DE68906976T2 - Messverfahren eines schwellenwertes in einem rauschsignal und automatische messanordnung dafuer. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen der Amplitude einer Stufe in einem Rauschsignal und eine Meßvorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
• Es kommt häufig vor, daß in einem Rauschsignal eine Stufe zu messen ist. Beispielsweise handelt es sich darum, eine Stufe in einem Signal zu messen, das von einer zeitveränderlichen Spannung gebildet wird, oder aber darum, die Amplitude einer Spektrallinie in einem zeitveränderlichen Spektrum zu messen. Ein bekanntes Verfahren besteht darin, daß der Graph des Signals zusammen mit dem Rauschen auf dem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre angezeigt wird und daß der Graph visuell interpretiert wird, derart, daß das Rauschen nicht berücksichtigt wird, welches eine unscharfe Zone ergibt, deren Helligkeit beiderseits der dem Nutzsignal entsprechenden Meßlinie abnimmt. Diese visuelle Interpretation schafft eine Art von Filterung, die nur den mittigen Teil der auf dem Bildschirm erscheinenden diffusen Meßlinie berücksichtigt.
• Dieses visuelle Interpretationsverfahren ist offensichtlich nicht auf eine automatische Meßvorrichtung anwendbar. In diesem Fall wird herkömmlicherweise ein Tiefpaßfilter verwendet, das die Frequenzen beseitigt, die viel größer als die Grundfrequenz des Signals sind, das die vertikale Ablenkung in der Kathodenstrahlröhre steuert. Dieses Verfahren besitzt den Nachteil einer Ungenauigkeit, weil die Messung durch den Rest des gefilterten Rauschens, der zum Nutzsignal hinzukommt, verfälscht wird ; und möglicherweise durch eine nicht vernachlässigbare Verformung des Nutzsignals verfälscht wird. Das Ziel der Erfindung ist die Beseitigung dieses Nachteils des Standes der Technik.
• Der Gegenstand der Erfindung ist ein digitales Verfahren, das die Tatsache ausnutzt, daß die statistische Verteilung von Abtastwerten eines Rauschsignals insbesondere dann, wenn es sich um ein Gaußsches Rauschen handelt, um einen Wert Null dichter ist.
• Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren zum Messen der Amplitude einer Stufe in einem Rauschsignal dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, daß:
• - das Signal während eines der Dauer der zu messenden Stufe entsprechenden Zeitintervalls abgetastet wird;
• - daß die Abtastwerte des Signals gemäß mehreren vorbestimmten digitalen Werten quantifiziert werden;
• - daß die Anzahl der Abtastwerte gezählt wird, die jeweils vorbestimmte digitale Werte haben;
• - daß in einem Bereich fester Werte bestimmt wird, welcher Wert der größten Anzahl von Abtastwerten entspricht, wobei dieser Wert den Meßwert der Amplitude der Stufe bildet.
• Die Erfindung wird besser verständlich und weitere Einzelheiten werden deutlich mit Hilfe der folgenden Beschreibung und der sie begleitenden Figuren:
• - die Fig. 1 bis 3 sind drei Photos des Bildschirms eines Spektrumanalysators, die die bekannten Meßverfahren erläutern;
• - die Fig. 4 zeigt ein Diagramm, das das Verfahren gemaß der Erfindung erläutert;
• - die Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer automatischen Meßvorrichtung für die Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung;
• - die Fig. 6 bis 11 sind Photos des Bildschirms eines in diesem Ausführungsbeispiel verwendeten Spektrumanalysators, die die Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung zur automatischen Messung der Amplitude einer Spektrallinie erläutern.
• Die Fig. 1 ist das Photo des Bildschirms eines Spektrumanalysators und erläutert den Fall, in dem die Messung der Amplitude einer Stufe in einem Rauschsignal schwierig ist. Das Ziel der Messung ist die Messung der Amplitude einer Spektralline, die durch die Zwischenmodulation einer Chrominanz-Trägerwelle und einer Bild-Trägerwelle in einem Fernsehsignal erzeugt wird, welches einen Verstärker oder einen Sender mit einem gemeinsamen Kanal für das Bild und für den Ton durchläuft. Auf diesem Photo befindet sich die Zwischenmodulations-Spektrallinie bei einer Frequenz f2, die von der Frequenz Fim der Bild-Trägerwelle, die dem linken Rand des Photos entspricht, nicht weit entfernt ist. Die Zwischenmodulations-Spektrallinie erscheint als Peak mit einer unscharfen Linie, die vor allem von verschiedenen Spektrallinien überragt wird, die durch Vielfache der Zeilenfrequenz bedingt sind und die als Amplitudenrauschen erscheinen, das größer als die zu messende Amplitude der Zwischenmodulations-Spektrallinie ist.
• Eine visuelle Interpretation dessen, was auf dem Bildschirm erscheint, gestattet die Unterscheidung der Zwischenmodulations-Spektrallinie durch ihre Helligkeit, die etwas größer als diejenige des überlagerten Rauschens ist, sie ist aber dennoch sehr unscharf.
• Wenn es sich um die Verwirklichung einer automatischen Messung der Amplitude dieser Spektrallinie handelt, wird herkömmlicherweise ein digitaler Spektrumanalysator verwendet, der durch eine IEEE-Bus-Steuereinrichtung gesteuert wird, welche mit dem Analysator über einen Bus verbunden ist, der die manuelle Einstellungen ersetzenden Steuersignale an den Analysator und vom Analysator aufgezeichnete Daten an die Steuereinrichtung überträgt.
• Wegen des überlagerten Rauschens ist es nicht möglich, direkt anhand der dem Bild von Fig. 1 entsprechenden aufgezeichneten Daten eine präzise automatische Messung der Amplitude der Zwischenmodulations-Spektrallinie bei der Frequenz f2 zu erhalten. Diese Daten werden durch digitale Werte einer Folge von Abtastwerten gebildet, wobei jeder Abtastwert des Spektrums einem Leuchtpunkt auf dem Bildschirm entspricht. Die Breite des Bildschirms entspricht beispielsweie 1000 Abtastwerten. Die jedem Abtastwert entsprechenden Daten werden von seiner Abszisse auf der horizontalen Achse des Bildschirms und von seiner Ordinate auf einer vertikalen Achse des Bildschirms gebildet, wobei diese Ordinate einen ganzzahligen Wert zwischen 0 und 255 annehmen kann. Auf dem Bildschirm sind die Zonen mit größerer Helligkeit diejenigen Zonen, in denen die am nähesten beieinander befindlichen Abtastwerte liegen.
• Herkömmlicherweise enthält ein digitaler Spektrumanalysator ein oder mehrere umschaltbare Filter, die auf das die vertikale Ablenkung in der Kathodenstrahlröhre steuernde Signal einwirken und die die Beseitigung wenigstens eines Teils des Rauschens ermöglichen, das die Beobachtung des Spektrums auf dem Bildschirms stört. Die Fig. 2 ist ein Photo des Bildschirms des Analysators, das dasselbe Spektrum wie das Photo von Fig. 1 zeigt, in dem jedoch ein erster Typ eines Filters verwendet wird, der nur die Hüllkurve des die vertikalen Ablenkung steuernden Signals durchläßt. Das auf dem Bildschirm angezeigte Spektrum ist tatsächlich die Hüllkurve der verschwommenen Zone, welche die durch die Vielfachen der Zeilenfrequenz bedingten Spektrallinien bilden. Die Zwischenmodulations-Spektrallinie bei der Frequenz 12 verschwindet vollständig. Es ist daher nicht möglich, diesen ersten Typ eines Filters zu verwenden, um eine Messung der betrachteten Zwischenmodulations-Spektrallinie visuell oder automatisch zu verwirklichen.
• Herkömmlicherweise enthält ein Spektrumanalysator außerdem ein umschaltbares mittelwertbildendes Filter, das bezüglich des die vertikale Ablenkung steuernden Signals eines Tiefpaßfilterung verwirklicht. Die Fig. 3 ist ein Photo der Anzeige, die auf dem Bildschirm für dasselbe Spektrum wie in Fig. 1 und bei den gleichen Einstellungen des Analysators erhalten wird, bei dem jedoch ein mittelwertbildendes Filter verwendet wird.
• Es ist ersichtlich, daß diese Filterung die durch die Spektrallinien der Vielfachen der Zeilenfrequenz bedingte verschwommene Zone unterdrückt hat. Es ist möglich, eine horizontale Stufe in der Umgebung der Frequenz 12, wo sich die erwartete Zwischenmodultions-Spektrallinie befindet, visuell oder automatisch zu messen. Es ist jedoch ersichtlich, daß der gemessene Wert in bezug auf den auf dem Photo der Fig. 1 gemessenen Wert fehlerhaft ist. Der Fehler, der hier in der Größenordnung von 10 dB liegt, ist umso größer, je höher der Rauschpegel gegenüber dem Pegel der zu messenden Stufe ist. Dieser Fehler ist durch die Tatsache bedingt, daß das mittelwertbildende Filter bei der Berechnung des Wertes des mittleren Signals, das für die Steuerung der Anzeige bestimmt ist, ein starkes Rauschen aufweisende Abtastwerte einbezieht. Dieser Filterungstyp ist daher nicht verwendbar, wenn die Verwirklichung einer automatischen Messung mit guter Genauigkeit, d.h. in der Größenordnung von 0,5 oder 0,2 dB, notwendig ist.
• Das Meßverfahren gemäß der Erfindung nutzt die von Anfang an vorhandene Kenntnis bezüglich des Vorhandenseins einer Stufe während eines bekannten Zeitintervalls in dem betrachteten Signal aus. Es nutzt außerdem die Tatsache aus, daß das das Signal beeinflussende Rauschen im allgemeinen ein Gaußsches Rauschen ist oder mehr oder weniger ein Rauschen ist, dessen Werte eine stark um den Wert Null konzentrierte statistische Verteilung besitzen. Die Abtastwerte, die gleich dem wirklichen Wert der Stufe bei Abwesenheit von Rauschen sind oder in dessen Nähe liegen, sind daher zahlreicher als die Abtastwerte, die vom Wert dieser Stufe wesentlich verschieden ist. Dieser Unterschied in den Verteilungen gestattet die Festsetzung des Pegels der Stufe. Die Abtastwerte, deren Wert nicht als in der Nähe liegend angesehen wird, werden daher als zu sehr mit Rauschen behaftet angesehen und überhaupt nicht berücksichtigt. Das Verfahren verwirklicht daher eine Filterung, in der die als nahe bei der Stufe liegend angesehenen Abtastwerte mit einem Koeffizienten gewichtet werden, der gleich 1 ist, während die Abtastwerte, deren Wert nicht als nahe bei der Stufe liegend angesehen werden, mit einem Koeffizienten gewichtet werden, der gleich Null ist, während das herkömmliche Tiefpaßfilterungs- Verfahren eine Mittelung verwirklicht, in der sämtliche Abtastwerte, selbst völlig abweichende Werte, gleiches Gewicht besitzen.
• Die Fig. 4 zeigt ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäß der Erfindung erläutert. In dieser Figur stellt jeder schwarze Punkt einen Abtastwert eines Rauschsignals dar, welches das in die Anzeigeeinrichtung eines Spektrumanalysators eingegebene Signal ist. In diesem Beispiel stellt das Signal eine Spektrallinie dar, die eine Trapezform besitzt und in der Mitte des Anzeigeschirms eine horizontale Stufe enthält. Die durchgezogene schwarze Kurve zeigt die Spektrallinie, wie sie bei Abwesenheit von Rauschen erscheinen würde, während das tatsächlich beobachtete Spektrum durch die schwarzen Punkte gebildet wird, die in Wirklichkeit durch die Leuchtspur des Leuchtflecks auf dem Anzeigeschirm verbunden sind. Diese die Abtastwerte verbindende Spur ist aus Gründen der Klarheit nicht gezeigt. In diesem Beispiel können die Abtastwerte ganzzahlige Werte zwischen 0 und 255 annehmen. Die Skala der Abtastwerte ist in der Figur links dargestellt. Die Messung des Wertes der Stufe besteht darin, dieses Skala 0- 255 in Streifen von jeweils zwei Einheiten zu unterteilen; dann die Anzahl der Abtastwerte zu zählen, deren Wert jeweils in einem Streifen enthalten ist. Beispielsweise liegen die Abtastwerte, deren Wert gleich 209 oder 210 ist, in der Anzahl 4 vor. Die Anzahl der Abtastwerte, die jedem Streifen zugehören, ist in der Figur rechts gezeigt.
• Dann besteht das Verfahren darin, festzustellen, in welchem Streifen die Anzahl der Abtastwerte am größten ist. In diesem Beispiel ist es der Streifen mit den Abtastwerten 217 oder 218, der 15 Abtastwerte enthält. Die beiden angrenzenden Streifen enthalten 6 bzw. 9 Abtastwerte. Die Stufe wird als im Streifen der Werte 217 und 218 liegend angesehen. Ihr Dezibel-Wert in bezug auf einen Referenzwert kann dann anhand der Einstellungsparameter des Analysators berechnet werden.
• Die Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer automatischen Meßbank für die Verwirklichung von Messungen einer Zwischenmodulation in einem Fernsehsender mit einem gemeinsamen Weg für das Bild und den Ton, in der das Meßverfahren gemäß der Erfindung ausgeführt wird. Diese automatische Meßbank enthält: einen Tonsignal-Generator 1; einen Bildsignal-Generator 2; einen Wobbel-Generator 3, der eine Chrominanz-Trägerwelle liefert; eine IEEE-Bus-Steuereinrichtung 4; einen zu prüfenden TV-Sender 5; einen Meßfühler 6; eine Antenne 7 für die Belastung des Ausgangs des Senders 5; einen digitalen Spektrumanalysator 8; und eine Aufzeichnungstabelle 9 für die automatische Aufzeichnung des Graphen der Amplitude der gemessenen Zwischenmodulations-Spektrallinie in Abhängigkeit vom Wert der Frequenz der Chrominanz-Trägerwelle, welche im gesamten Bereich des Videobandes zwischen der Bild-Trägerwelle und der Ton-Trägerwelle gewobbelt ist.
• Der Sender 5 besitzt: einen ersten Eingang, der mit einem Ausgang des Tonsignal- Generators 1 verbunden ist, welcher an ihn eine durch ein Audiosignal modulierte Trägerwelle liefert; einen zweiten Eingang, der mit einem Ausgang des Bildsignal- Generators 2 verbunden ist, welcher an ihn eine durch ein Chrominanzsignal modulierte Bild-Trägerwelle liefert, wobei die Chrominanz-Trägerwelle des Chrominanzsignals gewobbelt ist; und einen über den Meßfühler 6 mit der Antenne 7 verbundenen Ausgang. Der Generator 2 besitzt einen Eingang, der mit einem Ausgang des Wobbelgenerators 3 verbunden ist, der an ihn eine gewobbelte Chrominanz-Trägerwelle liefert.
• Der Generator 3, die Steuereinrichtung 4, der Analysator 8 und die Aufzeichnungstabelle 9 besitzen jeweils einen Eingang-Ausgang, der mit einem IEEE-Bus verbunden ist. Die Steuereinrichtung 4 steuert den Generator 3, damit dieser die Chrominanzfrequenz variiert; steuert den Analysator 8, um die Amplitude der Zwischenmodulations- Spektrallinie in dem vom Ausgang des Senders 5 gelieferten Signal zu messen; und steuert die Aufzeichnungstabelle 9, um den Graphen der Meßergebnisse aufzuzeichnen. Der Generator 3, die Steuereinrichtung 4, der Analysator 8 und die Aufzeichnungstabelle 9 sind herkömmliche Meßgeräte, die durch einen IEEE-Bus gesteuert werden können. Die Steuereinrichtung 4 ist eine herkömmliche Einrichtung mit Mikroprozessor, die gemäß einem vorher in sie geladenen Programm eine Abfolge von Meßbank-Befehlen und dann eine Abfolge von Rechnungen verwirklicht. Die Steuereinrichtung 4 führt das Verfahren gemäß der Erfindung aus, indem sie es auf die Abtastwerte anwendet, die im Bildschirmspeicher des Analysators 8 gelesen werden.
• Die Steuereinrichtung 4 steuert die Meßbank, um eine Folge von Messungen, die einer Folge von Werten Fch der Chrominanz-Frequenz entsprechen, zu verwirklichen. Wenn der Generator 1 ein Tonsignal mit einer Trägerfrequenz Fson liefert und wenn der Generator 2 ein Bildsignal mit einer Trägerfrequenz Fim liefert, wobei ein Chrominanz- Signal eine Trägerfrequenz Fch besitzt, stellt der zu prüfende Sender ein Signal her, das zwei Haupt-Zwischenmodulations-Spektrallinlen enthält, deren Frequenzen lauten:
• f1 = Fim - Fson + Fch
• f2 = Fim + Fson - Fch.
• Die beiden Spektrallinien besitzen gleiche Amplituden. Es wird beispielsweise nur die Spektrallinie der Frequenz 12 gemessen. Die Steuereinrichtung 4 berechnet 12 für jeden gegebenen Wert Fch gemäß der obigen Formel und steuert dann die Abfolge der Operationen, die notwendig sind, um eine Messung bei dieser Frequenz 12 auszuführen.
• Die Fig. 6 ist ein Photo des auf dem Bildschirm des Spektrumanalysators angezeigten Spektrums, wenn er so eingestellt ist, daß das gesamte Spektrum des vom Ausgang des Senders 5 gelieferten Signals sichtbar ist. In diesem Beispiel entspricht das Fernsehsignal den deutschen Normen B/G. Die Trägerwelle des Tonsignals mit der Frequenz Fson befindet sich um 5,5 MHz von der Frequenz Fim der Bild-Trägerwelle entfernt. In dem gezeigten Beispiel befindet sich die Frequenz Fch der Chrominanz-Trägerwelle um 5 MHz von der Frequenz der Bild-Trägerwelle Fim entfernt, und zwar auf der gleichen Seite wie die Trägertrequenz des Tonsignals. Gemäß den obigen Formeln erzeugt die Zwischenmodulation zwei Spektrallinien, die sich bezogen auf die Bild-Trägerfrequenz Fim bei 0,5 MHz beiderseits derselben befinden.
• Der Bezugswert der Messungen wird durch die Amplitude der Bild-Trägerwelle gebildet. Für die betrachtete Norm besitzt die Tonsignal-Trägerwelle eine Amplitude von -10 dB, während die Chrominanz-Trägerwelle eine Amplitude von -16 dB besitzt. Unter diesen Bedingungen hat die Amplitude der beiden Zwischenmodulations-Spektrallinien einen Wert, der im allgemeinen im Bereich von -48 bis -75 dB enthalten ist. Dieser Wert ist sehr viel kleiner als die Amplitude des verschwommenen Spektrums, das durch die Vielfachen der Zeilenfrequenz erzeugt wird. Deshalb ist es schwierig, auf dem Anzeigebildschirm und auf dem Photo die Amplitude der Zwischenmodulations-Spektrallinien zu unterscheiden. Um diese Spektrallinien besser zu unterscheiden, ist es notwendig, diejenige Zone des Spektrums zu erweitern, in der sich eine der Spektrallinien befindet, indem sie im Mittelpunkt des Bildschirms des Analysators zentriert wird.
• Die Messung der Zwischenmodulation in einem TV-Sender wird durch jede Folge von Werten der Frequenz Fch des Chrominanz-Signals verwirklicht, derart, daß sich die Zwischenmodulations-Spektrallinien im gesamten Intervall zwischen Fson und Fim verschieben. Jede Messung einer Zwischenmodulations-Spektrallinie bei einer vorgegebenen Frequenz f2 gibt zu einer Folge von Operationen Anlaß, die im folgenden beschrieben werden. Diese Operationen sind in der Steuereinrichtung 4 programmiert und werden automatisch ausgeführt, dann wandelt die Steuereimichtung 4 die Chrominanz- Trägerfrequenz in Schritten mit festem Wert ab, bevor die nächste Messung ausgeführt wird.
• Ein erster Schritt des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, daß das Rauschsignal während des interessantesten Zeitintervalls, d.h. während der Dauer der zu messenden Stufe abgetastet wird. In der Praxis besteht er darin, daß der Analysator gesteuert wird, um das Beobachtungsfenster exakt auf der Frequenz f2 zu zentrieren, wo eine Zwischenmodulations-Spektrallinie für eine gegebene Chrominanz-Frequenz erwartet wird. Diese Frequenz f2 ist von vornherein bekannt, unglücklicherweise ist jedoch die Ungenauigkeit einer direkt auf der Frequenz f2 ausgeführten Zentrierung oftmals unzureichend.
• Um das Beobachtungsfenster exakt zu zentrieren, besteht ein Verfahren darin, den Analysator so zu steuern, daß die Spektrallinie mit maximaler Amplitude in einem gegebenen Beobachtungsfenster gesucht wird, daß dann das Beobachtungsfenster auf der so erfaßten Spektrallinie zentriert wird. Unglücklicherweise berücksichtigt diese automatische Operation nur die Hüllkurve des Spektrums und kann folglich die Spitze der Zwischenmodulations-Spektrallinien nicht erfassen, wenn diese eine Amplitude besitzen, die kleiner als das durch das Spektrum der Vielfachen der Zeilenfrequenz gebildete Rauschen sind. Eine Abhilfe besteht darin, die Zwischenmodulations-Spektrallinie zu simulieren, indem bei der Frequenz f2 eine Trägerwelle injiziert wird, deren Amplitude größer als das Rauschen ist. Dies kann einfach dadurch geschehen, daß der Wert f2 mit der Frequenz der Chrominanz-Trägerwelle eingegeben wird, indem für ihn die Amplitude von -16 dB aufrechterhalten wird. Nach dieser Zentrierungsoperation nimmt die Frequenz der Chrominanz-Trägerwelle den Wert Fch an, der für die eigentliche Messung notwendig ist.
• Die Fig. 7 ist ein Photo des auf dem Bildschirm des Analysators angezeigten Spektrums, wenn die Chrominanz-Trägerwelle die Frequenz f2 besitzt, um die Zwischenmodulations- Spektrallinie zu simulieren. Dieses Spektrum enthält zwei Spektrallinien, deren Amplitude größer als das Rauschen ist und die sich bei den Frequenzen f1 und f2 beiderseits Bild- Trägerfrequenz befinden. Es ist auch festzustellen, daß die Zwischenmodulation das Auftreten von zwei Spektrallinien hervorruft, die sich beiderseits der Trägerfrequenz des Tonsignals befinden. Die Zentrierungsoperation kann dann präzise auf der Frequenz f2 ausgeführt werden, damit die Spektrallinie bei f2 eine Amplitude besitzt, die größer als diejenige des Rauschens ist. Der Analysator wird gesteuert, um sein Beobachtungsfenster auf der Spitze der bei der Frequenz f2 vorhandenen Spektrallinie zu zentrieren.
• Die Fig. 8 ist ein Photo, das das Spektrum zeigt, das nach dieser Zentrierungsoperation beobachtet wird. Das beobachtete Spektrum enthält drei Spektrallinien. Die mittlere Spektrallinie, die die größte ist, befindet sich bei der Frequenz f2. Die beiden anderen Spektrallinien sind Spektrallinien, die durch Vielfache der Zeilenfrequenz erzeugt werden.
• Um eine genaue Messung der Amplitude auszuführen, ist es notwendig, die die Spitze der Spektrallinie bildende Stufe sehr groß erscheinen zu lassen, indem das beobachtete Spektrum soweit wie möglich verbreitert wird. Diese Verbreiterung verbreitert auch den Zentrierungsfehler, so daß es notwendig ist, diesen Zentrierungsfehler zu unterdrücken, indem vor der Durchführung des Schrittes der Messung der wirklichen Amplitude der Zwischenmodulation-Spektrallinie eine neue Zentrierung bewerkstelligt wird. Das Verfahren besteht darin, eine erste Änderung der horizontalen Skala zu steuern, dann eine erste Suche der Spektrallinie mit maximaler Amplitude im Beobachtungsfenster zu steuern, dann eine erste Zentrierung dieser Spektrallinie im Mittelpunkt des Beobachtungsfensters zu steuern. Dann eine zweite Änderung der horizontalen Skala zu steuern, dann eine zweite Suche der Spektrallinie mit maximaler Amplitude zu steuern, dann eine zweite Zentrierung dieser Spektrallinie zu steuern. Diese Operationen werden so lange wiederholt, bis die horizontale Skala in dem verwendeten Analysator soweit wie möglich verbreitert ist. Dann ist der Analysator bereit, um die tatsächliche Messung der Amplitude der Zwischenmodulations-Spektrallinie unter den besten Bedingungen zu ermöglichen.
• Das Verfahren besteht dann darin, den Generator 3 zu steuern, damit er eine Chrominanz- Trägerwelle mit der Frequenz Fch liefert, die der Freqenz f2 entspricht, auf die die Zentrierung vorgenommen worden ist. Die gemessenen Werte werden im Bereich -48 dB bis -75 dB in bezug auf die Amplitude der Trägerwelle des Bildsignals erwartet. Der Analysator wird daher so gesteuert, daß seine vertikale Skala auf diesen Wertebereich zentriert wird.
• Der zweite Schritt des Meßverfahrens gemaß der Erfindung ist zu demjenigen analog, der für das in Fig. 4 gezeigte Beispiel beschrieben worden ist. Die berechnete Amplitude wird in die Aufzeichnungstabelle mit dem Wert f2 übertragen, um einen Punkt des Meßgraphen zu schreiben, anschließend werden die vorangehenden Operationen für einen Wert von f2 wiederholt.
• Die Fig. 9 ist ein Photo der Zwischenmodulations-Spektrallinie bei der Frequenz f2, das im Verlauf der oben beschriebenen Zentrierungsoperationen auf dem Bildschirm auf analoge Weise direkt angezeigt wird. Die Spektrallinie ist im Beobachtungsfenster perfekt zentriert. Die Fig. 10 ist das Photo des Bildschirms, der dieselbe Spektrallinie auf analoge Weise nach der maximalen Verbreiterung der horizontalen Skala zeigt. Die Fig. 11 zeigt dasselbe Spektrum wie in Fig. 10, jedoch nach einer digitalen Verarbeitung des Analysators und mit den gleichen Einstellungen desselben. Dieses Bild entspricht daher den Daten, die für die automatische Bestimmung des Pegels der Stufe verwendet werden.
• Dieses Ausführungsbeispiel enthält zwei zusätzliche Operationen, die die Verbesserung der Zuverlässigkeit der Messung gestatten. Eine erste Operation besteht darin, jeden Abtastwert mit einer festen Höchstgrenze, in diesem Beispiel 225, zu vergleichen, um sämtliche Werte zu eliminieren, die so groß sind, daß sie nicht sicher zur Stufe gehören. Diese Operation eliminiert insbesondere eine groBe Anzahl von Abtastwerten, die nach der Verbreiterung der vertikalen Skala Werte von 255 besitzen, weil sich diese Werte dann bei der oberen Grenze von 255 ansammeln.
• Eine zweite Operation besteht darin, die Messung einer Stufe nur dann zu validieren, wenn ihr Vorhandensein bestätigt worden ist, indem der Mittelwert der berücksichtigten Abtastwerte nach der obenbeschriebenen ersten Operation berechnet wird und indem dieser Mittelwert mit zwei Grenzwerten verglichen wird, die beispielsweise bei -48 dB und bei -75 dB fest sind. Wenn der Mittelwert effektiv zwischen diesen Grenzwerten enthalten ist, bestätigt dies das Vorhandensein der erwarteten Stufe zwischen diesen beiden Grenzwerten. Im entgegengesetzten Fall ist das Vorhandensein einer meßbaren Stufe unabhängig vom gemessenen Wert zweifelhaft.
• Der oben betrachtete Fall stellt den Fall dar, in dem die Messung der Zwischenmodulations-Spektrallinie am schwierigsten ist, weil diese Spektrallinie nahe bei der Trägerfrequenz des Bildsignals und daher in einer Zone liegt, in der der Pegel des durch die Vielfachen der Zeilenfrequenz erzeugten Rauschens besonders groß ist. Selbstverständlich kann das Verfahren gemäß der Erfindung auf gleiche Weise ausgeführt werden, um die Zwischenmodulations-Spektralhnie zu messen, wenn sich bei abgewandelter Chrominanz-Frequenz diese Zwischenmodulations-Spektrallinie in der Umgebung der Trägerfrequenz des Tonsignals befindet. Sie besitzt dann einen Pegel, der mit dem Pegel des Rauschspektrums vergleichbar ist, so daß die Messung der Amplitude dieser Spektrallinie erleichtert wird.
• Das Verfahren gemäß der Erfindung ist nicht nur auf digitale Spektrumanalysatoren, sondern auf jede andere digitale Meßvoirichtung anwendbar, sofern es erforderlich ist, die visuelle Interpretation durch ein automatisches Meßverfahren zu ersetzen, um eine Stufe zu messen, deren zeitliche Position von vornherein bekannt ist. Insbesondere kann dieses Meßverfahren auf eine automatische Meßbank angewendet werden, die anstelle eine digitalen Spektrumanalysators ein digitales Oszilloskop enthält.

Claims (6)

1. Verfahren zum Messen der Amplitude einer Stufe in einem Rauschsignal, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, daß:

- das Signal während eines der Dauer der zu messenden Stufe entsprechenden Zeitintervalls abgetastet wird;

- daß die Abtastwerte des Signals gemäß mehreren vorbestimmten digitalen Werten quantifiziert werden;

- daß die Anzahl der Abtastwerte gezählt wird, die jeweils vorbestimmte digitale Werte haben;

- daß in einem Bereich fester Werte bestimmt wird, welcher Wert der größten Anzahl von Abtastwerten entspricht, wobei dieser Wert den Meßwert der Amplitude der Stufe bildet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner darin besteht, daß die Abtastwerte nicht gezählt werden, deren Werte größer als ein fester Maximalwert sind.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es zum Verifizieren der Anwesenheit einer Stufe in dem Rauschsignal im Verlauf des Zeitintervalls, in dem es abgetastet wird, ferner darin besteht, daß der arithmetische Mittelwert der Abtastwerte berechnet wird, die einen unter dem maximalen Grenzwert liegenden Wert haben, und daß verifiziert wird, ob dieser Mittelwert in einem Intervall von Werten liegt, in dem der Wert der Stufe wahrscheinlich liegt.

4. Meßvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 zum Messen der Amplitude einer Stufe in einem Rauschsignal, dadurch gekennzeichnet, daß sie enthält:

- Mittel (8) zum Abtasten des Signals während eines festen Zeitintervalls entsprechend der Dauer der Stufe,

- Mittel (8) zum Quantifizieren der Abtastwerte des Signals entsprechend mehreren vorbestimmten digitalen Werten;

- Mittel (4) zum Zählen der Anzähl der Abtastwerte, die jeweils vorbestimmte digitale Werte haben, und zum Bestimmen des Werts, der der größten Anzahl von Abtastwerten entspricht, wobei dieser Wert den Amplitudenmeßwert der Stufe des Rauschsignals bildet.

5. Vorrichtung nach Ahspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (4) zum Zählen der Anzahl der Abtastwerte, die jeweils vorbestimmte Werte haben, und zum Bestimmen des Werts, der der größten Anzähl von Abtastwerten entspricht, die Abtastwerte nicht berücksichtigen, die einen Wert haben, der größer als ein fester Grenzwert ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner Mittel (4) enthält zum: Berechnen des Mittelwerts aller berücksichtigten Abtastwerte; Vergleichen dieses Mittelwerts mit zwei Grenzwerten; Bestätigen der Messung der Stufe nur für den Fall, daß der Mittelwert zwischen den zwei Grenzwerten liegt.