CH676404A5 - - Google Patents

Download PDF

Info

Publication number
CH676404A5
CH676404A5 CH432088A CH432088A CH676404A5 CH 676404 A5 CH676404 A5 CH 676404A5 CH 432088 A CH432088 A CH 432088A CH 432088 A CH432088 A CH 432088A CH 676404 A5 CH676404 A5 CH 676404A5
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
signals
signal
corrected
errors
mixing stages
Prior art date
Application number
CH432088A
Other languages
German (de)
Inventor
Urs Bolliger
Walter Vollenweider
Original Assignee
Ascom Radiocom Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ascom Radiocom Ag filed Critical Ascom Radiocom Ag
Priority to CH432088A priority Critical patent/CH676404A5/de
Priority to DE19893938643 priority patent/DE3938643C2/en
Publication of CH676404A5 publication Critical patent/CH676404A5/de

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D1/00Demodulation of amplitude-modulated oscillations
    • H03D1/22Homodyne or synchrodyne circuits
    • H03D1/2245Homodyne or synchrodyne circuits using two quadrature channels
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D3/00Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations
    • H03D3/007Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations by converting the oscillations into two quadrature related signals
    • H03D3/008Compensating DC offsets
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D3/00Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations
    • H03D3/007Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations by converting the oscillations into two quadrature related signals
    • H03D3/009Compensating quadrature phase or amplitude imbalances
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D2200/00Indexing scheme relating to details of demodulation or transference of modulation from one carrier to another covered by H03D
    • H03D2200/0041Functional aspects of demodulators
    • H03D2200/0047Offset of DC voltage or frequency
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D7/00Transference of modulation from one carrier to another, e.g. frequency-changing
    • H03D7/16Multiple-frequency-changing
    • H03D7/165Multiple-frequency-changing at least two frequency changers being located in different paths, e.g. in two paths with carriers in quadrature

Description

1 1

CH676 404 A5 CH676 404 A5

2 2nd

Beschreibung description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Rekonstruieren verlorener DC-Nutzanteile an ZF-Signalen in einem Direct-Con-version-Empfänger gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 oder 2 sowie auf einen Empfänger zum Durchführen des Verfahrens gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 3,4 oder 5. The present invention relates to a method for reconstructing lost DC useful components of IF signals in a direct-conversion version receiver according to the preamble of patent claim 1 or 2 and to a receiver for performing the method according to the preamble of patent claim 3. 4 or 5.

in einem Direct-Conversion-Empfänger wird das empfangene, winkelmodulierte HF-Eingangssignal, nachdem es einem Eingangsfilter und einem HF-Vorverstärker zugeführt worden ist, mit einem in einem Lokaloszillator (LO) erzeugten LO-Signai gemischt. Da das LO-Signai ungefähr die gleiche Frequenz aufweist, wie das HF-Eingangssignal, entsteht nach der Mischung ein Zwischenfrequenz-signal (ZF), das im niederfrequenten Bereich (NF) liegt. Mathematisch gesehen, entstehen durch die Mischung zeitweise negative Frequenzen, die aber in der Praxis nicht von den positiven unterschieden werden können. Ebenso können aber auch Gleichspannungsanteile (DC-Nutzanteile) erzeugt werden. Zur Aufrechterhaltung der vollen Information ist es bei Direct-Conversion-Empfängern notwendig, zwei 90° zueinander verschobene ZF-Signale zu bilden. Dazu sind zwei Mischstufen vorhanden, an die je das HF-Signal und das LO-Signai angelegt werden, wobei entweder das an die eine Mischstufe angelegte HF- oder LO-Signal gegenüber dem entsprechenden, an die andere Mischstufe angelegten Signal um 90° phasenverschoben ist. Die eine Mischstufe erzeugt ein erstes ZF-Signal und die andere Mischstufe erzeugt ein zweites, zum ersten ZF-Signal 90° phasenverschobenes ZF-Signal. Jedes der so gebildeten ZF-Signale (I, Q) wird danach je einem beispielsweise analogen, digitalen oder gemischt aufgebauten Tiefpassfilter mit je einer folgenden ZF-Verstärkerstufe zugeführt und anschliessend in einem Demodulator demoduliert. Weil bei Direct-Conversion-Empfängern die Zwischenfrequenz im NF-Bereich liegt, ist der Demodulator mit integrierter Schaltungstechnik aufbaubar. Die gefilterten ZF-Signale (I, Q) werden in einer bevorzugten Ausführungsart, wie beispielsweise in der europäischen Patentschrift 0 180 339 angedeutet, in Anaiog-Digitalwandlern in Digitalsignale umgewandelt und zur Démodulation digital weiterverarbeitet. Digitale Sjgnalprozessoren (DSP) haben sich dabei als nützliche Schaltungen angeboten. Nebenbei sei erwähnt, dass es ebenfalls möglich ist, den gesamten ZF-Teil zu integrieren. Der geforderte Dynamikbereich, Stromverbrauch und der Preis des Empfängers bestimmen hier vorallem die anzuwendende Technologie. in a direct conversion receiver, the received, angle-modulated RF input signal, after having been fed to an input filter and an RF preamplifier, is mixed with a LO signal generated in a local oscillator (LO). Since the LO signal has approximately the same frequency as the RF input signal, an intermediate frequency signal (IF) is generated after the mixing, which is in the low-frequency range (NF). From a mathematical point of view, the mixture sometimes produces negative frequencies, which in practice cannot be distinguished from the positive ones. Likewise, direct voltage components (DC useful components) can also be generated. In order to maintain full information, it is necessary for direct conversion receivers to form two IF signals shifted by 90 ° to each other. For this purpose there are two mixing stages, to which the RF signal and the LO signal are applied, whereby either the RF or LO signal applied to one mixing stage is phase-shifted by 90 ° compared to the corresponding signal applied to the other mixing stage . One mixer stage generates a first IF signal and the other mixer stage generates a second IF signal which is 90 ° out of phase with the first IF signal. Each of the IF signals (I, Q) formed in this way is then fed to, for example, an analog, digital or mixed low-pass filter, each with a following IF amplifier stage, and then demodulated in a demodulator. Because the intermediate frequency in direct conversion receivers is in the LF range, the demodulator can be set up with integrated circuit technology. The filtered IF signals (I, Q) are converted in a preferred embodiment, as indicated for example in European Patent 0 180 339, into analog digital converters into digital signals and digitally processed for demodulation. Digital signal processors (DSP) have proven to be useful circuits. Incidentally, it should be mentioned that it is also possible to integrate the entire ZF part. The required dynamic range, power consumption and the price of the receiver primarily determine the technology to be used.

Wie bereits gesagt, können die ZF-Signale in Di-rect-Conversion-Empfängern Gleichspannungsanteile (DC-Nutzanteile) enthalten. Um die volle Information im ZF-Teil des Empfängers weiter zu verarbeiten, müssten die ZF-Verstärker einen Übertragungsbereich aufweisen, der bis auf null Hertz hinunterreicht. Dies ist kaum realisierbar, da in Verstärkern und Mischstufen DC-Offsetspannungen auftreten, die wesentlich grösser sein können, als die beiden genannten ZF-Signale. Dadurch würden die ZF-Stufen übersteuert und bei der Démodulation entstünden unannehmbare Verzerrungen. Dies kann beispielsweise dadurch verhindert werden, dass durch AC-KoppIung der ZF-Stufen, die Gleichspannungsanteile von den ZF-Signalen getrennt werden. Dadurch gehen, wie gewünscht, die DC-Offsetspannungen, aber unerwünschterweise auch die obgenannten DC-Nutzanteile der beiden ZF-Signale, verloren. In bestimmten Situationen können deshalb wiederum Verzerrungen bei der De-modulation entstehen. Obschon diese Verzerrungen von geringerem Ausmass sind, sind sie immer noch störend. As already mentioned, the IF signals in direct-conversion receivers can contain direct voltage components (DC useful components). In order to process the full information in the IF part of the receiver, the IF amplifiers would have to have a transmission range that extends down to zero Hertz. This is hardly feasible, since DC offset voltages occur in amplifiers and mixer stages, which can be considerably larger than the two IF signals mentioned. This would overdrive the IF stages and create unacceptable distortion during demodulation. This can be prevented, for example, by the AC coupling of the IF stages separating the DC components from the IF signals. As a result, the DC offset voltages, but undesirably also the above-mentioned useful DC components of the two IF signals, are lost as desired. Therefore, in certain situations, distortions can arise in the demodulation. Although these distortions are of less magnitude, they are still annoying.

In der europäischen Patentschrift 0 255 175 ist das Auftreten dieser Verzerrungen erwähnt und ein Demodulationsverfahren zum Demodulieren eines winkelcodierten Signales beschrieben, bei dem zum Verhindern solcher Verzerrungen aus den dem Demodulator zugeführten ZF-Signalen ein Steuersignal gebildet wird, das als Korrektursignat auf das demodulierte NF-Signal einwirkt. European patent 0 255 175 mentions the occurrence of these distortions and describes a demodulation method for demodulating an angle-coded signal in which, in order to prevent such distortions, a control signal is formed from the IF signals supplied to the demodulator, which control signal is used as a correction signal for the demodulated NF- Signal acts.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Rekonstruieren der infolge AC-Kopplung verlorenen DC-Nutzanteile in den ZF-Signalen vorzuschlagen, das unabhängig vom Demodulator arbeitet. It is the object of the present invention to propose a method for reconstructing the useful DC components in the IF signals which have been lost as a result of AC coupling and which works independently of the demodulator.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, zum Durchführen des Verfahrens geeignete Empfänger zu schaffen. Another task is to create suitable recipients for performing the method.

Die erste Aufgabe wird gemäss der im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 oder 2 aufgeführten Merkmale gelöst. Erfindungsgemässe Empfänger weisen Mittel zum Rekonstruieren der verlorenen DC-Nutzanteile auf, wie sie durch die Merkmale der Patentansprüche 3, 4 oder 5 gekennzeichnet sind. The first object is achieved according to the features listed in the characterizing part of claim 1 or 2. Receivers according to the invention have means for reconstructing the lost useful DC components, as characterized by the features of claims 3, 4 or 5.

Das in dieser Schrift offenbarte Verfahren sowie die offenbarten Ausführungsvarianten von Empfängern zum Durchführen des Verfahrens zeichnen sich allesamt dadurch aus, dass die einzelnen Verfahrensschritte in einem in sich geschlossenen Modul durchführbar sind, ohne dass irgendwelche Korrektur- oder Regelsignale auf andere Empfängerstufen, insbesondere den Demodulator oder den NF-Teil einwirken. The method disclosed in this document and the disclosed embodiment variants of receivers for performing the method are all characterized in that the individual method steps can be carried out in a self-contained module without any correction or control signals at other receiver stages, in particular the demodulator or act on the NF part.

Das Modul umfasst die genannten Rekonstruk-tionsmittel. Diese können einen programmgesteuerten, digitalen Signalprozessor aufweisen oder aus einzelnen analogen und/oder digitalen Funktionsstufen aufgebaut sein. The module includes the reconstruction means mentioned. These can have a program-controlled, digital signal processor or can be constructed from individual analog and / or digital function stages.

Weil das Modul unabhängig von anderen Empfängerstufen arbeitet, ist es vielseitig einsetzbar. Because the module works independently of other receiver levels, it is very versatile.

Amplitudenschwankungen des Eingangssignales (fading) wirken sich praktisch nicht aus, sofern die Schwankungen bei den beiden um 90° verschobenen ZF-Signalen gleich sind. Das Rekonstruktionsmodul eignet sich sowohl für Übertragungsstrecken über Funk als auch über Kabel. Fluctuations in amplitude of the input signal (fading) have practically no effect, provided the fluctuations are the same for the two IF signals shifted by 90 °. The reconstruction module is suitable for both radio and cable transmission links.

Anhand von Figuren wird die Erfindung im folgenden beispielsweise näher beschrieben. Es zeigen: The invention is described in more detail below using figures, for example. Show it:

Fig. 1 das Blockschaltbild eines Direct-Conver-sion-Empfängers, 1 shows the block diagram of a direct conversion receiver,

Fig. 2 ein Blockschaltbild der Mittel zum Rekon5 Fig. 2 is a block diagram of the means for Rekon5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

2 2nd

3 3rd

CH676 404A5 CH676 404A5

4 4th

struieren verlorener DC-Nutzanteile in den ZF-Si-gnalen, structure lost DC useful components in the ZF-Si signals,

Fig. 3 eine Koordinatendarstellung zum Erklären der Funktion der Rekonstruktionsmittel und 3 shows a coordinate representation for explaining the function of the reconstruction means and

Fig. 4 ein Blockschaltbild gemäss Fig. 2 mit erweiterten Rekonstruktionsmitteln. FIG. 4 shows a block diagram according to FIG. 2 with expanded reconstruction means.

Die Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild eines Direct-Conversion-Empfängers, bei dem das erfindungs-gemässe Verfahren zum Rekonstruieren der beispielsweise infolge AC-Kopplung im ZF-Teil verlorenen DC-Nutzanteile der ZF-Signale (l, Q) angewendet wird. Ein HF-Eingangssignal wird mit der Antenne 1 empfangen, in einem Eingangsfilter 2 gefiltert und in einem Vorverstärker 3 verstärkt. Ein Lokaloszillator 4 erzeugt ein Lokaloszillator-Signal, im folgenden LO-Signal genannt, das ungefähr die gleiche Frequenz aufweist, wie das von der Antenne 1 empfangene HF-Eingangssignal. Das LO-Signal wird zwei Mischstufen 6, 7 zugeführt, einer ersten Mischstufe 6 direkt und einer zweiten Mischstufe 7 über ein Phase-Schiebeglied 5. Die beiden Mischstufen 6, 7 erhalten ebenfalls je das vom Vorverstärker 3 verstärkte HF-Signal. Jede der Mischstufen 6, 7 erzeugt an ihrem Ausgang je ein ZF-Signal, das wegen der ungefähren Gleichheit der Frequenz des HF-Eingangssignales und des LO-Signaies im niederfrequenten Bereich liegt. Jedes der ZF-Signale wird in je einem Tiefpassfilter 8, 9 tiefpassgefiltert und in je einem ZF-Verstärker 10, 11 verstärkt. Am Ausgang des ersten ZF-Ver-stärkers 10 liegt ein ZF-Signal I an und am Ausgang des zweiten ZF- Verstärkers 11 liegt ein gegenüber dem Signal I um 90° phasenverschobenes ZF-Signal Q an. Die zwei ZF-Signale I, Q können, wie schon in der Beschreibungseinleitung dargelegt worden ist, in Direct-Conversion-Empfängern je eine Gleichspannungskomponente, nachfolgend DC-Nutzanteil genannt, enthalten. Infolge beispielsweise Hochpassfiltern oder AC-Kopplungen ist dieser DC-Nutzanteil zusammen mit DC-Offsetspannungen in jedem der ZF-Signale l,Q entfernt worden. Durch das Fehlen eines eventuell vorhanden gewesenen DC-Nutzanteiles enthalten die ZF-Signale I, Q Fehler, wodurch bei der Démodulation Verzerrungen entstehen. Die beiden mit Fehler behafteten ZF-Signale l und Q werden einem Mittel 12 zur Rekonstruktion verlorener DC-Nutzanteile zugeführt. Mit diesen Rekonstruktionsmitteln wird das erfin-dungsgemässe Verfahren an den beiden Signalen I und Q durchgeführt und die beiden korrigierten ZF-Signale Ik und Qk oder die beiden normierten korrigierten Signale In und Qn erzeugt, welche an einen Demodulator 13 zum Erzeugen des NF-Signales weitergeleitet werden. 1 shows the block diagram of a direct conversion receiver, in which the method according to the invention is used to reconstruct the useful DC components of the IF signals (I, Q) lost, for example, due to AC coupling in the IF part. An RF input signal is received with antenna 1, filtered in an input filter 2 and amplified in a preamplifier 3. A local oscillator 4 generates a local oscillator signal, hereinafter referred to as LO signal, which has approximately the same frequency as the RF input signal received by antenna 1. The LO signal is fed to two mixer stages 6, 7, a first mixer stage 6 directly and a second mixer stage 7 via a phase shift element 5. The two mixer stages 6, 7 also each receive the RF signal amplified by the preamplifier 3. Each of the mixing stages 6, 7 generates an IF signal at its output, which is in the low-frequency range because of the approximate equality of the frequency of the RF input signal and the LO signal. Each of the IF signals is low-pass filtered in a low-pass filter 8, 9 and amplified in a respective IF amplifier 10, 11. An IF signal I is present at the output of the first IF amplifier 10 and an IF signal Q which is 90 ° out of phase with the signal I is present at the output of the second IF amplifier 11. As already explained in the introduction to the description, the two IF signals I, Q can each contain a direct voltage component, hereinafter referred to as DC useful component, in direct conversion receivers. As a result of high-pass filters or AC couplings, for example, this useful DC component together with DC offset voltages in each of the IF signals 1, Q has been removed. Due to the lack of a possibly available DC useful component, the IF signals I, Q contain errors, which leads to distortions during demodulation. The two IF signals I and Q, which are subject to errors, are fed to a means 12 for the reconstruction of lost DC useful components. With these reconstruction means, the method according to the invention is carried out on the two signals I and Q and the two corrected IF signals Ik and Qk or the two normalized corrected signals In and Qn are generated, which are forwarded to a demodulator 13 for generating the LF signal will.

in der Fig. 2 ist das Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der Rekonstruktionsmittel 12 dargestellt, anhand dessen das erfindungsgemässe Verfahren zum Rekonstruieren der abgetrennten DC-Nutzanteile an den ZF-Signalen I und Q erklärt wird. Das Rekonstruktionsglied 12 besitzt zwei Eingänge, denen die ZF-Signale I und Q zugeführt werden und zwei Ausgänge, an denen die korrigierten ZF-Signale Ik und Qk mit je dem rekonstruierten FIG. 2 shows the block diagram of a first embodiment of the reconstruction means 12, on the basis of which the method according to the invention for reconstructing the separated DC useful components in the IF signals I and Q is explained. The reconstruction element 12 has two inputs to which the IF signals I and Q are fed and two outputs at which the corrected IF signals Ik and Qk are reconstructed with each

DC-Nutzanteil anliegen. Jedes der mit Fehler behafteten Signale I, Q wird.je einem Subtrahierer 20, 21 zugeführt, an welchem ebenfalls Korrektursignale Ei bzw. Eq anliegen und die Signale I, Q so beeinflussen, dass je am Ausgang der genannten Subtrahierer 20, 21 je ein korrigiertes ZF-Signäl Ik bzw. Qk vorhanden sind. Die Korrektursignale Ej, Eq können als Stellgrössen eines Regelkreises aufge-fasst werden, die, wie nachstehend beschrieben, Zustandekommen. Die korrigierten Ausgangssignale Ik, Qk werden einer ersten Stufe 22 zugeführt, in welcher von jedem der Signale das Quadrat gebildet wird, die beiden quadrierten Signale addiert werden und aus der Summe ein der Wurzel daraus entsprechendes, am Ausgang anliegendes weiteres Signal R gebildet wird. Das weitere Signal R wird anschliessend einem Hochpassfilter 23 zugeführt und als hochpassgefiltertes Signal EX mit je einem Multiplizierer 24, 25 verbunden. Im einen Multiplizierer 24 wird das korrigierte Signai Qk mit dem hochpassge-filterten Signal EX multipliziert und als Ausgangs-grösse EXq einer ersten Integrationsstufe 26 zugeführt. Das korrigierte Signal Ik wird im anderen Multiplizierer 25 mit dem hochpassgefilterten Signal EX multipliziert und als Grösse EXi einer zweiten Integrationsstufe 27 zugeführt. Das Ausgangssignal der ersten Integrationsstufe 26 ist das Korrektursignal Eq, das als Steilgrösse am einen Subtrahierer 20 anliegt und das Ausgangssignal der zweiten Integrationsstufe 27 ist das Korrektursignal Ei, das als Steilgrösse am anderen Subtrahierer 21 anliegt. DC useful part. Each of the signals I, Q, which has errors, is supplied to a subtractor 20, 21, to which correction signals Ei or Eq are also present and influence the signals I, Q in such a way that a corrected one is provided at the output of each of the subtractors 20, 21 mentioned IF signals Ik or Qk are present. The correction signals Ej, Eq can be interpreted as manipulated variables of a control loop, which come about as described below. The corrected output signals Ik, Qk are fed to a first stage 22, in which the square of each of the signals is formed, the two squared signals are added, and a further signal R, which corresponds to the root and is present at the output, is formed from the sum. The further signal R is then fed to a high-pass filter 23 and connected to a multiplier 24, 25 as a high-pass filtered signal EX. In a multiplier 24, the corrected signal Qk is multiplied by the high-pass filtered signal EX and supplied to a first integration stage 26 as the output variable EXq. The corrected signal Ik is multiplied in the other multiplier 25 by the high-pass filtered signal EX and fed as a variable EXi to a second integration stage 27. The output signal of the first integration stage 26 is the correction signal Eq, which is present as a steep variable at one subtractor 20 and the output signal of the second integration stage 27 is the correction signal Ei, which is present as a steep variable at the other subtractor 21.

In der Fig. 3 ist versucht worden, dass vorgängig beschriebene Verfahren in einer XY-Darstel-lung anschaulich zu zeigen. Zur besseren Verständlichkeit wird im folgenden angenommen, dass die Korrektursignale Ei, Eq von den Subtrahierstufen 20, 21 getrennt sind. Die zueinander 90° phasenverschobenen ZF-Signale spannen einen Vektor r auf. Rein sinusförmige bzw. kosinusförmige ZF-Signale I', Q' bilden einen Vektor f, der mit gleichmässiger Rotationsgeschwindigkeit um das Zentrum Z' des Koordinatensystemes rotiert. Weisen die ZF-Signale nach dem Mischen einen DC-Nutzanteil auf, so äussert sich das in der bildlichen Darstellung dadurch, dass die Rotationsgeschwindigkeit des Vektors f nicht mehr konstant ist. Beispielsweise durch eine AC-Kopplung werden Gleichspannungsanteile in den ZF-Signalen entfernt. Dies äussert sich in der bildlichen Darstellung als lineare Verschiebung A der Koordinatenachse I' zur Koordinatenachse Ik und als lineare Verschiebung B der Koordinatenachse Q' zur Koordinatenachse Qk. Der Schnittpunkt Z der beiden letztgenannten Koordinatenachsen ist das neue Zentrum, um das der infolge der Abtrennung der DC-Nutzanteile von den jetzt mit Fehlern behafteten ZF-Signalen I, Q aufgespannte Vektor r rotiert. Der Betrag R des Vektors r ändert dauernd. In der vorgenannten Stufe 22 wird nichts anderes getan, als dauernd der Betrag R dieses letztgenannten Vektors ausgerechnet. Genau geschieht dies nach dem Lehrsatz des Pythagoras, entsprechend der in den Figuren 2 und 4 in der Stufe 22 angegebenen In FIG. 3, attempts have been made to clearly show the previously described method in an XY representation. For better comprehensibility, it is assumed below that the correction signals Ei, Eq are separated from the subtracting stages 20, 21. The IF signals, which are 90 ° out of phase with each other, span a vector r. Purely sinusoidal or cosine-shaped IF signals I ', Q' form a vector f which rotates at a uniform rotational speed around the center Z 'of the coordinate system. If the IF signals have a useful DC component after mixing, this is shown in the illustration by the fact that the rotational speed of the vector f is no longer constant. For example, AC coupling removes DC components in the IF signals. This is expressed in the graphic representation as a linear displacement A of the coordinate axis I 'to the coordinate axis Ik and as a linear displacement B of the coordinate axis Q' to the coordinate axis Qk. The intersection Z of the latter two coordinate axes is the new center, around which the vector r rotates as a result of the separation of the DC useful components from the IF signals I, Q, which are now subject to errors. The amount R of the vector r changes continuously. In the aforementioned stage 22, nothing else is done other than continuously calculating the amount R of this latter vector. Exactly this happens according to the Pythagorean theorem, corresponding to that indicated in Figures 22 and 22 at level 22

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

5 5

CH676 404 A5 CH676 404 A5

6 6

Formel. Im Falle, dass die Rekonstruktionsmittel 12 einen programmgesteuerten, digitalen Signalprozessor umfassen, wird das Wurzelziehen etwas aufwendig. Entsprechende Näherungsformeln zum Bilden des Betrages des Kreisradius, beispielsweise Formula. In the event that the reconstruction means 12 comprise a program-controlled, digital signal processor, the root extraction becomes somewhat complex. Appropriate approximation formulas for forming the amount of the circle radius, for example

R= HyMQyU max CllKl,tQrt) R = HyMQyU max CllKl, tQrt)

werden deshalb angewandt. Die oben angegebene Formel besagt, dass dauernd die Momentanwerte der Beträge des Ik und Ck-Signales plus der grössere der momentanen Beträge der beiden Signale addiert und die Summe halbiert wird. Der dabei entstehende kleine Fehler beeinträchtigt die Rekonstruktion nicht merklich. Wie bereits gesagt, ändert der Betrag R des Vektors r dauernd, sobald der Ursprung des Koordinatensystems verschoben ist. Diese Radiusänderung wird als Kriterium für die Grösse der Verschiebung verwendet. Um aus dem Signal R ein Signal für die Änderung von R zu erhalten, wird letzteres einem Hochpassfillter 23 zugeführt, das den konstanten Teil vom Signal R abtrennt und das hochpassgefilterte Signal EX bildet. Wird dieses letztere Signal mit Ik bzw. Qk multipliziert und je das Produkt in den Integrationsstufen 26 und 27 integriert, entstehen die zwei Regelsignale E| bzw. Eq, die das Zentrum Z in Richtung ursprüngliches Zentrum Z' verschieben. are therefore used. The formula given above means that the instantaneous values of the amounts of the Ik and Ck signals plus the larger of the instantaneous amounts of the two signals are continuously added and the sum is halved. The small error that arises does not noticeably affect the reconstruction. As already said, the amount R of the vector r changes continuously as soon as the origin of the coordinate system is shifted. This change in radius is used as a criterion for the size of the displacement. In order to obtain a signal for the change of R from the signal R, the latter is fed to a high pass filter 23, which separates the constant part from the signal R and forms the high pass filtered signal EX. If this latter signal is multiplied by Ik or Qk and the product is integrated in the integration stages 26 and 27, the two control signals E | or Eq, which shift the center Z towards the original center Z '.

Die Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild mit gegenüber der Fig. 2 erweiterten Rekonstruktionsmitteln. Damit die Regelschaltung weitgehend unabhängig vom Eingangspegel Immer richtig funktioniert, d.h. zum Vergrössern des Dynamikbereiches, werden in diesem Ausführungsbeispiel die korrigierten Signale Ik, Qk normiert indem jedes dieser Signale durch den Mittelwert R des weiteren Signales R in je einer Dividierstufe 30, 31 dividiert wird. Am Ausgang jeder der genannten Dividierstufen 30, 31 stehen die normierten, korrigierten Signale In bzw. Qn an. Der Mittelwert R des weiteren Signales R wird dadurch erhalten, dass letzteres in einem Tiefpassfilter 28 gefiltert wird. Das weitere Signal R und das tief- FIG. 4 shows a block diagram with reconstruction means expanded compared to FIG. 2. So that the control circuit always functions correctly, regardless of the input level, i.e. To increase the dynamic range, the corrected signals Ik, Qk are normalized in this exemplary embodiment by dividing each of these signals by the mean value R of the further signal R in a respective divider stage 30, 31. The normalized, corrected signals In and Qn are present at the output of each of the dividing stages 30, 31 mentioned. The mean value R of the further signal R is obtained by filtering the latter in a low-pass filter 28. The further signal R and the low

passgefilterte Signal R werden einem Subtrahierer 29 zugeführt, welcher an seinem Ausgang ein normiertes Signal EX zur Verfügung stellt. Das Tiefpassfilter 28 und der Subtrahierer 29 bilden zusammen ein Hochpassfilter, so dass das soeben genannte Signal EX im Prinzip dem in der Fig. 2 genannten hochpassgefilterten Signal EX entspricht. pass-filtered signals R are fed to a subtractor 29, which provides a standardized signal EX at its output. The low-pass filter 28 and the subtractor 29 together form a high-pass filter, so that the signal EX just mentioned corresponds in principle to the high-pass filtered signal EX mentioned in FIG. 2.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist in unterschiedlich konzipierten Empfängern durchführbar. Eine erste bevorzugte Ausführungsform sieht einen Empfänger der eingangs beschriebenen Art vor, bei dem die Rekonstruktionsmittel 12 einen programmgesteuerten, digitalen Signalprozessor zur Durchführung der genannten Verfahrensschritte umfassen. In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, das Rekonstruktionsverfahren im gleichen programmgesteuerten digitalen Signalprozessor, der bereits als Demodulator eingesetzt ist, durchzuführen. In einer dritten bevorzugten Ausführungsvariante werden die einzelnen Verfahrensschritte zum Rekonstruieren der DC-Nutzanteile in den ZF-Signalen in aus diskreten und/oder integrierten Bauelementen gebildeten, analogen und/oder digitalen Funktionsstufen durchgeführt. The method according to the invention can be carried out in differently designed receivers. A first preferred embodiment provides a receiver of the type described in the introduction, in which the reconstruction means 12 comprise a program-controlled, digital signal processor for carrying out the method steps mentioned. A second preferred embodiment provides for the reconstruction method to be carried out in the same program-controlled digital signal processor that has already been used as a demodulator. In a third preferred embodiment variant, the individual method steps for reconstructing the useful DC components in the IF signals are carried out in analog and / or digital function stages formed from discrete and / or integrated components.

Claims (1)

Patentansprüche Claims 1. Verfahren zum Rekonstruieren verlorener DG-Nutzanteile an ZF-Signalen in einem Direct-Con-version-Empfänger, in dem ein empfangenes winkel-moduliertes HF-Signal mit je einem in einem Lokatos-zillator (4) erzeugten LO-Signal in zwei Mischstufen (6, 7) gemischt wird und zwei in ihrer Phase um 90° verschobene ZF-Signale gebildet werden, wobei jedes der ZF-Signale einen DC-Nutzanteil enthalten kann, welcher je In einem AC-gekoppelten ZF-Teil (8, 9,10, 11) abgetrennt wird, wodurch mit Fehlern behaftete ZF-Signale (l, Q) entstehen, dadurch gekennzeichnet, dass a) jedem der mit Fehlem behafteten ZF-Signale (I, Q) je ein Korrektursignal (Et, Eq) zugeführt und je ein korrigiertes Signal (Ik, Qk) erzeugt wird,1. A method for the reconstruction of lost DG useful components of IF signals in a Direct Con version receiver, in which a received angle-modulated RF signal with one LO signal generated in a Lokatos-zillator (4) in two Mixing stages (6, 7) are mixed and two IF signals shifted in phase by 90 ° are formed, whereby each of the IF signals can contain a DC useful component, each of which is in an AC-coupled IF part (8, 9 , 10, 11) is separated, which results in IF signals (I, Q) which have errors, characterized in that a) each of the IF signals (I, Q) which has errors is supplied with a correction signal (Et, Eq) and a corrected signal (Ik, Qk) is generated, b) jedes der korrigierten Signale (Ik, Qk) quadriert wird, die Signalquadrate addiert und aus der Summe ein der Wurzel daraus entsprechendes weiteres Signal (R) gebildet wird oder dass das weitere Signal (R) mit einer Annäherung an die obgenannten Schritte bestimmt wird,b) each of the corrected signals (Ik, Qk) is squared, the signal squares are added and a further signal (R) corresponding to the root is formed from the sum, or the further signal (R) is determined by approximating the above steps , c) das weitere Signal (R) hochpassgefiltert wird und das hochpassgefilterte Signal (EX) mit jedem der korrigierten Signale (Ik, Qk) multipliziert wird und d) je das Produktsignal (EXi, EXq) zum Bilden der beiden Korrektursignale (Ei, Eq) integriert wird,c) the further signal (R) is high-pass filtered and the high-pass filtered signal (EX) is multiplied by each of the corrected signals (Ik, Qk) and d) the product signal (EXi, EXq) for forming the two correction signals (Ei, Eq) is integrated, 2. Verfahren zum Rekonstruieren verlorener DC-Nutzanteile an ZF-Signalen in einem Direct-Conversion-Empfänger in dem ein empfangenes winkelmoduliertes HF-Signal mit je einem in einem Lc-kaloszillator (4) erzeugten LO-Signal in zwei Mischstufen (6, 7) gemischt wird und zwei in ihrer Phase um 90° verschobene ZF-Signale gebildet werden, wobei jedes der ZF-Signale einen DC-Nutzanteil enthalten kann, welcher je in einem AC-gekoppelten ZF-Teil (8, 9, 10, 11) abgetrennt wird, wodurch mit Fehlern behaftete ZF-Signale (I, Q) entstehen, dadurch gekennzeichnet, dass a') jedem der mit Fehlern behafteten ZF-Signale (I, Q) je ein Korrektursignal (Et, Eq) zugeführt und je ein korrigiertes Signal (Ik, Qk) erzeugt wird,2. A method for reconstructing lost DC useful components of IF signals in a direct conversion receiver in which a received angle-modulated RF signal, each with an LO signal generated in an LC oscillator (4), in two mixing stages (6, 7 ) is mixed and two IF signals shifted in phase by 90 ° are formed, each of the IF signals can contain a DC useful component, each of which is in an AC-coupled IF part (8, 9, 10, 11) is separated, resulting in IF signals with errors (I, Q), characterized in that a ') each of the IF signals with errors (I, Q) is supplied with a correction signal (Et, Eq) and a corrected one Signal (Ik, Qk) is generated, b') jedes der korrigierten Signale (Ik, Qk) quadriert wird, die Signalquadrate addiert und aus der Summe ein der Wurzel daraus entsprechendes weiteres Signal (R) gebildet wird oder dass das weitere Signal (R) mit einer Annäherung an die obgenannten Schritte bestimmt wird,b ') each of the corrected signals (Ik, Qk) is squared, the signal squares are added and a further signal (R) corresponding to the root is formed from the sum or the further signal (R) is determined by approximating the above steps becomes, C) das weitere Signal (R) tiefpassgefiltert wird, d') jedes der korrigierten Signale (Ik, Qk) durch das tiefpassgefilferte Signal (R') zum Bilden je eines normierten korrigierten Signales (In, Qn) dividiert wird,C) the further signal (R) is low-pass filtered, d ') each of the corrected signals (Ik, Qk) is divided by the low-pass filtered signal (R') to form a standardized corrected signal (In, Qn), 55 1010th 1515 2020th 2525th 3030th 3535 4040 4545 5050 5555 6060 6565 44th 77 CH676 404A5CH676 404A5 e') das weitere Signal (R) hochpassgefiltert wird, das hochpassgefilterte Signal (EX) mit jedem der normierten korrigierten Signale (In, Qn) multipliziert wird und f) je das Produktsignal (EXi, EXq) zum Bilden der beiden Korrektursignale (Et, Eq) integriert wird.e ') the further signal (R) is high-pass filtered, the high-pass filtered signal (EX) is multiplied by each of the standardized corrected signals (In, Qn) and f) each the product signal (EXi, EXq) to form the two correction signals (Et, Eq) is integrated. 3. Empfänger zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit einem HF-Teil (1, 2, 3), einem Lokaloszillator (4), zwei Mischstufen (6, 7), einem ZF-Teil (8,9,10,11) mit zwei Kanälen zum Filtern und Verstärken der in den Mischstufen (6, 7) erzeugten ZF-Signale und einem Demodulator (13), wobei die nach dem ZF-Teil (8, 9, 10, 11) vorhandenen ZF-Signale (I, Q) infolge des durch AC-Kopplung abgetrennten DC-Nutzanteiles mit Fehlern behaftet sind, dadurch gekennzeichnet, dass Rekonstruktionsmittel (12) in der Form eines programmgesteuerten digitalen Signalprozessors zum Durchführen der einzelnen Verfahrensschritte (a, b, c, d) oder (a', b', d', e', f) zum Erzeugen korrigierter ZF-Signale (Ik, Qk) oder normierter korrigierter ZF-Signale (In, Qn) vorhanden sind.3. Receiver for performing the method according to claim 1 or 2 with an RF part (1, 2, 3), a local oscillator (4), two mixing stages (6, 7), an IF part (8,9,10, 11) with two channels for filtering and amplifying the IF signals generated in the mixing stages (6, 7) and a demodulator (13), the IF signals (8, 9, 10, 11) present after the IF part (8, 9, 10, 11) I, Q) are subject to errors as a result of the DC useful component separated by AC coupling, characterized in that reconstruction means (12) in the form of a program-controlled digital signal processor for carrying out the individual method steps (a, b, c, d) or ( a ', b', d ', e', f) for generating corrected IF signals (Ik, Qk) or standardized corrected IF signals (In, Qn) are present. 4. Empfänger zum Durchführen der Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 mit einem HF-Teil (1, 2, 3), einem Lokaloszillator (4), zwei Mischstufen (6, 7), einem ZF-Teil (8,9,10,11) mit zwei Kanälen zum Filtern und Verstärken der in den Mischstufen erzeugten ZF-Signale und einem Demodulator (13), wobei die nach dem ZF-Teil (8,9,10,11) vorhandenen ZF-Signale (I, Q) infolge des durch AC-Kopplung abgetrennten DC-Nutzanteiles mit Fehlern behaftet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Demodulator (13) als programmgesteuerter digitaler Signalprozessor ausgeführt ist und ebenfalls zum Durchführen der einzelnen Verfahrensschritte (a, b, c, d) oder (a', b', c', d', e', f) zum Erzeugen korrigierter ZF-Signale (Ik, Qk) oder normierter korrigierter ZF-Signale (In, Qn) bestimmt ist.4. Receiver for performing the method according to claim 1 or 2 with an RF part (1, 2, 3), a local oscillator (4), two mixing stages (6, 7), an IF part (8,9,10, 11) with two channels for filtering and amplifying the IF signals generated in the mixing stages and a demodulator (13), the IF signals (I, Q) present after the IF part (8, 9, 10, 11) as a result of the DC useful component separated by AC coupling are subject to errors, characterized in that the demodulator (13) is designed as a program-controlled digital signal processor and also for performing the individual method steps (a, b, c, d) or (a ', b ', c', d ', e', f) is intended for generating corrected IF signals (Ik, Qk) or normalized corrected IF signals (In, Qn). 5. Empfänger zum Durchführen der Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 mit einem HF-Teil (1, 2, 3), einem Lokaloszillator (4), zwei Mischstufen (6, 7), einem ZF-Teil (8,9,10,11) mit zwei Kanälen zum Filtern und Verstärken der in den Mischstufen erzeugten ZF-Signale und einem Demodulator (13), wobei die nach dem ZF-Teil vorhandenen ZF-Signale (l, Q) infolge des durch AC-Kopplung abgetrennten DC-Nutzanteiles mit Fehlern behaftet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Rekonstruktionsmittel (12) zum Durchführen der einzelnen Verfahrensschritte (a, b, c, d) oder (a'r b', c', d', e', f) zum Bilden korrigierter ZF-Signale (Ik, Qk) oder normierter korrigierter ZF-Signale (In, Qn) aus diskreten und/oder integrierten Bauelementen gebildete analoge und/oder digitale Funktionsstufen (20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27) oder (20, 21, 22, 24, 25, 26,27,28,29,30, 31) umfassen.5. Receiver for performing the method according to claim 1 or 2 with an RF part (1, 2, 3), a local oscillator (4), two mixing stages (6, 7), an IF part (8,9,10, 11) with two channels for filtering and amplifying the IF signals generated in the mixing stages and a demodulator (13), the IF signals (I, Q) present after the IF part as a result of the DC useful component separated by AC coupling are characterized by errors, characterized in that the reconstruction means (12) for performing the individual method steps (a, b, c, d) or (a'r b ', c', d ', e', f) corrected to form IF signals (Ik, Qk) or standardized corrected IF signals (In, Qn) analog and / or digital function stages (20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27) formed from discrete and / or integrated components or (20, 21, 22, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31). 55 1010th 1515 2020th 2525th 3030th 3535 4040 4545 5050 5555 6060 6565 55
CH432088A 1988-11-22 1988-11-22 CH676404A5 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH432088A CH676404A5 (en) 1988-11-22 1988-11-22
DE19893938643 DE3938643C2 (en) 1988-11-22 1989-11-21 Method for reconstructing separated direct-current useful components of IF signals in a direct conversion receiver and receiver for carrying out the method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH432088A CH676404A5 (en) 1988-11-22 1988-11-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH676404A5 true CH676404A5 (en) 1991-01-15

Family

ID=4273885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH432088A CH676404A5 (en) 1988-11-22 1988-11-22

Country Status (2)

Country Link
CH (1) CH676404A5 (en)
DE (1) DE3938643C2 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5212826A (en) * 1990-12-20 1993-05-18 Motorola, Inc. Apparatus and method of dc offset correction for a receiver
US5249203A (en) * 1991-02-25 1993-09-28 Rockwell International Corporation Phase and gain error control system for use in an i/q direct conversion receiver
DE4238543C1 (en) * 1992-11-14 1994-05-05 Hagenuk Telecom Gmbh Correcting phase and amplitude error for direct conversion receiver - achieving amplitude correction of in=phase or quadrature signal and amplitude correction of obtained sum or difference value
DE4238542C1 (en) * 1992-11-14 1994-06-09 Hagenuk Telecom Gmbh Method and device for correcting DC voltage error signals in direct-mixing receiving devices
DE4409474A1 (en) * 1993-09-11 1995-03-16 Blaupunkt Werke Gmbh Amplitude demodulator
DE4430679C1 (en) * 1994-08-29 1995-12-21 Dataradio Eng & Consult Method and device for equalizing signal pairs
GB2323502B (en) 1997-03-18 2002-03-27 Ericsson Telefon Ab L M Radio receiver

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE419581B (en) * 1980-09-12 1981-08-10 Ericsson Telefon Ab L M DEVICE IN A RADAR SYSTEM FOR CORRECTION OF PHASE AND AMPLIT ERRORS WHICH APPEAR IN THE SQUARE DETECTOR
US4475088A (en) * 1981-06-04 1984-10-02 Westinghouse Electric Corp. Gain imbalance corrected quadrature phase detector
GB2106734B (en) * 1981-09-15 1986-01-15 Standard Telephones Cables Ltd Radio receiver
DE3346725A1 (en) * 1983-12-23 1985-07-04 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Compensation circuit for a data modulator
GB2166324A (en) * 1984-10-25 1986-04-30 Stc Plc A multi-mode radio transceiver
GB2175473A (en) * 1985-05-17 1986-11-26 Philips Electronic Associated D.c. block capacitor circuit
US4712563A (en) * 1986-05-28 1987-12-15 Baxter Travenol Laboratories, Inc. Method of and apparatus for determining the diastolic and systolic blood pressure of a patient
GB2193405A (en) * 1986-08-01 1988-02-03 Philips Electronic Associated Demodulating an angle-modulated signal

Also Published As

Publication number Publication date
DE3938643C2 (en) 1999-03-25
DE3938643A1 (en) 1990-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0062872B1 (en) Receiving system
EP0080014A2 (en) Digital demodulator for frequency-modulated signals
DE2820943A1 (en) DEMODULATOR
DE69838216T2 (en) data converters
EP0210292A1 (en) Frequency demodulation circuit with zero-crossing counter
DE2656924C3 (en) Phase discriminator in a receiver of a data transmission system
CH675802A5 (en)
EP0783794B1 (en) Method for Amplitude Demodulation
DE1616439B1 (en) Method and circuit arrangements for signal conversion
DE3446268C2 (en)
DE3743731A1 (en) Method and circuit arrangement for controlling the phase angle between a generated code and a received code contained in a received spread-spectrum signal
CH676404A5 (en)
CH676405A5 (en)
DE4210069A1 (en) Amplitude-modulated radio transmitter for various types of modulation, especially DSB, SSB and ISB
DE102015100794A1 (en) System and method for a mixer
DE69931699T2 (en) 90 degree Pasenschieber and mixer with elimination of the image frequency
EP0602394B1 (en) Method and device for the correction of phase and amplitude errors for direct conversion receiving devices
DE2912756A1 (en) CIRCUIT FOR A RADIO RECEPTION SYSTEM
DE3733967C2 (en)
DE2033017C3 (en)
EP0161325A1 (en) Digital frequency discriminator demodulating a digital signal
WO2008037539A1 (en) Radio receiver
EP1192709B1 (en) Device and method for demodulating frequency-modulated signals
DE3718103C2 (en)
DE69233486T2 (en) PSK demodulator with frequency multiplication for phase and frequency correction

Legal Events

Date Code Title Description
PL Patent ceased