussteuerung unter Verwendung eines scheitelwertanzeigenden Hessinstrumentes, dadurch gekennzeichnet, dass das Instrument in einem vor dem Eingang des scheitelwertanzeigenden Instruments ein Filter (1) besitzt, das derart bemessen ist,, das dessen Dämpfung al3 !Punktion der Frequenz spiegelbildlich zur Intermodulationsduldung der Uebertragungsglieder als Punktion der Frequenz verlauft, wobei unter Intermodulationsduldung die Relativgrösöe eines Signals verstanden wird, das dem Eingang einer Uebertragungskette zugeführt wird und die aus wenigstens zwei verschiedenen Frequenzen, einem Messfrequenzsignal und einem Signal einer unterschiedlichen Frequenz in konstantem Frequenzabstand von der Messfrequenz und unveränderlicher Amplitude mit der Amplitude der Messfrequenz verglichen, und dass aiii Ausgang der Uebertragungskette eine Intermodulationsverzerrung einer für die IJessung festgelegten relativen G-rösse bringt.
2. 2. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dasG das acheitelwertanzeigende Messinstrument aus einer an einen Ausgang des Filters angeschlossenen, aus einem Gleichrichter

   (4) lind einem Kondensator (5) gebildeten Reihenschaltung sowie einem an den Kondensator angeschlossenen Messinstrument (6) gebildet wird. " 109846/0550

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