DE102020006742A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Datenübertragung - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Datenübertragung Download PDF

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Mauricio Bucerius
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Datenübertragung, umfassend einen Sender (10) zur Erzeugung eines frequenzmodulierten Ausgangssignals (S5). Der Sender (10) weist eine Phasenregelschleife (30) zur Regelung einer Ausgangsfrequenz des Ausgangssignals (S5) auf eine Trägerfrequenz und eine Koppelschaltung (20) zur Einkopplung eines Datenstroms (S1) in die Phasenregelschleife (30) auf, wobei das mit dem eingekoppelten Datenstrom (S1) frequenzmodulierte Ausgangssignal (S5) eine zeitliche veränderliche Ausgangsfrequenz aufweist, und wobei die Koppelschaltung (20) eine Kompensationseinheit (22) umfasst, welche ein Kompensationssignal (S2) in die Phasenregelschleife (30) einkoppelt, welches eine von der Phasenregelschleife (30) durchgeführte Regelung der Ausgangsfrequenz auf die Trägerfrequenz zumindest annähernd kompensiert. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Datenübertragung mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Datenübertragung, die einen Sender zur Erzeugung eines frequenzmodulierten Ausgangssignals umfasst. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Datenübertragung mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • Zur Übertragung von Daten ist aus dem Stand der Technik die Frequenzmodulation bekannt. Dabei handelt es sich um ein Modulationsverfahren, bei dem eine Trägerfrequenz durch ein zu übertragendes Signal verändert wird. Die Frequenzmodulation ermöglicht gegenüber anderen Modulationsverfahren, beispielsweise der Amplitudenmodulation, einen höheren Dynamikumfang des Informationssignals. Weiterhin ist die Frequenzmodulation weniger anfällig gegenüber Störungen.
  • Aus dem Dokument „A 10 Mb/s Hybrid Two-Point Modulator with Front-End Phase Selection and Dual-Path DCO Modulation" ist ein Modulator zur Erzeugung eines Ausgangssignals bekannt. Der Modulator weist eine Phasenregelschleife, welche auch als „Phase-Locked Loop“ (PLL) bezeichnet wird, mit einem spannungsgesteuerten Oszillator welcher auch als „Voltage Controlled Oszillator“ (VCO) bezeichnet wird, auf.
  • Das Dokument „A low Power Transmitter for Phase-Shift Keying Modulation Schemes", 2006 IEEE, offenbart ein Modulationssystem zur Erzeugung eines Ausgangssignals. Das Modulationssystem weist ebenfalls eine Phasenregelschleife mit einem spannungsgesteuerten Oszillator auf.
  • Aus der Druckschrift EP 1 318 598 A1 ist ein Phasenregelkreis mit einem Nachlaufoszillator bekannt. Ein Ausgangssignal des Nachlaufoszillators wird dabei mit einem Referenzsignal verglichen. Einem Schleifenfilter wird von einer Kompensationseinheit ein Kompensationssignal zugeführt, wodurch Signalverschiebungen kompensierbar sind.
  • Aus der Druckschrift EP 0 961 412 A1 ist ein Frequenzgenerator bekannt, der einen spannungsgesteuerten Oszillator und eine Phasenregelschleife aufweist.
  • Aus der Druckschrift US 5,920 , 556 ist ein Verfahren zur Frequenzsynthese bekannt. Dabei wird ein kompensiertes Fehlersignal erzeugt und einem spannungsgesteuerten Oszillator zugeführt.
  • Um am Ausgang eines spannungsgesteuerten Oszillators in einer Phasenregelschleife ein moduliertes Ausgangssignal zu erhalten, welches zur Datenübertragung genutzt werden kann, wird der Eingang des spannungsgesteuerten Oszillators mit einem Steuersignal beaufschlagt. Das Steuersignal umfasst einen Gleichanteil, der von einem Offset überlagert wird. Der Offset hängt von dem Bitmuster eines zu übertragenen Datenstroms ab. Dauert der Offset durch das Bitmuster an, sodass das Ausgangssignal eine veränderte, insbesondere erhöhte, Ausgangsfrequenz im Vergleich zu der Trägerfrequenz aufweist, so regelt die Phasenregelschleife mit der Zeit auf die ursprüngliche Trägerfrequenz zurück. In diesem Fall ist für einen Empfänger des Ausgangssignals als Gegenstelle der Kommunikation keine korrekte Demodulation des Ausgangssignals möglich.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Datenübertragung mittels Frequenzmodulation weiterzubilden. Dabei soll insbesondere eine Datenübertragung mit einer verhältnismäßig hohen Bandbreite ermöglicht sein, wobei eine erforderliche Abweichung der Ausgangsfrequenz des Ausgangssignals von der Trägerfrequenz während der Datenübertragung erhalten bleibt.
  • Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Datenübertragung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zur Datenübertragung mit den in Anspruch 7 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Datenübertragung umfasst einen Sender zur Erzeugung eines frequenzmodulierten Ausgangssignals. Das frequenzmodulierte Ausgangssignal weist insbesondere eine zeitliche Folge von Signalabschnitten auf, welche jeweils eine zumindest annähernd konstante Signalfrequenz aufweisen. Dabei ist mindestens eine Signalfrequenz von einer Trägerfrequenz verschieden.
  • Erfindungsgemäß weist der Sender eine Phasenregelschleife zur Regelung einer Ausgangsfrequenz des Ausgangssignals auf eine Trägerfrequenz auf. Ebenso weist der Sender eine Koppelschaltung zur Einkopplung eines Datenstroms in die Phasenregelschleife auf. Dabei weist das mit dem eingekoppelten Datenstrom frequenzmodulierte Ausgangssignal eine zeitliche veränderliche Ausgangsfrequenz auf. Die Koppelschaltung umfasst dabei eine Kompensationseinheit, welche ein Kompensationssignal in die Phasenregelschleife einkoppelt. Das Kompensationssignal kompensiert dabei eine von der Phasenregelschleife durchgeführte Regelung der Ausgangsfrequenz auf die Trägerfrequenz zumindest annähernd.
  • Die Ausgangsfrequenz des von dem Sender erzeugten Ausgangssignals ist dabei in Abhängigkeit von dem eingekoppelten Datenstrom auf eine Mehrzahl von Signalfrequenzen einstellbar, wobei mindestens eine Signalfrequenz von der Trägerfrequenz verschieden ist. Ein solches Modulationsverfahren mit genau zwei Signalfrequenzen wird auch als „Frequency Shift Keying“ (FSK) bezeichnet. Ein solches Modulationsverfahren mit mehr als zwei Signalfrequenzen wird auch als „Multi Frequency Shift Keying“ (MFSK) bezeichnet. Durch die Einkopplung des Kompensationssignals wird ein Driften der auf eine Signalfrequenz eingestellten Ausgangsfrequenz zu der Trägerfrequenz hin vorteilhaft verhindert. Die erforderliche Abweichung der Ausgangsfrequenz von der Trägerfrequenz bleibt daher während der Datenübertragung erhalten.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Koppelschaltung des Senders eine Additionsstelle zur Addition des einzukoppelnden Datenstroms und des Kompensationssignals zu einem Korrektursignal auf. Die Koppelschaltung koppelt dabei das Korrektursignal in die Phasenregelschleife ein. Somit ist nur die Einkopplung eines Signals, nämlich des Korrektursignals, in die Phasenregelschleife erforderlich. Eine solche Additionsstelle ist dabei schaltungstechnisch verhältnismäßig einfach realisierbar.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Phasenregelschleife einen spannungsgesteuerten Oszillator zur Erzeugung des Ausgangssignals, einen Regler zur Erzeugung eines Stellsignals und eine Summationsstelle zur Summation des Stellsignals und eines Korrektursignals zu einem Steuersignal auf. Das Steuersignal liegt dabei an dem Oszillator an. Die Ausgangsfrequenz des Ausgangssignals ist zumindest annähernd proportional zu einer Spannung des Steuersignals. Das Korrektursignal wird dabei insbesondere von der Koppelschaltung in die Phasenregelschleife eingekoppelt.
  • Die Phasenregelschleife des Senders ist beispielsweise als Radarsender zur Durchführung einer Radarmessung ausgebildet. Somit ist ein vorhandener Radarsender zur Datenübertragung mittels Frequenzmodulation nutzbar. Eine zusätzliche separate Schaltung zur Erzeugung des frequenzmodulierten Ausgangssignals ist somit nicht erforderlich. Es sind verhältnismäßig schnelle Wechsel der Ausgangsfrequenz von einer Signalfrequenz zu einer anderen Signalfrequenz möglich. Die in der Phasenregelschleife durchgeführte Regelung der Ausgangsfrequenz zu der Trägerfrequenz hin ist verhältnismäßig langsam, insbesondere, wenn der Regler der Phasenregelschleife ein PT1-Verhalten oder ein PT2-Verhalten aufweist. Diese verhältnismäßig langsame Regelung in der Phasenregelschleife wird durch das von der Kompensationseinheit erzeugte Kompensationssignal, zumindest annähernd, kompensiert.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Kompensationseinheit einen Kompensationseingang auf, an welchem ein Stellsignal anliegt. Das Stellsignal wird dabei insbesondere von dem Regler der Phasenregelschleife erzeugt. Die Kompensationseinheit weist ferner vorteilhaft einen Kompensationsausgang zur Erzeugung des Kompensationssignals auf.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Koppelschaltung eine Schalteinheit auf, mittels welcher die Koppelschaltung in einen Datenübertragungsmodus und in einen Radarmodus schaltbar ist. In dem Datenübertragungsmodus erfolgt eine Einkopplung des Datenstroms und des Kompensationssignals in die Phasenregelschleife. In dem Radarmodus unterbleibt eine Einkopplung des Datenstroms und des Kompensationssignals in die Phasenregelschleife. Wenn die Phasenregelschleife des Senders ein Radarsender ist, so ist der Sender beispielsweise abwechselnd zur Datenübertragung und zur Durchführung einer Radarmessung einsetzbar.
  • Gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Datenübertragung mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Datenübertragung wird von dem Sender ein frequenzmoduliertes Ausgangssignal erzeugt. Von der Koppelschaltung wird ein Datenstrom in die Phasenregelschleife eingekoppelt, so dass das mit dem eingekoppelten Datenstrom frequenzmodulierte Ausgangssignal eine zeitliche veränderliche Ausgangsfrequenz aufweist. Von der Kompensationseinheit wird ein Kompensationssignal in die Phasenregelschleife eingekoppelt, durch welches eine von der Phasenregelschleife durchgeführte Regelung der Ausgangsfrequenz auf die Trägerfrequenz zumindest annähernd kompensiert wird.
  • Die Ausgangsfrequenz des von dem Sender erzeugten Ausgangssignals wird dabei in Abhängigkeit von dem eingekoppelten Datenstrom auf eine Mehrzahl von Signalfrequenzen eingestellt, wobei mindestens eine Signalfrequenz von der Trägerfrequenz verschieden ist.
  • Durch die Einkopplung des Kompensationssignals wird ein Driften der auf eine Signalfrequenz eingestellten Ausgangsfrequenz zu der Trägerfrequenz hin vorteilhaft verhindert. Die erforderliche Abweichung der Ausgangsfrequenz von der Trägerfrequenz bleibt daher während der Datenübertragung erhalten.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden an einer Additionsstelle der Koppelschaltung der Datenstrom und das Kompensationssignal zu einem Korrektursignal addiert. Dabei wird das Korrektursignal von der Koppelschaltung in die Phasenregelschleife einkoppelt. Es wird somit nur ein Signal, nämlich das Korrektursignal, in die Phasenregelschleife eingekoppelt. Eine solche Addition von Signale an einer Additionsstelle ist schaltungstechnisch verhältnismäßig einfach realisierbar.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das Ausgangssignal vom einem spannungsgesteuerten Oszillator der Phasenregelschleife erzeugt. Ferner wird von einem Regler der Phasenregelschleife ein Stellsignal erzeugt. An einer Summationsstelle der Phasenregelschleife werden das Stellsignal und ein Korrektursignal zu einem Steuersignal summiert. Das Steuersignal wird an den Oszillator angelegt. Dabei ist die Ausgangsfrequenz des Ausgangssignals zumindest annähernd proportional zu einer Spannung des Steuersignals. Das Korrektursignal wird dabei insbesondere von der Koppelschaltung in die Phasenregelschleife eingekoppelt.
  • Die Phasenregelschleife des Senders ist beispielsweise als Radarsender zur Durchführung einer Radarmessung ausgebildet. Somit wird ein vorhandener Radarsender zur Datenübertragung mittels Frequenzmodulation genutzt. Eine zusätzliche separate Schaltung zur Erzeugung des frequenzmodulierten Ausgangssignals ist somit nicht erforderlich. Es sind verhältnismäßig schnelle Wechsel der Ausgangsfrequenz von einer Signalfrequenz zu einer anderen Signalfrequenz möglich. Die in der Phasenregelschleife durchgeführte Regelung der Ausgangsfrequenz zu der Trägerfrequenz hin ist verhältnismäßig langsam, insbesondere, wenn der Regler der Phasenregelschleife ein PT1-Verhalten oder ein PT2-Verhalten aufweist. Diese verhältnismäßig langsame Regelung in der Phasenregelschleife wird durch das von der Kompensationseinheit erzeugte Kompensationssignal, zumindest annähernd, kompensiert.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird an einen Kompensationseingang der Kompensationseinheit ein Stellsignal angelegt. Das Stellsignal wird dabei insbesondere von dem Regler der Phasenregelschleife erzeugt. Ferner wird von einem Kompensationsausgang der Kompensationseinheit das Kompensationssignal erzeugt.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Koppelschaltung mittels einer Schalteinheit in einer zeitlichen Abfolge in einem Datenübertragungsmodus und in einem Radarmodus geschaltet. In dem Datenübertragungsmodus erfolgt eine Einkopplung des Datenstroms und des Kompensationssignals in die Phasenregelschleife. In dem Radarmodus unterbleibt eine Einkopplung des Datenstroms und des Kompensationssignals in die Phasenregelschleife. Wenn die Phasenregelschleife des Senders ein Radarsender ist, so wird der Sender beispielsweise abwechselnd zur Datenübertragung und zur Durchführung einer Radarmessung eingesetzt.
  • Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
  • Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert. Die Erfindung ist nicht auf die in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Abbildungen stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar. Es zeigen:
    • 1: eine schematische Darstellung eines Senders,
    • 2: einen zeitlichen Verlauf eines Datenstroms,
    • 3: einen zeitlichen Verlauf eines Kompensationssignals,
    • 4: einen zeitlichen Verlauf eines Korrektursignals,
    • 5: einen zeitlichen Verlauf eines Stellsignals,
    • 6: einen zeitlichen Verlauf eines Steuersignals,
    • 7: einen zeitlichen Verlauf eines Steuersignals ohne Kompensation,
    • 8: einen zeitlichen Verlauf einer Ausgangsfrequenz eines Ausgangssignals und
    • 9: einen zeitlichen Verlauf einer Ausgangsfrequenz eines Ausgangssignals ohne Kompensation.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Senders 10 einer Vorrichtung zur Datenübertragung. Der Sender 10 dient zur Erzeugung eines frequenzmodulierten Ausgangssignals S5. Der Sender 10 umfasst eine Phasenregelschleife 30 und eine Koppelschaltung 20. Die Phasenregelschleife 30 ist vorliegend ein Radarsender und dient zur Durchführung einer Radarmessung.
  • Die Phasenregelschleife 30 umfasst einen spannungsgesteuerten Oszillator 32, von welchem das Ausgangssignal S5 mit einer veränderlichen Ausgangsfrequenz erzeugt wird. Die Phasenregelschleife 30 umfasst ferner einen Verstärker 38, von welchem das besagte Ausgangssignal S5 zu einem verstärkten Ausgangssignal S7 mit der gleichen veränderlichen Ausgangsfrequenz verstärkt wird.
  • Die Phasenregelschleife 30 umfasst einen Frequenzteiler 40, welchem das von dem spannungsgesteuerten Oszillator 32 erzeugte Ausgangssignal S5 zugeführt wird. Der Frequenzteiler 40 weist ein vorliegend ganzzahliges Teilungsverhältnis auf. Der Frequenzteiler 40 erzeugt ein Eingangssignal S8, dessen Eingangsfrequenz der Ausgangsfrequenz des Ausgangssignals S5 dividiert durch das Teilungsverhältnis entspricht.
  • Die Phasenregelschleife 30 umfasst einen Detektor 42, welchem ein Referenzsignal S10 mit einer Referenzfrequenz zugeführt wird. Dem Detektor 42 wird auch das von dem Frequenzteiler 40 erzeugte Eingangssignal S8 mit der Eingangsfrequenz zugeführt. Der Detektor 42 vergleicht die Referenzfrequenz des Referenzsignals S10 mit der Eingangsfrequenz des Eingangssignals S8. Der Detektor 42 gibt ein Fehlersignal S9 aus. Der Detektor 42 umfasst unter anderem eine Ladungspumpe zur Ausgabe des Fehlersignals S9. Das Fehlersignal S9 ist von der Referenzfrequenz des Referenzsignals S10 sowie von einer Differenz zwischen dem Referenzsignal S10 und dem Eingangssignal S8 abhängig.
  • Die Phasenregelschleife 30 umfasst einen Regler 34, welchem das Fehlersignal S9 zugeführt wird. Von dem Regler 34 wird ein Stellsignal S4 erzeugt. Der Regler 34 weist ein PT1-Verhalten oder ein PT2-Verhalten auf. Bei dem Stellsignal S4 handelt es sich um ein analoges Signal, dessen Spannung ein Maß für die zu regelnde Ausgangsfrequenz des von dem Oszillator 32 erzeugten Ausgangssignals S5 ist.
  • Die Phasenregelschleife 30 umfasst eine Summationsstelle 36. An der Summationsstelle 36 werden das Stellsignal S4 und ein Korrektursignal S3 zu einem Steuersignal S6 summiert. Das Steuersignal S6 wird an den Oszillator 32 angelegt. Die Ausgangsfrequenz des von dem Oszillator 32 erzeugten Ausgangssignals S5 ist dabei proportional zu einer Spannung des Steuersignals S6.
  • Die Koppelschaltung 20 weist eine Schalteinheit 28 auf. Mittels der Schalteinheit 28 ist die Koppelschaltung 20 in einen Datenübertragungsmodus und in einen Radarmodus schaltbar. Die Schalteinheit 28 generiert ein beispielsweise binäres Schaltsignal S11. In dem Schaltsignal S11 ist der Modus, in welchen die Koppelschaltung 20 geschaltet ist, kodiert.
  • Die Koppelschaltung 20 umfasst eine Kompensationseinheit 22, welcher das Schaltsignal S11 zugeführt wird. Die Kompensationseinheit 22 weist einen Kompensationseingang 25 auf, welcher vorliegend einen Analog-Digital-Wandler umfasst. Dem Kompensationseingang 25 wird das Stellsignal S4 zugeführt. Die Kompensationseinheit 22 weist auch einen Kompensationsausgang 26 auf, welcher vorliegend einen Digital -Analog-Wandler umfasst. Wenn die Koppelschaltung 20 in den Datenübertragungsmodus geschaltet ist, so wird von dem Kompensationsausgang 26 ein Kompensationssignal S2 erzeugt.
  • Der Schalteinheit 28 wird ein Eingangsdatenstrom S0 zugeführt. Wenn die Koppelschaltung 20 in den Datenübertragungsmodus geschaltet ist, so erzeugt die Schalteinheit 28 einen Datenstrom S1, welcher dem Eingangsdatenstrom S0 entspricht. Gegebenenfalls wird von der Schalteinheit 28 eine Pegelanpassung oder eine Modulation des Eingangsdatenstroms S0 durchgeführt. Der Datenstrom S1 ist vorliegend ein binäres Signal und weist entweder den Zustand „0“ oder den Zustand „1“ auf.
  • Die Koppelschaltung 20 weist eine Additionsstelle 24 auf. An der Additionsstelle 24 werden der Datenstrom S1 und das Kompensationssignal S2 zu dem Korrektursignal S3 addiert. Das Korrektursignal S3 wird in die Phasenregelschleife 30 einkoppelt. Insbesondere wird das Korrektursignal S3 der Summationsstelle 36 zugeführt.
  • 2 zeigt beispielhaft einen zeitlichen Verlauf eines Datenstroms S1, welcher vorliegend ein binäres Signal ist. Auf der Abszisse ist die Zeit t aufgetragen, auf der Ordinate ist die Spannung V des Datenstroms S1 aufgetragen. Die Spannung V des Datenstroms S1 weist zunächst einen Spannungswert auf, welcher dem Zustand „0“ entspricht. Zu einem Zeitpunkt t0 wechselt der Datenstrom S1 seinen Zustand und seine Spannung V springt nun auf einen Spannungswert, welcher dem Zustand „1“ entspricht. Der dem Zustand „0“ zugeordnete Spannungswert ist vorliegend größer als der dem Zustand „1“ zugeordnete Spannungswert.
  • 3 zeigt beispielhaft einen zeitlichen Verlauf eines Kompensationssignals S2. Auf der Abszisse ist die Zeit t aufgetragen, auf der Ordinate ist die Spannung V des Kompensationssignals S2 aufgetragen. Zunächst ist der Spannungswert des Kompensationssignals S2 konstant. Ab dem Zeitpunkt t0 steigt der Spannungswert des Kompensationssignals S2 kontinuierlich an.
  • 4 zeigt beispielhaft einen zeitlichen Verlauf eines Korrektursignals S3. Auf der Abszisse ist die Zeit t aufgetragen, auf der Ordinate ist die Spannung V des Korrektursignals S3 aufgetragen. Zunächst ist der Spannungswert des Korrektursignals S3 konstant. Zu dem Zeitpunkt t0 springt die Spannung V des Korrektursignals S3 auf einen höheren Spannungswert. Ab dem Zeitpunkt t0 steigt der Spannungswert des Korrektursignals S3 kontinuierlich an. Der Spannungswert des Korrektursignals S3 entspricht der Summe der Spannungswerte des Datenstroms S1 und des Kompensationssignals S2.
  • 5 zeigt beispielhaft einen zeitlichen Verlauf eines Stellsignals S4. Auf der Abszisse ist die Zeit t aufgetragen, auf der Ordinate ist die Spannung V des Stellsignals S4 aufgetragen. Zunächst ist der Spannungswert des Stellsignals S4 konstant. Ab dem Zeitpunkt t0 fällt der Spannungswert des Stellsignals S4 kontinuierlich ab. Das Kompensationssignal S2 ist insbesondere ab dem Zeitpunkt t0 komplementär zu dem Stellsignal S4. Der Abfall des Stellsignals S4 wird somit durch den Anstieg des Kompensationssignals S2 kompensiert.
  • 6 zeigt beispielhaft einen zeitlichen Verlauf eines Steuersignals S6. Auf der Abszisse ist die Zeit t aufgetragen, auf der Ordinate ist die Spannung V des Steuersignals S6 aufgetragen. Zunächst ist der Spannungswert des Steuersignals S6 konstant. Zu dem Zeitpunkt t0 springt die Spannung V des Steuersignals S6 auf einen höheren Spannungswert. Der Spannungswert des Steuersignals S6 entspricht der Summe der Spannungswerte des Korrektursignals S3 und des Stellsignals S4.
  • 7 zeigt zum Vergleich einen zeitlichen Verlauf eines Steuersignals S6 ohne Kompensation, also ohne Erzeugung des Kompensationssignals S2. Auf der Abszisse ist die Zeit t aufgetragen, auf der Ordinate ist die Spannung V des Steuersignals S6 aufgetragen. Zunächst ist der Spannungswert des Steuersignals S6 konstant. Zu dem Zeitpunkt t0 springt die Spannung V des Steuersignals S6 auf einen höheren Spannungswert. Ab dem Zeitpunkt t0 fällt der Spannungswert des Steuersignals S6 kontinuierlich ab. Der Spannungswert des Steuersignals S6 entspricht in diesem Fall der Summe der Spannungswerte des Datenstroms S1 und des Stellsignals S4.
  • 8 zeigt beispielhaft einen zeitlichen Verlauf einer Ausgangsfrequenz eines Ausgangssignals S5. Auf der Abszisse ist die Zeit t aufgetragen, auf der Ordinate ist die Frequenz f aufgetragen. Die Ausgangsfrequenz des Ausgangssignals S5 weist zunächst eine erste Signalfrequenz auf. Zu dem Zeitpunkt t0 springt die Ausgangsfrequenz des Ausgangssignals S5 auf eine zweite Signalfrequenz. Die zweite Signalfrequenz ist vorliegend höher als die erste Signalfrequenz.
  • Die Ausgangsfrequenz des Ausgangssignals S5 korreliert dabei mit dem Spannungswert des Datenstroms S1. Die Ausgangsfrequenz des Ausgangssignals S5 weist die erste Signalfrequenz auf, wenn der Spannungswert des Datenstroms S1 dem Zustand „0“ entspricht. Die Ausgangsfrequenz des Ausgangssignals S5 weist die zweite Signalfrequenz auf, wenn der Spannungswert des Datenstroms S1 dem Zustand „1“ entspricht.
  • 9 zeigt zum Vergleich einen zeitlichen Verlauf einer Ausgangsfrequenz eines Ausgangssignals S5 ohne Kompensation, also ohne Erzeugung des Kompensationssignals S2. Auf der Abszisse ist die Zeit t aufgetragen, auf der Ordinate ist die Frequenz f aufgetragen. Die Ausgangsfrequenz des Ausgangssignals S5 weist zunächst die erste Signalfrequenz auf. Zu dem Zeitpunkt t0 springt die Ausgangsfrequenz des Ausgangssignals S5 auf die zweite Signalfrequenz. Ab dem Zeitpunkt t0 fällt die Ausgangsfrequenz des Ausgangssignals S5 kontinuierlich ab.
  • Die erste Signalfrequenz entspricht vorliegend einer Trägerfrequenz, die zweite Signalfrequenz ist von der Trägerfrequenz verschieden. Ab dem Zeitpunkt t0 regelt die Phasenregelschleife 30 die Ausgangsfrequenz des Ausgangssignals S5 auf die Trägerfrequenz hin. Der Verlauf der Ausgangsfrequenz des Ausgangssignals S5 ab dem Zeitpunkt t0 ist insbesondere durch das Verhalten des Reglers 34 bedingt. Vorliegend weist der Regler 34 ein PT1-Verhalten oder ein PT2-Verhalten auf. Die Ausgangsfrequenz des Ausgangssignals S5 nähert sich daher der Trägerfrequenz asymptotisch an.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Sender
    20
    Koppelschaltung
    22
    Kompensationseinheit
    24
    Additionsstelle
    25
    Kompensationseingang
    26
    Kompensationsausgang
    28
    Schalteinheit
    30
    Phasenregelschleife
    32
    Oszillator
    34
    Regler
    36
    Summationsstelle
    38
    Verstärker
    40
    Frequenzteiler
    42
    Detektor
    S0
    Eingangsdatenstrom
    S1
    Datenstrom
    S2
    Kompensationssignal
    S3
    Korrektursignal
    S4
    Stellsignal
    S5
    Ausgangssignal
    S6
    Steuersignal
    S7
    verstärktes Ausgangssignal
    S8
    Eingangssignal
    S9
    Fehlersignal
    S10
    Referenzsignal
    S11
    Schaltsignal
    V
    Spannung
    t
    Zeit
    t0
    Zeitpunkt
    f
    Frequenz
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 1318598 A1 [0005]
    • EP 0961412 A1 [0006]
    • US 5920 [0007]
    • US 556 [0007]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • „A low Power Transmitter for Phase-Shift Keying Modulation Schemes", 2006 [0004]

Claims (12)

  1. Vorrichtung zur Datenübertragung, umfassend einen Sender (10) zur Erzeugung eines frequenzmodulierten Ausgangssignals (S5), dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (10) eine Phasenregelschleife (30) zur Regelung einer Ausgangsfrequenz des Ausgangssignals (S5) auf eine Trägerfrequenz und eine Koppelschaltung (20) zur Einkopplung eines Datenstroms (S1) in die Phasenregelschleife (30) aufweist, wobei das mit dem eingekoppelten Datenstrom (S1) frequenzmodulierte Ausgangssignal (S5) eine zeitliche veränderliche Ausgangsfrequenz aufweist, und wobei die Koppelschaltung (20) eine Kompensationseinheit (22) umfasst, welche ein Kompensationssignal (S2) in die Phasenregelschleife (30) einkoppelt, welches eine von der Phasenregelschleife (30) durchgeführte Regelung der Ausgangsfrequenz auf die Trägerfrequenz zumindest annähernd kompensiert.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelschaltung (20) eine Additionsstelle (24) zur Addition des Datenstroms (S1) und des Kompensationssignals (S2) zu einem Korrektursignal (S3) aufweist, und dass die Koppelschaltung (20) das Korrektursignal (S3) in die Phasenregelschleife (30) einkoppelt.
  3. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenregelschleife (30) einen spannungsgesteuerten Oszillator (32) zur Erzeugung des Ausgangssignals (S5), einen Regler (34) zur Erzeugung eines Stellsignals (S4) und eine Summationsstelle (36) zur Summation des Stellsignals (S4) und eines Korrektursignals (S3) zu einem Steuersignal (S6) aufweist, wobei das Steuersignal (S6) an dem Oszillator (32) anliegt, und wobei die Ausgangsfrequenz des Ausgangssignals (S5) zumindest annähernd proportional zu einer Spannung des Steuersignals (S6) ist.
  4. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenregelschleife (30) des Senders (10) als Radarsender zur Durchführung einer Radarmessung ausgebildet ist.
  5. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationseinheit (22) einen Kompensationseingang (25), an welchem ein Stellsignal (S4) anliegt, und einen Kompensationsausgang (26) zur Erzeugung des Kompensationssignals (S2) aufweist.
  6. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelschaltung (20) eine Schalteinheit (28) aufweist, mittels welcher die Koppelschaltung (20) in einen Datenübertragungsmodus, in welchem eine Einkopplung des Datenstroms (S1) und des Kompensationssignals (S2) in die Phasenregelschleife (30) erfolgt, und in einen Radarmodus, in welchem eine Einkopplung des Datenstroms (S1) und des Kompensationssignals (S2) in die Phasenregelschleife (30) unterbleibt, schaltbar ist.
  7. Verfahren zur Datenübertragung mittels einer Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Sender (10) ein frequenzmoduliertes Ausgangssignal (S5) erzeugt wird, und von der Koppelschaltung (20) ein Datenstrom (S1) in die Phasenregelschleife (30) eingekoppelt wird, so dass das mit dem eingekoppelten Datenstrom (S1) frequenzmodulierte Ausgangssignal (S5) eine zeitliche veränderliche Ausgangsfrequenz aufweist, wobei von der Kompensationseinheit (22) ein Kompensationssignal (S2) in die Phasenregelschleife (30) eingekoppelt wird, durch welches eine von der Phasenregelschleife (30) durchgeführte Regelung der Ausgangsfrequenz auf die Trägerfrequenz zumindest annähernd kompensiert wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Additionsstelle (24) der Koppelschaltung (20) der Datenstrom (S1) und das Kompensationssignal (S2) zu einem Korrektursignal (S3) addiert werden, und dass das Korrektursignal (S3) von der Koppelschaltung (20) in die Phasenregelschleife (30) einkoppelt wird.
  9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal (S5) vom einem spannungsgesteuerten Oszillator (32) der Phasenregelschleife (30) erzeugt wird, dass von einem Regler (34) der Phasenregelschleife (30) ein Stellsignal (S4) erzeugt wird, dass an einer Summationsstelle (36) der Phasenregelschleife (30) das Stellsignal (S4) und ein Korrektursignal (S3) zu einem Steuersignal (S6) summiert werden, und dass das Steuersignal (S6) an den Oszillator (32) angelegt wird, wobei die Ausgangsfrequenz des Ausgangssignals (S5) zumindest annähernd proportional zu einer Spannung des Steuersignals (S6) ist.
  10. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenregelschleife (30) des Senders (10) als Radarsender zur Durchführung einer Radarmessung ausgebildet ist.
  11. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an einen Kompensationseingang (25) der Kompensationseinheit (22) ein Stellsignal (S4) angelegt wird, und dass von einem Kompensationsausgang (26) der Kompensationseinheit (22) das Kompensationssignal (S2) erzeugt wird.
  12. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelschaltung (20) mittels einer Schalteinheit (28) in einer zeitlichen Abfolge in einem Datenübertragungsmodus, in welchem eine Einkopplung des Datenstroms (S1) und des Kompensationssignals (S2) in die Phasenregelschleife (30) erfolgt, und in einem Radarmodus, in welchem eine Einkopplung des Datenstroms (S1) und des Kompensationssignals (S2) in die Phasenregelschleife (30) unterbleibt, geschaltet wird.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102024104867A1 (de) 2023-03-29 2024-10-02 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg Verfahren zum Betreiben eines Radarsensors und Radarsensor

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5920A (en) 1848-11-14 Uthographer
US556A (en) 1838-01-09 Machine foe
GB2313001B (en) * 1996-05-07 2000-11-01 Nokia Mobile Phones Ltd Frequency modulation using a phase-locked loop
DE69826835T2 (de) 1998-05-29 2006-02-23 Motorola Semiconducteurs S.A. Frequenzsynthetisierer
ES2219490T3 (es) 2001-12-07 2004-12-01 Aastra Technologies Limited Modulador que utiliza un circuito regulador de fases, y procedimiento.
US8441323B2 (en) * 2008-09-16 2013-05-14 Nxp B.V. Signal processing using timing comparison
EP3267578B1 (de) * 2016-07-08 2023-04-19 IMEC vzw Polarsender und verfahren zur erzeugung eines sendesignals über einen polarsender
KR101809371B1 (ko) * 2016-07-29 2017-12-14 전자부품연구원 고속 첩 신호를 이용한 차량용 RadCom 시스템 및 방법
US10718860B2 (en) * 2018-01-11 2020-07-21 Infineon Technologies Ag System and method to improve range accuracy in FMCW radar using FSK modulated chirps

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102024104867A1 (de) 2023-03-29 2024-10-02 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg Verfahren zum Betreiben eines Radarsensors und Radarsensor

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