DE2017275A1

DE2017275A1 - Anordnung zur Messung von Fernnebensprecheigenschaften an Übertragungsleitungen

Info

Publication number: DE2017275A1
Application number: DE19702017275
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl.-Ing. 8000 München Niedereder
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-04-10
Filing date: 1970-04-10
Publication date: 1971-10-21
Also published as: US3745266A; GB1291398A; FR2085984B1; FR2085984A1

Description

Anordnung zur Messung von Fernnebensprecheigenschaften

an Übertragungsleitungen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Messen von Fernnebensprecheigenschaften an Übertragungsleitungen, bei der eine störende Leitung mit einem Sender einstellbarer Frequenz und das ferne Ende einer gestörten Leitung mit einem auf die Sendefrequenz abstimmbaren Überlagerungsempfänger und einer ausgangsseitigen Spannungsmeßeinrichtung beschaltet sind und die Meßiiiformation aus der bei Abstimmung des Überlagerungsempfängers auf die Sendefrequenz gemessenen Nebensprechspannung gewonnen wirdο . . .

Bei derartigen Anordnungen ist es oftmals erforderlich, am Ende der gestörten Leitung sehr kleine Nebensprechspannungen zu messen, die durch die auftretenden Rauschspannungen bereits verfälscht werden. Um derartige Messungen mit der gewünschten Genauigkeit durchführen zu können, ist es bei den bekannten Anordnungen erforderlich, die Selektivität des Überlagerungsempfängers soweit zu erhöhen, daß das mitgemessene Rauschband hinreichend schmal wird. Dies ist jedoch nur bis zu einem gewissen Grade durchführbar, da mit der Selektivität auch die Anforderungen an die Frequenzkonstanz des Senders steigen. Können diese"nicht¹ mehr erfüllt-werden,' so ist die für eine einwandfreie Messung erforderliche Abstimmung des Überlagerungsempfängers auf die Sendefrequenz nicht erreichbar.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art so. zu verbessern, da/3 die gewünschte Meßgenauigkeit auch bei der Messung .von kleinen und kleinsten Nebensprechspannungen gewährleistet-"-ist. \ · ' Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein auf die Sendefrequenz abstimmbarer und insbesondere mit einer ausgangssei -ti gen" Spa-nnungs-Anzeige- bzw. -Meßeinrichtung versehener Überlagerungsempfänger an das-ferne Ende der· ^; störenden Leitung schaltbar ist und daß die Abstimmung des der gestörten 'Leitung nachgeschalteten Überlagerung^-' · empfängers in Abhängigkeit von der;Abstimmung des,an die störende Leitung geschalteten erfolgt; ^! ·

Der mit der Erfxridung erzielbare Vorteil besteht insbesondere darin > 'daß zur Abstimmung des der gestörten'Leitung · nachgesehalteten Überlagerungsempfängers auf die jweilige. Sendefrequenz der' Ausgängspegel der störenden Leitung herangezogen W¹Ir d, der wesentlich größer ist»als der Pegel der empfangenen Nebensprechspannungen, so; daß -die bei den herkömmlichen Anordnungen entstehehden-'Abötimmschwierigkeiton auch bei"starker Erhöhung der Selektivität weitgehend aus*. ges ehalt et- werden» * Damit¹ is t es möglich, Fernneb'ensprecii- - messungen, beispielsweise an Koaxialkabeln, durchzuführen", ·■ die infolge.'der= dabei auftretenden, extrem kleinen lieben- ^;i sprechsparinungen nach den herkömmlichen Methoden zu keinem^fbrauchbaren Ergebnissen geführt hätten. · ■'■-■ '"'■ ' - "i

Die Erfindung wird nachfolgend anhanü einiger in der Zeich-' nung dargestellter, bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt ν ■' " . ■■*' .■> ''

Fig.1 " eih erstes" Ausführungsbeispiel m'ig einem von Hand

abätiiiinibaren^fcüberlagerungsempfänger am £hde der r störenden Leitung^ " - ^t; ; / '" ~' ϊ ^; Fig.2 eine äcnaltungsVariante hierssu, Pig.3 eine Weiterbildung der'SchaOrtung nach Pig.1,

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Pig.4 ein anderes Ausführungsbeispiel mit einem automatisch abstimmbaren Überlagex-ungsempfanger am Ende der störenden Leitung und

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel, das für den V/obbelbetrieb geeignet ist.

In Pig.1 ist ein das Meßsignal liefernder Sender 1 mit dem Eingang einer störenden Leitung 2 verbunden, deren Ausgang mit einem selektiven Überlagerungsempfänger beschältet ist. Dieser weist eine Umsetzungsstufe 3 mit einem nachgeschalteten Zwischenfrequenzbandpaß 4 und einen Zwischenfrequenzverstärker 5 auf. An diesen schließen sich eine Gleichrichteranordnung 6 und eine Spannungs-Anzeige- bzw« -Meßeinrichtung 7 an. Die gestörte Leitung 8 ist am sendeseitigen Ende mit einem Widerstand 9 vorzugsweise angepaßt abgeschlossen und am empfangsseitigen Ende, an dem die NebenspreAnspannungen auftreten, mit einem weiteren selektiven Überlagerungsempfänger beschaltet, der eine Umsetzungsstufe 10 mit nachgeschaltetem Zwischenfrequenzbandpaß 11 und einen Zwischenfrequenzverstärker 12 enthält. Ausgangsseitig hierzu sind eine Gleichrichteranordnung 15 und eine die Nebensprechspannungen auswertende Einrichtung 14 vorgesehen. Die Abstimmung des Überlagerungsempfängers 3 bis 5 auf die Sendefrequenz von 1 wird mittels eines Überlagerungsoszillators 15 vorgenommen, dessen Frequenz, im folgenden auch Überlagerungsfrequenz genannt, zu diesem Zweck von Hand so eingestellt wird, daß die Einrichtung 7 eine maximale Spannungsanzeige liefert.

Nach der Erfindung folgt nun die Abstimmung des der gestörten Leitung 8 nachgeschalteten, die Nebensprechspannungen U_n verarbeitenden Überlagerungsempfängers 10 bis 12 in Abhängigkeit* von der Abstimmung des der störenden Leitung 2 nachgeschalteten Überlagerungsempfängers 3, 4, 5 und 15. Zu diesem Zweck wird in der Schaltung nach Fig.1 die der

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Umsetzungsstufe 10 zugeführte Überlagerungsfrequenz gleichfalls vom Überlagerungsoszillator 15 geliefert.. Damit ist der Überlagerungsempfänger 10 bis 12 jeweils auf die gleiche Frequenz abgestimmt wie der der störenden Leitung 2 nachgeschaltete Empfänger. Fällt der am Ende von 2 abge- · griffene Teil des Meßsignals nach der Umsetzung in den Durchlaßbereich des Zwischenfrequenzbandpasses 4, so gelangt automatisch auch die am Ende der gestörten Leitung 8 empfangene Hebensprechspannung U durch den ZwIschenfrequenzbandpaß 11 zum Zwischenfrequenzverstärker 12, und wei- : ter zur Gleichrichteranordnung 13 und der Spannungsmeßeinrichtung 14. Auch wenn die Nebensprechspannung U so klein ist, daß sie bereits an der Rauschgrenze liegt, kann die Abstimmung auf die Sendefrequenz von 1 mit Hilfe der Spannungs-Anzeige- bzw. -Meßeinrichtung 7, die auf die~größere Spannung am Ausgang der Leitung 2 anspricht, einwandfrei durchgeführt werden.

Gemäß einer in Fig.2 angedeuteten Schaltungsvariante hierzu kann dem Überlagerungsempfänger 10 bis 12 beispielsweise auch ein eigener Überlagerungsoszillator 16 zugeordnet werden, dessen Frequenz auf den Wert der Überlagerungsfrequenz von 15 nachgeregelt wird. Dies geschieht zweckmäßigerweise über einen Regelkreis 17, der eine Phasenvergleichseinrichtung 18 enthält. ,In dieser werden die Ausgangsspannungen der Oszillatoren 15 und 16 in an sich bekannter Welse phasenmäßig miteinander verglichen, wobei eine von der gegenseitigen Phasendifferenz abhängige Regelgleichspannung U gebildet und einem Frequenzsteuereingang des Oszillators 16 zugeführt wird.

Die Aufteilung der Abstiirimfunktion auf den Überlagerungsempfänger 3, 4» 5 und 15 und der eigentlichen Meßfunktion auf den Empfänger 10 bis 12 bietet die Möglichkeit, die Durchlaßbereiche der Zwischenfrequenzbandpässe 4 und 11

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unterschiedlich zu bemessen:. So kann beispielsweise der Durchlaßbereich von 4 größer gewählt werden als der von 11, um trotz hoher Selektivität und damit kleiner Meßunsicherheit im eigentlichen Meßkreis die Abstimmung auf die Sendefrequenz mit geringerer Selektivität und damit bequemer vornehmen zu können»

Eine Weiterbildung des Erfindungsgedankens sieht vor, daß die Nebensprechspannungen U nach erfolgter Umsetzung, in die erste Zwischenfrequenzlage U₂^₁' mit Hilfe der Zwischenfrequenzspannung U^p.-i des der störenden Leitung 2 nachgeschalteten Überlagerungsempfängers auf eine zweite Zwischenfrequenz Null umgesetzt werden. Dies ist aus dem in Figo dargestellten Ausführungsbeispiel ersichtlich-Abgesehen von der unterschiedlichen Auswertung der Nebensprechspannung U ausgangsseitig vom Zwischenfrequenzverstärker 12 entsprechen sich die Schaltungen der Figuren und 3 nach Aufbau und Wirkungsweise, wobei gleichartigen Schaltungsteilen gleiche Bezugsziffern zugeordnet sind«,

Die Zwischenfrequenzspannung Ug-n-i ' wird nach Fig. 3 einem Modulator 19 zugeführt und hier mittels dar gleichfrequenten Zwischenfrequenzspannung U_ZF1 ^^{11 e}^^ne zweite Zwischenfrequenz Null umgesetzt. Diesen Vorgang kann man auch als gesteuerte Gleichrichtung bezeichnen. Die Bandbreite,-der Zwischenfrequenzspannung U^ ^f wird dabei halbiert, da zwei sich überdeckende Zwischenfrequenz-Halbbänder entstehen, die jeweils am unteren Ende der Frequenzachse liegen, d.h. die zweite Zwischenfrequenz Null enthalten. Ein' nachgeschalteter Tiefpaß 20 dient zur Aussiebung des Gleichspannungsante.ils des Modulationsproduktes, der direkt zur Anzeige der Nebensprechspannung in H verwendet werden kann. Zur Erhöhung der Selektivität der Meßanordnung- wird seine Grenzfrequenz möglichst weit nach unten gelegt,, wo- .-bei Werte von 0,1 oder 0,01 Hz in Betracht kommen können.

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Die Steigerung der Selektivität und damit der Meßgenauigkeit kann bei günstiger Bemessung der ßrenzfrequenz so groß sein, daß Nebensprechspannungen U meßbar sind, die kleiner sind als der Effektivwert der vorhandenen Rauschspannung in der Zwischenfrequenzläge (U„_F1'). Dabei ist es nicht notwendig, die Zv/ischenfrequenzbandbreite des ^r Überlagerungsempfängers 10 bis 12 entsprechend klein auszulegen, da sich die resultierende Selektivität allein nach der Grenzi'requenz des Bandpasses 20 bestimmt.

In den Weg der Zwischenfrequenzspannungen U_zl?1 ist ein Phasenschieber 21 eingefügt, der die sich beim Überkoppeln der Nebensprechspannungen von der leitung 2 auf die Leitung 8 ergebenden Phasenverschiebungen ausgleicht. Die. Einstellung von 21 erfolgt hierbei zweckmäßigerweise so, daß an der Spannungsmeßeinrichtung 14 ein maximaler Anzeigewert erhalten wird, - ' - '

Pigo4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem der Überlagerungsempfänger 3, 4, 5 und 15 automatisch auf die Sendefrequenz von 1 abgestimmt wird, Dies , geschieht durch einen dem Zwischenfrequenzverstärker 5 nachgeschalteten Regelkreis 22, der einen Diskriminator 23' enthält. Dieser erzeugt eine Regelgleichspannung U ' in Abhängigkeit von U,,™.., die einem Frequenzsteuereingang des Überlagerungsoszillators 15 zugeführt wird und die Abstimmung so beeinflußt, daß U^ auf einem vorgegebenen Sollwert gehalten wird, Der in dem Regelkreis 22 zugelassene maximale Regelfehler, z.B. 1 Hz oder weniger, bestimmt dabei die minimale Bandbreite des Zwischenfrequenzbandpasses 11» Die Auswertung der Hebensprechspannungen U_n erfolgt in-Pig.4 ebenso wie in Fig,3, doch ist dies keinesfalls notwendig. So kann selbstverständlich auch eine Auswertung ohne gesteuerte Gleichrichtung entsprechend der Fig.1 vorgenommen werden, ebenso wie die geraeinsame An<-

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steuerung der Umsetzungsstufen 3 und 10 mittels eines Überlagerungsoszillators 15 durch eine Regelschaltung gemäß Fig.2 mit zwei Überlagerungsoszillatoren 15 und 16 ersetzt werden kann»

Fig.5 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, das für die Durchführung von Y/obbelmessungen eingerichtet werden kann. Hierbei wird zweckmäßigerweise von einer Schaltung gemäß Fig»4 ausgegangen, bei der die Regelspannung U ' nach entsprechender Verstärkung in 24 der X-Ablenkeinrichtung eines Zwei-Koordinaten-Anzeige-, Sicht- oder Registriergerätes 25, z.B. eines Elektronenstrahloszillograf en, zugeführt wird, während die Zwischenfreqüenzspannungen u*_Zpi ^und ^ZF1 ' ^^ei^sPi^el^sweise einer quotientenbildenden Einrichtung 26 zugeführt werden, die eine die Meßinformation enthaltende Gleichspannung an die Y-Ablenkeinrichtung von 25 abgibt. Durch die quotientenbildende Einrichtung 26 ergibt sich als Meßinformation direkt das Verhältnis der beiden Spannungen U„_F1'/^uzfi» dessen Logarithmus definitionsgemäß gleich der Fernnebensprechdämpfurig ist. Wird der ,Sender 1 in seiner Frequenz insbesondere periodisch variiert, so ergibt sich hierdurch bei logarithmischer Skaleneichung der Schreibfläche in Y-Ablenkrichtung die Nebensprechdämpfung als Funktion der Sendefrequenz in Form einer Bildkurve 27.

8 Patentansprüche
5 Figuren

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Claims

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PMe lit a η s ρ r ü e h e

Anordnung zum Messen von Fernnebensprecheigenschaften an Übertragungsleitungen, bei der eine störende leitung, mit einem Sender einstellbarer Frequenz und das ferne Ende einer gestörten leitung mit einem auf die Sendefrequenz abstimmbaren Überlagerungsempfänger und einer ausgängsseitigen Spannungsmeßeinrichtung beschaltet sind und die Meßinformation aus der bei Abstimmung des Überlagerungsempfängers auf die Sendefrequenz gemessenen Nebenspreehspannung gewonnen wird, dadurch g e k en η ze i eh η e t,- daß ein auf die Sendefrequenz abstimmbarer und insbesondere mit einer ausgängsseitigen Spannungs-Anseige- bzw. -Meßeinrichtung (7) versehener Überlagerungsempfänger (3, 4, 5, 15) an das ferne Ende der störenden leitung (2) schaltbar ist und daß die Abstimmung des der gestörten leitung (8) naehgeschalteten Überlagerungsempfängers (1-0,^v 11, 12) in Abhängigkeit von der Abstimmung des an die / störende leitung (2) geschalteten erfolgt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlagerungsfrequenzen beider Überlagerungsempfänger (3, 4> 5, 15; 10, 11, 12) von ein und demselben Überlagerungsoszillator (15). erzeugt werden.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dad u r eh ge k. e ή η zeich η e t, daß die Überlagerungsfrequenz des der gestörten Leitung (8) naehgeschalteten Überlagerungsempfängers (10, ti, 12) auf den Y/ert der Überlagerungsfrequenz des der störenden leitung (2) naehgeschalteten nachregelbar ist.

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Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r eh ge k e η η ζ eich η e t, daß die Selektivität des der störenden leitung (2) nachgeschalteten Überlagerungsempfängers (3, 4, 5, 15) kleiner gewählt ist als die des an die gestörte Leitung (S)- geschalteten« "■"■■-."■■ -; ' ;, . '■■■"■-■■"■■

Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a durch ge kenn ζ ei eh η e t, daß die Zv/ischenfrequenz (!!„-ρ.') des der gestörten Leitung (8) nachgeschalteten Überlageruiigsempfangers (10, 11 , 12) mittels der Zv/ischenfrequenz (Ugp-i) des der störenden Leitung (2) nachgeschalteten auf eine zweite Zwischenfrequenz Null (Ug-po) umsetzbar ist, die über ein Tiefpaßfilter (20) ausgesiebt wird- , ■_. _:

6. Anordnung nach Anspruch 5, d a d u r c hg e ken η ζ ei ch η e t, daß in den Weg der Zwischenfrequenzspannung (Ur₇-C,.) des der stöi-enden Leitung (2) nachgeschalteten Überlagerungsempfängers (3, 4» .5» 15) ein Phasenschieber (21) geschaltet ist ο

7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e kenn ζ eic h η et d u r e h eine automatische . Frequenzregelung des der störenden Leitung (2) nachge-*. schalteten Überlagerungsempfängers (3, 4, 5,15), die den Überlagerungsoszillator (15) mittels einer über einen Diskriminator (23) abgeleiteten.Regelspannung (U_r') derart beeinflußt, daß die Zwischehfrequenz auf einem Sollwert gehalten wird. , ,

8. Anordnung nach Anspruch 7, dad ure h g, e k.e η η ζ eic h η e t, daß der Sender (1) als, Wobbeisender

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ausgebildet ist und die Regelspannung (Ü_r ^f) der X-Ableiteinrichtung sowie eine die Meßinformation beinhaltende Spannung der Y-Ablenkeinrichtung eines Zv/ei-Koordinaten-Anzeige-, Sicht- oder Registriergerätes (25), insbesondere eines Elektronensfcrahloszillografen, zuführbar ist.

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