DE1254718B - Equalizer for FM broadband radio relay systems - Google Patents
Equalizer for FM broadband radio relay systemsInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 4MVW> PATENTAMTFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY GERMAN 4MVW> PATENT OFFICE Int. Cl.:Int. Cl .:
H04bH04b
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
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Deutsche Kl.: 21 a4 - 55German class: 21 a4 - 55
St 23074IX d/21 a4 12. Dezember 1964 23. November 1967St 23074IX d / 21 a4 December 12, 1964 November 23, 1967
Die Erfindung betrifft einen Ausgleicher für das Umwandlungskiirren bei frequenzmodulierten, breitbandigen Richtfunkverbindungen mit kleinem Hub.The invention relates to an equalizer for the cleavage of the conversion in frequency-modulated, broadband Radio links with a small hub.
Es ist bekannt, bei Richtfunksystemen mit Frequenzmodulation zur Erzielung einer verzerrungsarmen Übertragung die Phase zu linearisieren. Daher werden bei hochwertigen Systemen Phasenausgleicher —· oft auch Gruppenlaufzeitausgleicher genannt — eingebaut. Es ist ferner bekannt, den Amplitudengang derartiger Ubertragungssysteme durch entsprechende Amplitudenausgleicher zu linearisieren.It is known in radio relay systems with frequency modulation to achieve low-distortion Transmission to linearize the phase. Therefore, phase compensators are used in high-quality systems - · often also called group delay compensator - built-in. It is also known the amplitude response to linearize such transmission systems by appropriate amplitude compensators.
Bei sehr breitbandigen, frequenzmodulierten Übertragungssystemen führen jedoch diese Maßnahmen allein noch nicht zu dem Ziel einer hinreichend verzerrungsarmen Übertragung. Es wurden bereits Untersuchungen über weitere Entstehungsursachen von Verzerrungen obiger Übertragungssysteme angestellt. So ist es bekannt, bei breitbandigen FM-Systemen nicht nur die niedrigen Ordnungen des Gruppenlauf zeitganges zu berücksichtigen, sondern auch dessen höhere Ordnungen auszugleichen, was die Schaffung sehr aufwendiger Schaltungen erfordert, ohne daß dadurch die gewünschte Verbesserung erzielt werden kann.In the case of very broadband, frequency-modulated transmission systems, however, these measures are effective alone not yet with the aim of a transmission that is sufficiently low in distortion. There have already been Investigations into further causes of distortion of the above transmission systems made. It is known that broadband FM systems not only use the lower orders of the Group run to take into account temporal, but also to compensate for its higher orders, what requires the creation of very complex circuits without thereby achieving the desired improvement can be.
Ferner sind bereits Untersuchungen bekannt, nach denen die Ursache für einen wesentlichen Anteil des Intermodulationsgeräusches in der Amplituden-Modulation / Phasen-Modulation- (AM / PM-) Umwandlung erkannt wird. Diese Untersuchungen ergaben, daß die AM/PM-Umwandlung von vornherein hinreichend klein gehalten werden muß, weil es gegen eine nachträgliche Unterdrückung der PM keine Möglichkeit gäbe. Das Kleinhalten der Umwandlung ist jedoch in der Schaltungsauslegung sehr aufwendig, soweit es überhaupt meßtechnisch exakt erfaßbar ist.Furthermore, studies are already known, according to which the cause of a significant proportion of the Intermodulation noise in the amplitude modulation / phase modulation (AM / PM) conversion is recognized. These investigations showed that the AM / PM conversion was sufficient from the outset Must be kept small because there is no subsequent suppression of PM Possibility. Keeping the conversion small, however, is very complex in terms of the circuit design, as far as it can be measured exactly at all.
Weitere Untersuchungen haben nun gezeigt, daß eine AM-PM-Umwandlung bzw. die davon herrührende Intermodulation doch kompensiert werden kann. Dabei muß man von der Erkenntnis ausgehen, daß bei hochwertigen Systemen mit breitbandig geebneter Amplitudenkurve (das ist Frequenzgang der Dämpfung) eine Amplitudenmodulation nur durch einen Frequenzgang der Phase b (ω) entstehen kann. Dieser ist aber nur bei amplitudengeebneten, allpaßfreien Schaltungen (minimum phase network), wie sie für Filterzwecke verwendet werden, nach Abzug des Grundlaufzeitintegrals immer eine ungerade Frequenzfunktion um eine Zentralfrequenz ω0, wobei sicher das A ω-Glied negativ und das Δ w3-Glied aber positiv ist. Ab {ω) weist daher bei Bandpaßfiltern immer den in der F i g. 1 dargestellten prinzipiellen Verlauf auf.Further investigations have now shown that an AM-PM conversion or the intermodulation resulting therefrom can nevertheless be compensated. One must start from the knowledge that in high-quality systems with a broadband leveled amplitude curve (that is the frequency response of the damping), an amplitude modulation can only occur through a frequency response of phase b (ω) . However, only in the case of amplitude-leveled, all-pass-free circuits (minimum phase network), as used for filtering purposes, after subtracting the basic transit time integral, this is always an odd frequency function around a central frequency ω 0 , with the A ω element being negative and the Δ w 3 - Link is positive. Ab {ω) therefore always shows in the case of bandpass filters the one shown in FIG. 1 shown in principle.
Ausgleicher für FM-Breitband-RichtfunksystemeEqualizer for FM broadband radio relay systems
Anmelder:Applicant:
Standard Elektrik Lorenz Aktiengesellschaft, Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42Standard Elektrik Lorenz Aktiengesellschaft, Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Dr.-Ing. Martin Müller, PforzheimDr.-Ing. Martin Müller, Pforzheim
Zur Entstehungsursache einer Amplitudenmodulation sei auf die im AEÜ-Heft 1, 1962, S. 25 bis 35 und Heft 2, 1962, S. 93 bis 99, abgedruckte Arbeit hingewiesen. Aus der dortigen Gleichung 32 geht hervor, daß aus dem mit bu(x) bezeichneten Glied eine Amplitudenmodulation zweiten Grades entsteht.Regarding the cause of amplitude modulation, reference is made to the work printed in AEÜ-Heft 1, 1962, pp. 25 to 35 and Book 2, 1962, pp. 93 to 99. Equation 32 there shows that the term designated by b u (x) results in an amplitude modulation of the second degree.
Umwandelnde Schaltelemente sind dabei insbesondere weit ausgesteuerte Röhren, Transistoren oder Dioden. Sie erzeugen gewöhnlich bei wachsender Amplitude eine Phasennacheilung. Mathematisch heißt das, daß die AM-Glieder, also auch des zweiten Grades, mit —7 multipliziert werden. Daraus ergibt sich dann die störende PM-Intermodulation zweiten Grades, die nicht mehr durch einen Begrenzer beseitigt werden kann.Converting switching elements are, in particular, tubes, transistors or valves that are widely modulated Diodes. They usually create a phase lag as the amplitude increases. Mathematically this means that the AM terms, including those of the second degree, are multiplied by -7. From this it follows Then the interfering PM intermodulation of the second degree, which is no longer due to a limiter can be eliminated.
Betrachtet man nun die Gleichung 44 der obengenannten Veröffentlichung, so sieht man, daß dort ein »Zeigerzuwachs« von gleichem Charakter auftritt, der bereits mit —7 multipliziert ist, aber statt bu (x) die Amplitudenfunktion au (x) enthält. Deshalb muß es möglich sein, durch Erzeugung einer der Phasenfunktion A b (ω) entgegengesetzten Amplituden- oder Dämpfungsfunktion α (ω) das Umwandlungsklirren zu kompensieren.If one now looks at equation 44 of the above-mentioned publication, one sees that there is a "pointer increase" of the same character, which has already been multiplied by -7, but instead of b u (x) contains the amplitude function a u (x). It must therefore be possible to compensate for the clatter of the conversion by generating an amplitude or damping function α (ω) opposite to the phase function A b (ω).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ausgleicher zur Kompensation des Umwandelklirrens zu schaffen, welcher in Bxeitband-Richtfunksystemen mit Frequenzmodulation zusätzlich zu den bekannten Phasen- und Amplitudenausgleichern zur Anwendung kommen soll.The invention is based on the object of an equalizer for compensating for the distortion of the conversion to create, which in broadband radio relay systems with frequency modulation in addition to the known phase and amplitude compensators should be used.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleicher eine vorzugsweise Amplitudenfunktion ungerader Ordnung erzeugt, die der mit dem Umwandlungswirkungsgrad multiplizierten und um die Grundlaufzeit reduzierten Phasenfunktion entgegengesetzt ist.The invention is characterized in that the equalizer preferably has an amplitude function odd order generated, which is multiplied by the conversion efficiency and around the Basic delay reduced phase function is opposite.
Da eine ungerade Amplitudenfunktion durch eine Amplitudeneinsattelung auf der einen Seite der Trägerfrequenz ω0 und einem AmplitudenhöckerThere is an odd amplitude function due to amplitude saddling on one side of the carrier frequency ω 0 and an amplitude hump
709 689/173709 689/173
auf der anderen Seite der Trägerfrequenz realisiert werden kann, wird hierzu erfindungsgemäß der Amplitudenverlauf durch eine saugkreisartige Amplitudenabsenkung und eine parallelkreisartige Amplitudenanhebung gemäß Fig. 2 symmetrisch zum Träger korrigiert.can be implemented on the other side of the carrier frequency, according to the invention, the amplitude curve is used for this purpose by a suction circle-like amplitude decrease and a parallel circle-like amplitude increase corrected symmetrically to the carrier according to FIG.
Häufig ist der Umwandlungswirkungsgrad nicht genau bekannt. In diesen Fällen kann auch nicht aus einer Messung der Phasenkurve auf die erforderliche Tiefe oder Höhe von Amplitudeneinsattelung bzw. -hocker für die Kompensation des Umwandlungsklirrens geschlossen werden. Daher ist es vorteilhaft, diese bei einem Ausgleicher für das Umwandlungsklirren einstellbar zu gestalten. Die in der F i g. 2 dargestellte Größe 2 ε wird dann auf ein minimales Klirren eingestellt.Often the conversion efficiency is not exactly known. In these cases, too, can not do a measurement of the phase curve to the required depth or height of amplitude saddle or -stool can be closed to compensate for the distortion of the transformation. It is therefore beneficial to to make this adjustable with an equalizer for the clink of conversion. The in the F i g. 2 shown Size 2 ε is then set to a minimal clink.
Der Umwandlungswirkungsgrad kann auch abhängig von der Modulationsfrequenz sein. Das bedeutet, daß die Phasenkurve nach der Umwandlung eine andere Gestalt annimmt, beispielsweise eine nahezu ebene Wendetangente bei der Trägerfrequenz ω0 aufweist. Diesem Umstand kann dadurch Rechnung getragen werden, daß man mindestens die Frequenzlage von Amplitudeneinsattelung (W1) und -hocker (ω2) und gegebenenfalls auch deren Bandbreite einstellbar macht.The conversion efficiency can also be dependent on the modulation frequency. This means that the phase curve takes on a different shape after the conversion, for example has an almost flat turning tangent at the carrier frequency ω 0 . This fact can be taken into account by making at least the frequency position of the amplitude saddle (W 1 ) and stool (ω 2 ) and possibly also their bandwidth adjustable.
In der F i g. 3 ist ein Prinzipschaltbild eines erfindungsgemäßen Ausgleichers für das Umwandlungsklirren dargestellt.In FIG. 3 is a schematic diagram of an equalizer for the conversion rattle according to the invention shown.
Der z. B. zwischen Transistoren geschaltete Ausgleicher besteht aus einem an einem Potentiometer P1 liegenden Saugkreis (C1, L1, R1) und einem zu einem Widerstand Rz parallelliegenden Parallelkreis (L2, C2) und dem dazu parallelgeschalteten Potentiometer P0. Durch die Potentiometer P1 und P2, die auch gekuppelt sein können und bei höheren Frequenzen gewöhnlich durch in ihrem Widerstandswert veränderbare Halbleiter realisiert werden, kann vorwiegend die Tiefe bzw. Höhe der Amplitudenschwankung eingestellt werden. Durch Veränderung der Kapazität C1 und der Induktivität L2 allein kann die Frequenzlage zur Trägerfrequenz und durch gegenläufige Veränderung von C1 mit L1 und C2 mit L2 die Bandbreite der Einsenkung und Anhebung der ίο Amplitudenkurve eingestellt werden.The z. B. Equalizer connected between transistors consists of a suction circuit (C 1 , L 1 , R 1 ) connected to a potentiometer P 1 and a parallel circuit (L 2 , C 2 ) parallel to a resistor R z and the potentiometer P 0 connected in parallel to it. The potentiometers P 1 and P 2 , which can also be coupled and, at higher frequencies, are usually implemented by semiconductors whose resistance value can be changed, can primarily be used to set the depth or height of the amplitude fluctuation. By changing the capacitance C 1 and the inductance L 2 alone, the frequency position to the carrier frequency and by changing C 1 with L 1 and C 2 with L 2 in the opposite direction, the bandwidth of the depression and increase of the ίο amplitude curve can be set.
Claims (3)
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