DE1195825B

DE1195825B - Demodulator fuer frequenzmodulierte elektrische Schwingungen

Info

Publication number: DE1195825B
Application number: DES77304A
Authority: DE
Inventors: Bernard Dunlevy Loughlin
Original assignee: AGA AB
Current assignee: AGA AB
Priority date: 1961-01-24
Filing date: 1961-12-27
Publication date: 1965-07-01
Also published as: FR1312325A; GB945268A; CH393449A; NL133956C; NL273844A; SE305667B; US3146402A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

H03d

Deutsche KL: 21 a4-29/01

Nummer: 1195 825

Aktenzeichen: S 77304IX d/21 a4

Anmeldetag: 27. Dezember 1961

Auslegetag: 1. Juli 1965

Die Erfindung betrifft einen Demodulator für frequenzmodulierte elektrische Schwingungen mit einem Differenzierkreis, der einen Serienkondensator und einen Parallelwiderstand enthält, zur Erzeugung einer Reihe Impulse aus der zugeführten amplitudenbegrenzten Schwingung, die einem Integrierkreis zur Gewinnung der Modulationsschwingung zugeführt werden. Er eignet sich besonders zur Demodulation der Unterträgerwelle eines FM-Multiplexsignals und wird in dieser Anwendung erläutert.

Das Multiplexsignal enthält einen Unterträger von 50 kHz, der mit einer Modulationsschwingung frequenzmoduliert ist. Der Hauptträger, z. B. 100 MHz, ist sowohl mit dem Unterträger als auch mit einer Hauptmodulationsschwingung frequenzmoduliert. Es werden somit im selben Kanal auf gemeinsamem Träger zwei Modulationsschwingungen übertragen. Im Empfänger werden durch Demodulation die Hauptmodulationsschwingung und der Unterträger zurückgewonnen und voneinander getrennt, wonach durch Demodulation des Unterträgers die von demselben getragene Modulationsschwingung gewonnen wird.

Die Modulationsinhalte können verschiedene Programme darstellen oder verschiedene Teile eines stereophonischen Programms.

In einem Empfänger herkömmlicher Art erfolgt eine Verstärkung und danach eine Begrenzung und eine Differenzierung der Eingangsschwingung. Danach werden entweder die positiven oder die negativen differenzierten Impulse integriert und hierdurch eine tonfrequente Schwingung gewonnen, deren Amplitude die Wiederholungsfrequenz der Impulse und somit den Modulationsinhalt wiedergibt. Diese Amplitude ist selbstverständlich vom Flächen- oder Energieinhalt der differenzierten Impulse abhängig. Der Versuch, die Ausgangsstärke der Tonfrequenzschwingung durch Erhöhung der Zeitkonstante des Differenzierkreises zu erhöhen, um dadurch differenzierte Impulse längerer Dauer und größerer Mittelamplitude zu erzeugen, führt zu einer Herabsetzung der Linearität des Detektors, weil bei hohen Frequenzen die differenzierten Impulse nicht genug Zeit zur Verfügung haben, um auf den Nullwert abzusinken, bis der nächste differenzierte Impuls einsetzt. Der Energieinhalt der Impulse soll daher möglichst konstant gehalten werden.

In einer anderen bekannten Vorrichtung wird zur Differenzierung eines amplitudenbegrenzten Signals ein Transformator mit drei Wicklungen ausgenutzt, wobei das Signal einer dieser Wicklungen zugeführt wird, während die beiden übrigen Wicklungen mit

Demodulator für frequenzmodulierte elektrische
Schwingungen

Anmelder:

AGA Aktiebolag, Lidingö (Schweden)

Vertreter:

Dipl.-Ing. W. Mouths, Patentanwalt,

Frankfurt/M., Krögerstr. 5

Als Erfinder benannt:
Bernard Dunlevy Loughlin,
Huntington, N. Y (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 24. Januar 1961 (84 636)

einer Elektronenröhre verbunden sind, mit der die differenzierten Impulse gleichgerichtet und verstärkt werden.

Die Erfindung bezieht sich auf eine viel einfachere Vorrichtung der bekannten Art, bei welcher ein Differenzierkreis ausgenutzt wird, der einen Serienkondensator und einen Parallelwiderstand enthält, zur Erzeugung einer Reihe Impulse aus der zugeführten amplitudenbegrenzten Schwingung, die einem Integrierkreis zur Gewinnung der Modulationsschwingung zugeführt werden. Nach der Erfindung ergibt sich ein größerer Flächeninhalt der zu integrierenden Impulse, ohne daß hiermit eine Verschlechterung der Linearität des Detektors verbunden ist. Die Ausgangsleistung wird somit ohne Qualitätseinbuße erhöht.
Der Demodulator nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Serienkondensator und dem Parallelwiderstand eine Spule eingeschaltet ist, die so bemessen ist, daß jeder einzelne Impuls einen verlangsamten Abfall im Anfangsteil und einen schnelleren Abfall im Endteil des NuIlrückganges erhält.

In an sich bekannter Weise wird eine Diode ausgenutzt zum Unterdrücken der Impulse einer Polarität und zum Durchlassen der Impulse der entgegengesetzten Polarität, wobei diese Diode zwischen dem Verbindungspunkt zwischen dem Serienkondensator und der Spule einerseits und Erde andererseits angeschlossen ist.

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Claims

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In der Zeichnung zeigt frequenz der Impulse und somit den Modulations-

F i g. 1 einen Empfänger mit nach der Erfindung inhalt wieder,

ausgebildetem Demodulator und Der schnellere Abfall im Endteil des Nullrück-

Fig. 2a und 2b Kurven zur Erläuterung der ganges führt zu einer Verbesserung der Linearität,

Wirkungsweise. S wie an Hand der Fig. 2a und 2b erläutert wird.

In Fig. 1 ist mit 10 ein an eine Antenne 11 an- Die in Fig. 2b gezeigten differenzierten ImpulseA geschlossener FM-Empfänger bezeichnet, der in entsprechen einer höheren Wiederholungsfrequenz üblicher Weise mit Hochfrequenzverstärker, Über- als die Impulse der F i g. 2 a und können daher nicht Iagererstufe, Zwischenfrequenzverstärker, Detektor, mit guter Annäherung den Nullwert erreichen, ehe Tonfrequenzverstärker und Lautsprecher 12 ausge- io der nächste differenzierte Impuls einsetzt. Des weiterüstet ist. Die Teile dienen zur Übertragung und ren entsteht eine Herabsetzung der Totalamplitude, Wiedergabe des Modulationsinhalts des Haupt- von Spitze zu Spitze gemessen, der differenzierten trägers. Impulse nach Fig. 2b. Diese beiden Erscheinungen

Der Empfänger 10 umfaßt ferner einen Unterträ- setzen den Energieinhalt der Impulse herab, wie

gerkanal mit Pufferverstärker 13, Bandpaß 14, Unter- 15 durch die Schraffierung in Fig. 2 b angedeutet ist.

trägerverstärker 15, Begrenzer 16, Detektor 17, Ton- Die Amplitude der aus diesen Impulsen hergeleiteten

frequenzverstärker 18 und Lautsprecher 19. Außer Tonfrequenzschwingung ist auch vom Energieinhalt

dem Detektor 17 sind diese Teile üblicher Ausfüh- der Impulse abhängig, wodurch die Linearität des

rung. Der Pufferverstärker 13 dient zur Entkopplung Detektors verschlechtert wird. Dieser Verschlechte-

des verhältnismäßig niedrigen Widerstandes des ao rung kann durch Herabsetzung der Zeitkonstante des

Bandpasses 14 vom hohen Widerstand des Detektors Differenzierkreises entgegengewirkt werden, da der

der Einheit 10. Der Pufferverstärker 13 sollte mit Nullrückgang dann schneller stattfindet. Die Lineari-

niedriger Verzerrung arbeiten, da Obertöne der tat kann jedoch in dieser Weise nicht völlig wieder-

Hauptmodulationsschwingung in den Frequenz- hergestellt werden, da die differenzierten Impulse

bereich des Unterträgers fallen und dadurch ein 25 jedenfalls den Nullwert nur asymptotisch erreichen.

Übersprechen verursachen können. Der Bandpaß 14 Auch die Stärke des Ausgangssignals wird durch die

überträgt den modulierten Unterträger und trägt zur Herabsetzung der Zeitkonstante kleiner, da der

Unterdrückung der Hauptmodulationsschwingung Flächeninhalt gemindert wird. Die Hinzufügung der

bei. Spule 21 führt dazu, daß die Impulse tatsächlich auf

Der Detektor 17 umfaßt differenzierende Mittel 30 den Nullwert zurückgehen und vor dem Einsetzen

20 mit einer Spule 21 zur Erzeugung einer Reihe der folgenden Impulse abgeschlossen sind. Durch

von Impulsen aus der amplitudenbegrenzten Schwin- passende Bemessung kann erreicht werden, daß der

gung, die vom Begrenzer 16 zum Eingang des Detek- Nullrückgang auch bei der höchsten zu detektieren-

tors gelangt. Diese Mittel bestehen in einem Kon- den Frequenz stattfindet, wodurch die Linearität

densator22 und einem Parallelwiderstand 23. Eine 35 auch bei diesen Frequenzen erhalten bleibt. Diese

Diode 24 dient zur Gleichrichtung der differenzierten Verhältnisse sind durch die gestrichelte Kurve B in

Impulse. Der Integrierkreis 25 zur Gewinnung der F i g. 2 angedeutet. Wegen des langsameren Abfalls

Modulationsschwingung besteht aus einem Wider- dieser Impulse im Anfangsteil ist der Energieinhalt

stand 26 und einem Kondensator 27. gleich groß oder sogar größer als der der in üblicher

Wenn die Spule 21 und die Diode 24 nicht vor- 40 Weise abgeleiteten Impulse. Die Verbesserung der

handen wären, würden die Differenziermittel 20 auf Linearität ergibt sich somit ohne Herabsetzung der

herkömmliche Art eine Reihe positiver und negativer Stärke des Ausgangssignals.

differenzierter Impulse nach der Kurvet der Fig. 2a Sollte es sich herausstellen, daß die tonfrequente

erzeugen. Die Einschaltung der Spule 21 nach Fig. 1 Ausgangsleitung eines Detektors nach der Erfindung

führt einen verlangsamten Abfall im Anfangsteil und 45 unbefriedigend ist, dann kann die Zeitkonstante der

einen schnelleren Abfall im Endteil des Nullrück- Differenziermittel 20 erhöht werden, wobei jedoch

gangs herbei, und durch passende Bemessung der eine gewisse Verschlechterung der Linearität in Kauf

Spule 21, des Kondensators 22 und des Widerstandes genommen werden muß, da die Impulse nicht ganz

23 kann eine Kurve nach B in F i g. 2 a erhalten wer- den Nullwert erreichen können, wie durch die strich-

den. Der Endteil des Nullrückgangs dieser Impulse ist 50 punktierte Kurve C in Fig. 2 b angedeutet. Wenn

schneller, weil sie einen Nulldurchgang aufweisen, die Zeitkonstante der Differenziermittel 20 nur auf

während in herkömmlicher Weise erzeugte differen- den Wert erhöht wird, bei dem die Linearität des

zierte Impulse sich asymptotisch dem Nullwert Detektors der Linearität eines herkömmlichen inte-

nähern. Die Hinzufügung der Diode 24 bewirkt eine grierenden Detektors ohne Spule 21 entspricht, ergibt

Gleichrichtung der differenzierten Impulse. Bei der 55 sich im Endergebnis eine erhöhte Ausgangsleistung

in F i g. 1 dargestellten Polarität werden die positiven ohne zusätzliche Verschlechterung der Linearität.

Impulsteile durch die Diode 24 kurzgeschlossen. Dies ist möglich, weil der erfindungsgemäße Detektor

Die Diode bewirkt auch eine Dämpfung, wodurch grundsätzlich bessere Linearität aufweist als die

die mit den negativen Impulsteilen verbundenen posi- üblichen integrierenden Detektoren,
tiven Schwingungen unterdrückt werden. Diese in 60

F i g. 2 gezeigten negativen Schwingungen entstehen Patentansprüche:
somit nicht in der nach Fig. 1 ausgebildeten Schal- 1. Demodulator für frequenzmodulierte elektung. Der Mittelwert der durch die Diode nicht unter- irische Schwingungen mit einem Differenzierkreis, drückten negativen Impulse entspricht dem Modula- der einen Serienkondensator und einen Paralleltionsinhalt. Dieser Mittelwert wird durch den Inte- 65 widerstand enthält, zur Erzeugung einer Reihe grierkreis 25 gewonnen, in dem die tonfrequente Impulse aus der zugeführten amplitudenbegrenz-Schwingung über den Kondensator 27 entsteht. Die ten Schwingung, die einem Integrierkreis zur GeAmplitude dieser Schwingung gibt die Wiederholungs- winnung der Modulationsschwingung zugeführt

werden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Serienkondensator (22) und dem Parallelwiderstand (23) eine Spule (21) eingeschaltet ist, die so bemessen ist, daß jeder einzelne Impuls einen verlangsamten Abfall im Anfangsteil und einen schnelleren Abfall im Endteil des Nullrückganges erhält.

2. Demodulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungspunkt zwischen dem Serienkondensator (22) und der Spule (21) über eine Diode (24) mit Erde verbunden ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2484556.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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