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Title:
CIRCUIT FOR THE SUPPRESSION OF THE CARRIER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1983/000783
Kind Code:
A1
Abstract:
Circuit for the suppression of the carrier for the transmission of digital signals in a communication connection with a coherent demodulation and suppressed wave carriers. The circuit comprises one or a plurality of spectral indicators detecting the shifting of the spectrum of the modulated signal and regulating the variable electronic element appropriately comprised of an adjustable oscillator. The circuit is arranged in the receiver portion of the connection, the output being connected to the reference input. In order to provide for the random process of the modulating digital signal, the circuit comprises, on the transmitter side of the connection, a bit mixer, whereas on the receiver side there is provided a bit separator. In connections with suppressed carrier, the circuit comprises a locked phase loop and/or stages carrying out non-linear operations.

Inventors:
FRIGYES ISTVAN (HU)
SZABO ZOLTAN (HU)
BERCELI TIBOR (HU)
MENG JOZSEF (HU)
VANYAI PETER (HU)
KOVATS JANOS (HU)
Application Number:
PCT/HU1982/000021
Publication Date:
March 03, 1983
Filing Date:
May 03, 1982
Export Citation:
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Assignee:
TAVKOEZLESI KUTATO INTEZET (HU)
International Classes:
H04L27/227; (IPC1-7): H03D3/00; H04L27/22
Foreign References:
US4103244A1978-07-25
GB1214514A1970-12-02
Other References:
A.M. SAJESDNY u.a. "Fasorasnostnaja Moduljazia", Ids.S. Wjas" (Moskwa), published in 1967, pages 94-101
See also references of EP 0098831A4
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Claims:
P A T E N T AN S P R Ü C H E
1. Schaltungsanordnung zur Trägerrückstel¬ lung zu einer Verbindung mit kohärenter Demodulation, bei der die Trägerrückstellschaltung mit einem Ein¬ gang für das modulierte Signal und einem Ausgang (meh reren Ausgängen) für das unmodulierte Signal verse¬ hen ist, desweiteren ein elektronisch veränderliches Element zweckmäßig ein abstimmbarer Oszillator enthalten ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Trä gerrückstellschaltung einen oder mehrere, die Verschie bung des Spektrums des modulierten Signals wahrnehmen¬ den und das elektronisch veränderliche Element zwec mäßig den abstimmbaren Oszillator regelnden Spekt¬ rumindikator(en) enthält.
2. Schaltungsanordnung zur Trägerrückstellun nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Träger rücksteller (15) an der E∑apfangsβeite des Verbindungs¬ wegs angeordnet ist und der Ausgang/die Ausgänge dem Referenzeingang/den Eingängen des Demodulators fl4) angeschlossen ist/sind (Figur 2).
3. Schaltungsanordnung zur Trägerrückstel¬ lung nach Anspruch 1 oder 2, zur Sicherstellung des Zufallprozesses des digitalen modulierenden Signals, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß wenigstens an der einer Senderseite (oder an mehreren Sendersel¬ ten) des Verbindungswegs ein oder mehrere Bitmischer (3) und an wenigstens einer Empfangerseite (oder an mehreren Empfängerseiten) des Verbindungswegs ein oder mehrere Bitrück ischer (17) vorgesehen ist/sind (Figu¬ ren 1 und 2).
4. Schaltungsanordnung zur Trägerrückstel lung nach jedwelchem der Ansprüche 1 bis 3, zu eine Verbindung mit unterdrücktem Träger, dadurch e k e n n z e i c h n e t , daß die zur Trägerrückstellung dienende Schaltungsanordnung an sich bekannte phasengeschlossene Schleife(n) und/ode nichtlineare Operationen durchführende Stufung(en) ebenfalls enthält (Figur 3) •.
5. Schaltungsanordnung zur Trägerrückstel lung nach jedwelchem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß in dem Spektrumanalysator (31) je ein Vierpol (36, 37) in der oberen bzw. in der unteren Abzweigung vorgesehen ist, deren Übertragungscharakteristik im Bezug der nominellen Trägerfrequenz an sLch einzeln asymmetris ist, hingegen, wenn miteinander verglichen, weisen die beiden Übertragungscharakteristiken im Bezug der nominellen Trägerfrequenz annähernd paarige Symmetri auf (Figur 4) .*.
6. Schaltungsanordnung zur Trägerrückstell nach jedwelchem der Anspruch 1* bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß in dem Sp rumanalysator (31) zwei Vierpole (44, 45) in der obe ren bzw. in der unteren Abzweigung vorhanden sind, d ren Übertragungscharakteristiken im Bezug der nomine len Trägerfrequenz an sich selbst, separat asymmetri sind, wenn jedoch diese einander gegenüber gestellt sind, weisen die beiden Übertragungscharakteristiken im Bezug der nominellen Trägerfrequenz eine annähernd unpaarige Symmetrie auf (Figur 6).
7. Schaltungsanordnung zur Tragerrücks eilu nach jedwelchem der Ansprüche 5 und 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Eingän der asymmetrischen Vierpole in der oberen und unteren Abzweigung direkt oder indirekt parallel geschaltet sind, und der Eingang gleichzeitig den Eingang (34) des Spektrumindikators (31) bildet, desweiteren der Ausgang der asymmetrischen Vierpole in der oberen bzw. in der unteren Abzweigung je einem in der oberen bzw. in der unteren Abzweigung angeordneten Leistungs¬ detektor (38, 39) angeschlossen ist, wobei die er wähnten Leistungsdetektoren mit je einem Eingang ei¬ nes differenzbildenden Stromkreises (40) oder eines AddierStromkreises (46) verbunden sind, desweiteren der Ausgang des differenzbildenden Stromkreises (40) oder des Addierstromkreises (46) sich dem Ausgang (41) des Spektrumindikators (31) anschließt (Figuren 4 und 6).
8. Schaltungsanordnung zur Trägerrückstellun nach jedwelchem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Lei tungsdetektor des Spektrumindikators (31) von je einem in der oberen bzw. in der unteren Abzweigung angeord neten Multiplizierstromkreis (47, 48) gebildet ist, dessen beide Eingänge dem Ausgang ein und desselben asymmetrischen Vierpols angeschlossen sind, während der Ausgang des in der oberen Abzweigung vorhandenen Multiplizierstromkreises (40) mit dem einen Eingang des differenzbildenden Stromkreises (40) oder des Ad dierstromkreises (46) verbunden ist und der Ausgang des MultiplizierStromkreises (48) der unteren Abzwei¬ gung sich dem anderen Eingang des differenzbildenden Stromkreises (40) oder der Addierstromkreises (46) anschließt (Figur 6).
9. Schaltungaanordnung zur Trägerrückstellun nach jedwelchem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die in der oberen bzw. unteren Abzweigung vorhandenen asymmetri sehen Vierpole (36, 44 bzw. 37, 45) wenigstens einen der Reihe geschalteten, eine Serienresonanz ergebend und/oder wenigstens einen parellel geschalteten eine parallele Resonanz gebenden Resonator enthalten.
10. Schaltungsanordnung zur Trägerrückstel lung nach jedwelchem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gβ e_»k e n n z e i c h n e t , da*•ß zwischen dem Ausgang (41) des Spektrumindikators (31) und dem Regeleingang des elektronisch abstimmbaren Oszilla tors (24) ein Gleichstromverstärker (33) oder ein solcher Tie passfilter (32) eingefügt ist, der bei der Frequenz des zu dem Eingang (34) des Spektrum¬ indikators (31) geleiteten Signals ein Sperrband auf¬ weist und die Zeitkonstante zweckmäßig das Tausend fache der Zeitdauer des Bits überschreitet (Figur 3) .
11. Schaltungsanordnung nach jedwelchem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß dem Regel¬ eingang des elektronisch abstimmbaren Oszillators (24 der Ausgang des AddierStromkreises (30) angeschlossen ist, während dem einen Eingaa g des AddierStromkreises sich der Ausgang (41) des Spektrumindikators anschlie und dem anderen Einga'ng mit der gleichen Polarität der Ausgang des Phasenregelsystems angeschlossen ist.
12. Schaltungsanordnung zur Trägerrückstell nach jedwelchem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der H0ch frequenzausgang des elektronisch abstimmbaren Oszilla tors (24) sowohl dem Eingang des Phasenregelsystems, wie auch dem(den) Ausgang/Ausgängen (25) des Träger rückstellers angeschlossen ist. 13« Schaltungsanordnung zur Trägerrückstell nach jedwelchem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen dem Eingang (34) des Spektrumindikators (31) und dem Eingang/den Eingängen der Vierpole (36, 44; 37, 45) in der oberen bzw.
13. unteren Abzweigung ein das zu seinem Eingang eintreffende^Signal auf seine Ausgänge ver teilende Stromkreis (35) und/oder ein pegelausglei¬ chender Verstärker (43) eingeschaltet ist (Figur 6).
14. Schaltungsanordnung zur Trägerrückstel¬ lung nach jedwelchem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß eine an sich bekannte, sogenannte Mfache Frequenzverviel facherSchleife angeordnet ist.
15. Schaltungsanordnung zur Trägerrückstellu nach jedwelchem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die An Ordnung eine an sich bekannte, sogenannte CostasSchle fe im MZustand enthält.
16. Schaltungsanordnung zur Trägerrückstel¬ lung nach jedwelchem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch g e k e n n z e i c h n e t ", daß der Träger rückschalter einen an sich bekannten, sogenannten Re modulator enthält.
17. Schaltungsanordnung zur Trägerrückstel¬ lung nach jedwelchem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch g e k e n n z e i ch n e t , daß eine an sich bekannte, sogenannte Entscheidungsrückkoppelschle fe enthalten ist.
18. Schaltungsanordnung zur Trägerrückstel¬ lung nach jedwelchem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen dem Eingang (9) des Smpfängers und dem Eingang des Spektrumindikators (34) eine oder mehrere mit automati scher Verstärkungsregelung (AGC) und/oder Limitierung (Limitator) versehenen Stu ungen (13) eingeschaltet sind. OMH.
Description:
SCHALTUNGSANORDNIOTG ZUR RÜCKSTELLUNG DES TRÄGERS

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanor nung zur Rückstellung des Trägers für eine für die Übertragung von digitalen Signalen dienende, zweck¬ mäßig mit einem unterdrückten Träger funktionieren- de Verbindung mit kohärenter Demodulation, wo die zu Rückstellung des Trägers dienende Schaltungsanordnun mit einem ein moduliertes Signal erzeugenden Eingang und ein unmoduliertes Signal erzeugenden Ausgang ver sehen ist, desweiteren ein elektrolisch veränderli- ches Element - zweckmäßig einen abstimmbaren Oszil¬ lator - enthält« In der zeitgemäßen mit Träger¬ frequenz und Radiofrequenz arbeitenden Übertragungs¬ technik besteht in einem immer zunehmenden Mass die Forderung digitale Signale übertragen zu können. Die Vorteile der digitalen Übertragung sind wohl bekannt, daher scheint es überflüssig, diese hier ausführlich zu behandeln. Die meisten Arten und Weisen der Modu¬ lation mit einem digitalen Signal liefern ein Sende¬ signal mit unterdrücktem Träger, In den zur Demodu- latioa derartiger Signale weitgehend verwendeten ko¬ härenten Systemen ist die Erzeugung der Trägerfrequ¬ enz unerläßlich. Dem Trägerrücksteller wird eben die¬ se Aufgabe gestellt.

Der Trägerrücksteller muß ein un odulier- tes Signal mit minderem Geräusch erzeugen, das mit der ursprünglichen Trägerfrequenz in einer engen Pha¬ senverbindung stehen muß. Zu diesem Zweck sind zahl¬ reiche Schaltungsanordnungen bekannt. Alle der er¬ wähnten Anordnungen enthalten einen elektronisch ab-

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stimmbarea Oszillator, der die Trägerfrequenz er¬ zeugt. Zur Regelung der Phase der erzeugten Träger¬ frequenz wird im allgemeinen eine phaseaschliessea- de Schleife verwendet, Ia der Praxis sind mehrere Lö- suagea zur Gestaltung der phaseageschlosseaea Schlei¬ fe bekannt. Um eine einwaadfreie Punktion sichern zu könaea, muß aus dem ursprünglichen modulierten Sig¬ nal mit unterdrücktem Träger die Modulation entfernt werden. Auf diese Weise wird der Träger zurückgewoa- nea, der aber einen geräuschartigen Modulatioasrück- stand enthält, so kana er als Referenz für den Demo- dulator keineswegs direkt verwendet werden.

Daher wird das Sigaal nach erfolgter Eat— ferauag der Modulatioa in einen Phasendetektor ge- führt. Der Phasendetektor erhält das Signal des elekt¬ ronisch abstimmbarea Oszillators, wodurch ein mit der Phasendiffereaz der beidea Signale proportionaler Feh- lersigaal geliefert wird. Dieser Pehlersigaal wird filtriert uad verstärkt uad zur Regelung des elekt- roaisch abstimmbarea Oszillators verwendet. Mit Rück¬ sicht darauf, daß der Modulatioasrückstaad des ur— aprüaglichea Sigaals recht groß ist, muß der Pehler¬ sigaal hochgradig filtriert werdea, gleichzeitig aber vermiadert das Piltriβrea die Baadbreite der phaseageschlosseaea Schleife. Als Erfolg ist der Trägerrücksteller aur ia einer geringen Umgebung des Nominalwertes wirksam. Dies stellt ein recht ernstes Problem dar, deaa sowohl ia dem Seader, wie auch ia dem Empfänger eiae hochgradige FrequenzStabilität des Lokaloszillators erfordert wird * .

Um das erwähnte Problem überbrückea zu kön¬ aea, wird bei dea bekaaatea Lösuagea auf dea elekt¬ ronisch abstimmbarea Oszcillator auaser dem Pehler- signal eine Wobble-Spannuag geführt, womit der aus

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dem Erfassungsband austretende Träger wiederholt au gefangen wird. Die Wobble-Spannung stört jedoch oft die Funktion der phaseageschlosseaea Schleife uad verhindert die infolge der Verstimmung auftretenden statischen Phasenfehlerzunah e nicht. Der größte Na teil des erwähatea Systems liegt daria, daß die Qua tät der Trägerrückstellung beeinträchtigt wird, wo¬ durch der Fehleraateil des demoduliertea Sigaals er¬ höht wird. Die Gesagtea stellen eines der schwers- tea Probleme der Übertragung mit digitaler Modulatio uad uaterdrücktem Träger dar.

Unter eiaem System mit unterdrücktem Trä¬ ger wird ein Übertraguagasystem verataadea, dessen Spektrum an dem Auagaag des- Modulators gemessen, nur eiae lineare Kompoaeate der Trägerfrequenz von ver- nachläßi barer Gröase (weniger, als 20 % der Gesamt¬ leistung) enthält, weaa das modulierende SignaX kein Gleichstromkomponeate aufweist.

Unter Anwendung der erfiaduagsgemäßen, zur Rückstellung des Trägers dienenden Schaltungsanord- nuag, deren Erfassunga- und Bahaltungsband - mit de bekannten Lösuagea verglichen - viel grösser ist, k nea die erwähatea Maagelhaftigkeitea beseitigt wer¬ den. Einerseits wird der Fehleraateil besser sein, i dem der statische Phase fehler des rückgestelltea Tr gers vermindert wird uad die Möglichkeit geboten ist die Geräuschbaadbrei e der Schleife viel kleiaer zu dimensionierea, als der beaaspruchte Erfassungsbe¬ reich, anderseits werden die an der Frequeazstabilit der Lokaloszillatoren gestellten Forderungen herabge setzt.

Das Wesentliche der erfiaduagsgemäßen, zur Rückstellung des _x_ger_ dienenden Schaltuagsanordnu besteht daria, daß eia die Verschiebuag des Spektrum

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eines oder mehrerer modulierten Signale wahrnehmender, sowie das elektronisch veränderliche Element - zweck¬ mäßig einen abstimmbaren Oszillator - regelnder Spekt rumindikator enthalten ist. Der erfindungsge äße Trägerrücksteller ist an der Empfangsseite des Verbindungswegs angeordnet, wobei sein Ausgang sich dem Referenzeingang des De- modulators anschlieast.

Um den Zufallsprozess des digitalen modulier den Signals sicherstellen zu können, enthält die zur Trägerrückstellung dienende Schaltungsanordnung an der Sende seite des Verbiaduagswegs eiaen Bitmischer, während aa der Empfangsseite des Verbindungswegs eia Bitrückmi3cher vorgesehen ist. Zweckmäßig ist weaigstens in einem Sender der Verbiaduag, ia der Bahn des modulierenden digita¬ len Sigaalflusses eia aa sich bekannter 5-Bit Bitmi¬ scher aageordaet, während ia dem dem mit dem erwähatea Bitmischer versehenen Sender folgenden Empfänger eia, ia der Bahn des demodulierten digitalen Signalflusses angeordneter, gegenüber dem vorhe rwähntea Bitmischer eine inverse Operation durchführender Bitrückm scher vorgesehen ist. Bei Verbindungen mit unterdrückten Trägerwellen enthält der Trägerrücksteller eine an sich bekannte phasengeschlossene Schleife und/oder nicht-lineare Operationen durchführende Stufen.

Die Hauptteile eines vollkommenen, als Bei¬ spiel dieaendea Verbindungswegs sind in den Figuren 1 und 2-dargestellt. In der Figur 1 ist der Sender, in der Figur 2 der Empfänger mit der erfindungsgemäßen Trägerrückstellschaltung dargestellt. Eine mögliche praktische Ausführung der erfindungsgemäßen Anordnung ist in den Figuren 3 und 4 veranschaulicht. In den Figuren 5 und 6 sind die modifizierten Ausführungen

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zu sehen. Figur 3 stellt eine Lösung des erfindungs¬ gemäßen Trägerrückstellers dar, während in der Figur 4 eine praktische Ausführung des erfindungsgemäßen Spektrumindikators veranschaulicht ist. In der Figur 5 haben wir die zur Rückstellung des Trägers dienende Sc altungsanordtfung veranschaulicht, Figur 6 stellt hingegen eine Ausführungsmöglichkeit des modifizier¬ ten erfindungsgemäßen Spektrumindikators dar.

Figur 1 zeigt den zweckdienlichen Aufbau des Senders der Verbindung mit der digitalen Modula¬ tion und unterdrücktem Träger dar. Der Eingang 1 des Senders schließt sich der Eingangseinheit 2 an. Der Eingangseinheit wurde die Aufgabe zugeteilt den digi¬ talen Signalfluß zu manipulieren, die Signale zu um~ kodieren. Darauf olgend gelangen die Signale in den im Sinne der Erfindung eingesetzten Bitmischer 3 » der es sicherstellt, daß der ursprünglich beliebig modu¬ lierende Signalfluß einen Zufallscharakter aufweise. (Ein derartiger Signalfluß mit dem Zufallscharakter kann dadurch gekennzeichnet werden, daß die Erschei— nungswahrscheinlichkeit der 0- und 1-Bite, desweite¬ ren die Wahrscheinlichkeit der 1-0 oder 0-1 Übergänge gleicherweise 0,5 beträgt.) Von dem Bitmischer 3 ge¬ langt der Signalfluß über den Modulatorantrieb 4 zu dem Modulator 5. Der Modulator 5 erhält die Träger¬ frequenz von dem Trägerversorger 6, dessen Signal mit dem von dem Modulator ntrieb 4 kommenden digitalen Sig nalfluß moduliert wird. Das Signal des Modulators 5 gelangt über die Ausgangseinheit 7 zu dem Ausgang 8 des Senders. Im allgemeinen enthält die Ausgangsein¬ heit Filter, Verstärker und Passelemente. Bei einer Verbindung mit einer Ausbreitung im Freien schließt sich der Ausgang einer Antenne an, sollte eine gelei¬ tete Verbindung vorhanden sein, schließt sich der Aus-

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gang des Senders irgendwelchem Kabel an.

Die zweckmäßigen Teile des Empfängers sind in der Figur 2 veranschaulicht. Im allgemeinen ent¬ hält dieser Filter, Verstärker und Passelemente. Das empfangene Signal gelangt meistens zu dem Mischer 11, der mit Hilfe des Lokaloszillators 12 das Signal in die Mittelfrequenz übersetzt. Das Mittelfrequenzsig¬ nal gelangt über den Mittelfrequenzblock 13 auf den Demodulator 14. Zweckmäßig besteht der Mittelfrequ- enz lock 13 aus Filtern, Verstärkern und Kompensa- toren. Desweiteren sind solche Stromkreise fautoma¬ tische Verstärkerregler, Limiter) enthalten, die den annähernd konstanten Wert des Ausgangspegels unab¬ hängig von dem Eingangspegel sicherstellen. Die De— modulation er ordert die Trägerrückstellung. Im Sin¬ ne der Erfindung wird diese Aufgabe mit dem Träger¬ rücksteller gelöst. Das demodulierte ' Signal gelangt über den Regenerator lδ und dem Bitrückmischer IT auf die Ausgangseinheit 18, wobei die letztere dem Ausgang 19 des Empfängers angeschlossen ist. Zu der Funktion des Regenerators ist eine Taktimpulseinheit 20 erforderlich. Der Bitrückmischer des Empfängers durchführt die inverse Operation des Bitmischers des Senders. Eine mögliche Lösung des erfindungsgemäßen

Trägerrückstellers ist ia Figur 3 dargestellt. Das Signal mit der digitalen Modulation und unterdrück¬ tem Träger gelangt zu dem Eingang 21 des Trägerrück¬ stellers. Im allgemeinen ist das Signal von Mittel- frequenz. Das Eingangssignal gelangt Über den pegel¬ ausgleichenden Verstärker 22 und über eine Abzweigung zu der eine nicht-lineare Operation durchführenden Stufe 23, deren Aufgabe darin besteht, daß mit den entsprechenden nicht-linearen Operationen fPotenzie-

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rung, Modulation, Multiplikation) die Modulation von dem Signal entfernt werde. Diese Stufe wird in viele Fällen von einer Frequenzmultiplikatorstufe gebildet aber ein sogenannter Remodulator, ein multiplizieren der oder sonstiger geeigneter Stromkreis ist gleiche weise geeignet. Mit Hinsicht darauf, daß der Übergan von dem einen in den anderen Zustand keineswegs idea ist, wird die Modulatioa aus dem Signal mit der ver¬ vielfältigtea Frequenz nicht vollkommen entfernt, de Modulatioasrückstaad verhält sich als ein Geräusch, so kann das derweise gewonnene Signal keineswegs zu der Demodulation verwendet werden.

So muß für die Demodulation eia unmodulier tes Signal aus eiaer separaten Quelle gewonnen werde Zu diesem Zwecke dient der elektronisch abstimmbare Oszillator 24. Der Ausgang des Oszillators schließt sich über eine Abzweigung dem Ausgang 25 des Träger- rückstellers an uad liefert auf diese Weise das Re¬ ferenzsignal für den Demodulator. Gleichzeitig aber muß das Signal des Oszillators 24 mit dem aus dem emp fangenen Sigaal erzeugten Träger in Verbindung gebrac werden, um eine übereinstimmende Frequenz und eine en ge Verbindung zwischen den Phasen erreichen zu können Zwecke dient die Regelung mit der phasengeschlossenen Schlei e.

In einzelnen Fällen wird anstatt des elektr nisch abstimmbarea Oszillator ein anderes, ebenfalls elektronisch veränderliches Element - z.B. ein Reso¬ nator, Phasenverschieber, ein Ver∑ögerer - verwendet In aolchen Fällen liefert deren Ausgangssignal des Re ferenzsignal für den Demodulator. Desweiteren wird in den Begriff der elektronisch abstimmbaren Elemente de elektronisch abstimmbare Oszillator hinzugezogen.

Die phasengeschlossene Schleife wird von de

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Frequenzmultiplikator 26, dem Phasendetektor 27, dem Tiefpassfilter 28 und dem Verstärker 29 gebildet.

Zusammenfassend werden die erwähnten Elemen¬ te ein Phasenreglersystem genannt, da es zwischen dem Hochfrequenzausgang des elektronisch abstimmbaren Oszi¬ llators und dem Reglereingang eine Verbindung zur Re¬ gelung der Phase des Hochfrequenzsignals zustandebringt Das Ausgangssignal des elektronisch abstimmbaren Oszil¬ lators 24 gelangt über eine Abzweigung zα. dem Frequenz- multiplikator 26, der mit dem Frequenzmultiplikator 23 übereinstimut, recht oft weisen beide Frequenzmultipli¬ katoren den gleichen Au bau auf. Die Ausgänge der Pha¬ senmultiplikatoren 23 und 26 schliessen sich je einem Eingang des Phasendetektors 27 an. Der Phasendetektor 27 erzeugt ein mit der Phasendifferenz der zu seinem Eingang eintreffenden Signale proportionales Fehler¬ signal, das über den Tiefpassfilter 28, den Verstärker 29 und die Addiereinheit 30 zu dem Regeleingang des elektronisch abstim baren Oszillators 24 gelangt. Mit . Hinsicht darauf, daß an dem Ausgang des F equenzmulti— plikators 23 ein bedeutender Modulationsrückstand vor¬ handen ist, wird das Fehlersignal des Phasendetektors 27 recht geräuschvoll sein, daher muß die Bandbreite des Tiefpassfilters 28 schmal gewählt werden, um das Geräusch aus dem Fehlersignal filtrieren zu können. Gleichzeitig aber wird infolge der schmalen Bandbreite das Band der Erfassung und Behaltung auch schmal sein, was mit bedeutenden Nachteilen verbunden ist.

Dem Spektrumindikator 31 wurde die Aufgabe gestellt den erwähnten Nachteil zu beseitigen, der ei¬ nen Teil des aus dem Tiefpassfilter 32, dem Gleichstrom verstärker 33 und dem Spektrumindikator 31 - als wich¬ tigster Bestandteil bestehenden Systems - bildet. Der Eingang ist dem Ausgang des pegelausgleichenden Verstär

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kers 22 angeschlossen, d.h. der Spektrumindikator e hält das Signal mit digitaler Modulation und unter¬ drücktem Träger. Das Spektrum dieses Signals ist da dem in dem Sender angeordneten Bitmischer ( mit we- nigstens 5 Bits) von der Modulation praktisch unab¬ hängig, wobei der Spektrumindikator eben diese Eige schaft des Signals ausnützt. Der Spektrumindikator nimmt nämlich eben diejenige Verschiebnng des Spekt rums wahr, die als Erfolg der Instabilität des Sen- der- Tra erversor ers und des Empfanger-Lokaloszilla tors entsteht. Der Fehlersignal des Spektrumindikato

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31 olgt der Änderung dea Spektrums des auf Mittel¬ frequenz gemischten Signals.

Das Fehlersignal des Spektrumindikators wi über den Tiefpassfilter 32, den Gleichstromverstärke 33 und die Addiereinheit 30 an den Regeleingang des elektronisch abstia baren Oszillators 24 weitergelei tet. Der Tiefpassfil er 32 verfügt über ein Sperrban an der Frequenz des zu dem Eingang des Spektrumindi- kators geführten Signals und die Zeitkonstante ist zweckmäßig länger, als das Tausendfache der Dauer ei nes Bits. Unseren Erkenntnissen nach ist eine Zeit¬ konstante der erwähnten Grosse unerläßlich, da trotz der Verwendung des Bitmischers das Spektrum des Sig- nals von dem Inhalt der Modulator, d.h. von der zu übertragenden Information binnen einer Zeitspanne vo maxiaum tausend Bits abhängig ist. Die Abhängigkeit ist desto grösser, auf desto kürzere Dauer sich be¬ zieht, d.h. desto kleiner die Zeitkonstante ist. Da- her auß die Zeitkonstante mindestens dem Tausendfach der Zeitdauer des Bits gleich sein, da das derweise integrierte Fehlersignal des Spektrumindikators bere von der Modulation unabhängig ist. Auf diese Weise z das Fehlersignal des Spektrumindikators den Oszillat

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24 zur Folgung der Trägerfrequenz, wobei die phasen¬ geschlossene Schleife des Oszillators nur zur Sicher¬ stellung der engen Phasenverbindung dient. Durch die¬ se Lösung wird das sich aus der schmalen Bandbreite der phasengeschlossenen Schleife ergebende Problem praktisch beseitigt.

Das Erfassungs- und Bahaltungsband der Trä¬ gerrückschaltung kann durch die Anwendung des Spektrum¬ indikators um etwa eine Grδssenordnung erhöht werden. Als Erfolg kann die an der FrequenzStabilität des Sen- der-Trägerversorgers und des Empfänger-Oszillators ge¬ stellte Forderung wesentlich vermindert werden, wo¬ durch diese Einheiten bedeutend einfacher und billiger hergestellte werden können. Ein weiterer Vorteil er- gibt sich aus dieser Lösung bei digitalen Radiover¬ bindungen von hoher Geschwindigkeit und grossen Ent¬ fernungen. Bei derartigen Verbindungen erleidet das Signal bei einer mehrwegigen Ausbreitung eine bedeu¬ tende Verzerrung. Infolge der Signalver∑errung wird in dem Trägerrücksteller der Modulationsrückstand größe sein, wodurch in der phasengeschlossenen Schleife er¬ höhtes Filtrieren erforderlich ist; das mit der er¬ höhten Filtrierung verbundene Problem kann eben durch die Anwendung des Spektrumindikators überbrückt wer- den.

Eine mögliche Ausführung des Spektrumindi¬ kators ist in der Figur 4 dargestellt. Der Eingang 34 des Spektrumindikators schließt sich dea Eingang der Verteilstromkreises 35 an, der das eintreffende Signal auf die zwei Ausgänge verteilt. Das geteilte Signal gelangt zu dem symmetrischen Vierpol in der o- beren Abzweigung 36, bzw. in der unteren Abzweigung 37- Die in dem Übertragungsband des Empfängers vor¬ handene Charakteristik der erwähnten Vierpole ist

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im Bezug der nominellen Mittelfrequenz-Trägerfrequ an sich symmetrisch, miteinander verglichen zeigen die beiden Charakteristiken im Bezug der nominelle Trägerfrequenz eine annähernd gepaarte Symmetrie. Dem in der oberen Abzweigung 38, bzw. in der unter Abzweigung vorhandenen asymmetrischen Vierpol ist ein zu der oberen Abzweigung gehörender, bzw. zu d unteren Abzweigung gehörender Leistungs etektor an geschlossen, deren Ausgänge mit je einem Eingang d differenzbildenden Stromkreises 40 verbunden sind. Gleichzeitig bildet der Ausgan des differenzbilde den Stromkreises 40 den Ausgang 41 des Spektrumind kators 31, Hier erscheint daa Fehlersignal des Spe rumindikators 31 » das mit der Differenz zwischen de Trägerfrequenz des Signals mit unterdrücktem Träger und dar nominellen Trägerfrequenz proportional ist. Bei der Realisierung des Spektrumindikators 31 ist wesentliche Standpunkt in Betracht zu nehmen, daß die Leiatungsdetektoren tatsächlich eine mit der Le tung des zu ihnen ankommenden Signals proportionale Gleichspannung oder Gleichstrom an den Ausgängen li fern sollen. Zu diesem Zwecke ist ein Multiplizier¬ stromkreis am bestens geeignet, zu den beiden Eingä dessen dasselbe Signal geleitet wird. Einen ebenfalls wesentlichen Teil des Spe rumindikators bilden der in der oberen Abzweigung 36 und in der unteren Abzweigung 37 vorhandene asym metrische Vierpol. In diesem Fall muß die Übertragu charakteristik in dem Übertragungsband des Empfänge im Bezug der nominellen Trägeαrfrequenz asymmetrisch sein. Die einfachste Weise zur Realisierung besteht darin, daß die die grossten Übertragungen ergebende Frequenz der einzelnen asymmetrischen Vierpole in einem mit der nominellen Trägerfrequenz ennähernd

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gleichen Masse, aber auf einen in der gegengesetzten Richtung abweichenden Wert eingestellt wird.

Einen wichtigen Parameter stellt die Diffe¬ renz der Bandmittelfrequenz und der nominellen Träger- frequenz der asymmetrischen Vierpole dar. Sollte die¬ se Differenz geändert werden, ändert sich die Grosse des Fehlersignals. Das größte Fehlersignal wird dann erreicht, wenn die Frequenzdifferenz 1/2 T beträgt, wo T eine Symbolzeit bezeichnet. Es sind doch jedoch Fälle bekannt, in denen von diesem Optimalwert abzu¬ weichen unerläßlich ist. Die einwandfreie Funktion des Spektrumindikators erfordert nämlich, daß die Frequenz mit dem unterdrückten Träger weniger von der nominellen Trägerfrequenz abweiche, als die Mittel- bandfrequenz der asymmetrischen Vierpole.

Die in der oberen Abzweigung 36 und in der unteren Abzweigung 37 vorhandenen Vierpole können durch die Abzweigschaltung der in Serie geschalteten, eine Serienresonanz ergebenden und parallel geschal— teten, eine parallele Resonanz ergebenden Resonatoren realisiert werden. In dea einfachsten Falle ist es genügend zu einem Vierpol einen Resonator zu verwen¬ den.

Eine äußerst wichtige Forderung besteht da- rin, daß die asymmetrischen Vierpole des Spektrumin¬ dikators 31 woimmer Signale von annähernd gleichem Pe¬ gel ( Gesamtleistung) erhalten. Nur auf diese Weise kann es nämlich sichergestellt werden, daß das Fehler¬ signal des Spektrumindikators 31 tatsächlich ausschlie lieh von der Spektrumverschiebung abhänge. Die Signal¬ pegelschwankungen können in der Mehrheit der Fälle auf die Änderungen der Ausbreitung im Freien, d.h. auf den Schwund (fading) zurückgeführt werden. Die wesent¬ liche Herabsetzung dieser Schwankungen in dem Empfänge

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ist übrigens auch aus sonstigen Gründen unerläßl die von der in dea Mittelfrequenzblock 13 vorhan nen automatischen Verstärkung-Regelung durchgefü wird. Der Trägerrücksteller und der sich darin b 5 findende Spektrumindikator schliessen sich dem Aus des Mittelfrequenzblocks 13 an, wodurch ein annä konstanter Pegel erreicht werden kann. Darüber hi aus scheint es zweckmäßig zur weiteren Verminderu der noch übrigbleibenden Schwankungen bei dem Ein 10 gang 21 der Trägerrückstellschaltung 15 und event ell separat bei dem Eingang 34 des Spektrumindika 31 eine pegelausgleichende Einheit anzubringen.

Durch die Anwendung des Spektruaindikat 31 in der Trägerrückstellschaltung kann erst dann 15 das günstigste Resultat erreicht werden, wenn die Regelung derweise eingestellt wird, daß die Frequ des elektronisch abstimmbaren Oszillators womögli genau der Trägerfrequenz folge. Die Regelung wird mehreren Charakteristiken beeinflußt, undzwar dur 20 die Steilheit des Spektrumindikators und des elek risch abstimmbaren Oszillators, die Verstärkung d dazwischen vorhandenen Stufungen, sowie deren Zei konstante. Mit Hinsicht darauf, daß die Steilheit zwischen gewissen Grenzen vorgegeben ist, ist die 25 Verstärkung auf den entsprechendesten Wert einzus len, so scheint es zweckmäßig die Verstärkung des Gleichstromverstärkers als veränderbar auszubilde Die in den Figuren 3 und 4 dargestellte Ausführungsbeispiele der Trägerrückstellschaltung 30 und des enthaltenen Spektrumindikators können in versen Anordnungen realisiert werden.

Eine geringermassen modifizierte Versio der Trägerrückstellschaltung ist in Figur 5 veran schaulicht. Aus dem Vergleich mit der Figur 3 geh

es eindeutig hervor, daß der Frequenzmultiplikator 26 weggelassen worden ist und anstatt dessen der Frequenzteiler 42 eingesetzt ist. Auf diese Weise schwingt der elektronisch abstimmbare Oszillator nicht auf der Trägerfrequenz des zu dem Eingang des Trägerrücksteller3 ankommenden Signale, sondern auf dem Vielfachen der erwähnten Frequenz, die mit der von dem Frequenzmultiplikator 23 erzeugten Frequenz übereinstimmt. Aus diesem Grunde wird der Frequenz- teuer 42 zwischen dem elektronisch abstimmbaren Oszillator 24 und dem Ausgang der Trägerrückstell¬ schaltung eingesetzt, dessen Teilungszahl mit der Mul¬ tiplikationszahl des Frequenzmultiplikators 23 über¬ einstimmt. In der Figur 5 sind zwei Ausgänge darge¬ stellt, die z.B. bei einer Vierzastandsphasendemodula- tion er orderlich sind. Zwischen den Ausgängen muß eine Phasendif erenz vorhanden sein, die entweder im Laufe der Trägerrückstellung oder in dem Demodulator erzeugt wird. Im allgemeinen entspricht die Zahl der Ausgänge der Hälfte der Zahl der Phasenzustände. Bei der in der Figur 5 dargestellten Anordnung ist das phasenregulie¬ rende System " aus dem Phasendetektor 27 und dem Tiefpass filterverstärker 28 aufgebaut. Bei einem modulierten Signal mit mehreren Pha senzuständen kann auch der Demodulator mehrere Ausgänge aufweisen. In diesem Fall ist jedoch die Umwandlung von Parallel in Serien bei dem demodulierten digitalen Signalfluß erforderlich. Eine modifizierte Version des Spektrumindi¬ kators ist in der Figur 6 zu sehen. Wird nun diese Ver¬ sion mit jener nach Figur 4 verglichen, können Unter¬ schiede in mehreren Hinsichten festgestellt werden. Zwischen dem Eingang 34 des Spektrumindikators 31 und

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dem Eingang des Verteilstromkreise 35 ist der pegel¬ ausgleichende Verstärker 43 eingeschaltet. Anstatt der in der oberen Abzweigung 36 und in der unteren Abzweigung 37 vorhandenen asymmetrischen Vierpole (Figur 4) sind die in der Figur 6 veranschaulichten asymmetrischen Vierpole der oberen Abzweigung 44 und der unteren Abzweigung 45 eingesetzt. Die letzteren weichen von den vorherer ähnten insofern ab, daß ihre ÜbertragungsCharakteristiken - wenn gegenüber ein- ander gestellt - im Bezug der nominellen Trägerfrequ¬ enz keine annähernd paarige, sondern unpaarige Sym¬ metrie zeigen. Dementsprechend ist anstatt des diffe¬ renzbildenden Stromkreises 49 der Figur 4 ein Addier¬ stromkreis 46 lauf Figur 6 beansprucht, dessen Ausgang das Fehlersignal liefert. Der in der Figur 4 darge¬ stellte, in der oberen Abzweigung 38 undin der unteren Abzweigung 39 vorgesehene Leistungsdetektor ist - wie es aus der Figur 6 ersichtlich ist - mit den in der oberen Abzweigung 47 und in der unteren Abzweigung vorgesehenen Multiplizierstromkreisen realisiert, und- zwar derweise, daß beide Eingänge der einzelnen Multi¬ plizierstromkreise dasselbe Signal erhalten.

Bei den Ausführungen des Spektrumindikators laut Figuren 4 und 6 wurden identische Gleichstrom- Polaritäten ergebende Leistungsdetektoren in Betracht genommen, es ist aber möglich, daß das an dem Ausgang der Leistungsdetektoren vorhandene Gleichstromsignal eine entgegengesetzte Polarität aufweist. In diesem Fall ist anstatt des in der Figur 4 dargestellten differenzbildenden Stromkreises ein Addierstromkreis und anstatt in der Figur 6.dargestellten Addierstrom- kreises ein differenzbildender Stromkreis einzusetzen.

In den einzelnen Anordnungen können neben de in den Figuren dargestellten Haupteinheiten noch weite

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re Einheiten erforderlich sein, se z.B. werden Trenn¬ elemente, Verstärker, Filter, Meß- und Überwachungsele mente benötigt. Der Aufbau und Funktionslösung der Trä gerrückstellschaltung können auch interschiedlich aus- gestaltet werden, so z.B. werden in der Fachliteratur sogenannten RemodulationsSysteme, Systeme mit der Cos¬ tas-Schleife und Entscheidungsrückkoppelung beschrie¬ ben. Die Funktion der Trägerrückstell-Schaltungsanord- nung beansprucht auch Speiseeinheiten. Der Au bau des Senders und des Empfängers kann ebenfalls von den in Figuren 1 und 2 dargestell¬ ten Ausführungsformen abweichen, so z.B. kann der Sender mit Sendermischung innerhalb der Verbindung ausgestaltet werden. Im Gegensatz zu dem Ausführungs- beispiel nach Figur 1 funktioniert in diesem Fall der Modulator nicht auf der Senderfrequenz, sondern auf Mittelfrequenz, wobei das Mittelfrequenzsignal ver¬ stärkt und filtriert von dem Sendermischer in die Senderfrequenz übersetzt wird. Der Mischvorgang be— ansprucht einen Lokalgenerator und einen aus den aus¬ gemischten Signalen das Nutzsignal auswähltenden Fil¬ ter. Der Sender kann ebenfalls von der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform abweichen. Er kann z.B. mit Doppelmischung arbeiten, dann ist die Mittelfrequ- enz dementsprechend zweierlei. Bei einer Doppelmischung müssen zwei Lokalgeneratoren vorhanden sein. Sollten in dem Sender und in dem Empfänger mehrere Mischvor¬ gänge vor sich gehen, wird die Instabilität der Trä¬ gerfrequenz in olge der erhöhten Zahl der zur Mischung er orderlichen Lokalgeneratoren gröaser sein; auch dieses Problem kann unter Anwendung der erfindungsge¬ mäßen RücksteilSchaltung - undzwar durch die grδssere Bandbreite - gelöst werden.

Die hier geschilderten Ausführungen stellen

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Ausführungsbeispiele dar. Im Laufe der praktischen Realisierung können die einzelnen Einheiten kontra hiert oder auseinandergetrennt werden, gewisse Ein heiten können weggelassen werden. Auch ein Sender ohne Regenerator oder Mischer ist verwendbar. In gewissen Fällen verfügt das zu übertragen gewünscht Signal schon an sich über einen Zufallscharakter, in solchen Fällen können sogar der Bitmischer und der Bitrückmischer weggelassen werden.




 
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