DE1936263C3 - Verfahren und Schaltungsanordnung zur Messung der frequenzabhängigen Übertragungseigenschaften eines breitbandigen Übertragungssystems - Google Patents

Description

frequenzabhängigen Übertragungseigenschaften eines

breitbandigen Übertragungssystems bei verschiedenen festen Prüffrequenzen zu messen, wobei mit einfachen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine ₄₅ Mitteln die Darstellung eines Frequenzspektrums Schaltungsanordnung zur Messung der frequenzabhän- ermöglicht werden soll.

gigen Übertragungseigenschaften eines breitbandigen Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

Übertragungssystems bei verschiedenen festen Prüffre- daß nach dem Ablauf der Zeitspanne für das Anschalten quenzen, die einzeln nacheinander in einer festgelegten sämtlicher vorgesehener Prüffrequenzen (Frequenz- und zeitlich bestimmten Reihenfolge periodisch an den 50 gruppenperiode) ein größerer zeitlicher Abstand Eingang des zu überprüfenden Übertragungssystems vorgesehen wird, um den Beginn einer neuen Frequenzgescha'tet werden. gruppenperiode zu markieren, und daß einem Platten-

Um die Übertragungseigenschaften eines breitbandi- paar eines am Ausgang des Übertragungssystems gen Systems zu erfassen, ist es vor allem nötig, angeschlossenen Oszillographen die Ausgangsspannung verschiedene Eigenschaften (Dämpfung, Verzerrung _J5 des Übertragungssystems und seinem zweiten Plattenusw.) in Abhängigkeit von der zu übertragenden paar eine zur Frequenzgruppenperiode synchrone Frequenz festzustellen. Zu diesem Zweck waren bisher Ablenkspannung zugeführt wird,
verschiedene Verfahren bekannt und in der Praxis Diese Anordnung bietet den Vorteil, die Ausgangsverwendet. So wurden beispielsweise die Übertragungs- spannung bei den verschiedenen Frequenzen direkt eigenschaften bei verschiedenen Frequenzen punktwei- 60 miteinander vergleichen zu können bzw. die Übertrase ermittelt, indem jeweils manuell die anzulegende gungskurve aufzuzeichnen, wobei Impulse mit verschie-Frequenz auf einem kontinuierlich abstimmbaren denen vorgegebenen Frequenzen in einer mit ihrer Oszillator eingestellt und an den Eingang des zu Frequenz zusammenhängenden Reihenfolge periodisch prüfenden Systems gelegt wurde. Das Verhältnis der übertragen werden und daß am Ausgang des Übertra-Ausgangsamplitude zu der Eingangsamplitude wurde 65 gungssystems ein Oszillator die Amplituden der sodann gemessen und aufgezeichnet. ankommenden Impulse als Funktion ihrer Meßfrequen-

In der US-Patentschrift 27 00 133 wird ein Verfahren zen aufzeichnet,
zur Messung der Gruppenlaufzeit eines Übertragungs- Eine vorteilhafte Anordnung zur Durchführung des

Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß Oszillatoren mit zugeordneten Zeitschaltgliedern vorgesehen sind, daß jedes Zeiischaltglied die Schwingung des zugehörigen Oszillators im eingeschaJteten Zustand periodisch unterdrückt und daß alle Ze'tschaltglieder zu einer Zeitschaitkette zusammengeschlossen sind, in der sie in zwangsläufiger Aufeinanderfolge einschaltbar sind.

Sind die zu überprüfenden Frequenzen seh-· hoch oder sollen die einzelnen Prüffrequenzen nicht so ω deutlich in Erscheinung treten, so ist es nach einer vorteilhalten Ausgestaltung zur Durchführung des Verfahrens zweckmäßig, daß zwischen den Ausgang des Übertragungssystem und den Eingang des Oszillographen, vorzugsweise bei Frequenzen oberhalb des Verstärkungsbereichs dieses Oszillographen, ein Demodulator derart geschaltet ist, daß nur die Einhüllende der Spannungsampliluden der einzelnen anschaltbaren Frequenzen am Schirm dieses Oszillographen sichtbar ist.

An Hand der Zeichnung ist im folgenden eine Ausführungslorm der Erfindung beschrieben.

Fig. \ zeigt eine praktische Ausfuhrungsform fur 4 Fesifrequen/en.

flg. 2 zeigt schemalisch die dabei entstehenden Frequcn/gruppen.

In der Fig. 1 stellen Os I bis O\4 0szillatorschalmn gen dar. die jeweils auf eine feste Prüffrequen/ f I bis i4 abgestimmt sind und durch die Zeitglieder Sl bis S" 4 jeweils über Dioden Di bis D4 durch Bedampfen des jewel's zugehörigen Schwingkreises zeitweise am Schwingen gehindert werden können.

Der npn Transistor TI erzeugt in einer an sich bekannten Os/illatorschallung OsI eine Schwingung, deren Festfrequen/ /"! durch die Induktivität /. 1 und die Kapazitäten Cl und C2 gegeben ist. Über einen Kopplungswidersland Ri wird diese Frequenz Al einem in Emillerfolgeschaltung arbeitenden Transistor Tl zugeführt, an dessen Emitier dann das zu prüfende Übertragungssystem R₁ angeschlossen ist. Vom Verbin dungspunkt von LI mit Cl führt eine Leitung über einen Koppelkondensator C3 an die Basis des Transistors 7"! und gleichzeitig über eine Diode D 1 an den Kollektor des Transistors Ti, der in der noch näher zu behandelnden Verzögerungskette liegt. Ähnlich werden die Frequenzen (2 bis /"4 erzeugt und über die Kopplungswiderstände /?2- /?4 ebenfalls dem Transistor Tl zugeführt. Ebenso wie bei der ersten Stufe sind auch die Verbindungspunktc der frequenzbestimmen den Glieder /. 2 und C4, Li und C6, ΙΛ und ("8 über Dioden Dl bis D4 mit den Kollektoren der Transistoren TA bis T% verbunden. Die Diode /)5, die zwischen Masse und der gemeinsamen Minusleitungder Transistoren TI und Tl bis 79 liegt, dient dazu, eine geringe Vorspannung dieser Speiseleitung zu erreichen, um eine bessere Dämpfung der Oszillatoren zu erzielen, da ja die Spannung am Verbindiingspunkt von / 1 und Cl bereits um die Spannungsabfälle an T 3 und Di erhöht ist.

Im normalen Betricbsfall sind die Transistoren Ti bis 76 und Γ11 bis Γ13 leitend. Über die Dioden Di bis D4 werden daher die Schwingkreise der Oszillator-Transistoren Ti und Tl bis Γ9 so stark bedampft, daß sie nicht schwingen können. Der Transistor Γ10 ist gesperrt. In den Eingang I wird nun eine Wechselspannung, z. B. die Netzfrequenz von 50 1 Iz. gelegt. Während die negativen Halbwellcn, die bei einer großen Amnliiude den Transistor TlO zerstören würder., über die Diode D 6 abgeleitet werden, öffnet jede positive Halbwelle den npn-Transistor T\0. Wenn die Wechselspannung eine große Effektiv-Amplitude besitzt, so wird daraus nur ein sehr kleiner Teil herausgeschnitten, da ja bereits eine sehr geringe Spannung ausreicht, um die Basis-Emitter-Strecke des Transistors Γ10 durchzusteuern. Der Transistor TlO wird also sehr schnell leitend Solange der Transistor T10 noch gesperrt ist, lädt sich der Kondensator C10 über den Widerstand R 5 und die Basis-Emitter-Strecke des Transistors Ti so auf, daß der Belag des Kondensators, der an der Basis des Transistors Ti liegt, negativ ist. Sobald nun der Transistor Π leitend wird, sinkt das Potential an seinem Kollektor stark ab. Dieser negative Spannungssprung wird durch den Kondensator ClO übertragen und sperrt den Transistor Ti. Gleichzeitig beginnt sich der Kondensator ClO umzuladen und /war jetzt über den Widerstand R 6 und die Emitter-Kollektor Strecke des Transistors 7"10 (die Emitter-Basis Strecke ties Transistors T"3 ist ja jet?t gesperrt). Nach einem Zeitraum, der von der Zeitkonstante des Widerstandes Rb und des Kondensators CIO abhangig ist. erreicht das Potential an der Basis des Transistors 7 3 den Won 0 und anschließend wieder positive Werk· Der Transistor 7"3 wird also mit einer gewissen Vtr/oyc rungs/eii wieder leitend und gibt einen negativen Sperrimpuls an den Transistor T11 weiter. Während der Transistor Ti gesperrt ist, liegt an seinem Kollektor praktisch positives Potential, die Diode D 1 ist nunmehr in Sperrichtung gepoll und der aus der Induktivität '. I und dem Kondensator Cl gebildete Schwingkreis wird nicht bedampft Die Oszillatorslufe. die den Transistor 7" I enthält, schwingt also und am Ausgang kann die entsprechende Frequenz abgegriffen weiden.

Ähnlich ist es auch mit den weiteren Stufen. Die durch die /?C "-Glieder in der Vei zogerungskelte erreichte Verzögerung wird bei diesem Anwendungsbeispiel so gewählt, daß die Verzögerungszeit pro Stufe 2 ms beträgt. Wie F i g. 2 zeigt, tritt also am Ausgang 2 für die Zeitdauer von 2 ms die Schwingung mit der I requonz /1 auf, dann ist 2 ms Pause usw. Nach der Schwingung mit der frequenz /4 bleibt sodann eine Pause von b msec, um den Ablauf einer Frequenzgruppe /u markieren, da ja bei Verwendung der Ncl/frequen/ zum Ansteuern der Verzögerungskette die Zeitdauer Itir eine volle Freqiien/gmppe 20 ms beträgt. Diese Ausgangsspannung wird nunmehr dem Eingang des zu überprüfenden Übertragungssystems zugeführt. Am Ausgang dieses Übertragungssyslems kann sodann die Amplitude mit Hilfe geeigneter Meßinstrumente gemessen oder aufgezeichnet werden.

Verwendet man zur Aufzeichnung dieser Ausgangs spannung einen Oszillographen, so führt man sie zweckmäßigerweise dem horizontalen Plattenpaar dieses Oszillographen zu. während dem vertikalen Ablenkplattenpaar eine Spinnung zugeführt wird, die zu derjenigen, die die Frequenzgruppe charakterisiert, synchron ist. In unserem Auslührungsbeispiel wäre das die Netzfrequenz.

Sind die /u prüfenden I requenz.cn für den Verstärker iles Oszillographen zu hoch, so kann zwischen den Ausgang des zu überprüfenden Übertragungssyslems und den Eingang des Oszillographen in an sich bekannter Weise eine Diode geschaltet werden, so daß auf dem Schirm des Oszillographen nur mehr die Einhüllende der einzelnen Frequenzen aufgezeichnet wird.

Selbstverständlich ist die Anwendung des erfindungs-

gemäßen Verfahrens nicht auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Anstelle der Verzögerungskette mit Transistoren kann auch eine Verzögerungsleitung mit Induktivitäten und Kapazitäten treten oder irgend eine andere Anordnung, die periodisch an- und abschaltet. Auch für die Oszillatoren, mit deren Hilfe die Festfrequenzen erzeugt werden, ist jede andere Ausführungsform möglich. Zur Anzeige der zu überprüfenden Frequenzen am Ausgang des zu prüfenden Übertragungssystems, wären etwa auch getrennte Meßinstrumente mit vorgeschalteten, für die betreffende Frequenz abgestimmten Bandpaßfiltern, geeignet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

systems in Abhängigkeit von der Frequenz beschrieben, Patentansprüche- das folgende Schritte beinhaltet: a) eine periodische, abwechselnde Übertragung eines

1. Verfahren zur Messung der frequenzabhängi- Impulses mit der Bezugsfrequenz und eines gen Übertragungseigenschaften eines breitbandigen 5 Impulses mit der Vergleichs- oder Meßfrequenz Übertragungssystems bei verschiedenen festen über das zu untersuchende System;
Prüffrequenzen, die einzeln nacheinander in einer b) Messung der Ze.tdif erenzen d!e zwischenden festgelegten und zeitlich bestimmten Reihenfolge Ankunftszeiten spezieller Amplituden der Hullkurperiodisch an den Eingang des zu überprüfenden ven der Impulse mit den vorstehend angegebenen Übertragungssystems geschaltet werden, da- io Frequenzen auftreten; ,,·,.,
durch gekennzeichnet, daß nach dem c) Mittelung der Resultate einer Vielzahl solcher Ablauf der Zeitspanne für das Anschalten sämtlicher Zählungen. ;

vorgesehener Prüffrequenzen (Frequenzgruppenpe- Hier wird als Ausgangsgröße ein Zahlergebnis

riode) ein größerer zeitlicher Abstand vorgesehen geliefert, das einen ganz speziellen Charakter hat und wird, um den Beginn einer neuen Frequenzgruppen- I₅ das in ganz spezieller Weise Auskunft über das Periode zu markieren, und daß einem Plattenpaar Übertragungsverhalten des geprüften Ubertragungssyeines am Ausgang des Übertragungssystems ange- stems gibt

schlossenen Oszillographen die Ausgangsspannung Es sind auch Verfahren bekannt, bei denen ein über

des Übertragungssystems und seinem zweiten den interessierenden Bereich durchstimmbarer Oszilla-Plattenpaar eine zur Frequenzgruppenperiode syn- 20 tor mit frequenzunabhängiger, konstanter Ausgangsamchrone Ablenkspannung zugeführt wird. plitude von einem Motor mit konstanter Geschwindig-

2. Schaltungsanordnung zur Durchführung des keit durchgestimmt wird. Die Ausgangsspannung der zu Meßverfahrens nach Anspruch 1. dadurch gekenn- überprüfenden Übertragungseinrichtung wird an die zeichnet, daß Oszillatoren (OsX-Os4)mit zugeord- Ablenkeinrichtung eines Aufzeichnungsgerätes geführt, neten Zeitschaltgliedern (S X - S4) vorgesehen sind, 2₅ dessen Papier oder Aufzeichnungsschlitien ebenfalls mit daß jedes Zeitschaltglied die Schwingung des konstanter Geschwindigkeit bewegt wird. Auf diese zugehörigen Oszillators im eingeschalteten Zustand We^:se entsteht eine Kurve der Dämpfung des periodisch unterdrückt und daß alle Zeitschaltglie- Übertragungssystems in Abhängigkeit von der Freder (51 - S 4; zu einer Zeitschaltkette zusammenge- quenz. Dieses Verfahren ist jedoch nur für einen kleinen schlossen sind, in der sie in zwangsläufiger 30 Frequenzbereich anwendbar, da es nicht gelingt, Aufeinanderfolge einschaltbar sind. kontinuierlich durchstimmbare Oszillatoren mit absolut

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch konstanter Ausgangsamplitude für einen großen Fregekennzeichnet, daß zwischen den Ausgang des quenzbereich zu bauen. Außerdem sind für die Angabe Übertragungssystems und den Eingang des Oszillo- der Übertragungseigenschaftcn meist bestimmte Fregraphen, vorzugsweise bei Frequenzen oberhalb des 35 quenzen besonders interessant, die dann erst aus der Verstärkungsbereichs dieses Oszillographen, ein Kurve herausgesucht werden müssen. Beim Verfahren Demodulator derart geschaltet ist, daß nur die mit punktweiser manueller Frequenzwahl ist dagegen Einhüllende der Spannungsamplituden der einzelnen der Zeitaufwand sehr groß.

anschaltbaren Frequenzen am Schirnr dieses Oszillo- Die vorher angeführten Nachteile werden jedoch bei

graphen sichtbar ist. 40 der vorliegenden Erfindung vermieden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die