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Verfahren zur Übertragung eines vorzugsweise auch niedrige Modulationsfrequenzen enthaltenden Frequenzbandes sowie Sender und Empfänger zur Durchführung dieses Verfahrens
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Übertragung eines vorzugsweise auch niedrige Mo- dulationsfrequenzen enthaltenden Frequenzbandes, bei dem dieses Frequenzband einer Trägerfrequenz aufmoduliert und nach zumindest teilweiser Unterdrückung dieser Trägerfrequenz und unter Zusatz einer am Rande oder ausserhalb des Modulationsspektrums gelegenen Hilfsträgerfrequenz übertragen wird und empfangsseitig aus dieser Hilfsträgerfrequenz für die Demodulation des Modulationsspektrums die ursprung- liche Trägerfrequenz wiedergewonnen wird. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auch auf Sender und
Empfänger zur Durchführung dieses Verfahrens.
Für die Nachrichtenübertragung ist eine Reihe von Modulationsverfahren bekannt, so u. a. die Fre- quenzmodulation, die Amplitudenmodulation und als Sonderform hievon die Einseitenbandmodulation.
Letztere Modulationsart hat vor den beiden andern den Vorteil, dass sie besonders wenig Frequenzband für die Übertragung benötigt. Sie wird beispielsweise bei der Übertragung von Fernsehsignalen und bei der Übertragung eines Basisbandes, das eine grosse Anzahl von Nachrichtenkanälen enthält, angewendet.
Um vor allem niedrige Modulationsfrequenzen auch gut zu übertragen, wird ausser dem einen Seitenband häufig noch ein die tiefen Modulationsfrequenzen umfassender Rest des zweiten Seitenbandes mit übertragen, wobei dann in den Empfängern in der Regel die bekannten Nyquist-Filter vorgesehen werden. Schwierig ist es bei derartigen Anordnungen jedoch, wenn die Trägerfrequenz, der das volle Seitenband und das Restseitenband zugeordnet sind, zur Frequenznachstellung oder zu andern Regelzwecken herausgesiebt werden soll, weil dann vor allem bei tiefen Modulationsfrequenzen die die Modulation darstellenden Seitenbänder so eng an der Trägerfrequenz liegen, dass ein erheblicher Filteraufwand hiefür nötig wäre.
Dabei ist noch zu berücksichtigen, dass die Gefahr besteht, dass sich Frequenz-Nachregelschaltungen anstatt auf die gewünschte Trägerfrequenz auf eines der eng benachbarten Seitenbänder fangen. Diese Problematik ist vor allem auch dann gegeben, wenn die Nachrichten in Form von Puls-Code-Modulation übertragen werden ; denn gerade bei dieser Modulationsart treten in der Regel der Trägerfrequenz besonders eng benachbarte Seitenbänder auf. Es wäre an sich möglich, an Stelle der Trägerfrequenz eine ausserhalb des Modulationsspektrums liegende Hilfsträgerfrequenz zu übertragen, für die dann diese störenden Seitenbänder nicht mehr gegeben sind.
Aus dem bekannten Frequenzabstand der Hilfsträgerfrequenz von der ursprünglichen Trägerfrequenz könnte man empfangsseitig die ursprüngliche Trägerfrequenz wiedergewinnen, um die übliche Demodulation des Modulationsspektrums empfangsseitig durchführen zu können.
Bei diesem Verfahren lässt sich jedoch keine definierte Zuordnung der Phasenlage der ursprünglichen Trägerfrequenz zu der Phasenlage der empfangsseitig konstruierten Trägerfrequenz erreichen, wie es bei der Demodulation erforderlich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, bei einem Übertragungssystem der einleitend beschriebenen Art in einfacher Weise sicherzustellen, dass die empfangsseitig aus einer empfangenen Hilfsträgerfrequenz wiedergewonnene ursprüngliche Trägerfrequenz auch in der relativen Phasenlage exakt mit dem sendeseitigen Wert übereinstimmt.
, Ausgehend von einem Verfahren zur Übertragung eines vorzugsweise auch niedrige Modulationsfrequenzen enthaltenden Frequenzbandes, bei dem dieses Frequenzband einer Trägerfrequenz aufmoduliert
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und nach zumindest teilweiser Unterdrückung dieser Trägerfrequenz und unter Zusatz einer am Rande oder ausserhalb des Modulationsspektrums gelegenen Hilfsträgerfrequenz übertragen wird und empfangsseitig aus dieser Hilfsträgerfrequenz für die Demodulation des Modulationsspektrums die ursprüngliche Träger- frequenz wiedergewonnen wird, wird diese Aufgabe gemäss der Erfindung in der Weise gelöst,
dass sende- seitig die Hilfsträgerfrequenz in einem konstanten Frequenzabstand zur ursprünglichen Trägerfrequenz zu- gesetzt und mit einer für diesen Frequenzabstand charakteristischen Modulation versehen wird, und dass empfangsseitig aus der für den Frequenzabstand charakteristischen Modulation der Hilfsträgerfrequenz eine dem konstanten Frequenzabstand gleiche Frequenz abgeleitet wird, aus der zusammen mit der Hilfsträger- frequenz durch Überlagerung die ursprüngliche Trägerfrequenz, insbesondere für die Demodulation des
Modulationsspektrums, wiedergewonnen wird.
Eine vorteilhafte Ausführung eines Senders für die Durchführung dieses Verfahrens besteht darin, dass einSchwingungserzeuger konstanter Frequenz vorgesehen ist, dessen Frequenz der Hilfsträgerfrequenz ent- spricht und an den ein Teiler zur Frequenzteilung um den Faktor n angeschaltet ist, der einen Verviel- facher zur Frequenzvervielfachung um den Faktor n-l speist, dessen die ursprüngliche Trägerfrequenz liefemder Ausgang mit einem Modulator für die Modulation mit dem vorzugsweise bis zu tiefen Frequen- zen reichenden Basisband verbunden ist, an dessen Ausgang das Modulationsspektrum mit wenigstens teil- weise unterdrückte Trägerfrequenz zur Verfügung steht,
und dass zur Gewinnung des Hilfsträgers mit der für den Frequenzabstand charakteristischen Modulation an den in der Frequenz konstanten Schwingungs- generator ein weiterer Modulator angeschaltet ist, der als Modulation eine Frequenz enthält, die aus der
Frequenzteilung um den Faktor n und anschliessend nochmaligen Teilung um einen weiteren Faktor m ge- wonnen ist.
Eine vorteilhafte Ausführung eines Empfängers für die Durchführung des Verfahrens besteht darin, dass an ein aus dem ankommenden Modulationsspektrum die Hilfsträgerfrequenz nebst ihrer charakteristischen
Modulation aussiebendes Filter ein Demodulator zur Wiedergewinnung der charakteristischen Modulation angeschaltet ist, dem Mittel nachgeschaltet sind, die zur Frequenzvervielfachung um den Faktur m zur
Gewinnung der dem absoluten Frequenzabstand zwischen Hilfsträgerfrequenz und ursprünglicher Träger- frequenz entsprechenden Frequenz dienen, dass diese Mittel mit einem Frequenzumsetzer verbunden sind, dem als Umsetzfrequenz die ebenfalls dem Filter entnommene Hilfsträgerfrequenz, jedoch nach Aussiebung ihrer Modulationsanteile, in einstellbarer Phasenlage zugeführt wird, und in dessen Ausgang die ursprüngliche Trägerfrequenz zur Verfügung steht,
die in einem mit dem Modulationsspektrum gespeisten weiteren Frequenzumsetzer zur Rückgewinnung des Basisbandes dient, das sich vorzugsweise auch bis zu sehr niedrigen Frequenzen erstreckt.
Von besonderem Vorteil sind das erfindungsgemässe Verfahren und vor allem auch die vorerwähnten Sende-und Empfangsanordnungen für Anlagen, die im Gebiet höherer Frequenzen, vor allem im Gebiet der Ultrakurzwellen und Mikrowellen arbeiten, wobei in diesen Anlagen stets weitere Frequenzumsetzungen, u. zw. sendeseitig zur Transponierung in die höhere Frequenzlage und empfangsseitig zur Herabtransponierung vorgesehen sind.
Da für diese Frequenzumsetzung auf der Sende- und Empfangsseite getrennte Oszillatoren verwendet werden müssen, die keine Phasenbeziehungen zueinander'haben und auch in ihrer Frequenz nur näherungsweise übereinstimmen, so kann auch aus der Hilfsträgerfrequenz allein nicht eine Trägerfrequenz zurückgewonnen werden, die die gleiche Phasenlage in bezug auf ihre Seitenbänder hat, wie es auf der Sendeseite der Fall war, sondern man muss dazu auf das erfindungsgemässe Verfahren zurückgreifen.
Nachstehend wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt : Fig. l die frequenzmässig gegebenen Verhältnisse bei Restseitenbandmodulation auf der Sende- und der Empfangsseite, Fig. 2 einen Sender für das erfindungsgemässe Verfahren und Fig. 3 den wesentlichen Teil eines Empfängers für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens.
In Fig. l ist das Frequenzspektrum des Senders bei Anwendung der an sich bekannten Restseitenhandmodulation gezeigt, u. zw. bei Modulationsfrequenzen zwischen 0 und etwas über 100 kHz. Bei der Frequenz 0 würde normalerweise der Träger liegen. Er ist zur besseren Ausnutzung der Sendeleistung stark reduziert. Die niedrigen Modulationsfrequenzen werden bei Restseitenbandmodulation ausser im eigentlichen vollständigen Seitenband noch im Restseitenband ähnlich einer normalen Zweiseitenbandamplitudenmodulation übertragen. Ausserhalb des Restseitenbandes ist ein sogenannter Hilfsträger vorgesehen, der mit einer charakteristischen Modulation für den Frequenzabstand zwischen der Lage 0 des eigentlichen Trägers und der absoluten Lage dieses Hilfsträgers HTr versehen ist. Es ist dies in Fig. l durch Zweiseitenbandfrequenzen dieses Hilfsträgers angedeutet.
Auf der Empfangsseite ergibt sich ein ähnliches Bild, wobei im Bereich niedriger Modulationsfrequenzen die sogenannte Nyquist-Flanke vorgesehen ist, die man
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in zwei Frequenzschritten in eine relativ hohe Frequenzlage gebracht und entsprechend im Empfänger in die ursprüngliche Lage wieder abbereitet. Das dort ankommende Produkt wird dem Eingang 3'des Emp- fangs demodulators zugeführt. Vom Eingang 3'wird zunächst ein Filter 15 gespeist, welches den Hilfs- träger nebst der ihm zugehörigen charakteristischen Modulation durchlässt und einem Verstärker 16 zu- führt.
Von diesem Verstärker 16 aus erfolgt eine Gabelung, indem einerseits der Hilfsträger zur Fre- quenzregelung über eine Stufte 17 ausgefiltert wird, anderseits einem Demodulator 18 und einem extrem schmalen, lediglich der Aussiebung des Hilfsträgers HTr dienenden Filter 19 zugeführt wird. Das Filter 19 ist bei dem gewählten Zahlenbeispiel demzufolge auf eine Frequenz von 2064, 516 kHz abgestimmt und soll beispielsweise eine Bandbreite von i 200 Hz haben. Im Demodulator 18 wird eine übliche Amplitu- dendemodulation durchgeführt, so dass in den Ausgängen dieses Demodulators einerseits die charakteristische Modulation und anderseits das gegebenenfalls noch mitübertragene Dienstgespräch anfallen.
Das Dienstgespräch wird über ein Filter 20 ausgesiebt und ist in seiner Frequenzlage zwischen 0, 3 und 3, 4 kHz über den Ausgang 21 zugänglich. Zweckmässig kann vom Hilfsträger zugleich die Pegelregelung erfolgen, was durch den Anschluss 22 angedeutet ist, der zu den Pegel-Regelorganen des Empfängers und der an die- sen angeschlossenen Einrichtungen führt.
Die charakteristische Modulation, die beim gewählten Zahlenbeispiel einen Wert von 6, 45 kHz hat, wird über das Filter 23 ausgesiebt und einem Verstärker 24 zugeführt, aus dessen Ausgang die m-te Harmonische mittels des Filters 25 herausgesiebt und der weiteren Vervielfachung zugeführt wird. Bei dem gewählten Zahlenbeispiel würde dies die 10. Harmonische mit einem Frequenzwert von 64,5 kHz sein.
Die Ausgangsspannung mit dieser Frequenz wird nun mit der Ausgangsspannung des Filters 19, zweckmä- ssig wieder unter Zwischenschaltung eines. Phasenkorrekturen ermöglichenden Phasendrehgliedes 26 einer Mischstufe 27 zugeführt, in deren Ausgang die Differenz und die Summe beider Frequenzen verfügbar sind. Zweckmässig wird auch für diese Mischstufe ein Ringmodulator oder eine Modulatorschaltung benutzt, welche nur die entsprechenden Überlagerungsprodukte im Ausgang hat. Die Differenzfrequenz hat den Frequenzwert des ursprünglichen Trägers und wird über ein Bandfilter 28 und einen entsprechenden Verstärker 29 ausgesiebt und verstärkt für die Abbereitung des über den Anschluss 3'angelieferten Signals zur Wiedergewinnung des Basisbandes einem Modulator 30 zugeführt.
Dieser erhält vom Eingang 3'über ein an sich bekanntes Nyquist-Filter das entsprechend Fig. 1 verlaufende Empfangsspektrum mit Nyquistflanke und gibt an seinem Ausgang das Basisband mit den Frequenzen zwischen 0 und 108 kHz bzw. 0 und 252 kHz ab. Das Nyquist-Filter kann beispielsweise Flanken von : I : 50 kHz haben, mit einer Dämpfung von 6 db bei der Trägerfrequenz Tr.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Übertragung eines, vorzugsweise auch niedrige Modulationsfrequenzen enthaltenden Frequenzbandes, bei dem dieses Frequenzband einer Trägerfrequenz aufmoduliert und nach zumindest teilweiser Unterdrückung dieser Trägerfrequenz und unter Zusatz einer am Rande'oder ausserhalb des
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undträgerfrequenz für die Demodulation des Modulationsspektrums die ursprüngliche Trägerfrequenz wiedergewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, dass sendeseitig die Hilfsträgerfrequenz in einem konstanten Frequenzabstand zur ursprünglichen Trägerfrequenz zugesetzt und mit einer für diesen Frequenzabstand charakteristischen Modulation versehen wird,
und dass empfangsseitig aus der für den Frequenzabstand charakteristischen Modulation der Hilfsträgerfrequenz eine dem konstanten Frequenzabstand gleiche Frequenz abgeleitet wird, aus der zusammen mit der Hilfsträgerfrequenz durch Überlagerung die ursprüngliche Trägerfrequenz für die Demodulation des Modulationsspektrums gewonnen wird.