-
In der Patentanmeldung St 22927 IX d / 21a4 (deutsche Auslegeschrift
1254 200) ist ein Synchrodynempfänger beschrieben, bei dem das Empfangssignal über
mindestens einen Mischer mit auf das Empfangssignal synchronisiertem Mischoszillator
einem Verstärker (z. B. Niederfrequenz- oder Videoverstärker) zugeführt wird und
bei dem das Empfangssignal oder der Mischoszillator mit einem Hilfssignal moduliert
wird, das zwecks Erzeugung einerRegelspannung zur Synchronisation des Mischoszillators
in einer Vergleichsschaltung mit dem dem Verstärker entnommenen Hilfssignal verglichen
wird.
-
In Weiterbildung des Synchrodynempfängers nach der Hauptpatentanmeldung
sieht die Erfindung vor, daß gleichzeitig eine Amplituden- und Phasenmodulation
durch das Hilfssignal erfolgt. Dabei wird es nach einem Merkmal der Erfindung als
vorteilhaft betrachtet, daß die Phasen- und Amplitudenmodulation gegeneinander eine
Phasenverschiebung von 90°, bezogen auf das Hilfssignal, aufweisen und der Phasenhub
der Phasenmodulation sich so zum Modulationsgrad der Amplitudenmodulation verhält,
daß eines der beiden Seitenbänder der mit dem Hilfssignal durchgeführten Hilfsmodulation
in an sich bekannter Weise nahezu unterdrückt wird. Es wird also vorgeschlagen,
als Hilfsmodulation eine Einseitenbandmodulation vorzusehen. Eine Einseitenbandmodulation
hat bei diesem Verfahren den großen Vorteil, daß das hinter dem Mischer und damit
auch das hinter dem Verstärker (Niederfrequenz oder Video-Verstärker) erscheinende
Hilfssignal, exakt mit zur Synchronisation und Verstärkungsregelung ausreichender
Amplitude, die drei für diesen Zweck benötigten Informationen über die Amplitude,
Frequenz und Phase des sehr kleinen und daher für beide Zwecke unzureichenden Empfangssignalträgers
liefert.
-
Da dieses hinter dem Mischer erscheinende Hilfssignal in bezug auf
Amplitude, Frequenz und Phase ein Modell des Empfangssignals ist, soll dieses im
folgenden als »Modellsignal« bezeichnet werden, um es von dem ursprünglichen Hilfssignal,
mit dem die Hilfsmodulation durchgeführt wird, unterscheiden zu können.
-
Dieses Modellsignal kann nicht nur zur Synchronisation des Mischoszillators,
sondern auch zur Verstärkungsregelung des Verstärkers herangezogen werden, so daß
diese Verstärkungsregelung auch während der Modulationspausen des Empfangssignals
möglich ist.
-
Ein weiterer sehr wesentlicher Vorteil besteht darin, daß im nicht
synchronisierten Zustand eine Frequenzabweichung zwischen dem ursprünglichen Hilfssignal
und dem Modellsignal entsteht, so daß es durch Gewinnung einer verstimmungsabhängigen
Regelspannung mit einer Phasen- und Frequenzvergleichsschaltung möglich ist, auch
bei relativ großen Frequenzabweichungen die Synchronisation zu erzwingen, mit anderen
Worten, der Synchronisationsfangbereich kann durch einen Frequenzvergleich wesentlich
erweitert werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß zur Erzielung einer konstanten
Regelsteilheit des Synchronisierregelkreises das Modellsignal mit einem Begrenzer
begrenzt werden kann. Schließlich wird es als vorteilhaft angesehen, beim Empfang
von Bildsignalen die kombinierte Amplituden- und Phasenmodulation nur während des
Zeilenrücklaufs anzuwenden.
-
Beim Empfang von restseitenbandmodulierten Signalen, z. B. Fersehsignalen,
wird es nach einem anderen Merkmal als besonders vorteilhaft angesehen, daß die
Phasen- und Aplitudenmodulation gegeneinander keine Phasenverschiebung aufweisen
und der Phasenhub der Phasenmodulation sich so zum Modulationsgrad der Amplitudenmodulation
verhält, daß eine Zweiseitenbandquadraturmodulation entsteht mit einem Phasenwinkel
der Seitenbandresultierenden von 30° relativ zum Signalträger.
-
An Hand des Ausführungsbeispiels der Zeichnungen sei nun die Erfindung
näher erläutert.
-
F i g. 1 zeigt ein Prinzipschaltbild, mit dem die Aufgabenstellung
der Erfindung näher erläutert werden soll; F i g. 2 zeigt das Blockschaltbild eines
Empfängers gemäß der Erfindung; F i g. 3 zeigt eine Gegenüberstellung von Ein- und
Zweiseitenbandmodulation, um die Vorteile einer Einseitenbandmodulation für das
Hilfssignal bei diesem Empfangsverfahren näher erläutern zu können; F i g. 4 zeigt
Phasenbeziehungen zwischen der Oszillatorspannung, dem Signalträger und der durch
die Hilfsmodulation entstehenden Seitenbandfrequenz; F i g. 5 zeigt als Blockschaltbild
eine Anordnung zur gleichzeitigen Amplituden- und Phasenmodulation des Empfangssignals
mit dem Hilfssignal und die Vektorbeziehungen der so entstehenden Mischmodulation
bei verschiedenen Phasenverschiebungen y der beiden zur Modulation dienenden Hilfsspannungen;
F i g. 6 zeigt eine besonders einfache Schaltungsanordnung zur Erzielung der Einseitenbandmodulation,
und an Hand der F i g. 7 soll der Empfang von restseitenbandmodulierten Signalen,
z. B. Fernsehsignalen, erläutert werden.
-
In F i g. 1 ist 1 die Antenne, 2 der HF-Teil, in dem keine bzw. nur
eine geringe HF-Verstärkung durchgeführt wird. 3 ist der Mischer, 4 der Mischoszillator,
5 der Verstärker (Niederfrequenz- oder Videoverstärker), S ist der Ausgang der zum
endgültigen Signalempfänger, z. B. Lautsprecher oder Bildröhre, führt; der Verstärker
5 soll eine große, mit einer Regelspannung variablen Verstärkung haben. Es fehlen
zwei Informationen zur Synchronisation des Oszillators und eine zur Regelung der
Verstärkung des Verstärkers. Zur Synchronisation des Oszillators fehlt erstens die
Information über die Frequenzabweichung 4 f = fo - fHr@ dabei ist fo die
Frequenz des Oszillators und fgl: die Frequenz des Empfangssignals. Diese Information
ist erforderlich, um eine grobe Abstimmung des Oszillators auf die Empfangsfrequenz
durchzuführen. Zweitens fehlt die Information über die Phasenabweichung 4P = T0
- THr.
-
Diese Information wird benötigt, um die Synchronisation zu erreichen
und aufrechtzuerhalten. Beide Informationen müssen in irgendeiner Weise dem Oszillator
4 zugeführt werden. Dies soll durch den Pfeil 6 angedeutet werden. Drittens
fehlt die Information über die Amplitude des Empfangssignals. Diese Information
wird benötigt, um die Niederfrequenzverstärkung automatisch regeln zu können. Das
Niederfrequenzsignal selbst ist zur Regelung der Verstärkung des Verstärkers 5 ungeeignet,
denn bei Modulationspausen, mit denen man bei vielen Signalen
rechnen
muß, ist kein niederfrequentes Signal als Regelkriterium vorhanden. Nur wenn man
die Amplitude des Empfangssignals kennt, kann man die Verstärkung des Verstärkers
5 so einstellen, daß bei einsetzender Modulation diese Verstärkung den richtigen
Wert hat. Soweit die Aufgabenstellung.
-
Als Lösung dieses Problems wird nach einem Merkmal der Erfindung vorgeschlagen,
eine Einseitenbandmodulation des Empfangssignals mit einem Hilfssignal durchzuführen,
dessen Frequenz innerhalb des Durchlaßbereiches des Verstärkers 5 liegt. Dies soll
an Hand der F i g. 2 näher erläutert werden.
-
In F i g. 2 ist 1 die Antenne, 2 der HF-Teil, der gleichzeitig zur
Modulation des Empfangssignals mit dem Hilfssignal herangezogen wird. 3 ist der
Mischer, 4 der Mischoszillator, 5 der Verstärker. 9 ist der Hilfsoszillator mit
der Frequenz f1 und der Phase qgl. Mit diesem vom Hilfsoszillator 9 erzeugten Hilfssignal
wird das Empfangssignal im HF-Teil einseitenbandmoduliert. Weicht die Frequenz f,
des Mischoszillators 4 von der Frequenz fHF des Empfangssignals ab, so erscheint
hinter dem Mischer 3 und verstärkt hinter dem Verstärker 5 das Modellsignal mit
der Frequenz f2. Die Frequenzdifferenz df=fl-f2 ist identisch mit der Differenz
f o - f HF- Mit anderen Worten, die Frequenzabweichung des Modellsignals
relativ zur Frequenz des Hilfssignals ist in Betrag und Richtung identisch mit der
Frequenzabweichung des Empfangssignal relativ zur Frequenz der Mischoszillatorspannung.
Führt man das hinter dem Verstärker 5 erscheinende Modellsignal und das vom Hilfsoszillator
9 kommende Hilfssignal einer Phasen- und Frequenzvergleichsschaltung 10 zu, so erzeugt
diese eine Regelspannung, deren Polarität abhängig ist von der Richtung der Frequenzabweichung
des Modellsignals relativ zum Hilfssignal und damit von der Richtung der Frequenzabweichung
des Empfangssignals relativ zur Frequenz des Mischoszillators. Diese Regelspannung
wird über ein Siebglied 11 dem Mischoszillator 4 zur Frequenznachstimmung zugeführt.
Die Frequenznachstimmung kann in an sich bekannter Weise mit einer Kapazitätsdiode
oder einer Reaktanzstufe erfolgen. Auf diese Weise wird die Frequenz des Mischoszillators
fo sehr nahe an die Frequenz f H" des Empfangssignals herangeführt. Die endgültige
Synchronisation erfolgt anschließend mit einem Phasenvergleich. Dieser Phasenvergleich
ist möglich, weil die Phase cp2 des Modellsignals um den Betrag d 99 von
der Phase qpl des Hilfssignals abweicht und die Phasenabweichung d (p identisch
ist mit der Phasendifferenz cpo - cpNF (Phase der Mischoszillatorspannung
und Phase des Empfangssignals). Das Modellsignal liefert also ein eindeutiges Kriterium
für die Frequenz- und Phasenabweichung des Empfangssignals relativ zur Mischoszillatorspannung.
Lediglich die Phasenabweichung des Modellsignals relativ zum Hilfssignal kann zusätzlich
um einen konstanten Betrag verschoben sein, wenn das Modellsignal im Verstärker
5 eine zusätzliche Phasenverschiebung erfährt. Diese kann jedoch z. B. mit einem
RC-Glied kompensiert werden, so daß eine absolute übereinstimmung zwischen der Phasendifferenz
der beiden Niederfrequenzsignale und der beiden Hochfrequenzsignale erzielt wird.
Darüber hinaus liefert das Modellsignal ein eindeutiges Kriterium für die Amplitude
des Empfangssignals. Man kann deshalb das hinter dem Verstärker entnommene Modellsignal
unmittelbar zur Erzeugung einer Regelspannung zur Regelung der Verstärkung des Verstärkers
5 heranziehen. Der Pfeil mit der Bezeichnung Kriterium: Amplitude in F i g. 2 soll
dies andeuten.
-
In F i g. 3 soll eine Gegenüberstellung der Einseitenbandmodulation
und der Zweiseitenbandmodulation durchgeführt werden, um zu zeigen, daß bei Einseitenbandmodulation
das Modellsignal ein exaktes Kriterium für die Amplitude des Empfangssignals und
die Frequenzabweichung zwischen Empfangssignal und Mischoszillatorfrequenz liefert.
-
Die F i g. 3, a bis d gelten für Einseitenbandmodulation,
und die F i g. 3, e bis h für Zweiseitenbandmodulation.
-
Als Beispiel sei angenommen, daß das Empfangssignal eine Frequenz
von 100 kHz und das Hilfssignal eine Frequenz von 10 kHz hat. Bei Einseitenbandmodulation
entsteht somit die Frequenz 100 kHz und die Seitenfrequenz 110 kHz, wie dies in
F i g. 3, a dargestellt ist.
-
F i g. 3, b zeigt die Frequenzen, die hinter dem Mischer entstehen,
wenn die Mischoszillatorfrequenz nicht 100 kHz, sondern beispielsweise 99 kHz beträgt.
Wir erhalten die Differenzfrequenzen 1 bis 11 kHz. Die 11-kHz-Frequenz ist die Frequenz
des Modellsignals. Das Modellsignal weicht also um 1 kHz zu höheren Frequenzen relativ
zum 10-kHz-Hilfssignal ab und liefert damit die Information, daß das Empfangssignal
um 1 kHz höher liegt als die Frequenz des Mischoszillators. In F i g. 3, c werden
die Verhältnisse bei einer Mischoszillatorfrequenz von 101 kHz gezeigt. Hier entstehen
die Differenzfrequenzen 1 kHz und 9 kHz. 9 kHz ist die Frequenz des Modellsignals.
Hier weicht sie um 1 kHz zu tieferen Frequenzen relativ zur Hilfsfrequenz ab und
liefert somit die Information, daß das Empfangssignal 1 kHz tiefer liegt als die
Frequenz des Mischoszillators. Bei der Hilfsmodulation wird der Modulationsgrad
immer konstant gehalten. Dadurch ist zwangläufig die Amplitude des Modellsignals
immer proportional der Amplitude des Empfangssignals. Diese Amplitudenbeziehung
bleibt auch erhalten, wenn die Synchronisation noch nicht eingetreten ist, wie dies
aus F i g. 3, b und c erkennbar ist. In F i g. 3, d wird das in der Amplitude konstante
Modellsignal in Zeitdarstellung wiedergegeben.
-
Bei Zweiseitenbandmodulation entstehen die Seitenfrequenzen 90 kHz
und 110 kHz, wenn das Hilfssignal eine Frequenz von 10 kHz hat (F i g. 3, e). Beträgt
die Oszillatorfrequenz in diesem Fall 99 kHz, so erhalten wir die Differenzfrequenzen
1 kHz, 9 kHz und 11 kHz (F i g. 3, f). Die gleichen Differenzfrequenzen werden auch
erhalten, wenn die Mischoszillatorfrequenz 101 kHz beträgt (F i g. 3, g). Es fehlt
also die Information über die Richtung der Frequenzabweichung. Darüber hinaus erhalten
wir eine Schwebung von 2 kHz (wie F i g. 3, h zeigt). Geht die Frequenzabweichung
zwischen Oszillator und Empfangssignal gegen O, so geht die Periodendauer der Schwebung
gegen unendlich. In diesem Zustand ist die Amplitude des hinter dem Mischer erscheinenden
10-kHz-Modellsignals nicht nur abhängig von der Amplitude des Empfangssignals, sondern
zusätzlich abhängig von der Phasendifferenz zwischen Mischoszillatorspannung und
Empfangssignal. Dieses Modellsignal enthält nicht die Information über die Amplitude
und
die Richtung der Frequenzabweichung des Empfangssignals.
-
An Hand der F i g. 4 sei der Zusammenhang zwischen der Phasenabweichung
des Modellsignals relativ zum Hilfssignal und der Phasenabweichung des Empfangssignal
relativ zur Mischoszillatorspannung erläutert. Die mit T bezeichneten Vektoren sind
jeweils die Vektoren des Trägers des Empfangssignals. Die mit S bezeichneten Vektoren
sind jeweils die Spannungsvektoren der durch die Einseitenbandmodulation entstehenden
Seitenfrequenz und die mit O bezeichneten Vektoren sind schließlich die Spannungsvektoren
der Mischoszillatorspannung. In dieser Figur wird zur Verdeutlichung ein besonders
großer Modulationsgrad angenommen. In der Praxis wird man jedoch im allgemeinen
einen erheblich kleineren Modulationsgrad der Einseitenbandmodulation verwenden.
Die wirkliche Länge der mit O bezeichneten Vektoren der Mischoszillatorspannung
kann in dieser Figur nicht dargestellt werden, da sie relativ zu den Vektoren
T und S erheblich, z. B. tausendmal, größer sind. Der Phasenwinkel
991 zwischen Seitenvektor und Trägervektor ist identisch mit der Augenblicksphase
der lElfspannung. Die Seitenbandspannung S wird im Mischer mit der Oszillatorspannung
O multiplikativ gemischt. Bekanntlich entsteht bei der Multiplikation zweier komplexer
Vektoren ein Produktvektor, der eine Phase hat, die der Phasendifferenz zwischen
den beiden miteinander multiplizierten Vektoren (in diesem Fall O und S) entspricht.
Das Modellsignal hinter dem Mischer hat also eine Phase g72, die der Phasendifferenz
zwischen der Phase des Seitenbandvektors und der Phase des Mischoszillatorvektors
entspricht. Daraus ist erkennbar, daß die Phasendifferenz 4=471-2 zwischen der Phase
des Hilfssignals und der Phase des Modellsignals identisch ist mit der Phasendifferenz
dgg zwischen der Phase des Oszillators 990 und der Phase des Trägers des Empfangssignals
cpT. Zur näheren Erläuterung werden in F i g. 4 drei verschiedene Phasenbeziehungen
zwischen Mischoszillatorvektor und Trägervektor gezeigt. Es gelten dabei folgende
Beziehungen: (P1 - 92S 99T i 472 - 91s - 990 d #p - 991 T2 - (WS 199T) (TS - 970)
- 470 - 47T Wie bereits gesagt, ist dies jedoch nur dann der Fall,
wenn der Verstärker 5 auf die Phase des Modellsignals keinen Einfluß ausübt. Sollte
dies jedoch der Fall sein, so tritt stets eine konstante Phasenverschiebung auf,
die mittels eines RC-Ghedes kompensiert werden kann. Mit den F i g. 3 und 4 wurde
gezeigt, daß das hinter dem Mischer zu entnehmende Modellsignal die Information
über Amplitude, Frequenz und Phase des Empfangssignals enthält.
-
In F i g. 5 a soll die Modulation des Empfangssignals mit dem Hilfssignal
näher erläutert werden. Im Modulator 12 wird das Empfangssignal mit dem vom Hilfsoszillator
9 kommenden Hilfssignal amplitudenmoduliert. Mit dem Phasenschieber 13 wird das
Hilfssignal um den Phasenwinkel y phasenverschoben. Mit diesem phasenverschobenen
Hilfssignal wird das bereits amplitudenmodulierte Empfangssignal im Modulator 14
phasenmoduliert. F i g. 5, b zeigt eine bekannte Vektordarstellung der Amplitudenmodulation
und F i g. 5, c eine Vektordarstellung der Phasenmodulation. Die F i g. 5, d bis
1a zeigen Mischmodulationen bei gleicher Anwendung einer Amplituden- und Phasenmodulation.
Ist zp = 0 oder 180', so erhält man eine Quadraturmodulation (wie sie in den F i
g. 5, d und h dargestellt ist). Bei einer Phasenverschiebung von y
= 45 (F i g. 5, e) bzw. 135° (F i g. 5, g) erhält man eine Restseitenbandmodulation.
Bei einer Phasenverschiebung y = 90° (F i g. 5, f) erhält man schließlich eine Einseitenbandmodulation.
-
Dieses an sich bekannte Verfahren zur Erzielung einer Einseitenbandmodulation
hat in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Empfangsverfahren den großen Vorteil,
daß keine Filter und Schwingkreise zur Unterdrückung eines Seitenbandes erforderlich
sind.
-
F i g. 6 zeigt eine besonders einfache Schaltung zur gleichzeitigen
Amplituden- und Phasenmodulation eines Empfangssignals. Darin ist 15 die Spannungsquelle
des Empfangssignals (z. B. die Antennenspannung); 16 ist der Innenwiderstand von
15; 20 ist ein Hochfrequenzkoppelkondensator, über den das Empfangssignal der Diode
17 geführt wird. Durch die Diode 17, den Widerstand 18 und den Widerstand 19 fließt
ein Strom. Der Hochfrequenzwiderstand der Diode 17 bildet mit dem Innenwiderstand
16 einen Spannungsteiler für das Empfangssignal. Zur Modulation des Empfangssignals
wird über den Koppelkondensator 21 das Hilfssignal zugeführt, womit der Strom durch
die Diode und damit der Hochfrequenzwiderstand der Diode variiert wird. Mit einer
solchen sehr einfachen Modulationsschaltung kann man eine für diese Anwendung ausreichende
Hilfsamplitudenmodulation erzielen. Das amplitudenmodulierte Empfangssignal wird
über einen kleinen Koppelkondensator 22 einer Kapazitätsdiode 23 zugeführt. Die
Kapazität dieser Kapazitätsdiode bildet mit dem Innenwiderstand 16 einen Phasenschieber.
Über die Widerstände 24 und 25 wird der Kapazitätsdiode eine Spannung mit einer
solchen Polarität zugeführt, daß sie im Sperrbereich arbeitet. Über den Kondensator
26 wird das um den Phasenwinkel y verschobene Hilfssignal zugeführt. Auf diese Weise
wird die Kapazität der Kapazitätsdiode 23, und damit die Phasenverschiebung des
Empfangssignals moduliert. Eine derartige, besonders einfache Schaltung zur Phasenmodulation
ist jedoch nur anwendbar, wenn ein relativ kleiner Phasenhub gewünscht wird. Werden
größere Phasenhübe benötigt, so kann man in an sich bekannter Weise eine Allpaßschaltung
mit einer Kapazitätsdiode anwenden, um eine zusätzliche unerwünschte Amplitudenmodulation
durch die Kapazitätsdiode zu vermeiden. Das mit dieser Schaltung amplituden- und
phasenmodulierte Empfangssignal wird über einen Kondensator 27 zu einem HF-Verstärker
oder direkt dem Mischer zugeführt. Der Kondensator 27 in Verbindung mit dem Widerstand
28 verhindert eine Übertragung des niederfrequenten Hilfssignals zum Mischer.
Die Kondensatoren 20, 22 und 27 sind Koppelkondensatoren für das Empfangssignal;
für das Hilfssignal sind sie praktisch unwirksam.
-
Um eine Störung der Signalmodulation durch die Hilfsmodulation zu
verhindern, wurden bereits in der Hauptpatentanmeldung einige Möglichkeiten gezeigt.
Bei ganz besonders hochwertigen Signalen, bei denen
ein besonders
großer Störabstand gefordert wird, kann in Weiterbildung der Erfindung eine multiplikative
Gegenmodulation angewendet werden. Diese Gegenmodulation muß nach der Entnahme des
Modellsignals hinter dem Verstärker 5 und vor dem endgültigen Signalempfänger (Lautsprecher
oder Bildröhre) durchgeführt werden. Diese Gegenmodulation braucht jedoch nur eine
Amplitudenmodulation zu sein, weil im allgemeinen Phasenschwankungen nicht stören.
-
Bei besonders hochwertigen Empfangsanlagen und auch bei Verwendung
einer integrierten Schaltungstechnik, z. B. Festkörperschaltkreise, bei denen der
wirtschaftliche Auswand keine oder eine nur unwesentliche Rolle spielt, ist es vorteilhaft,
zwei Mischer und zwei Verstärker zu verwenden, von denen ein Paar (Mischer und Verstärker)
nur das Empfangssignal verarbeitet und nur dem anderen Mischer das mit dem Hilfssignal
modulierte Empfangssignal zugeführt wird, und der Verstärker hinter diesem Mischer
vorwiegend zur Verstärkung des Hilfssignals dient, und beide Mischer von einem und
demselben Mischoszillator angesteuert werden.
-
Mit der erfindungsgemäßen gleichzeitigen Verwendung einer Phasen-
und Amplitudenmodulation kann, wie in F i g. 5 gezeigt wurde, bei -W = 0° bzw. y)
= 180° eine Quadraturhilfsmodulation erreicht werden. Es gibt Signale, bei denen
eine Oradraturmodulation mit demHilfssignal besser ist als eineEinseitenbandmodulation.
Dies ist der Fall bei Signalen, bei denen auf anderem Wege eine Information über
die Amplitude des Empfangssignals und über die Richtung der Frequenzabweichung vorliegt,
wie dies z. B. bei Fernsehsignalen der Fall ist. In der Hauptpatentanmeldung wurde
bereits gezeigt, wie man die Information über die Richtung der Frequenzabweichung
aus der Abweichung des Tonträgersignals gewinnen kann. Darüber hinaus wurde ebenfalls
bereits in der Hauptpatentanmeldung gezeigt, daß eine Information über die Amplitude
des Empfangssignals in der Größe der Synchronisierimpulse enthalten ist. Bei einem
solchen Signal kann man auch eine Zweiseitenbandhilfsmodulation anwenden. Die Quadraturmodulation
ist eine solche Zweiseitenbandhilfsmodulation. Sie hat gegenüber einer reinen Amplitudenmodulation
oder einen reinen Phasenmodulation den großen Vorteil, daß das hinter dem Mischer
erscheinende Modellsignal bei einem ganz bestimmten Phasenwinkel zwischen Träger
des Empfangssignals und Oszillator verschwindend klein ist. In der Hauptpatentanmeldung
wurde gezeigt, daß eine Phasenverschiebung von 60° zwischen Empfangssignalträger
und Oszillator beim Empfang von Fernsehsignalen besonders vorteilhaft ist. Wendet
man nun eine Quadraturmodulation an, bei der der Phasenhub der Phasenmodulation
sich so zum Modulationsgrad der Amplitudenmodulation verhält, daß die Seitenbandresultierende
der Quadraturmodulation relativ zum Träger eine Phasenverschiebung von 30° aufweist,
so verschwindet das Hilfssignal hinter dem Mischer bei der gewünschten Phasenverschiebung
von 60° zwischen Oszillatorvektor und Empfangssignalträgervektor.
-
In F i g. 7, a wird die in der Hauptpatentanmeldung beschriebene besonders
zweckmäßige Phasenverschiebung zwischen dem Vektor O der Oszillatorspannung und
dem Vektor T des Empfangssignalträgers gezeigt. Die gestrichelt dargestellte Seitenbandresultierende
bei Amplitudenmodulation hat die Länge a. Da eine multiplikative Mischung angewendet
wird und der Betrag des Produktvektors bei der Multiplikation zweier Vektoren vom
Cosinus der Phasendifferenz der beiden zu multiplizierenden Vektoren abhängt, ist
das hinter dem Mischer erscheinende Videosignal proportional der Projektion der
Seitenbandresultierenden auf dem Oszillatorvektor. Die Projektion dieser Strecke
a auf den Oszillatorvektor ist bei einer Phasenverschiebung von 60° halb so groß
also a/2. Diese Strecke ist identisch mit der Projektion des Kreises, auf den die
Seitenbandresultierende zusammenschrumpft, wenn eines der beiden Seitenbänder unterdrückt
wird.
-
F i g. 7 b zeigt die für diese Anwendung besonders vorteilhafte Quadraturmodulation
entsprechend F i g. 5, b mit einer Phasenverschiebung von 30° zwischen Träger und
Seitenbandresultierenden. Wird eine solche Quadraturmodulation angewendet, so erhält
man bei einer Phasenverschiebung von 60° zwischen Oszillator und Signalträger ein
verschwindend kleines Hilfssignal hinter dem Mischer, wie in F i g. 7 c dargestellt
ist.
-
F i g. 7 c zeigt die Hüllkurven einer Schwebung entsprechend F i g.
3, h. Wie man aus F i g. 7 c erkennt, liegt das Minimum der Schwebung bei 60°. Das
ist deshalb der Fall, weil bei einer Phasenverschiebung von 60° zwischen Oszillator
und Träger und Seitenbandresultierenden eine 90°-Verschiebung zwischen Seitenbandresultierenden
und Oszillator auftritt.