DE1200891B - Demodulator fuer frequenzmodulierte elektrische Hochfrequenzschwingungen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHPvIFT

Int. α.:

H03d

Deutsche Kl.: 21 a4 - 29/01

Nummer: 1 200 891

Aktenzeichen: B 69555IX d/21 a4

Anmeldetag: 9. November 1962

Auslegetag: 16. September 1965

Die Erfindung betrifft einen Demodulator für frequenzmodulierte elektrische Hochfrequenzschwingungen.

Bekanntlich enthalten die zur Zeit verwendeten Anordnungen zur Demodulation von frequenzmodulierten Schwingungen entweder einen Begrenzer, auf den ein Diskriminator folgt, oder einen Zähler für die Nulldurchgänge der empfangenen Schwingung. In beiden Fällen tritt ein Schwellwerteffekt auf, wenn das Verhältnis der Nutzspannung zur Rauschspannung am Eingang des Demodulators unter 10 bis 12 db fällt. Dies bedeutet, daß der Rauschabstand der Nutzspannung nach der Demodulation sehr rasch abfällt, wenn dieser Schwellwert des Rauschabstands am Eingang des Demodulators unterschritten wird.

Es sind bereits zahlreiche Demodulationsschaltungen bekanntgeworden, mit welchen der zuvor erwähnte Schwellwert unter 10 bis 12 db herabgesetzt werden soll. Ein bekannter Demodulator dieser Art besteht aus einer geschlossenen Schleife, die einen Frequenzumsetzer enthält, der am einen Eingang die zu demodulierende Schwingung und am anderen Eingang einen Näherungswert dieser Schwingung empfängt. Der Näherungswert wird dadurch gebildet, daß am Ausgang des Demodulators die demodulierte und durch eine Korrekturschaltung in geeigneter Weise veränderte Spannung abgenommen und zur Frequenzmodulation eines empfangsseitigen Oszillators verwendet wird. Die durch Überlagerung der empfangenen Schwingung und der Ausgangsspannung des Oszillators am Ausgang des Frequenzumsetzers erhaltene Zwischenfrequenzschwingung wird dann über ein Filter einem Frequenzdemodulator zugeführt.

Durch die geschilderten Maßnahmen wird erreicht, daß der Modulationsindex der frequenzmodulierten Zwischenfrequenzschwingung kleiner als der Modulationsindex der emfangenen Hochfrequenzschwingung ist. Das Zwischenfrequenzfilter kann daher schmalbandig ausgeführt werden, wodurch sich eine Herabsetzung der Rauschschwelle ergibt.

Die beschriebene Anordnung würde richtig arbeiten, wenn die dem einen Eingang des Frequenzumsetzers zugeführte Ausgangsspannung des empfangsseitigen Oszillators tatsächlich den Näherungswert für die im gleichen Zeitpunkt dem anderen Eingang zugeführte Hochfrequenzschwingung wäre. Dies wäre dann der Fall, wenn alle in der geschlossenen Schleife enthaltenen Organe völlig verzögerungsfrei arbeiteten. Da dies praktisch nicht möglich ist, stellt die Ausgangsspannung des Oszillators nicht den Näherungswert für die im gleichen Zeitpunkt be-Demodulator für frequenzmodulierte elektrische Hochfrequenzschwingungen

Anmelder:

Gerard Battail, Paris;

Pierre Brossard, Boulogne-sur-Seine (Frankreich)

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Prinz, Dr. rer. nat. G. Hauser
und Dipl.-Ing. G. Leiser, Patentanwälte,
München-Pasing, Ernsbergerstr. 19

Als Erfinder benannt:
Gerard Battail, Paris;
Pierre Brossard, Boulogne-sur-Seine (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 9. April 1962 (893 755)

stehende Hochfrequenzschwingung dar, sondern den Näherungswert für eine früher empfangene Hochfrequenzschwingung.

Zur Vermeidung dieses Nachteils wurde versucht, die entstehende Verzögerung durch die in der Schleife enthaltene Korrekturschaltung auszugleichen. Dies entspricht praktisch einer »Vorhersage« einer Demodulationsspannung, die einem späteren Zeitpunkt entspricht. Eine solche Vorhersage ist theoretisch möglich, wenn es sich bei dem Modulationssignal um die Verwirklichung eines »stochastischen Prozesses« handelt. Es zeigt sich aber, daß im vorliegenden Fall ein unlösbarer Widerspruch zwischen den Anforderungen besteht, die einerseits an die Korrekturschaltung und andrerseits an das Zwischenfrequenzfilter zu stellen sind. Die Vorhersage kann nämlich um so genauer erfolgen, je kleiner das Zeitintervall der Vorhersage ist. Dieses Zeitintervall hängt aber in erster Linie von der Verzögerungszeit des Filters ab. Diese Verzögerungszeit ist andrerseits um so größer, je steiler die Grenzen des Durchlaßbereichs verlaufen, je besser also der Schutz gegen das Rauschen ist. Außerdem ist eine brauchbare Vorhersage nur möglich, wenn das Zeitintervall der Vorhersage klein gegen die Korrelationszeit des Modulationssignals ist.

Bei den bisher praktisch ausgeführten Demodulatoren dieser Art begnügt man sich daher mit einer einfachen Schaltung für das Zwischenfrequenzfilter,

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zum Nachteil der erzielten Verbesserung des Rauschabstands.

Außerdem erfordern diese bekannten Demodulatoren eine große Linearität des dem Zwischenfrequenzfilter nachgeschalteten Frequenzmodulators, die in einem breiten Frequenzband im allgemeinen nur durch Frequenzumsetzung in den Mikrowellenbereich möglich ist. Schließlich ist auch die Einjustierung der in der Schleife enthaltenen Organe, insbesondere der Korrekturschaltung schwierig.

Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Frequenzdemodulators, der eine wesentliche Herabsetzung der Empfangsschwelle ermöglicht, ohne daß die zuvor geschilderten Schwierigkeiten und Nachteile bestehen.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Schwingung einer Mehrzahl von Filtern zugeführt ist, deren Durchlaßbereiche nebeneinanderliegend das ganze Band erfassen und denen Schaltungen nachgeschaltet sind, welche eine durch Polarität und Amplitude im Sinne einer treppenförmigen Frequenzdemodulatorkennlinie kennzeichnende Gleichspannung abgeben, wenn die Augenblicksfrequenz der Schwingung in dem Durchlaßbereich des zugeordneten FiI-ters liegt, daß die Ausgangsspannungen dieser Schaltungen zur Bildung einer Hilfsmodulationsspannung addiert werden, die zur Frequenzmodulation eines Oszillators verwendet ist, dessen Mittenfrequenz der zu demodulierenden Schwingung um eine vorgegebene Zwischenfrequenz versetzt ist, daß der Ausgang des Oszillators mit dem einen Eingang einer Mischstufe verbunden ist, deren anderem Eingang die zu demodulierende Schwingung über eine Verzögerungseinrichtung zugeführt ist, welche dieselbe Verzögerung aufweist wie der dazu parallele Kanal bis zum Ausgang des Oszillators, daß die von der Mischstufe gebildete Zwischenfrequenz über ein FiI-ter, dessen Bandbreite wenigstens gleich der doppelten Bandbreite des Modulationssignals der zu demodulierenden frequenzmodulierten Schwingung ist, einem Frequenzdiskriminator zugeführt ist und daß die Ausgangsspannung des Diskriminators dem einen Eingang einer Additionsschaltung zugeführt ist, an deren anderem Eingang die Hilfsmodulationsspannung angelegt ist und an deren Ausgang das Demodulationsprodukt abgenommen ist.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Schwingung einer Mehrzahl von Filtern zugeführt ist, deren Durchlaßbereiche nebeneinanderliegend das ganze Band erfassen und denen Schaltungen nachgeschaltet sind, welche eine durch Polarität und Amplitude im Sinne einer treppenförmigen Frequenzdemodulatorkennlinie kennzeichnende Gleichspannung abgeben, wenn die Augenblicksfrequenz der Schwingung in dem Durchlaßbereich des zugeordneten Filters liegt, daß die Ausgangsspannungen dieser Schaltungen zur Bildung einer Hilfsmodulationsspannung addiert werden, die zur Frequenzmodulation eines Oszillators verwendet ist, dessen Mittenfrequenz gleich der Mittenfrequenz der zu demodulierenden Schwingung ist, daß der Ausgang des Oszillators mit dem Eingang einer Mischstufe verbunden ist, deren anderem Eingang die zu demodulierende Schwingung über eine Verzögerungseinrichtung zugeführt ist, welche dieselbe Verzögerung aufweist wie der dazu parallele Kanal bis zum Ausgang des Oszillators, daß an den Ausgang des Oszillators und an den Ausgang der Verzögerungseinrichtung ferner eine Phasengleichlaufregelanordnung für den Oszillator angeschlossen ist, daß die Ausgangsspannung der Mischstufe einem Tiefpaßfilter zugeführt ist, dessen Bandbreite wenigstens gleich der doppelten Bandbreite des Modulationssignals der zu demodulierenden frequenzmodulierten Schwingung ist, und daß die Ausgangsspannung des Filters dem einen Eingang einer Additionsschaltung zugeführt ist, an deren anderem Eingang die Hilfsmodulationsspannung angelegt ist und an deren Ausgang das Demodulationsprodukt abgenommen ist.

Beiden Ausführungsformen ist gemeinsam, daß der zu demodulierenden Hochfrequenzschwingung ein empfangsseitig gebildeter Näherungswert in einer Mischstufe überlagert wird. Dieser Näherungswert wird nicht, wie bei der zuvor geschilderten bekannten Anordnung, aus der am Ausgang des Modulators

so erhaltenen Demodulationsspannung abgeleitet, sondem aus einer mit Hilfe einer Art Spektralanalyse der am Eingang zugeführten Hochfrequenzschwingung synthetisch gebildeten Hilfsmodulationsspannung. Dadurch ist es möglich, daß der Näherungswert genau im gleichen Zeitpunkt wie der zugeordnete Wert der Hochfrequenzschwingung am Eingang der Mischstufe erscheint, denn die zur Bildung des Näherungswerts erforderliche Zeit kann durch eine entsprechende Verzögerung der Hochfrequenzschwingung ausgeglichen werden.

Infolge der Synthese der Hilfsmodulationsspannung ist diese völlig frei vom Rauschen des Obertragungsweges. Dieses Rauschen erscheint nur noch in der der Differenz zwischen dem ursprünglichen Modulationssignal und der Hilfsmodulationsspannung entsprechenden Ausgangsspannung der aus der Mischstufe und den nachgeschalteten Organen bestehenden Anordnung, aber nicht mehr mit vollem Wert, sondern wesentlich verringert. Diese Differenz ist um so kleiner, je besser die Hilfsmodulationsspannung an das Modulationssignal angenähert ist. Bei einer vollkommenen Annäherung hätte diese Differenz den Wert Null, und die Ausgangsspannung des Demodulators wäre ausschließlich die durch die Synthese gebildete Hilfsmodulationsspannung.

Bei der ersten Ausführungsform der Erfindung sind die Mittenfrequenzen der beiden der Mischstufe zugeführten Schwingungen voneinander verschieden, so daß am Ausgang dieser Mischstufe eine Zwischenfrequenzschwingung auftritt, welche gleichfalls frequenzmoduliert ist, aber nur mit der Differenz zwischen dem ursprünglichen Modulationssignal und der Hilfsmodulationsspannung. Der Modulationsindex ist daher wesentlich verringert, so daß ein Zwischenfrequenzfilter angewendet werden kann, dessen Bandbreite in der Größenordnung der doppelten Bandbreite des ursprünglichen Modulationssignals liegt. Anschließend wird diese Zwischenfrequenzschwingung im Frequenzdiskriminator demoduliert, wodurch eine Spannung erhalten wird, welche der Differenz zwischen dem ursprünglichen Modulationssignal und der Hilfsmodulationsspannung entspricht. Zu dieser Differenz wird die Hilfsmodulationsspannung addiert, so daß schließlich eine Spannung erhalten wird, welche dem ursprünglichen Modulationssignal entspricht.

Bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung haben die beiden der Mischstufe zugeführten

frequenzmodulierten Schwingungen die gleiche Mittenfrequenz, so daß am Ausgang der Mischstufe, richtige Phasenlage der beiden Schwingungen vorausgesetzt, unmittelbar eine Spannung erscheint, welche der Differenz zwischen dem ursprünglichen Modulationssignal und der Hilfsmodulationsspannung proportional ist. Die erforderliche Phasenlage wird durch die Phasengleichlaufregelanordnung aufrechterhalten. Die Ausgangsspannung der Mischstufe wird in einem Tiefpaßfilter gefiltert, dessen Bandbreite in der Größenordnung der doppelten Bandbreite des ursprünglichen Modulationssignals liegt. Anschließend wird wieder die Hilfsmodulationsspannung hinzuaddiert, wodurch wieder eine Ausgangsspannung erhalten wird, welche dem ursprünglichen Modulationssignal entspricht.

Bei jeder der beiden Ausführungsformen gibt es zwei Möglichkeiten zur Bildung der Hilfsmodulationsspannung, welche der Additionsschaltung zugeführt wird: Entweder wird die Ausgangsspannung des Oszillators wieder demoduliert, oder es wird unmittelbar die dem Eingang des Oszillators zugeführte Hilfsmodulationsspannung verwendet.

Im ersten Fall ist die Schaltung so ausgeführt, daß der Ausgang des Oszillators über ein Filter mit einem Frequenzdiskriminator verbunden ist, dessen Ausgang mit dem anderen Eingang der Additionsschaltung verbunden ist.

Im zweiten Fall ist die am Eingang des Oszillators zugeführte Hilfsmodulationsspannung über eine Laufzeit- und Amplitudenkorrekturschaltung dem anderen Eingang der Additionsschaltung zugeführt.

In allen Fällen ist vorzugsweise jedes der zur Bildung der Hilfsmodulationsspannung verwendeten Filter durch einen gedämpften Resonanzkreis gebildet, dem ein Spannungsdetektor nachgeschaltet ist.

Eine bevorzugte Weiterbildung dieser Ausführungsform besteht darin, daß die Ausgänge der Spannungsdetektoren paarweise mit den Eingängen von Vergleichsschaltungen verbunden sind, welche eine Ausgangsspannung des einen oder des anderen von zwei Werten in Abhängigkeit davon abgibt, welche der beiden zugeführten Eingangsspannungen größer ist, und daß die Ausgänge der Vergleichsschaltungen mit den Eingängen einer Gruppe von logischen Schaltungen in solchen Kombinationen verbunden sind, daß jeweils nur eine logische Schaltung eine Ausgangsspannung abgibt, welche einen jeder logischen Schaltung nachgeschalteten Gleichspannungserzeuger auslöst.

Gemäß einer anderen Weiterbildung der zuvor angegebenen Ausführungsform sind die Ausgänge der Spannungsdetektorschaltungen über Bewertungsschaltungen mit einer Spannungsadditionsschaltung verbunden.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Darin zeigt

F i g. 1 das Blockschaltbild eines bekannten Demodulators für frequenzmodulierte Schwingungen,

F i g. 2 das Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform eines Demodulators für frequenzmodulierte Schwingungen nach der Erfindung,

F i g. 3, 4 und 5 Blockschaltbilder von drei Ausführungsformen eines Teils der Schaltung von F i g. 2 und

F i g. 6, 7 und 8 Blockschaltbilder von drei weiteren Ausführungsformen des Demodulators nach der Erfindung.

Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild des zuvor erwähnten bekannten Demodulators 10 für frequenzmodulierte Schwingungen. Die zu demodulierende frequenzmodulierte Schwingung wird den Klemmen 11 einer Mischstufe 1 zugeführt, die außerdem an ihren Klemmen 15 eine Überlagerungsschwingung empfängt, die von einem in einer Gegenkopplungsschleife liegenden Oszillator 5 kommt und mit einer vom Ausgang des Demodulators kommenden Spannung frequenzmoduliert ist. Die beiden der Mischstufe 1 zugeführten Schwingungen haben unterschiedliche Mittenfrequenzen F und F' mit dem Frequenzhub Δ F bzw. J F'.

An den Ausgangsklemmen 12 der Mischstufe 1 erscheint eine frequenzmodulierte Zwischenfrequenzschwingung / + Δ f, die nach Durchgang durch ein Bandfilter 2 in einem Diskriminator 3 herkömmlicher Art demoduliert wird. Die aus dem Diskriminator 3 austretende demodulierte Spannung wird dem Eingang einer Korrekturschaltung 4 zugeführt, von der ein Ausgangsklemmenpaar 13 den Ausgang des Demodulators 10 darstellt, während das andere Ausgangsklemmenpaar 14 mit dem Modulationseingang des Oszillators 5 verbunden ist, der, wie bereits erwähnt, in der Gegenkopplungsschleife liegt.

Die frequenzmodulierte Zwischenfrequenzschwingung f+ Δ j hat einen geringeren Modulationsindex als die Hochfrequenzschwingung F Λ- ΔΡ. Diese Verringerung hängt von dem Verhältnis zwischen dem Frequenzhub Δ f der Zwischenf requenzschwingung / und dem Frequenzhub Δ F' der Überlagerungsschwingung F' ab. Es kann daher ein schmalbandiges Zwischenfrequenzfilter 2 verwendet werden, welches das außerhalb des Bandes der Schwingung / + Δ / liegende Rauschen beseitigt.

Der Diskriminator 3 erzeugt eine Spannung, die dem Frequenzhub Δ f der Zwischenfrequenzschwingung proportional ist.

Die Korrekturschaltung 4 hat die Aufgabe, am Ausgang 14 zum Oszillator 5 eine Spannung zu liefern, die so beschaffen ist, daß die frequenzmodulierte Übertragungsgeschwindigkeit F' + Δ F' einen Näherungswert für die im gleichen Zeitpunkt erscheinende Hochfrequenzschwingung F + Δ F darstellt.

Infolge der zur Bildung der Überlagerungsschwingung erforderlichen Zeit, die in erster Linie durch die Laufzeit des Filters 2 bedingt ist, kommt diese Korrektur, wie bereits eingangs erläutert wurde, einer »Vorhersage« gleich, die zu den angegebenen Schwierigkeiten und Nachteilen führt.

F i g. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform eines nach der Erfindung ausgeführten Demodulators für frequenzmodulierte Hochfrequenzschwingungen.

Am Eingang 101 des Demodulators 100 wird die zu demodulierende Hochfrequenzschwingung S(t) zwei parallelen Wegen zugeführt.

Einerseits wird diese Schwingung dem Eingang 31 einer Schaltung 30 zugeführt, die drei in Kaskade geschaltete Teile enthält: Einen Hilfsmodulationsspannungserzeuger 33, der durch eine Art Spektralanalyse eine Hilfsmodulationsspannung erzeugt, die näherungsweise dem Modulationssignal der zu demodulierenden Hochfrequenzschwingung entspricht, ein Tiefpaßfilter 34, das zur Glättung der Ausgangsspannung der Schaltung 33 bestimmt ist, und einen Frequenzmodulator 35. Dieser liefert an seinem Ausgang 32 einen verzögerten und frequenzumgesetzten

Näherungswert S (t — Δ t) der dem Eingang 31 zugeführten Schwingung S (t).

Andrerseits wird die gleiche Schwingung dem Eingang 21 einer Verzögerungsleitung 20 herkömmlicher Art zugeführt, in welcher sie um die Zeit J t verzögert wird, die der von der Schaltung 30 verursachten Verzögerung entspricht. Dies bedeutet also, daß am Ausgang 22 der Verzögerungsleitung 20 die SchwingungS(t — Δι) erscheint.

Die beiden Schwingungen S (t — Δ t) und S (t — Δ t) treten dann in den Abschnitt 40 des Demodulators 100 ein, in welchem die eigentliche Demodulation durchgeführt wird. Die Schwingung S {t — Δ t) wird dem einen Eingang 41 einer Mischstufe 43 zugeführt und die Näherungsschwingung S (t — J t) dem anderen Eingang 42 der gleichen Mischstufe. Das Produkt der Mischung erscheint an den Klemmen 44.

Die Mittenfrequenzen der Schwingungen S(t), S(t) und des Mischungsproduktes, welche mit F, F' bzw. / bezeichnet werden, erfüllen die gleiche Beziehuns wie in dem bekannten Modulator von Fig. lT

f^F-F'.

Wenn die von der Schaltung 30 durchgeführte Näherung vollkommen und kein Rauschen vorhanden wäre, wäre die Frequenz des Mischproduktes an den Klemmen 44 konstant und gleich der Differenz / der Mittenfrequenzen der empfangenen 3 c Schwingung S (t) und der Näherungsschwingung 5 (i). Da aber in Wirklichkeit ein Unterschied zwischen dem Modulationssignal und einem von der Hilfsmodulationsspannung gebildeten Näherungswert besteht, ist das erhaltene Signal frequenzmoduliert, jedoch nur mit diesem Unterschied, der klein gegen das Modulationssignal ist. Es erfolgt daher eine Verringerung des Modulationsindex. Man kann daher die aus der Mischung erhaltene Spannung mit einem Bandfilter 45 ausfiltern, dessen Durchlaßbereich eine Bandbreite hat, die etwa gleich dem doppelten Wert der Grundfrequenzbandbreite b des Modulationssignals ist.

Die Ausgangsspannung des Filters 45 wird durch einen Diskriminator 46 herkömmlicher Art demoduliert. Das Ergebnis dieser Demodulation ist nur die Differenz zwischen dem Modulationssignal selbst und seinem von der Schaltung 33 gelieferten Näherungswert. Um das Modulationssignal selbst zu erhalten, muß zu dieser Differenz der Näherungswert des Modulationssignals, also die Hilfsmodulationsspannung hinzugefügt werden. Zu diesem Zweck wird der Näherungswert S(t — Ji) der frequenzmodulierten Schwingung an den Ausgangsklemmen 32 der Schaltung 30 abgenommen, im Filter 47 gefiltert und in dem Diskriminator 48 demoduliert. Die dadurch erhaltene Hilfsmodulationsspannung wird dann der Additionsschaltung 49 zugleich mit der aus dem Diskriminator 46 kommenden Spannung zugeführt.

Die Ausgangsklemmen 102 dieser Additionsschaltung 49 sind zugleich die Ausgangsklemmen des Abschnittes 40 und des Demodulators 100.

Natürlich müssen die vom Filter 47 und vom Diskriminator 48 hervorgerufene Verzögerung sowie die elektrischen Eigenschaften dieser beiden Schaltungen (bis auf den Frequenzunterschied) denjenigen des Filters 45 und des Diskriminators 46 gleich sein.

Die Wirkungsweise der zuvor beschriebenen Schaltung beruht darauf, daß der Demodulationsvorgang in zwei Stufen unterteilt wird:

a) In der ersten Stufe wird eine ausreichende Näherung § (t — Δ t) der empfangenen frequenzmodulierten Schwingung gebildet, wobei Δ t die Zeit ist, welche zur Bildung dieser Näherung erforderlich ist.

b) Die zweite Stufe befaßt sich mit der eigentlichen Demodulation der zu demodulierenden Schwingung S (t), die durch eine Verzögerungsschaltung um die zur Bildung der Näherung erforderliche Zeit verzögert worden ist, so daß sie zu der Schwingung 5 (t — Ji) wird, dann mit ihrem Näherungswert S (t — J i) gemischt wird.

Die erste Stufe erfolgt mittels einer Kurzzeitspektralanalyse, die nicht einer Signalspektralanalyse im herkömmlichen Sinne gleichwertig ist, sondern einer Spektralanalyse eines Signals nach Multiplikation mit einer Gewichtsfunktion, deren Dauer in der Größenordnung der Korrelationszeit des Modulationssignals liegt. Unter diesen Bedingungen ist das aus dieser Operation erhaltene Signal zeitlich im Takt der Augenblicksfrequenz der frequenzmodulierten Schwingung veränderlich und kann daher als eine Näherung des Modulationssignals dieser Schwingung angesehen werden. Diese Näherung dient als Hilfsmodulationsspannung zur Frequenzmodulation einer weiteren Hochfrequenzschwingung, die dann die gewünschte Näherung der empfangenen Schwingung darstellt.

Die Bildung der Hilfsmodulationsspannung erfolgt in der Schaltung 33, die grundsätzlich folgenden Aufbau hat:

Wenn F die Mittenfrequenz der empfangenen frequenzmodulierten Hochfrequenzschwingung und Δ F der entsprechende maximale Frequenzhub sind, werden η Resonanzkreise verwendet, deren Eigenfrequenzen in gleichmäßigen Abständen in dem Frequenzintervall (F-JF, F-4-JF) liegen. Dies bedeutet, daß die Eigenfrequenzen dieser η Resonanzkreise das Frequenzintervall 2 JF in η gleiche Teile unterteilen, wobei der p-te Resonanzkreis die Eigenfrequenz

hat. Der Frequenzabstand zwischen den Eigenfrequenzen von zwei benachbarten Resonatoren liegt in der Größenordnung der Grundbandbreite b des Modulationssignals.

Ferner wird angenommen, daß alle Resonanzkreise über eine Trennschaltung gleichzeitig an ihren Eingangsklemmen die gleiche frequenzmodulierte Schwingung empfangen.

Wenn diese Resonanzkreise sehr große Gütekoeffizienten hätten, wären die Amplituden der an ihren Klemmen erscheinenden Spannungen im wesentlichen zeitunabhängig und ein Kennzeichen für das Spektrum des frequenzmodulierten Signals.

Die Resonanzkreise haben jedoch geringe Gütekoeffizienten und insbesondere Zeitkonstanten in der Größenordnung der Korrelationszeit des Modulationssignals, die Amplituden an ihren Klemmen haben daher keine zeitunabhängigen Werte mehr. In einem gegebenen Zeitpunkt weist einer der Resonatoren eine Amplitude auf, die größer als diejenige

ίο

aller übrigen Resonatoren ist, wobei die Ordnungszahl dieses Resonanzkreises von der Augenblicksfrequenz der frequenzmodulierten Schwingung in diesem Zeitpunkt abhängt. Man kann daher sagen, daß die Anordnung eine Kurzzeitspektralanalyse vornimmt, welche eine Abschätzung der Augenblicksfrequenz der zu demodulierenden frequenzmodulierten Schwingung ermöglicht.

F i g. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform des Hilfsmodulationsspannungserzeu- io dem gers33 von Fig. 2. In dieser Darstellung sind nur vier Resonanzkreise 301 bis 304 gezeigt, doch ist diese Zahl nur zur Vereinfachung der Zeichnung gewählt und keineswegs als Einschränkung anzusehen.

Die den Eingangsklemmen 31 der Schaltung 33 zugeführte zu demodulierende Schwingung gelangt parallel zu den Eingängen von vier Verstärkern 311 bis 314, welche sich wie hochohmige Stromquellen verhalten. An die Ausgänge dieser Verstärker sind die Resonanzkreise 301 bis 304 angeschlossen. Wie bereits erwähnt wurde, liegen die Eigenfrequenzen dieser Resonanzkreise in Abständen, welche in der Größenordnung des Grundfrequenzbandes b des Modulationssignals liegen. Es ist jedoch erforderlich, daß die Bänder dieser Resonanzkreise insgesamt ein Band bedecken, das annähernd die Größe 2Δ F hat. Wenn η Resonanzkreise mit der Bandbreite b vorhanden sind, von denen die beiden äußersten auf die Frequenzen (F-AF) und (F+AF) abgestimmt sind, muß gelten:

(n — 1) b = 2Δ F; daraus η = 2m + 1,

worin τη = AF' — b der Modulationsindex des empfangenen frequenzmodulierten Signals ist. Bei dem beschriebenen Beispiel ist also angenommen, daß 2AF ~ 3b, daß also der Modulationsindex den Wert 1,5 hat, daß die Mittenfrequenzen oder Eigenfrequenzen der Resonanzkreise 301 bis 304 etwa die folgenden Werte haben:

3
2

b\ F

1
2

~b

und daß ihre Halbwertsbreiten in der Größenordnung von b liegt.

Die an den Klemmen der Resonanzkreise 301 bis 304 auftretenden Spannungen werden durch Verstärker 321 bis 324 verstärkt und dann in Detektorschaltungen 331 bis 334 gleichgerichtet.

nachgeschaltet. An deren Ausgängen werden Spannungen abgenommen, die binäre Veränderliche darstellen und anzeigen, ob an den Eingängen des betreffenden Differenzverstärkers die eine der zugeführten Spannungen eine größere oder eine kleinere Amplitude als die andere hat.

Die Ausgänge dieser sechs Vorzeichendetektoren sind mit einer Gruppe von vier Und-Schaltungen 361 bis 364 mit je drei Eingängen verbunden, wie sie auf Gebiet der elektrischen Schaltkreistechnik üblicherweise verwendet werden. Die Verbindung zwischen den Vorzeichendetektoren und den Und-Schaltungen ist so ausgeführt, daß jeweils nur eine der vier Und-Schaltungen geöffnet ist, während die drei übrigen geschlossen sind. Die Ordnungszahl der geöffneten Und-Schaltung entspricht derjenigen des Detektors 331 bis 334, an dessen Ausgang die größte Spannung auftritt.

Im Fall von F i g. 3 gilt:

Der Vorzeichendetektor 351 ist mit einem Eingang der Und-Schaltung 361 direkt und mit einem Eingang der Und-Schaltung 362 komplementär verbunden;

der Vorzeichendetektor 352 ist mit einem Eingang der Und-Schaltung 362 direkt und mit einem Eingang der Und-Schaltung 363 komplementär verbunden;

der Vorzeichendetektor 353 ist mit einem Eingang der Und-Schaltung 363 direkt und mit einem Eingang der Und-Schaltung 364 komplementär verbunden;

der Vorzeichendetektor 354 ist mit einem Eingang der Und-Schaltung 361 direkt und mit einem Eingang der Und-Schaltung 363 komplementär verbunden;

der Vorzeichendetektor 355 ist mit einem Eingang der Und-Schaltung 362 direkt und mit einem Eingang der Und-Schaltung 364 komplementär verbunden;
der Vorzeichendetektor 356 ist mit einem Eingang der Und-Schaltung 361 direkt und mit einem Eingang der Und-Schaltung 364 komplementär verbunden.

Jede der Und-Schaltungen 361 bis 364 steuert einen Gleichspannungsgenerator 371 bis 374, beispielsweise dadurch, daß sie einen Transistor, der beim Fehlen einer Steuer spannung gesperrt ist, in die Sättigung bringt. Die Werte der dadurch erzeugten

Die an den Klemmen der Detektoren 331 bis 334 50 Gleichspannungen liegen in gleichmäßigen Abstänerhaltenen Spannungen werden paarweise den Ein- den; eine davon kann den Wert Null haben, so daß gangen von Differenzverstärkern 341 bis 346 züge- einer der Generatoren entfallen kann,
führt, welche die aus den Detektorschaltungen korn- Die Ausgangsklemmen der Generatoren 371 bis 374

menden Gleichspannungen paarweise miteinander sind parallel mit den Ausgangsklemmen 36 der vergleichen. Beispielsweise wird die Ausgangsspan- 55 Schaltung 33 verbunden. An diesem Ausgang 36 ernung des Detektors 331 mit der Ausgangsspannung scheint die Gleichspannung des Generators, welcher des Detektors 332 in dem Verstärker 341 verglichen, einer geöffneten Und-Schaltung zugeordnet ist; dies die Ausgangsspannung des Detektors 331 mit der hat zur Folge, daß an dem Ausgang 36 eine »abge-Ausgangsspannung des Detektors 333 wird in dem stufte« Spannung auftritt, wobei jede Stufe die Ord-Verstärker 344 verglichen, und die Ausgangsspannung 60 nungszahl desjenigen der Resonanzkreise 301 bis 304 des Detektors 331 wird mit der Ausgangsspannung darstellt, dessen Amplitude größer als die Amplituden der übrigen Resonanzkreise in dem betreffenden Zeitpunkt ist.

Praktisch entspricht diese abgestufte Spannung der Ausgangsspannung eines Frequenzmodulators mit treppenförmiger Demodulatorkennlinie. Die so erhaltene Hilfsmodulationsspannung enthält aber nichts von der analysierten Schwingung, sondern ist synthe-

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des Detektors 334 in dem Verstärker 346 verglichen usw.

Für η Resonanzkreise müssen natürlich J^L^L

Differenzverstärker vorgesehen werden.

Den Differenzverstärkern 341 bis 346 sind Vorzeichendetektoren 351 bis 356 herkömmlicher Art

tisch aus den empfangsseitig erzeugten Gleichspannungen zusammengesetzt.

Fig. 4 zeigt das Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform des Hilf smodulationssignalerzeugers 33'. Die Schaltung von F i g. 4 ist einfacher als diejenige von Fig. 3 und auf Grund der folgenden Überlegungen gebildet.

Da das Modulationssignal eine stetige Funktion ist, ist auch die Augenblicksfrequenz der frequenzmodulierten Schwingung eine stetige Funktion. Dies bedeutet, daß die Resonanzkreise nacheinander in ihre Reihenfolge in Resonanz kommen. Wenn beispielsweise der Resonanzkreis mit der Ordnungszahl ρ in einem gegebenen Zeitpunkt in Resonanz ist, können im folgenden Zeitpunkt entweder nur der (p — l)-te Resonanzkreis oder der (p + l)-te Resonanzkreis in Resonanz kommen.

In der Schaltung von Fig. 4 sind gleichfalls vier Resonanzkreise 301 bis 304 vorgesehen. Der zwischen dem Eingang 31 und den Ausgängen der Detektoren 331 bis 334 liegende Teil des Analysators besitzt den gleichen Aufbau wie der entsprechende Teil des Analysators von Fig. 3. Jedoch sind die Verstärker 321 bis 324 in der Anordnung von F i g. 4 normalerweise gesperrt, und sie können durch Steuerspannungen entsperrt werden, welche ihnen über die Leitungen 381 bis 384 zugeführt werden.

Die Detektorschaltungen 331 bis 334 sind mit den Eingängen von Differenzverstärkern 347 bis 349 in der Weise verbunden, daß zwei nebeneinanderliegende Detektorschaltungen jeweils mit den beiden Eingängen des gleichen Differenzverstärkers verbunden sind. Die vier Ausgangsspannungen der Detektorschaltungen 331 bis 334 werden nicht mehr in allen möglichen Kombinationen paarweise miteinander verglichen, sondern es erfolgt ausschließlich ein Vergleich der Ausgangsspannungen der Schaltungen 331 und 332, der Schaltungen 332 und 333 und der Schaltungen 333 und 334. Für η Resonanzkreise beträgt die Zahl der Differenzverstärker nur noch (m — 1), während bei der Ausführungsform von F i g. 3 diese Zahl-^- (« — i) betrug.

Die Ausgangsklemmen der Differenzverstärker 347 bis 349 sind an Vorzeichendetektoren 357 bis 359 angeschlossen. An deren Ausgang erscheint in binärer Form das Ergebnis des Vergleichs der Ausgangsspannungen von jeweils zwei benachbarten Detektorschaltungen 331 bis 334.

Der Vorzeichendiskriminator 357 steuert den Steuereingang des Gleichspannungsgenerators 371, der mit der entsprechenden Schaltung von Fig. 3 identisch ist, komplementär einen Eingang der Und-Schaltung365 und einen Eingang der Oder-Schaltung 391, deren Ausgang mit der Steuerleitung 382 für den Verstärker 322 verbunden ist.

Der Vorzeichendiskriminator 358 steuert einen Eingang der Und-Schaltung 365 und komplementär einen Eingang der Und-Schaltung 366.

Der Vorzeichendiskriminator 359 steuert einen Eingang der Und-Schaltung 366 und eine Inversionsschaltung 367. Die Und-Schaltung 365 steuert den Gleichspannungsgenerator 372, welcher mit der entsprechenden Schaltung von Fig. 3 identisch ist, die Steuerleitung 381 für den Verstärker 321 und einen Eingang der Oder-Schaltung 392, deren Ausgang mit der Steuerleitung 383 für den Verstärker 323 verbunden ist.

Die Und-Schaltung 366 schließlich steuert den Gleichspannungsgenerator 373, der mit der entsprechenden Schaltung von Fig. 3 identisch ist, einen Eingang der Oder-Schaltung 391 und die Steuerleitung 384 des Verstärkers 324.

Die Ausgänge der Gleichspannungsgeneratoren 371 bis 374 sind parallel zueinander mit den Ausgangsklemmen 36 des Analysators 33' verbunden, Die von den Generatoren 371 bis 374 gelieferten Spannungen

ίο sind in gleicher Weise wie bei den Generatoren von Fig. 3 abgestuft. Eine dieser Spannungen kann den Wert Null haben.

Die Verbindung der Ausgänge der Vorzeichendetektoren 357 bis 359 mit den Eingängen der Gleichspannungsgeneratoren 371 bis 374 über die Und-Schaltungen 365 und 366 sowie die Inversionsschaltung 367 ist so ausgeführt, daß jeweils der Generator ausgelöst wird, welcher der Detektorschaltung 331 bis 334 entspricht, welche die Spannung mit d_er größten Amplitude gleichrichtet.

Die Sperrung der Verstärker 321 bis 324 über die Steuerleitungen 381 bis 384 hat den Zweck, daß in einem gegebenen Zeitpunkt jeweils nur einer der Generatoren 371 bis 374 arbeitet und daß die gleichgerichteten Spannungen jeweils nur den Klemmen derjenigen Detektorschaltungen 331 bis 334 zugeführt werden, die neben der Detektorschaltung liegen, welche die größte Amplitude aufweist, und zwar so, daß die weitere Entwicklung des Systems möglich ist, wenn sich die Ordnungszahl des Resonanzkreises ändert, welcher die größte Amplitude aufweist. Unter diesen Bedingungen und mit Hilfe einer anfänglichen Einspielung, die auf Kosten einer kurzen Totzeit in zufälliger Weise durchgeführt wird, ist die Spannung an den Ausgangsklemmen 36 gleich der Spannung, die mit der Anordnung von Fig. 3 erhalten wird.

F i g. 5 zeigt das Blockschaltbild einer dritten Ausführungsform der Schaltung 33". Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen enthält der Hilfsmodulationsspannungserzeuger Einrichtungen zur Bestimmung der Ordnungszahl des Resonanzkreises, dessen Amplitude in einem gegebenen Zeitpunkt größer als die Amplituden der übrigen Resonanzkreise ist. Ein Gleichspannungsgenerator, dessen Ordnungszahl derjenigen des Resonanzkreises mit der größten Amplitude entspricht, wird dann entsperrt, und man erhält am Ausgang der Schaltung eine stufenförmige Spannung, die durch das Filter 34 geglättet wird, bevor sie dem Frequenzmodulator 35 zugeführt wird.

Ein im wesentlichen ähnliches Ergebnis kann erhalten werden, wenn nicht mehr Hilfsspannungsgeneratoren nach Art der Schaltungen 371 bis 374 gesteuert werden, sondern die durch die Gleichrichtung der an den Klemmen der Resonanzkreise auftretenden Spannungen erhaltenen Gleichspannungen direkt verwendet werden. Zu diesem Zweck genügt es, die an den Klemmen der Detektoren auftretenden Spannungen mit Koeffizienten zu multiplizieren, welche in linearer Beziehung zu den Ordnungszahlen der Detektoren stehen, und alle so erhaltenen Spannungen zu addieren. Die Kennlinien der Resonanzkreise müssen so gewählt werden, daß eine optimale Glättung erhalten wird.

Bis zu den an die Ausgänge der Resonanzkreise angeschlossenen Detektorschaltungen einschließlich ist die Schaltung von Fig. 5 in gleicher Weise wie diejenige von F i g. 3 aufgebaut, mit dem Unterschied,

daß die Detektorschaltungen bei der Anordnung von Fig. 5 so angeschlossen sein müssen, daß die von ihnen abgegebenen Spannungen für die Detektorschaltungen 331' und 332' positiv und für die Detektorschaltungen 333 und 334 negativ sind.

Die Detektorschaltungen 331' und 334 sind direkt mit der Additionsschaltung 368 verbunden. Die Detektorschaltungen 332' und 333 sind mit der Additionsschaltung 368 jeweils über ein Widerstandsdämpfungsglied 393 bzw. 394 von üblicher Art verbunden. Die beiden Dämpfungsglieder 393 und 394 sind gleich und teilen die ihren Eingängen zugeführten Spannungen im Verhältnis 1:3. Dann erscheint am Ausgang der Additionsschaltung 368 eine Spannung, die zwar noch eine Funktion der Ordnungszahl des Resonanzkreises ist, dessen Spannung am größten ist, die aber durch lineare Gewichtsbehaftung auch die Ordnungszahl der übrigen Resonatoren berücksichtigt.

Da die am Ausgang 36 erhaltene Spannung durch Addition von Spannungen und nicht durch Auswahl einer Spannung aus mehreren erhalten wird, ist es nicht mehr erforderlich, der Schaltung 33" von F i g. 5 ein Glättungsfilter 34 zuzuordnen. Bei dieser Ausführungsform werden also die Ausgangsklemmen 36 der Schaltung 33" direkt mit den Eingangsklemmen des Frequenzmodulators 35 von Fig. 2 verbunden.

Die Schaltung von F i g. 5 ist nichts anderes als ein Diskriminator mit mehr als zwei abgestimmten Kreisen. Da die Resonanzkreise verhältnismäßig schmale Bandbreiten haben, genießt man dadurch einen besseren Schutz gegen das Rauschen, allerdings zum Nachteil der Linearität, die nicht mehr so vollkommen wie mit zwei abgestimmten Kreisen sein kann. Man braucht jedoch keine vollkommene Ausgangsspannung, weil die betreffenden Schaltungen lediglich zur Bildung einer Näherungsspannung dienen, die später durch die eigentliche Demodulation korrigiert wird, welche in dem Teil 40 des Demodulators durchgeführt wird.

Fig. 6 zeigt das Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform des Demodulators von Fig. 2.

Bei dieser Anordnung wird die in der Additionsschaltung 49 benötigte Hilfsmodulationsspannung nicht mehr durch Filterung und Frequenzdemodulation der Ausgangsspannung des Modulators 35 gewonnen, sondern man verwendet direkt die Ausgangsspannung des Glättungsfilters 34 in der Schaltung 30'. Die an den Klemmen 37 des Filters 34 erscheinende Spannung muß dann durch eine Korrekturschaltung 4' gehen, bevor sie der Additionsschaltung 49 zugeführt wird. Diese im Videofrequenzband arbeitende Korrekturschaltung 4' erzeugt eine Verzögerung und korrigiert die Amplituden der hindurchgehenden Spannungen durch Verstärkung oder Dämpfung.

Die Realisierung einer solchen Schaltung ist aber diffiziler als bei der entsprechenden Schaltung von Fig. 2, welche scheinbar komplizierter ist.

Fig. 7 zeigt das Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform des Demodulators. Der Demodulator in seiner Gesamtheit ist mit 100" bezeichnet, die die angenäherte frequenzmodulierte Schwingung liefernde Schaltung mit 30" und die eigentliche Demodulationsschaltung mit 40". Diese Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen von Fig. 2 dadurch, daß die Mittenfrequenz des Modulators 35 der Schaltung 30" gleich derjenigen der empfangenen frequenzmodulierten Schwingung ist. In diesem Fall ist der Ausgang 44 der Mischstufe 43 mit dem Eingang eines Tiefpaßfilters 45' verbunden, dessen Ausgang an die Additionsschaltung 49 angeschlossen ist. Dieser Schaltung muß eine Phasengleichlaufregelanordnung 50 hinzugefügt werden. Die Bildung der angenäherten frequenzmodulierten Schwingung in der Schaltung 30" gewährleistet nämlich in keiner Weise,

ίο daß die Phasendifferenz der den Klemmen 41 und 42 der Mischstufe 43 zugeführten Schwingungen klein bleibt; diese Bedingung ist aber notwendig, damit die Mischstufe 43 richtig als Demodulator arbeitet.

Der Phasengleichlauf wird in herkömmlicher Weise wie folgt erhalten:

Die den Klemmen 41 der Mischstufe 43 zugeführte Spannung wird gegenüber der den Klemmen 42 der gleichen Mischstufe zugeführten Spannung mittels einer Phasenschieberschaltung 51 um 90° phasenverschoben. Die beiden Spannungen mit dieser Phasenverschiebung werden den beiden Eingängen einer Mischstufe 52 zugeführt, die als Synchrondemodulator arbeitet. Die an ihrem Ausgang auftretende Spannung hat den Wert Null, wenn die beiden den Eingängen zugeführten Spannungen eine Phasenverschiebung von genau 90° haben, wenn also die bei 22 und 32 erscheinenden Spannungen bis auf eine Phasenverschiebung um ein Vielfaches von 180° identische Eigenschaften haben. Die Ausgangsspannungen der Mischstufe 52 hat also die Eigenschaften einer Fehlerspannung. Sie dient zur Beeinflussung der Phase des empfangsseitigen Oszillators, der in dem Frequenzmodulator 35 der Schaltung 30" enthalten ist. Diese Fehlerspannung wird in der Weise durch ein Filter 53 gefiltert, dessen Frequenzband sehr klein gegen das Grundfrequenzband des Modulationssignals ist, damit die Auswirkung dieses Modulationssignals auf die Phasensteuerung des Frequenzmodulators 35 beseitigt wird. Die an den Ausgangsklemmen des Filters 53 erscheinende Spannung wird mit entsprechendem Vorzeichen und entsprechender Amplitude den Steuerklemmen 38 des Frequenzmodulators 35 zugeführt.
Fig. 8 zeigt das Blockschaltbild des Demodulators von Fig. 7 mit der der Fig. 6 entsprechenden Abänderung. Der Demodulator in seiner Gesamtheit ist mit 100'" bezeichnet, die Schaltung zur Bildung der angenäherten frequenzmodulierten Schwingung mit 30'" und die eigentliche Demodulationsschaltung mit 40"'. Die Schaltung von Fig. 8 enthält wieder das Tiefpaßfilter 45' und die Phasengleichlaufregelanordnung 50 von Fig. 7. Die der Additionsschaltung 49 zuzuführende Hilfsmodulationsspannung wird aber, wie in F i g. 6, am Ausgang des Tiefpaßfilters 34 abgenommen und über eine Korrekturschaltung 4' geschickt.

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Demodulator für frequenzmodulierte elektrische Hochfrequenzschwingungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingung einer Mehrzahl von Filtern zugeführt ist, deren Durchlaßbereiche nebeneinanderliegend das ganze Band erfassen und denen Schaltungen nachgeschaltet sind, welche eine durch Polarität und Amplitude im Sinne einer treppenförmigen Frequenzdemodulatorkennlinie kennzeichnende Gleichspannung abgeben, wenn die Augenblicksfrequenz der

Schwingung in dem Durchlaßbereich des zugeordneten Filters liegt, daß die Ausgangsspannungen dieser Schaltungen zur Bildung einer Hilfsmodulationsspannung addiert werden, die zur Frequenzmodulation eines Oszillators (35) verwendet ist, dessen Mittenfrequenz gegen die Mittenfrequenz der zu demodulierenden Schwingung um eine vorgegebene Zwischenfrequenz versetzt ist, daß der Ausgang des Oszillators (35) mit dem einen Eingang einer Mischstufe (43) verbunden ist, deren anderem Eingang die zu demodulierende Schwingung über eine Verzögerungseinrichtung (20) zugeführt ist, welche dieselbe Verzögerung aufweist wie der dazu parallele Kanal (30, 30') bis zum Ausgang des Oszillators (35), daß die von der Mischstufe (43) gebildete Zwischenfrequenz über ein Filter (45), dessen Bandbreite wenigstens gleich der doppelten Bandbreite des Modulationssignals der zu demodulierenden frequenzmodulierten Schwingung ist, einem Frequenzdiskriminator (46) zugeführt ist und daß die Ausgangsspannung des Diskriminators (46) dem einen Eingang einer Additionsschaltung (49) zugeführt ist, an deren anderem Eingang die Hilfsmodulationsspannung angelegt ist und an deren Ausgang (102) das Demodulationsprodukt abgenommen ist (F i g. 2, 6).

2. Demodulator für frequenzmodulierte elektrische Hochfrequenzschwingungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingung einer Mehrzahl von Filtern zugeführt ist, deren Durchlaßbereiche nebeneinanderliegend das ganze Band erfassen und denen Schaltungen nachgeschaltet sind, welche eine durch Polarität und Amplitude im Sinne einer treppenförmigen Frequenzdemodulatorkennlinie kennzeichnende Gleichspannung abgeben, wenn die Augenblicksfrequenz der Schwingung in dem Durchlaßbereich des zugeordneten Filters liegt, daß die Ausgangsspannungen dieser Schaltungen zur Bildung einer Hilfsmodulationsspannung addiert werden, die zur Frequenzmodulation eines Oszillators (35) verwendet ist, dessen Mittenfrequenz gleich der Mittenfrequenz der zu demodulierenden Schwingung -ist, daß der Ausgang des Oszillators (35) mit dem Eingang einer Mischstufe (43) verbunden ist, deren anderem Eingang die zu demodulierende Schwingung über eine Verzögerungseinrichtung (20) zugeführt ist, welche dieselbe Verzögerung aufweist wie der dazu parallele Kanal (30", 30'") bis zum Ausgang des Oszillators (35), daß an den Ausgang des Oszillators (35) und an den Ausgang der Verzögerungseinrichtung (20) ferner eine Phasengleichlaufregelanordnung (50) für den Oszillator (35) angeschlossen ist, daß die Ausgangsspannung der Mischstufe (43) einem Tiefpaßfilter (45') zugeführt ist, dessen Bandbreite wenigstens gleich der doppelten Bandbreite des Modulationssignals der zu demodulierenden frequenzmodulierten Schwingung ist, und daß die Ausgangsspannung des Filters (45') dem einen Eingang einer Additionsschaltung (49) zugeführt ist, an deren anderem Eingang die Hilfsmodulationsspannung angelegt ist, und an deren Ausgang (102) das Demodulationsprodukt abgenommen ist.

3. Demodulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Oszillators (35) über ein Filter (47) mit einem Frequenzdiskriminator (48) verbunden ist, dessen Ausgang mit dem anderen Eingang der Additionsschaltung (49) verbunden ist (Fig. 2, 7).

4. Demodulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Eingang des Oszillators (35) zugeführte Hilfsmodulationsspannung über eine Laufzeit- und Amplitudenkorrekturschaltung (4') dem anderen Eingang der Additionsschaltung (49) zugeführt ist (F i g. 6, 8).

5. Demodulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der zur Bildung der Hilfsmodulationsspannung verwendeten Filter durch einen gedämpften Resonanzkreis (301, 302, 303, 304) gebildet ist, dem ein Spannungsdetektor (331, 332, 333, 334) nachgeschaltet ist (Fig. 3, 4, 5).

6. Demodulator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonanzfrequenzen der gedämpften Resonanzkreise voneinander in Abständen liegen, die etwa gleich der Bandbreite des Modulationssignals sind.

7. Demodulator nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Resonanzkreis (301, 302, 303, 304) je ein Trennverstärker (311, 321, 312, 322; 313, 323; 314, 324) vor- und nachgeschaltet ist (Fig. 3, 4, 5).

8. Demodulator nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der Spannungsdetektoren (331, 332, 333, 334) paarweise mit den Eingängen von Vergleichsschaltungen (341, 351,...; 349, 359) verbunden sind, welche eine Ausgangsspannung des einen oder des anderen von zwei Werten in Abhängigkeit davon abgibt, welche der beiden zugeführten Eingangsspannungen größer ist, und daß die Ausgänge der Vergleichsschaltungen mit den Eingängen einer Gruppe von logischen Schaltungen (361... 366) in solchen Kombinationen verbunden sind, daß jeweils nur eine logische Schaltung eine Ausgangsspannung abgibt, welche einen jeder logischen Schaltung nachgeschalteten Gleichspannungserzeuger (371... 374) auslöst (Fig. 3, 4).

9. Demodulator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede Vergleichsschaltung aus einem Differenzverstärker (341... 349) und einem Vorzeichendetektor (351... 359) besteht (Fig. 3, 4).

10. Demodulator nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der Spannungsdetektoren (331... 334) in allen möglichen Kombinationen paarweise mit den Eingängen von Vergleichsschaltungen (341, 351,...; 346, 356) verbunden sind, daß jedem Resonanzkreis (301... 304) eine Und-Schaltung (361... 364) zugeordnet ist, und daß die Ausgänge der Vergleichsschaltungen mit den Eingängen der Und-Schaltungen in solchen Kombinationen verbunden sind, daß jeweils nur diejenige Und-Schaltung eine Ausgangsspannung abgibt, die dem Resonanzkreis mit der größten Schwingungsamplitude zugeordnet ist (Fig. 3).

11. Demodulator nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die Ausgänge der Spannungsdetektoren (331... 334) von zwei Resonanzkreisen (301... 304) mit benachbarten Durchlaßbereichen mit dem Eingang einer Vergleichsschaltung (347, 357,...; 349, 359) verbunden sind, daß jedem Resonanzkreis ein sperr-

barer Trennverstärker (321... 324) nachgeschaltet ist und daß die Steuereingänge (381... 384) der sperrbaren Trennverstärker über logische Schaltungen (365, 366, 367, 391, 392) derart mit den Ausgängen der Vergleichsschaltungen (347, 357,...; 349, 359) verbunden sind, daß jeweils nur die Trennverstärker geöffnet sind, die dem Resonanzkreis mit der größten Schwingungsamplitude und den Resonanzkreisen mit den unmittelbar benachbarten Durchlaßbereichen zugeordnet sind (Fig. 4).

12. Demodulator nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der Spannungsdetektorschaltungen (331', 332', 333, 334) über Bewertungsschaltungen (393,394) mit einer Spannungsadditionsschaltung (368) verbunden sind (Fig. 5).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1113 390;
»The Bell System Technical Journal«, Juli 1961, S. 1149 bis 1156.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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