195585. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kapcsolási elrendezés villamos jelhalmaz frekvenciaspektrumát reprezentáló egyedi villamos jelek halmazának előállítására, rögzítésére, illetve megjelenítésére
.195 585 A találmány rendeltetése annak a folyamatnak a megjavítása, amelyben villamos jelhalmaz frekvenciaspektrumát reprezentáló egyedi villamos jelek halmazát előállítjuk, rögzítjük, illetve megjelenítjük. Ilyen jelhalmazok előállítására különösen a telekommunikációs rendszerek üzemében van szükség. Elsősorban vett jelek spektrumának elemzésére, panoráma ábrázolására hasznosíthatunk ilyen jelhalmazokat és a találmányt is ilyen feladatok jobb ellátása céljából dolgoztuk ki és ilyen alkalmazás keretében ismertetjük. A szakember azonban az ismertetés alapján beláthatja, hogy a találmány szerinti jelképzés, a jelhalmaz rögzítése és ábrázolása más telekommunikációs, illetve méréstechnikai feladatok ellátásánál is javíthatja az üzemi körülményeket, a szolgáltatás terjedelmét, minőségét, például olyankor, amikor telekommunikációs hordozójelek céljaira ilyen jelhalmazokat kell előállítani vagy például az úgynevezett frekvencia—hopping üzemmód megvalósítása során, amikor viszonylag gyors ütemben kell egymáshoz rendelt jclhalmazok frekvenciafekvését együttfutásban, illetve kényszerkapcsolatban a frekvenciatartomány más sávjá/i/ba átteni. A spektrumanalízisben az egyik fontos művelet a vizsgálandó (továbbiakban: vett) jel összekeverése meghatározott függvény szerint az időben nagy pontossággal változó frekvenciájú jellel (továbbiakban: helyi jellel). Első közelítésben lineárisan monoton változó frekvenciájú heí/i jeleket alkalmaznak, például monoton növekvő, illetve csökkenő frekvenciájú jeleket; az ilyen helyijei és a vett jel keverésével kapott jelhalmazt azután „frekvenciatengelyt” szimuláló jel segítségével bontják a jelhalmaz spektrumát reprezentáló egyedi jelek seregére ( a „frekvenciatengely” fogalmát tágan értelmezzük, függetlenül attól, hogy Descartes koordinációban realizálódik -e, például mint abszcissza, vagy polárkoordinációban jelenítjük-e meg a frekvenciasíkot, mint független változót és például Bessel függvényt szimulál a képernyőn megjelenő jel stb.) A korszerű spektrum analizátorok egy csoportja például olyan elektronikus adattárban rögzíti az egyedi jelek seregét, amelyek egyedi tárolóhelyeinek szekvenciális címzése szimulálja a frekvenciatengelyt. Ha a címzés szekvenciájának menete megegyezik a helyi jel frekvenciamenetével, akkor a vett jel és a helyijei keverésével kapott jelhalmazból a frekvenciatengely (frekvenciasík) mindenkori pontjához tartozó egyedi jel az ezen frekvenciához rendelt tárolóhelybe íródik be. Hasonló a panoráma ábrázolás mechanizmusa.Katódsugárcső egyik,például vízszintes eltérítő áramkörére kapcsoljuk a frekvenciatengelyt szimuláló vezérlőjelet, másik, például függőleges eltérítő áramkörére a vett jel és a helyi jel keverésével kapott jelhalmazt. Ha a vízszintes eltérítő jel (frekvenciatengely, frekvenciasík) a helyi jel frekvenciamenetével egyező ütemben téríti ki a katódsugarat, a panoráma vevő képernyőjén a frekvenciatengelynek (frekvenciasíknak) megfelelő a spektrum megjelenítése. A feladathoz több évtizeden át alkalmazott úgynevezett vobulátorok ilyen mechanizmus megvalósításra szolgáltak: úgynevezett „söprögető oszcillátor” szolgáltatta helyi jel segítségével transzponálták a frekvenciasíkba a vett jelet, vagyis egy szélesebb frekvenciatartománybeli viselkedést úgy tettek megfigyelhetővé, hogy lineárisan vagy logaritmikusán időben monoton változó frekvenciájú helyi jellel keverik össze a vizsgálandó jelhalmazt, egyetlen fix frekvenciájú középfrekvenciás szűrő kimenőjelének időben változó nagyságával teszik arányossá a bemenő jel frekvenciasíkban való eloszlását. Az időtengely frekvencia1 4 • tengellyé transzformálódik és például katódsugaras ábrázolás esetén vizuálisan rendkívül jól értékelhető eredmény adódik. Hogy az időbér. így állandóan változó jelalakból a kitüntetett frekvenciákon való viselkedés pontosan leolvasható legyen, frekvenciamarkeíek alkalmazása szükséges. Ezeknek az alkalmazása azonban több hátránnyal jár: bonyolítja a készülék kezelését, rontja a megjelenítés minőségét, ugyanakkor a frekvencimarkerek szolgáltatásának igénye - a pontossági igény szerint még súlyozva is - bonyolítja, illetve drágítja a berendezéseket. A műszaki fejlődés és különösen a pontossági igények növekedése ahhoz vezetett, hogy a helyi jel előállításánál a frekvencimenetet digitális technikával állítsák elő. Míg az analóg helyijei előállításához a frekvencia monoton változását úgy biztosították, hogy feszültséggel vezérelhető frekvenciájú helyi oszcillátor vezérlőbemenetére például fűrészjelgenerátor kimenőjelét kapcsolták, addig a digitális helyi jel oszcillátor frekvencia elemekből szintetizálja a mindenkori konkrét frekvenciaértékeket. Az ilyen eszközök, az úgynevezett szintézerek azonban működési elvükből folyóan időben állandó frekvenciájú elemi jelet generálnak és így a frekvenciaváltozás monoton folytonos függvény szerinti menete valójában csak gyors ütemben egymást követő „állandó frekvenciájú elemi jelek” eredőjével közelíthető meg, a frekvenciasíkban transzponálás igen kis inkrementumok szerinti diszkrét frekvencia lépésekben, kvázifolyamatos jelleggel történik. Minél finomabb bontásban kívánjuk diszkrét, inkrementális lépések eredőjeként közelíteni a folyamatos frekvenciatengelyt (frekvenciasíkot), annál bonyolultabb lesz a berendezés, ami nem csak jelentős drágítással jár, de megfelelően rontaná a P-faktort is, ha azt további költségnövekedéssel nem korlátoznánk. Csökken az elérhető hangolási sebesség is. A frekvenciasíkban transzponálás digitális megközelítését tovább finomította a törthányadosképzésre is alkalmas (továbbiakban: frakcíonális) szintézerek megjelenése, amely jelentősen javította a folyamat optimálását: kombinálja a nagy mintavételi frekvenciából eredő gyors működést az igen finom felbontást megengedő frakcíonális technikával; a kvázifolyamatos hangolás (költség— és bonyolultságfüggően) szinte tetszőlegesen finom frekvencia inkrementumokkal optimálisan közelítheti meg a valóban folyamatos hangolás minőségét. Valamennyi hagyományos szintézernek azonban van egy közös nagy hátránya: a lépésekben való hangolásból eredő zavaró oldalsávsereg jelenléte. A lépésben való hangolás tranzienseiből eredő zavarok a jelfeldolgozás jelközeli felbontóképességét korlátozzák. E hátrány alól a frakcíonális szintézerek sem mentesek, különösen nagy sebességű feldolgozást igénylő alkalmazások esetében. Nagy sebesség esetén ugyanis még viszonylag nagy mintavételi frekvencián is a két mintavétel közötti időben az oszcillátort jelentős mértékű frekvencialépéssel kell elhangolni és az inkrementum csökkentésére még frakcíonális technika esetén sincs mód. Ha például 100 MHz/s sebességű, szintézer üzemű jelforrásnál a mintavételi frekvencia 100 kHz, akkor két mintavétel között, azaz 10 ps alatt 1 kHz mértékű az elhangolás: ennél kisebb inkrementumok alkalmazására a nagy hangolási sebesség miatt elvileg nincs lehetőség. Ez pedig olyan zavaró modulációval egyenértékű, amelynél a moduláló frekvencia 100 kHz, a zavaró löket pedig ± 500 Hz; így olyan 100 kllz-es, diszkrét oldalsávok keletkeznek az oszcillátorjelben, amelyek közül a legnagyobb —52 dB szintű, tehát ennél nagyobb dinamika zavarmentes vizsgálatára nincs mód. 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
