DE1173548B

DE1173548B - Arrangement for measuring the linearity of a multi-stage, with frequency conversion working transmitter amplifier

Info

Publication number: DE1173548B
Application number: DES59626A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Hans Leysieffer
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1958-08-29
Filing date: 1958-08-29
Publication date: 1964-07-09

Description

Anordnung zur Messung der Linearität eines mehrstufigen, mit Frequenzumsetzung arbeitenden Sendeverstärkers Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Messung der Linearität eines mehrstufigen, mit Frequenzumsetzung arbeitenden Sendeverstärkers für insbesondere sehr kurze elektromagnetische Wellen, vorzugsweise einer Einseitenband-Vielkanalverbindung, bei dem ein Teil der Ausgangsleistung nach einer Rückumsetzung in eine Vorstufenfrequenzlage der entsprechenden Vorstufe gegenkoppelnd zugeführt wird und bei dem weiterhin Mittel zur Messung der Linearität des Sendeverstärkers vorgesehen sind, die auf kubische Verzerrungen zweier Modulationsfrequenzen ansprechen.Arrangement for measuring the linearity of a multi-stage, with frequency conversion working transmitter amplifier The invention relates to an arrangement for measurement the linearity of a multistage transmitter amplifier working with frequency conversion for especially very short electromagnetic waves, preferably a single-sideband multi-channel connection, in which part of the output power is converted back into a pre-stage frequency position the corresponding preliminary stage is fed with negative feedback and in which further means to measure the linearity of the transmitter amplifier are provided on cubic Address distortions of two modulation frequencies.

Bei Sendeverstärkern, die zeitlich in der Amplitude veränderliche, insbesondere sehr kurze elektromagnetische Wellen übertragen, wird zur Erhöhung der Linearität im allgemeinen eine Gegenkopplung angewendet, die bei Sendeverstärkern mit Frequenzumsetzung in der Weise geschieht, daß ein Teil der Ausgangsenergie des Sendeverstärkers mittels Rückumsetzung in eine Vorstufenfrequenzlage gebracht und der entsprechenden Vorstufe gegenkoppelnd zugeführt wird. Beispielsweise um eine Kontrolle für das lineare Arbeiten des Sendeverstärkers zu haben, wird in der Praxis bei derartigen Verstärkern häufig zusätzlich eine Meßvorrichtung vorgesehen, die zu ermitteln gestattet, wie stark die Verzerrungen im Verstärker sind. Es geschieht diese Messung im allgemeinen in der Weise, daß zwei frequenzbenachbarte Wellen gleichzeitig dem Sendeverstärker eingespeist und daß die am Ausgang des Sendeverstärkers durch kubische Verzerrungen auftretenden Wellen anderer Frequenz gemessen werden. Die Amplitude der kubischen Verzerrungsprodukte ist nämlich ein Maß für die Nichtlinearität der Verstärkung. Vor allem im Gebiet der sehr kurzen elektromagnetischen Wellen ist es jedoch außerordentlich schwierig, diese kubischen Verzerrungen am Verstärkerausgang zu bestimmen, denn dies erfordert einen sehr hohen Aufwand an Filtermitteln, die alle Frequenzen, außer denen aus der kubischen Verzerrung, hinreichend gut unterdrücken müßten.In the case of transmission amplifiers that change in amplitude over time, In particular, very short electromagnetic waves transmitted will increase The linearity generally uses a negative feedback, which is used in transmission amplifiers with frequency conversion in such a way that part of the output energy of the Transmit amplifier brought into a pre-stage frequency position by means of reverse conversion and is fed to the corresponding pre-stage with negative feedback. For example a To have control for the linear operation of the transmitter amplifier becomes in practice In such amplifiers, a measuring device is often additionally provided, which allows to determine how strong the distortions in the amplifier are. It happens this measurement generally in such a way that two frequency-adjacent waves simultaneously fed to the transmitter amplifier and that the output of the transmitter amplifier through Cubic distortions occurring waves of other frequencies can be measured. the This is because the amplitude of the cubic distortion products is a measure of the non-linearity of reinforcement. Especially in the area of very short electromagnetic waves however, it is extremely difficult to remove this cubic distortion at the amplifier output to determine, because this requires a very high amount of filter media that Suppress all frequencies except those from the cubic distortion sufficiently well would have to.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Sendeverstärker der einleitend geschilderten Art einen Weg aufzuzeigen, auf dem es möglich ist, diesen Schwierigkeiten in einfacher Weise zu begegnen.The invention is based on the object of a transmission amplifier to show the way described in the introduction, on which it is possible, to deal with these difficulties in a simple manner.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß die Mittel zur Messung der Linearität des Sendeverstärkers an, den Ausgang des Rückumsetzers im Gegenkopplungszweig angeschaltet sind.This object is achieved according to the invention in such a way that the Means for measuring the linearity of the transmitter amplifier, the output of the back converter are switched on in the negative feedback branch.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen Sendeverstärker, der in der oben beschriebenen, an sich bekannten Weise mit einer die Amplitudenlinearität erhöhenden Gegenkopplung versehen ist. Der Eingang des Verstärkers ist mit E bezeichnet. Über den Eingang des Verstärkers zugeführte Wellen werden in einem Vorverstärker 1 in einer Vorstufenfrequenzlage, beispielsweise um 30 MHz, verstärkt und einem Frequenzumsetzer 2 beispielsweise zur Umsetzung in eine Frequenzlage im 400 MHz-Bereich zugeführt. Zu diesem Zweck wird der Frequenzumsetzer 2 von einem Umsetzoszillator 3 entsprechender Frequenz gespeist. An den Ausgang des Frequenzumsetzers 2 schließt sich ein in der hohen Frequenzlage arbeitender Endverstärker 4 an, der den Verbraucher, beispielsweise eine Richtantenne RA, speist. Zum Zwecke der Gegenkopplung wird vom Ausgang des Endverstärkers 4 über den Leistungsteiler 5 ein Teil der Ausgangsenergie in der hohen Frequenzlage abgezweigt und einem Rückumsetzer 6 zugeführt. Dieser Rückumsetzer 6 erhält als überlagerungsschwingung ebenfalls die Schwingungen des Umsetzoszillators 3, jedoch unter Zwischenschaltung eines der Einstellung der exakten Gegenkopplung dienenden Phasendrehgliedes 7. Am Ausgang des Rückumsetzers 6 wird der in die Vorstufenfrequenzlage umgesetzte Anteil der Ausgangsenergie entnommen und der entsprechenden Vorstufe 1 gegenkoppelnd zugeführt.The invention is described below using an exemplary embodiment, which is shown in the drawing, explained in more detail. The drawing shows one Transmission amplifier, in the manner known per se described above with a the amplitude linearity increasing negative feedback is provided. The entrance of the Amplifier is denoted by E. Waves fed through the input of the amplifier are in a preamplifier 1 in a pre-stage frequency position, for example around 30 MHz, amplified and a frequency converter 2, for example for conversion into a Frequency in the 400 MHz range supplied. The frequency converter is used for this purpose 2 fed by a conversion oscillator 3 of the corresponding frequency. To the exit of the frequency converter 2 includes a working in the high frequency position Power amplifier 4, which feeds the consumer, for example a directional antenna RA. For the purpose of negative feedback, the output of the output amplifier 4 is via the power divider 5 part of the output energy is branched off in the high frequency position and a reverse converter 6 supplied. This reverse converter 6 also receives a superimposed oscillation the oscillations of the conversion oscillator 3, but with the interposition of one of the Adjustment of the exact negative feedback used phase shift member 7. At the output of the back converter 6 is the converted into the pre-stage frequency portion of the Output energy taken and fed to the corresponding preliminary stage 1 with negative feedback.

Zur Durchführung der Linearitätamessung ist die kubische Verzerrungen messende Linearitätsmeßanordnung 8 erfindungsgemäß an den Ausgang des Rückumsetzers 6 im Gegenkopplungszweig angeschaltet, zweckmäßig unter Zwischenschaltung eines Entkopplungsgliedes8', z.B. eines Dämpfungsgliedes. Die Einrichtung 8 besteht aus einem weiteren .Umsetzer 9, der die ihm zugeführten Schwingungen aus der 30 MHz-Lage beispielsweise in die 2 MHz-Lage oder eine noch tiefere Frequenzlage umsetzt und zu diesem Zweck von einem UmsetZOSzillatQr 1A , entsprechender Frequenz gespeist wird. Am A arg des Umsetzers 9 wird über ein Filter 11, beispigweise ein Quarzfilter öder- eire mehrkreisiges Spuienfilter hinreichender Flankensteilheit die Frequenz, asiebt, die durch kubische Verzerrungen im Sendeverstärker 1, 2, 4 entstehen kann.To perform the linearity measurement is the cubic distortion measuring linearity measuring arrangement 8 according to the invention to the output of the back converter 6 switched on in the negative feedback branch, expediently with the interposition of a Decoupling member 8 ', e.g. an attenuator. The establishment 8 consists of a further .Umsetzer 9, the vibrations supplied to it the 30 MHz range, for example, to the 2 MHz range or an even lower frequency range converts and for this purpose from a UmsetZOSzillatQr 1A, corresponding frequency is fed. At the A arg of the converter 9, a filter 11, for example a Quartz filter or a multi-circuit coil filter of sufficient slope the frequency, as sieves, caused by cubic distortion in the transmit amplifier 1, 2, 4 can arise.

Zur Messung dieser Komponente werden, so wie in der Zeichnung angedeutet, dem Eingang E des Sendeverstärkers zwei Hochfrequenzschwingungen 12, 12', die nur wenig frequenzverschieden sind, zugeführt.:Man kann diese Schwingungen z. B. dadurch erzeugen, daß man einen Hochfrequenzträger mit einer Modulationsfrequenz in der Amplitude unter Trägerunterdrückung moduliert - oder zwei eng fre^ quenzbenachbarte Hochfrequenzschwingungen verwendet.To measure this component, as indicated in the drawing, the input E of the transmitter amplifier two high-frequency oscillations 12, 12 ', which only are little different in frequency, supplied.: You can z. B. thereby generate that one has a high frequency carrier with a modulation frequency in the Amplitude modulated with carrier suppression - or two closely frequency neighbors High frequency vibrations are used.

Die Verzerrungsprodukte werden mittels der Einrichtung 8 am Punkt A der Gesamtschaltung bestimmt. Der hierfür erforderliche Aufwand ist schaltungsmäßig und filtermäßig außerordentlich gering. Außerdem ist der große Vorteil gegeben, daß eine Nachstimmung der Meßeinrichtung bei Änderung der Sendefrequenz innerhalb der Einrichtung 8 entfällt.The distortion products are by means of the device 8 at the point A of the overall circuit is determined. The effort required for this is circuit-wise and extremely low in terms of filtering. In addition, there is the great advantage that a retuning of the measuring device when changing the transmission frequency within the device 8 is omitted.

Claims

Patent claim: Arrangement for measuring the linearity of a multistage transmitter amplifier working with frequency conversion for particularly very short electromagnetic waves, preferably a single sideband multichannel connection, in which part of the output power is fed negative feedback after being converted back into a pre-stage frequency position of the corresponding pre-stage and in which the means for Measurement of the linearity respond to cubic distortions of two modulation frequencies, characterized in that these means are connected to the output of the back converter in the negative feedback branch. Publications considered: German Patent Publication No. 1017 669; "NWDR Techn. Hausmitt.", 1951, issue 1/2, pp. 15 to 23.