DE957672C - Anordnung zur Überwachung der Ausstrahlung von Funksenderh an Hand eines nach dem Suchfrequenzprinzip arbeitenden Oszillographen - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 7. FEBRUAR 1957

D 19086 VIIIa/21 a*

ist als Erfinder genannt worden

Deutsche Bundespost,

Darmstadt

Oszillographen

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Überwachung der Ausstrahlung von Funksendern, insbesondere zur Bestimmung der Nebenwellendämpfung bei A ι-getasteten Sendern und zur Messung des Hubes yon frequenzumgetasteten Stationen (Fi, Duoplex, Polyp lex).

Bei der Übertragung von Telegrammen auf dem Funkwege durch Tasten der Ausstrahlung eines Senders (Ai) treten durch die annähernd rechteckförmigen, stark oberwellenhaltigen Telegraphierimpulse außer dem getasteten Träger auch noch eng benachbarte Frequenzen unterschiedlicher Amplitude, die sogenannten Nebenwellen, auf. Der Sender strahlt also an Stelle eines einzigen Trägers ein Frequenzband ab und beansprucht infolgedessen einen größeren als den eigentlich notwendigen Frequenzbereich im zugewiesenen Band. Die Nebenwellen sind demnach unerwünscht und dürfen nach internationaler Vereinbarung nicht über ein bestimmtes Maß in den Nachbarkanal eindringen; es ist ein Mindestwert der Nebenwellendämpfung vorgeschrieben, dessen Einhaltung durch Überwachungsstellen kontrolliert werden muß.

Die schnelle und exakte Messung der Nebenwellendämpfung stellt eine der Aufgaben dar, die sich mit der eirfmdungsgemäßen Anordnung lösen lassen. Hierbei ergibt sich die Schwierigkeit, die frequenzmäßig dicht benachbarten Haupt- und

Nebenwellen ohne gegenseitige Beeinflussung derart zur Anzeige zu bringen, daß einmal eine exakte Messung ihres relativen Abstandes zueinander, zum anderen ihrer Amplitudendifferenz möglich ist. Eine andere Tastungsart von Funksendern ist die Frequenzumtastung, bei der sich die für den Sender notwendige Bandbreite aus dem größten Abstand dier Umtastfrequenzen, dem sogenannten Hub, ergibt. Die Messung dieses Hubes ist ein

ίο anderes Anwendungsgebiet für die Anordnung nach der Erfindung. Auch hier handelt es sich um die Bestimmung des Abstandes sehr eng benachbarter Frequenzen allerdings gleicher Amplitude.

Es sind bereits auf dem Suchfrequenzprinzip beruhende Hochfrequenzspektrometer bekannt, die eine quantitative Bestimmung des Oberwellengehaltes der Ausstrahlung eines Funksenders zum Ziele haben. Bei ihnen wird das zu untersuchende Spektrum mit einer periodisch veränderlichen Frequenz gemischt und die einzelnen Spektrumsfrequenzen als vertikale Auslenkungen auf der horizontalen Frequenzachse einer Kathodenstrahlröhre sichtbar gemacht. Es liegen auch hier wie bei den Nebenwellen in der Amplitude sehr unterschiedliche Frequenzen vor, die aber als Oberwellen des hochfrequenten Trägers einen wesentlich größeren Abstand voneinander aufweisen als die ja als Oberwellen der niedrigen Tastfrequenz anzusehenden Nebenwellen. Das Problem der genauen Bestimmung des Abstandes eng benachbarter Frequenzen besteht also bei der bekannten . Anordnung nicht.

Es sind weiter in der grundsätzlichen Ausführung der letztgenannten Anordnung ähnliche Geräte zur Frequenzmessung bekannt, bei denen auf dem Bildschirm der Anzeigeröhre zusätzliche Frequenzmarken dadurch dargestellt werden, daß ein gegrabbelter Sender mit einem zweiten Sender konstanter Frequenz Schwebungefrequenzen bildet, die, durch mehrere festabgestimmte Schwingkreise ausgesiebt, feste Frequenzmarken auf dem Bildschirm abgeben. Derartige Anordnungen erlauben auch eine horizontale Verschiebung des interessierenden Kurvenpunktes in die zur Ablesung günstigere Schirmmitte sowie eine Dehnung des zu übersehenden Frequenzbereiches. Dieses bekannte Gerät ermöglicht, demnach eine vergleichende Frequenzmessung auf einer mit elektronischen Mitteln erzeugten Skala; die Konstanz dieser Skala kann naturgemäß nur durch einen besonders hochgetriebenen Aufwand für die die Eichmarken erzeugenden Schaltelemente erreicht werden.

Demgegenüber erlaubt die Erfindung mit verhältniismäßig einfachen Mitteln eine genaue, direkt ablesbare Messung des Abstandes eng benachbarter Frequenzen.

Die Erfindung bedient sich zur Überwachung der Ausstrahlung von Funksendern, speziell zur Messung der Nebenwellendämpfung und des Hubes von frequenzumgetasteten Sendern, der grundsätzlich bekannten Anordnung der Hochfrequenzspektrometer nach diem Suchfrequenzprinzip.

Die Ausstrahlung des zu überwachenden Senders wird dabei in bekannter Weise in eine Zwischenfrequenz verwandelt und anschließend verstärkt einer zweiten Misöhstufe mit einem mit der Ablenkung einer Kathodenstrahlröhre synchron frequenzmodulierten Uberlagerer zugeführt. Ein enger Frequenzbereich der entstehenden frequenzmodulierten zweiten Zwischenfrequenz gelangt über ein für das Auflösungsvermögen der Anzeige maßgebendes schmales Filter sowie einen Verstärker und einen Demodulator an die Meßplatten der Kathodenstrahlröhre. Erfindungsgemäß enthält dabei der Schwingkreis des frequenzmodulierten Übe.rlagerers zusätzliche, von Hand einstellbare, frequenzbestimmende Glieder, die eine in ihrer relativen Frequenzänderung genau definierte und ablesbare derartige Verschiebung der Mittenfrequenz des frequenzmodulierten Überlagerers ermöglichen, daß ein interessierender Kurvenpunkt in eine feste Bezugsmarke verschoben wird.

Das Erreichen der geforderten hohen Genauigkeit ist dabei nicht schwierig, da lediglich die relati ve Verschiebung der Mittenfrequenz, nicht alter die absolute Frequenz zur Messung herangezogen wird. Die relative Frequenzänderung ist aber hauptsächlich von der Reproduzierbarkeit der Einstellung des vorzugsweise verwendeten Präzisionsdrehkonden-sators abhängig, ein eventuelles Schwanken der Absolutfrequenz wirkt sich nicht in einem das Meßergebnis wesentlich beeinflussenden Grade aus. Auf eine Eichung des Schirmes der Kathodenstrahlröhre kann daher verzichtet werden, eine vertikale Strichätzung genügt. Es wird also mit der Anordnung nach der Erfindung auf einfache Weise eine genaue — und nicht etwa nur eine mit Bezug auf eine feste Frequenzskala vergleichende — Frequenzmessung ermöglicht.

Nach einer weiteren Ausbildung der erfindungsgemäßen Anordnung ist zur zusätzlichen Bestimmung der Amplitude des interessierenden Kurvenpunktes zwischen der ersten und zweiten Mischstufe ein in der Amplitude einstellbarer und geeichter Vergleichsgenerator zuschaltbar.

Die Wirkungsweise der Anordnung erklärt sich im einzelnen wie folgt: Die Frequenz des zu prüfenden Senders 1 wird nach Abb. 1 in bekannter Weise in der Eingangsstufe 2 durch Mischen mit einer Uberlagererfrequenz in eine Zwischenfrequenz umgewandelt. Dann werden in Zwischenfrequenzfiltern 3 ungewollte Mischprodukte entfernt. Die Zwischenfrequenz enthält nach dieser ersten und der folgenden zweiten Mischung noch die zu messenden Größen (Hub, Bandbreite, Nebenwellen) unverändert in dem Bereich, der durch die Durchlaßbreite der ZF-Filter 3 gegeben ist. Der Frequenzabstand der Nebenwegen bzw. Umtastfrequenzen bleibt absolut erhalten, das Amplitudenverhältnis der Hauptwelle zu den Nebenwellen ist nur durch die Nichtlinearität des Empfangsgeräts unwesentlich beeinflußt.

In der zweiten Mischstufe4 wird dieseZwischenfrequenz mit einer zweiten, veränderlichen Überlagererfrequenz derart gemischt, daß eine stetige

Frequenzänderung dieses zweiten Überlagerers 5 synchron mit der Ablenkung 6 des Braunsohen Rohres geschieht, um stehende Bilder zu erzielen. Diese stetige Änderung kann mechanisch oder elekirisch in den Schwingkreis des zweiten Überlagerers 8 eingreifen. Durch die nach der erfindungsgemäßen Anordnung mögliohe Änderung der Mittenfrequenz des zweiten Überlagerers läßt sich das Bild nach Abb. 2 im Braunsche« Rohr in der

ίο bereits gekennzeichneten Weise seitlich verschieben. Die Ablenkung des Braunsche« Rohrs durch die zu messende Frequenz kommt folgendermaßen zustande: Der zweite Oszillator 8 verändert seine Frequenz synchron mit der Ablenkung 6 der Kathodenstrahlröhre 7 derart, daß er alle Umtastfrequenzen bzw. Nebenwellen einschließt. Bildet die Frequenz des zweiten Überlagerers 8 mit den momentanen Frequenzen des zu überwachenden Senders 1 Milchprodukte, so entstehen nach Selektion in einem für das Auflösungsvermögen der Anzeige maßgebenden Quarzfilter 9, nachfolgender Verstärkung 10 und Demodulation 11 Ablenkungen auf dem Bildschirm, die in ihrer Größe den Amplituden, in ihrem gegenseitigen Abstand dem relativen Abstand der Nebenwellen oder Umtastfrequenzen des zu prüfenden Senders entsprechen. Die Ablenkungen bleiben bei der durch dias Nachleuchten hervorgerufenen Trägheit des Bildschirmes und durch die ständige Wiederkehr der Mischfrequenz länger bestehen. Das Bild auf dem Schirm des Kathodenstrahlrohrs stellt also in der Abszisse das zu untersuchende Frequenzband¹ dar, und zwar in dem Bereich, der durch die Bandbreite der vorgeschalteten ZF-Filter 3 und die stetige Ablenkung des zweiten Überlagerefs 8 gegeben ist. In der Ordinate entstehen dabei amplitudengetreue Ablenkungen der zu messenden Spannungen, der Nebenwellen, Hauptwellen bzw. der Umtastfrequenzen.

Der Abstand dieser Frequenzen wird gemessen durch Verändern des geeichten Schwingkreiszusatzes Af am zweiten Überlagerer 8, indem eine definierte seitliche Verschiebung eines Kuryenpunktes α auf dem Bildschirm einer definierten Frequenzänderung Af entspricht, die gleich der Mittenfrequenzänderung des zweiten Überlagerers ist.

Bei der Messung wird durch Betätigen der im

Frequenzmaßstab geeichten Verschiebung der Miittenfrequenzzf/ des frequenzmodulierten zweiten Übe.rlagerers 8 der auf dem Bildschirm sichtbare Zacken α der Abb. 2 bis zur Abdeckung mit der festen Bezugsmarke b verschoben und die Frequenzänderung des zweiten Überlagerers an der geeichten Frequenz-Skala des Drehkondensators abgelesen. Auf diese Weise lassen sich auch die Hübe eines mehrfach umgetasteten Senders (Duoplex, Polyplex) einfach messen.

Das Bestimmen der Nebenwellendämpfung erfordert noch eine Messung der Amplitude von Haupt- und Nebenwellen, die in der Weise erfolgt, daß ein Meßsender 12 mit definierter Ausgangsspannung über einen Eichteiler 13 gleichzeitig im die Meßanordnung einspeist und auf dem Bildn schirm als Strich c sichtbar wird. Durch Vergleich der Amplituden von Haupt- und Nebenwellen mit. der Amplitude des Meßsenders kann die Nebenwellendämpfung bestimmt werden, wie Abb. 3 zeigt. Eine Verfälschung der vertikalen Ablenkung durch die in den vorgeschalteten Filtern sich auswirkenden Einschwingvorgänge wirkt dabei sowohl auf die zu überwachenden Frequenzen als auch auf die in der Amplitude geeichte Vergleichsfrequenz ein und kompensiert sich daher in ihrer Wirkung auf die Anzeige.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist dabei als Zusatz zu den herkömmlichen kommerziellen Empfängern vorgesehen. Zur besseren Ausnutzung des Bildschirmes können die Meßwerte dabei in elektrisch richtiger Weise auch als Polarkoordinaten radial dargestellt werden.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Anordnung zur Überwachung der Ausstrahlung von Funksendern, bei der die Ausstrahlung des zu überwachenden Senders nach Umformung in eine Zwischenfrequenz und anschließender Verstärkung einer zweiten Mischstufe mit einem mit der Ablenkung einer Kathodenstrahlröhre synchron frequenzmodulierten Überlagerer zugeführt ist und ein enger Frequenzbereich der entstehenden frequenzmodulierten zweiten Zwischenfrequenz über ein für das Auflösungsvermögen der Anzeige maßgebendes schmales Filter sowie einen Verstärker und einen Demodulator an die Meßplatten der Kathodenstrahlröhre gelangt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingkreis des frequenzmodulierten Überlagerers zusätzliche, von Hand einstellbare, frequenzbestimmende Glieder enthält, die eine in ihrer rela- 1°° tiven Frequenzänderung genau definierte und ablesbare derartige Verschiebung der Mittenfrequenz des frequenzmodulierten Überlagerers und damit eine derartige sichtbare Verschiebung der angezeigten Frequenzkurve ermögliehen, daß ein interessierender Kurvenpunkt in eine feste Bezugsmarke verschoben wird-.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur zusätzlichen Bestimmung der Amplitude des interessierenden Kurvenpunktes zwischen der ersten und zweiten Mischstufe ein in der Amplitude einstellbarer und geeichter Vergleichsgenerator zuschaltbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 838915, 897882; Proceedings of the Institute of Radio Engineers, (1947), S. 1068 bis 1073.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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