DE1060485B

DE1060485B - Anordnung zur Bestimmung nichtlinearer Verzerrungen bei der UEbertragung von Signalen

Info

Publication number: DE1060485B
Application number: DEW21731A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Karl-Heinz Adams; Dr Fritz Enkel; Hans Schauff
Original assignee: WESTDEUTSCHER RUNDFUNK
Current assignee: WESTDEUTSCHER RUNDFUNK
Priority date: 1957-08-20
Filing date: 1957-08-20
Publication date: 1959-07-02

Description

In der Nachrichtentechnik, beispielsweise beim Rundfunk, besteht das Bedürfnis, ohne Störung des Übertragungsvorganges das Übertragungssystem hinsichtlich des Auftretens von nichtlinearen Verzerrungen zu überwachen.

Es ist auch eine Anordnung zur Messung von Klirrgeräuschen und sonstigen Störgeräuschen bei einem Vielkanalsystem bekanntgeworden, bei der zur Bestimmung der nichtlinearen Verzerrungen von Übertfagungssystemen an den Eingang des zu prüfenden Systems ein Rauschspektrum geschaltet wird, aus dem durch eine Bandsperre ein schmaler Frequenzbereich ausgesperrt wird. Auf der Empfangsseite ist ein Bandpaß angeordnet, dessen Mittenfrequenz gleich der Mittenfrequenz der Bandsperre ist und der nur die von der Bandsperre gesperrten und auf dem Übertragungsweg durch nichtlineare Kennlinien entstandenen Frequenzen durchläßt. Diese Klirrspannungen werden nach dem Bandpaß zur Anzeige gebracht.

Derartige Klirrfaktormessungen wurden bisher in den Sendepausen oder während der sendefreien Nachtstunden durchgeführt. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß eine Überwachung während der Sendung selbst nicht möglich ist.

Zur Vermeidung dieser Nachteile ist bei einer Anordnung zur Bestimmung nichtlinearer Verzerrungen bei der Übertragung von Wechselspannungen erfindungsgemäß vor die Übertragungskette eine Bandsperre mit schmaler Bandbreite geschaltet und am Ende der Ubertragungskette eine Überwachungseinrichtung vorgesehen, die aus einem Bandpaß, dessen Mittenfrequenz gleich der Mittenfrequenz der Bandsperre ist und dessen Durchlaßbereich kleiner ist als der Sperrbereich der Bandsperre vor der Übertragungskette, ferner einem Impulsverstärker, einem elektronischen Bewertungsglied sowie einer Signal- und einer Registriereinrichtung besteht, und es ist die Amplitude der am Ausgang des Bandpasses auftretenden Wechselspannungen ein Maß für die nichtlinearen Verzerrungen.

Die neue Einrichtung hat vor allen Dingen den Vorteil, daß die nichtlinearen Verzerrungen während der Übertragung, d. h. während der Modulation bzw. während der Sendung überwacht und gemessen werden können. Etwa auftretende Mangel können gegebenenfalls sofort beseitigt werden, ohne daß das Ende der Übertragung abgewartet werden muß.

Die neue Anordnung arbeitet folgendermaßen: Durch die vor die zu kontrollierende Übertragungskette geschaltete Bandsperre mit schmaler Bandbreite wird aus der Tonfrequenzspannung ein sehr kleiner Teil des Frequenzspektrums entfernt, beispielsweise wird ein Band von 60 Hz Breite heraus-Anordnung zur Bestimmung

nicbilinearer Verzerrungen

bei der übertragung von Signalen

Anmelder:

Westdeutscher Rundfunk,
Köln, Wallrafplatz 5

Dipl.-Ing. Karl-Heinz Adams, Dr. Fritz Enkel,

Köln-Lindenthal,

und Hans Schauff, Köln-Roggendorf,
sind als Erfinder genannt worden

geschnitten. Die am Ende der Übertragungskette angeordnete Überwachungseinrichtung besteht aus einem Bandpaß mit einem etwas schmaleren Durchlaßbereich als die Bandsperre von der Übertragungskette. Dieser Bandpaß ist also nur für die auf dem Übertragungsweg hinzugekommenen Verzerrungsprodukte durchlässig, deren Pegel von der Größe der nichtlinearen Verzerrungen abhängt. Diese Impulse werden verstärkt und einem elektronischen Bewertungsglied zugeführt, das eine Registrier- und Signaleinrichtung betätigt. Die Überwachung des Überwachungssystems auf nichtlineare Verzerrungen erfolgt also dadurch, daß ein Teil der übertragenen Tonfrequenzspannungen als Testsignal verwendet wird.

Die Bandsperre hat beispielsweise eine Breite von 100 Hz und liegt in einem Frequenzbereich, der zwisehen 1000 und 7000 Hz gewählt werden kann. Der Bandpaß muß eine Bandbreite aufweisen, die etwas kleiner als die der Bandsperre ist. Als günstig hat sich hierfür eine Breite von 60 Hz erwiesen.

Wenn auf der Übertragungskette keine unzulässigen nichtlinearen Verzerrungen auftreten, darf an dem Bandpaß am Ende der Übertragungskette keine Spannung auftreten, da der Frequenzumfang des Bandpasses dem Frequenzumfang der Bandsperre am Anfang der Übertragungskette entspricht. Beim Auf-So treten nichtlinearer Verzerrungen in der Übertragungskette bilden sich Verzerrungsprodukte, die die durch die Bandsperre künstlich geschaffene Lücke mehr oder weniger wieder ausfüllen. In dem Frequenzbereich zwischen 1000 und 15 000 Hz ist bei der

909 559/172

Claims

Übertragung von Schallereignissen das Frequenzspektrum dicht mit Spektrallinien besetzt. Bei gekrümmter Arbeitskennlinie der Übertragungskette bilden sich nichtlineare Verzerrungen durch Kombinations-, Summations-, Differenz-, Intermodulations- und Obertöne. Durch den in die künstlich geschaffene Lücke fallenden Teil dieser Verzerrungsprodukte entsteht an dem Bandpaß eine Spannung, die ein Maß für die nichtlinearen Verzerrungen darstellt. Die Verzerrungsprodukte werden durch den Bandpaß aus dem übertragenen Frequenzband wieder herausgesiebt. Die an dem Bandpaß durch das Verzerrungsprodukt entstandene Spannung wird — wie schon ausgeführt — mit Hilfe eines Impulsverstärkers verstärkt und durch ein elektronisches Bewertungsglied, beispielsweise durch ein Thyratron, bewertet. Dabei wird die Thyratronschaltung so bemessen, daß kleine Verzerrungen nicht festgestellt werden, sondern es werden nur Verzerrungen angezeigt, die eine bestimmte Größe übersteigen; auf diese Größe ist das Thyratron eingestellt. Auf diese Weise werden einen bestimmten Wert übersteigende Spitzenwerte der Verzerrung gemessen. Die Häufigkeit dieser Spitzenwerte wird registriert, und gleichzeitig wird durch diese Spitzenwerte ein optisches und/oder akustisches Signal für das Betriebspersonal ausgelöst. Wenn man die Empfindlichkeit des Impulsverstärkers so variiert, daß das Thyratron bei der gerade vorliegenden Spitzenspannung der Verzerrungsprodukte anspricht, so ist die Empfindlichkeit des Verstärkers ein Maß für die nichtlinearen Verzerrungen, die im Übertragungsweg auftreten. Die Eingangsempfindlichkeit des Impulsverstärkers ist dabei so bemessen, daß nichtlineare Verzerrungen auch quantitativ bis zu 1 °/o herunter gemessen werden können. Als Registriereinrichtung wird beispielsweise ein Magnettongerät mit einer Vorspeicherung verwendet, das im Störungsfall automatisch die gestörten Programmteile aufzeichnet. Die Abbildung zeigt ein Ausführungsbeispiel der neuen Anordnung zur Bestimmung von nichtlinearen Verzerrungen während der Übertragung. Von der Tonfrequenzquelle 1 gelangt die Modulation über die Bandsperre 2 und die Übertragungskette 3 zu dem Tonfrequenzempfänger 4. Am Ende der Übertragungskette 3, d. h. zwischen dieser und dem Tonfrequenzempfänger 4 ist die Überwachungseinrichtung 5 eingeschaltet, die aus dem Bandpaß 6, dem Impulsverstärker 7 mit dem elektronischen Bewertungsglied (Thyratron) sowie einer Signaleinrichtung 8 und einer Registriereinrichtung 9 besteht. Die neue Anordnung gestattet bezüglich des Klirrfaktors beispielsweise die laufende automatische Überwachung der vom Funkhaus abgehenden Programme, die Kontrolle der Rundfunkübertragungsleitungen am Sendereingangsgestell und die Überwachung der Nichtlinearität der Sender. Es können ίο auch bei sämtlichen elektroakustischen Anlagen die nichtlinearen Verzerrungen während des Betriebes gemessen werden. Patentansprüche":'

1. Anordnung zur Bestimmung nichtlinearer Verzerrungen bei der Übertragung von Wechselspannungen eines Tonfrequenzspektrums, dadurch gekennzeichnet, daß vor die Übertragungskette eine Bandsperre mit schmaler Bandbreite geschaltet und am Ende der Übertragungskette eine Überwachungseinrichtung vorgesehen ist, die aus einem Bandpaß, dessen Mittenfrequenz gleich der Mittenfrequenz der Bandsperre ist und dessen Durchlaßbereich kleiner ist als der Sperrbereich der Bandsperre vor der Übertragungskette, ferner einem Impulsverstärker, einem elektronischen Bewertungsglied sowie einer." Signal- und einer Registriereinrichtung besteht, und daß die Amplitude der am Ausgang des Bandpasses auftretenden Wechselspannungen ein Maß für die nichtlineareri Verzerrungen ist. . -

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Bewertungsglied eine Gastriode ist, die erst bei einer vorbe- stimmten Größe der nichtlinearen Verzerrungen anspricht, so daß nur die größten Spitzenwerte angezeigt werden.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Bewertungsglied angezeigten Spitzenwerte der Verzerrung beispielsweise durch ein Magnettongerät mit Vorspeicherung registriert werden.

4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Bewertungsglied angezeigten Spitzenwerte der Verzerrung ein optisches und/oder akustisches Signal auslösen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 931 354.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen