Eine aufwandsarme Realisierung eines Senderkonzepts für Transceiver in Mobilfunksystemen bieten Sender, welche einen nach dem bekannten Prinzip der Zwei-Punkt-Modulation arbei- tenden Modulator aufweisen. Eine PLL (Phase Locked Loop = Nachlaufsynchronisations)-Schaltung wird dabei als Frequenz- synthesizer eingesetzt und zur Phasen-oder Frequenzmodulati- on eines hochfrequenten Signals genutzt.

Das Einprägen der Modulationssignale erfolgt üblicherweise an zwei Punkten der PLL-Schaltung. Zum einen wird ein program- mierbarer Frequenzteiler der PLL-Schaltung durch ein digita- les Modulationssignal angesteuert. Der programmierbare Fre- quenzteiler ist im Rückkoppelzweig der PLL-Schaltung ange- bracht und repräsentiert einen Punkt der PLL-Schaltung, an welchem sich für das Einprägen einer Modulation ein Tiefpaß- übertragungsverhalten ergibt. Das digitale Modulationssignal kann dabei eine größere Bandbreite aufweisen als der durch die PLL-Schaltung gebildete Tiefpaß. Zum anderen wird in ei- nen im Vorwärtszweig der PLL-Schaltung liegenden Summati- onspunkt, welcher vorzugsweise dem spannungsgesteuerten Os- zillator vorgeschaltet ist, ein analoges Modulationssignal eingekoppelt. Die an dem Summationspunkt eingespeiste analoge Modulation wirkt mit einer Hochpaßfilterung durch die ge- schlossene Regelschleife auf den Ausgang der PLL-Schaltung, womit das entsprechende Modulationssignal wiederum durch das Übertragungsverhalten verfälscht wird. Das digitale und das

analoge Modulationssignal überlagern sich am Ausgang der PLL- Schaltung, und es ergibt sich auf diese Weise ein frequenzu- nabhängiges Übertragungsverhalten der PLL-Schaltung. Das gleichzeitige Einprägen eines digitalen und eines analogen Modulationssignals in eine PLL-Schaltung wird als Zwei-Punkt- Modulation bezeichnet.

Ein derartiger Zwei-Punkt-Modulator sowie ein Verfahren zur Phasen-oder Frequenzmodulation mit einer PLL-Schaltung ist in der deutschen Offenlegungsschrift DE 199 29 167 AI be- schrieben. Ein digitales Modulationssignal wird in den Steu- eranschluß eines Frequenzteilers im Rückkoppelzweig der PLL- Schaltung eingespeist, wodurch die Zahl bestimmt wird, mit deren Kehrwert die Momentanfrequenz des Eingangssignals des Frequenzteilers multipliziert wird. Ferner wird das digitale Modulationssignal mittels eines Digital-Analog-Wandlers in ein analoges Modulationssignal umgewandelt, welches an einem einen Hochpaßpunkt repräsentierenden Summationspunkt in die PLL-Schaltung eingekoppelt wird. Diese Offenlegungsschrift ist als der zu der vorliegenden Erfindung nächstliegende Stand der Technik anzusehen.

Bei der beschriebenen Art des Senderkonzepts bleibt die Re- gelschleife geschlossen. Um ein geringes Rauschen der PLL- Schaltung zu erzielen, wird die Bandbreite der PLL-Schaltung deutlich kleiner ausgelegt, als es für die Übertragung der modulierten Daten erforderlich wäre. Zur Kompensation der ge- ringen Bandbreite wird neben dem digitalen Modulationssignal das analoge Modulationssignal in die PLL-Schaltung eingekop- pelt.

Sowohl das digitale als auch das analoge Modulationssignal werden zur Begrenzung des Ausgangsspektrums der PLL-Schaltung vorgefiltert. Die Filterung des digitalen Modulationssignals wird in der Regel durch Überabtastung vorgenommen, d. h. ein Bit wird durch mehrere Samples repräsentiert. Des weiteren muß für die einwandfreie Funktion der Zwei-Punkt-Modulation

neben der zeitlichen Gleichphasigkeit ein hohes Maß an Über- einstimmung der Amplituden der beiden Modulationssignale ge- währleistet sein. Bei bekannten Zwei-Punkt-Modulatoren werden aus diesem Grund für die digitale und die analoge Vorfilte- rung Filter mit gleicher Impulsformung verwendet. Nachteilig daran ist der entsprechend hohe Realisierungsaufwand für der- artige digitale und analoge Filter.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Zwei-Punkt- Modulator zur Phasen-oder Frequenzmodulation mit einer PLL- Schaltung zu schaffen, bei welchem die zur Vorfilterung des digitalen und des analogen Modulationssignals verwendeten Filter unterschiedliche Impulsformungen aufweisen können und zumindest einer der beiden Filter einen möglichst geringen Realisierungsaufwand aufweisen soll, ohne daß dabei das Sen- despektrum des Zwei-Punkt-Modulators wesentlich verändert wird.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein erfindungsgemäßer Zwei-Punkt-Modulator, der zur Phasen- oder Frequenzmodulation eingesetzt wird, weist eine PLL- Schaltung auf. Des weiteren umfaßt der Zwei-Punkt-Modulator einen ersten Schaltungszweig, durch welchen ein analoges Mo- dulationssignal in einen ersten Punkt der PLL-Schaltung ein- geprägt wird. Die Lage des ersten Punkts ist dabei derart ge- wählt, daß das analoge Modulationssignal, das an diesem Punkt in die PLL-Schaltung eingespeist wird, mit einer Hochpaßfil- terung durch die geschlossene Regelschleife auf den Ausgang der PLL-Schaltung wirkt. Vorteilhafterweise befindet sich der erste Punkt vor einem in einer PLL-Schaltung enthaltenen spannungsgesteuerten Oszillator. Des weiteren umfaßt der Zwei-Punkt-Modulator einen zweiten Schaltungszweig, durch welchen ein digitales Modulationssignal in einen zweiten

Punkt der PLL-Schaltung eingeprägt wird. Der zweite Schal- tungszweig ist mit dem Steueranschluß eines Frequenzteilers verbunden, welcher bei Zwei-Punkt-Modulatoren in dem Rückkop- pelzweig der PLL-Schaltung enthalten ist. Dadurch wirkt das digitale Modulationssignal, welches den Frequenzteiler an- steuert und somit die zur Frequenzteilung benötigte Zahl vor- gibt, mit einer Tiefpaßfilterung auf den Ausgang der PLL- Schaltung. Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, daß der zweite Schaltungszweig ein digitales Filter enthält, welches eine rechteckförmige Impulsantwort aufweist, d. h. im Frequenzraum weist das digitale Filter durch die Überabtastung im Durchlaßbereich des durch die PLL-Schaltung gebildeten Tiefpasses ein nahezu konstantes Übertragungsver- halten auf.

Die Realisierung des im zweiten Schaltungszweig enthaltenen digitalen Filters durch einen digitalen Filter mit rechteck- förmiger Impulsantwort kann aufgrund der geringen Bandbreite der geschlossenen PLL-Regelschleife erfolgen. In der Regel unterscheiden sich die Übertragungsfunktionen eines normaler- weise für diese Zwecke verwendeten digitalen Filters und ei- nes digitalen Filters mit rechteckförmiger Impulsantwort in- nerhalb der geringen Bandbreite der PLL-Regelschleife nicht wesentlich. Daher kann aufgrund der vorliegenden Erfindung das bisher eingesetzte aufwendige digitale Filter, dessen Im- pulsantwort häufig die Form einer Gaußkurve aufweist, durch ein einfaches digitales Filter mit rechteckförmiger Impuls- antwort (Rechteckfilter) ersetzt werden, ohne daß ein wesent- licher Unterschied in dem Sendespektrum des Zwei-Punkt- Modulators erkennbar wäre. Der erste Schaltungszweig bleibt von dieser Erfindung unberührt.

Wie bei bekannten Zwei-Punkt-Modulatoren mit PLL-Schaltungen kann weiterhin vorgesehen sein, daß der erste Schaltungszweig ein Filter enthält, welches beispielsweise ein analoges Fil- ter sein kann. Die Impulsformung des im ersten Schaltungs- zweig enthaltenen Filters kann sich von der erfindungsgemäßen

rechteckigen Impulsformung des digitalen Filters unterschei- den. Es kann ferner vorgesehen sein, daß die Filterung des durch den ersten Schaltungszweig übertragenen Modulationssi- gnals auch im Digitalbereich mit einer nachfolgenden Digital- Analog-Wandelung erfolgt.

Vorteilhafterweise kann zum Zweck der digitalen Rechteckfil- terung ein digitales Filter in den Zwei-Punkt-Modulator ein- gebaut werden, dessen Übertragungsfunktion dadurch gekenn- zeichnet ist, daß ein am Eingang des digitalen Filters emp- fangener Wert, welcher beispielsweise in einem Register ge- speichert wurde, am Ausgang des digitalen Filters mehrfach ausgegeben wird.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Amplitude der Impulsantwort des digitalen Fil- ters mittels einer Einheit gesteuert werden kann. Dadurch kann bei Bedarf die Amplitude des digitalen Modulationssi- gnals und damit der Modulationsindex auf einfache Weise ange- paßt werden. Bei bekannten Zwei-Punkt-Modulatoren mit glei- cher Filterfunktion für die digitale und die analoge Filte- rung ist es demgegenüber notwendig, jeden Filterkoeffizienten einzeln anzupassen, bzw. eine zusätzliche Multiplikation oder Division mit entsprechenden Rundungsoperationen vorzunehmen.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Phasen-oder Frequenzmodulation mit einer PLL-Schaltung, wel- che nach dem Prinzip der Zwei-Punkt-Modulation arbeitet. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein analoges Modulati- onssignal an einem ersten Punkt in die PLL-Schaltung einge- koppelt. Der erste Punkt muß der Bedingung genügen, daß sich dort ein Hochpaßübertragungsverhalten für eine eingekoppelte Modulationsfrequenz ergibt. Ein digitales Modulationssignal durchläuft zunächst ein digitales Filter und wird anschlie- ßend an einem zweiten Punkt in die PLL-Schaltung eingekop- pelt. Dabei steuert das digitale Modulationssignal einen in einen Rückkoppelzweig der PLL-Schaltung eingebundenen Fre-

quenzteiler an, an welchem sich ein Tiefpaßübertragungsver- halten für das digitale Modulationssignal ergibt. Das erfin- dungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß das di- gitale Filter eine rechteckförmige Impulsantwort aufweist.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der geringe Realisierungsaufwand für die digitale Filterung. Wegen der geringen Bandbreite der geschlossenen PLL-Regelschleife un-. terscheiden sich die Übertragungsfunktionen eines normaler- weise verwendeten digitalen Filters, welches die gleiche Im- pulsform wie ein üblicherweise für die Filterung des analogen Modulationssignals verwendetes Filter aufweist, und eines di- gitalen Filters mit rechteckförmiger Impulsantwort innerhalb der Bandbreite der PLL-Regelschleife nicht wesentlich. Daher ist kein wesentlicher Unterschied in dem Sendespektrum der PLL-Schaltung erkennbar.

Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Die einzige Figur zeigt ein schematisches Schalt- bild eines Zwei-Punkt-Modulators mit einem PLL-Schaltkreis und einem Modulationsschaltkreis.

Die Figur zeigt einen Zwei-Punkt-Modulator 1 mit einer PLL- Schaltung 2. Durch die PLL-Schaltung 2 wird ein Ausgangssi- gnal mit einer Ausgangsfrequenz Four aus einem Eingangs-oder Referenzsignal mit einer Referenzfrequenz FREF erzeugt. Das Ausgangssignal mit der Ausgangsfrequenz Four ist durch ein di- gitales Modulationssignal 16 und ein analoges Modulationssi- gnal 17 modulierbar.

Der Zwei-Punkt-Modulator 1 umfaßt neben der PLL-Schaltung 2 eine an geeigneten Punkten an die PLL-Schaltung 2 gekoppelte Modulationsschaltung 3, mittels welcher die Modulation des Ausgangssignals der PLL-Schaltung 2 vorgenommen wird.

Die PLL-Schaltung 2 enthält einen Phasendetektor PFD (Phase Frequency Detector) 4, welchem an seinen Eingängen das Refe- renzsignal mit der Referenzfrequenz FREF und ein rückgekoppel- tes Frequenzteilersignal 14 zugeführt wird. Das Referenzsi- gnal wird beispielsweise von einem Schwingquarz abgeleitet.

Der Phasendetektor 4 vergleicht die Phasen der beiden ein- gangsseitig eingehenden Signale und erzeugt ausgangsseitig ein Steuersignal 13, welches der Phasendifferenz der beiden in seine Eingänge eingehenden Signale entspricht. Das Steuer- signal 13 wird in einen Eingang einer Ladungspumpe CP (Charge Pump) 5 eingegeben. Die Ladungspumpe 5 generiert in Abhängig- keit von dem Steuersignal 13 einen Strom zum Aufladen eines der Ladungspumpe 5 nachgeschalteten Schleifenfilters LF (Loop Filter) 6. Das Schleifenfilter 6 enthält einen integrierenden Teil und einen Tiefpaß zur Glättung des Steuersignals 13. Das von dem Schleifenfilter 6 ausgegebene Signal durchläuft einen Summationspunkt 7, welcher zur Einkoppelung des analogen Mo- dulationssignals 17 dient, und wird anschließend einem span- nungsgesteuerten Oszillator VCO (Voltage Controlled Oscilla- tor) 8 zugeführt. Der spannungsgesteuerte Oszillator 8 reprä- sentiert das schwingungserzeugende Glied der PLL-Schaltung 2 und generiert das Ausgangssignal der PLL-Schaltung, welches die Ausgangsfrequenz FOUT aufweist.

Die Regelschleife der PLL-Schaltung 2 wird durch einen Rück- koppelzweig geschlossen. Der Rückkoppelzweig führt das Aus- gangssignal des spannungsgesteuerten Oszillators 8 über einen programmierbaren Frequenzteiler DIV (Divider) 9 einem Eingang des Phasendetektors 4 zu. Üblicherweise ist der programmier- bare Frequenzteiler 9 als Multi-Modulus Frequenzteiler (Multi Modulus Frequency Divider) ausgeführt. Im eingeschwungenen Zustand der PLL-Schaltung 2 entspricht die Ausgangsfrequenz FouT des Ausgangssignals exakt dem durch den programmierbaren Frequenzteiler 9 bestimmten Vielfachen der Referenzfrequenz FREF-

Die Wirkungsweise des Zwei-Punkt-Modulators 1 ist bekannt.

Bei der Zwei-Punkt-Modulation werden in die PLL-Schaltung 2 mittels der Modulationsschaltung 3 das digitale Modulations- signal 16 und das analoge Modulationssignal 17 eingeprägt. In der Figur ist ein Beispiel einer Modulationsschaltung 3 dar- gestellt, durch welche das digitale und das analoge Modulati- onssignal 16 und 17 aufbereitet und der PLL-Schaltung 2 zuge- führt werden. Die vorliegende, beispielhafte Modulations- schaltung 3 umfaßt ein digitales Filter 10, einen Digital- Analog-Wandler DAC (Digital to Analog Converter) 11 und ein analoges Filter 12.

Die Modulationsschaltung 3 wird an einem Eingang mit einem Modulationssignal 15 gespeist, welches in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein digitales Signal ist. Das Modulati- onssignal 15 wird dem digitalen Filter 10 zugeführt, welches ein Tiefpaßfilter ist. Nach der Glättung durch das digitale Filter 10 speist das digitale Modulationssignal 16 einen Steuereingang des programmierbaren Frequenzteilers 9. Bei- spielsweise weist das digitale Modulationssignal 16 eine Fol- ge von Datenwörtern auf, wobei jedes Datenwort ein Zahl re- präsentiert. Bei Erhalt eines jeden Datenworts über seinen Steuereingang wird der programmierbare Frequenzteiler 9 der- art programmiert, daß er die von dem spannungsgesteuerten Os- zillator 8 erhaltene Frequenz Four mit dem Kehrwert der erhal- tenen Zahl multipliziert.

Das Modulationssignal 15 wird des weiteren dem Digital- Analog-Wandler 11 zugeführt und durchläuft nach seiner Um- wandlung in den Analogbereich das analoge Filter 12. An- schließend speist das am Ausgang des analogen Filters 12 auskoppelbare analoge Modulationssignal 17 einen Eingang des Summationspunkts 7.

Das Einbringen der Modulation über den programmierbaren Fre- quenzteiler 9 in die PLL-Schaltung 2 bewertet das Modulati- onssignal 15 mit einer Tiefpaßfunktion. Dadurch wird das Si-

gnal auf eine Bandbreite eingeschränkt, die im allgemeinen kleiner als die Modulationsbandbreite ist. Jedoch ist ein im wesentlichen frequenzunabhängiges Übertragungsverhalten der PLL-Schaltung 2 erwünscht. Deswegen wird die Modulation an einem Punkt mit Hochpaßübertragungsverhalten in die PLL- Schaltung 2 eingespeist. Dieses geschieht in der vorliegenden PLL-Schaltung 2 in dem Summationspunkt 7. Dort wird das ana- loge Modulationssignal 17 dem aufbereiteten Steuersignal 13 überlagert, so daß die Summe beider Signale den spannungsge- steuerten Oszillator 8 steuert.

Um eine möglichst hohe spektrale Effizienz des Ausgangssi- gnals des spannungsgesteuerten Oszillators 8 zu erzielen, werden das digitale Modulationssignal 16 mittels des digita- len Filters 10 und das analoge Modulationssignal 17 mittels des analogen Filters 12 vorgefiltert. Erfindungsgemäß wird dafür ein digitales Filter 10 mit einer Rechteckimpulsformung verwendet. Wegen der geringen Bandbreite der geschlossenen PLL-Schaltung 2 kann bei dem vorliegenden Zwei-Punkt- Modulator 1 ein derartiges digitales Filter 10 Verwendung finden, ohne daß das Sendspektrum des Zwei-Punkt-Modulators 1 negativ beeinträchtigt wird. Es ist auch nicht notwendig, daß das digitale Filter 10 und das analoge Filter 12 die gleiche Impulsformung aufweisen.