DE1512561C3 - Verfahren zur Erzeugung einer Bezugsphasenlage - Google Patents

Description

Koordinatensystem wird durch die Phasenlage der Empfangsträgerspannung bestimmt, die gegenüber

der Sendeträgerspannung um 45° =-χ- gedreht sein

soll. Stimmt die Frequenz des Empfangsoszillators nicht mit der des Senders überein, dann dreht sich der Phasenstern mit der Differenzfrequenz im Koordinatensystem. Ein spannungsgesteuerter Oszillator, der auf der vierfachen Trägerfrequenz schwingt und die beiden um 90° gegeneinander verschobenen Empfangsträgerspannungen durch digitale Teilung erzeugt, muß nun so in seiner Phase geregelt werden, daß die Punkthaufen mit den Punkten P (x, y) durch die Winkelhalbierenden des Koordinatensystems in zwei gleich große Teile gespalten werden. Wandern die Punkthaufen zu größeren Winkeln aus, dann ist die Sendefrequenz höher und läuft dem Empfänger davon, der eine als positiv angenommene Regelspannung für die Erhöhung der Frequenz bekommen muß.

F i g. 2 zeigt den gewünschten Verlauf einer Regelspannung R über dem Winkel ψ, die für jeden Punkt gemäß der Beziehung

Die Phasenebene in F i g. 3 ist durch die Vorzeichen der Werte χ und y in die Quadranten 1 bis 4 aufgeteilt. Eine andere Aufteilung in die um 45° gedrehten Quadranten A bis D ergibt die Bedingung:

In A ist χ > I y\

in B ist y > | χ |

in C ist —x > I y |

in D ist —y >| χ \

R = y -sign χ—χ -sign y

wobei

χ = r cos φ

Y = r sin ψ

abgeleitet werden kann und deren Mittelwert R zur Regelung des Oszillators verwendet werden kann. Die technische Ableitung der Regelspannung R entsprechend der durch die Gleichung (1) gegebenen Funktion ist aber aufwendig, weil eine analoge Differenzbildung oder Summenbildung von im Vorzeichen umschaltbaren / mplitudenwerten erforderlich ist.

Für die vier Quadranten muß die Regelspannung nämlich wie folgt gebildet werden:

0 <φ <— R =

— < φ<π R =

π < φ <■—π R-

-π < φ < 2π

y-x

-y-x

—y + χ

y + χ

Noch aufwendiger ist das Verfahren, wie es in der DT-AS 12 19 966 beschrieben ist.

Leichter und mit digitalen Mitteln läßt sich die Regelgröße

R' = sign R (2)

ableiten, deren Verlauf in F i g. 2 gestrichelt eingezeichnet ist. Für jeden Punkt P ist jetzt nur noch eine Entscheidungsoperation erforderlich, nämlich ob R' = +1 oder Ä'_== -1 ist.

Der Mittelwert R ist dann die Steuerspannung für den Oszillator.

Dies beruht auf folgenden Überlegungen, die an Hand von F i g. 3 erläutert werden sollen.

Dies bedeutet aber, daß jeweils die absolut größte der Signalkomponenten und deren Vorzeichen bestimmt werden m iß, um den betreffenden Quadranten A bis D zu ermitteln.

Die in F i g. 4 der Zeichnung dargestellte Anordnung zur Aufspaltung des Eingangssignals in seine Komponenten weist zwei Eingänge auf, denen die Komponenten χ und "■ y des Eingangssignals zugeführt werden. Jeder der beiden Eingänge führt auf die Basis eines Transistors Tl bzw. TV, der zusammen. mit einem zweiten Transistor TI bzw. Tl', dessen Basis über einen weiteren Transistor Γ3 bzw. Γ3'. an (1) 25 Bezugspotential liegt, einen Differenzverstärker bildet. Dieser Differenzverstärker erzeugt, abgesehen, von einer unwesentlichen Arbeitspunkt verschiebung, gleichzeitig die Spannungen +x und — χ bzw. +y und —y. Je nach Polarität der Komponenten x, y des Eingangssignals wird nun jeweils ein Ausgang der beiden Differenzverstärker ein Ausgangssignal liefern, das der Ansteuerung der Eingänge der nachstehend an Hand der F i g. 5 beschriebenen Anordnung dient. F i g. 5 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Be-Stimmung der Signalkomponenten der Eingangssignale. Die in F i g. 5 dargestellte Schaltung ist aus zwei Differenzverstärkern aufgebaut. Ihre vier Eingänge sind mit den Ausgängen der Anordnung gemäß F i g. 4 verbunden. Überwiegt nun beispielsweise die dem ersten Differenzverstärker zugeführte Signalkomponente x, so wird an dessen Ausgang b ein Signal auftreten. Überwiegt von den dem zweiten Differenzverstärker zugeführten Komponenten y, so wird an dessen Ausgang c ein zweites Signal auftreten.

Hiermit liegen die Vorzeichen der Signalkomponenten, nämlich —sign χ und sign y fest, die den Quadranten 2 in der Phasenebene festlegen. Dieses Ergebnis wird zur späteren weiteren Verwendung in den dynamischen Und-Schaltungen 8 bis 11 (Fi g. 6) gespeichert. Die Basen der Transistoren T3 bzw. Ti' sind einerseits über Dioden D bzw. D' mit einem Pulsgenerator J andererseits über Widerstände Rk bzw. Rj₀' mit den Ausgängen c und d der in F i g. 5 beschriebenen Anordnung verbunden. Der den Widerstand Rk bzw. Rk enthaltende Rückkopplungszweig dient dabei der Erhaltung der Ausgangssignale der Anordnung gemäß Fig. 5. Die Rückkopplung wird bei Beginn eines Impulses am Ausgang des Impulsgenerators / unwirksam gemacht. Anschließend wird ein Schalter S geschlossen, der die gemeinsamen Emitterpunkte der beiden Differenzverstärker miteinander verbindet. Diese Schließung des Schalters S hat zur Folge, daß nunmehr nur noch an einem der vier Ausgänge der beiden Differenzverstärker ein negatives Signal auftritt, an deren Eingang die größte Signalkomponente anliegt. Hiermit ist einer der Quadranten A bis D der um 45° gedrehten Phasenebene festgelegt.
Durch die Kombination der Ergebnisse von Extrem-

(Ia)

R'	{A) =	—sign	y
R'	(Z?) =	sign	X
R'	(C) =	sign	y
R'	(ZJ) =	—sign	X

5 6

Wertbestimmungen und Vorzeichenbestimmung erhält latoren 2 und 3. Außer dem Eingangssignal wird dem

man' für.-Ä';: in den.einzelnen. Quadranten A bis D Modulator 2 wie dem Modulator 3 die um 90° ver-

..: i: ■;· ,;.-::. , ■:.-.. . . ■■■: .;■ . schobenen Trägerspannungen über jeweils einen

■■·.,,■■;..; ..-;■· ; ;.■■■ Ausgang eines Frequenzteilers 4 zugeführt. Hinter

5 jedem der Modulatoren 2 und 3 liegen Tiefpaßfilter 5 bzw. 6, die an ihren Ausgängen die bezüglich ihrer Phasenlage im modulierten Signal senkrecht auf-

■·.·■■.. : einanderstehenden Quadratur-Komponenten χ und y

des Eingangssignals an die bei Jen Eingänge einer

ίο Anordnung 7 weitergeben, die vier Ausgänge: aufweist,

Wenn man nun die in Fig. 3 eingezeichneten von denen jeweils zwei entsprechend dem Vorhanden-Vorzeichen der Regelspannung R in den einzelnen sein der Signalkomponenten +x . oder .. —χ und Quadranten A bis D im Zusammenhang mit der -\-y oder — y erregt wird. Die Anordnung 7 wurde Gleichung: (4)^- betrachtet,; so; erkennt man, daß zur bereits an Hand F i g. .4 der Zeichnung näher erläutert. Erzeugung der Funktion R' lediglich eine Kippstufe 15 Je einer der vier Ausgänge, der Anordnung 7, ist mit vorzusehen ist, in die im Quadranten A —sign y je einem Eingang der Anordnung 16 verbunden, übertragen wird, im: Quadranten B sign χ usw., also deren Aufbau und Funktion zuvor an Hand von jeweils O oder 1. Die Regelung mit R' ist dabei wesent- F i g. 5 erläutert wurde. Jeder der vier Ausgänge der lieh schärf er als die, die mit Ti vorgenommen wird und Anordnung 16 ist mit jeweils zwei verschiedenen unabhängig^: von der Größe des Punkthaufens. Die 20 von vier dynamischen Und-Scha'.tungen 8 bis 11 damit verbundene konstante Regelverstärkung ermög- verbunden. Die Ausgänge der dynamischen Undlicht die optimale Auslegung der .Regelschleife. Schaltungen 8 bis 11 führen an eine »Oder«-Schaltung Ein Eindruck vom technischen Aufwand.zur Reali- 12, deren Ausgang über eine nachgeschaltete Speichersierung des erfindungsgemäßen Verfahrens gibt F i g. 6. kippstufe 15 und über einen Tiefpaß 13 an einem ., Ein dem !Eingang 1, der. in Fig. 6,dargestellten 25 spannungsgesteuerten Oszillator 14 liegt, dessen AusAnordnung, zugeführtes phasenmoduliertes Eingangs- gang mit dem Eingang des Frequenzteilers 4 versignal gelangt auf zwei, parallelen ,Wegen an Modu- bunden ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 phasenmodulierte Signale mit einem spannungsge- Patentansprüche: steuerten Oszillator. Für die Erzeugung einer Bezugsphase ist es bekannt,

1. Verfahren zur Erzeugung einer Bezugsphasen- das jeweils zuletzt eingetroffene Zeichen in einem lage in einem Empfänger für vier-phasenmodulierte 5 magnetostriktiven Resonator zu speichern und dieses Signale mit einem spannungsgesteuerten Oszillator, Signal zu einem Phasenvergleich mit dem nächstdadurch gekennzeichnet, daß jedes folgenden Zeichen heranzuziehen. Dieses Verfahren Eingangssignal in an sich bekannter Weise in wird bei dem sogenannten Kineplex-System angewandt, seine Komponenten χ und y aufgespalten wird, daß Nachteilig an diesem Verfahren ist es, daß das zur die jeweils größte Komponente und deren Vor- io Bewertung des j iweils vorliegenden Signals vorhandene zeichen bestimmt werden und daß die eine aus Vergleichssignal durch die Störungen des Üoenragungsdiesen Informationen jeweils erhaltene Kombina- kanals selbst stark gestört sein kann, so daß Vertion von acht möglichen Kombinationen, von Schiebungen der Phase auftreten.

denen vier ein Voreilen und vier ein Nacheilen Weiterhin ist durch die deutsche Auslegeschrift der Bezugsphase gegenüber den Eingangssignalen 15 12 19 966 eine Vorrichtung bekannt, bei der zur anzeigen, zur Erzeugung eines Zweistufensignals K Ableitung einer Bezugsphase zur Demodulation von verwendet wird, dessen Mittelwert ~R' die Steuer- phasenmodulierten Signalen mit Hilfe von Phasenspannung für den spannungsgesteuerten Oszillator Schiebern und Phasendetektoren eine Reihe von ist. Phasenebenen erzeugt wird. Die Auswertung der

2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens 2° empfangenen Signale erfolgt bei diesem System je nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach deren Lage zwischen den einzelnen Phasendem Eingang für die phasenmodulierten Signale ■ ebenen proportional zur Abweichung von der Sollzwei parallel zueinander und jeweils in Serie mit phasenlage. Nachteile dieses Systems sind darin zu einem ihnen nachgeschalteten Tiefpaß (5 bzw. 6) sehen, daß eine Vielzahl von Phasenschiebern und liegende Modulatoren (2 und 3) nachgeschaltet 25 Phasenmodulatoren für die Festlegung der einzelnen sind, daß die Ausgänge der Tiefpässe (5 und 6) Phasenebenen benötigt werden.'

mit den Eingängen einer Anordnung (7) verbunden Durch die DT-AS 12 22 103 ist es bei einer Schalsind, die vier Ausgänge aufweist, von denen jeweils tungsanordnung zur Bildung der Phasendifferenz bei zwei entsprechend dem Vorhandensein der Signal- einem Datenübertragungssystem mit quaternärer Phakomponenten +x oder — χ und +y oder — y 30 sendifferenzumtastung bekannt, das Eingangssignal erregt sind, daß je einer der vier Ausgänge der in seine Komponenten χ und y aufzuspalten und in Anordnung (7) mit je einem der Eingänge der einer Anordnung das Vorzeichen dieser beiden Anordnung (16) verbunden ist, die erstens die Komponenten zu bestimmen.

Vorzeichen der an den Eingängen anliegenden Aufgabe der Erfindung ist es mit einfachsten Mitteln Signalkomponenten und zweitens die jeweils größte 35 eine Bezugsphase in einen Empfänger zur Demodu-Signalkomponente und deren Vorzeichen bestimmt, lation phasenmodulierter Signale zu bestimmen,
daß die vier Ausgänge dieser Anordnung mit Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß jedes jeweils zwei von vier dynamischen Und-Schal- Eingangssignal in an sich bekannter Weise in seine tungen (8 bis 11) verbunden sind, daß die Ausgänge Komponenten χ und y aufgespalten wird, daß die der Und-Schaltungen (8 bis 11) in einer »Oder«- 40 jeweils größte Komponente und deren Vorzeichen Schaltung (12) zusammengefaßt sind, daß der bestimmt werden und daß die eine aus diesen Infor-Ausgang der »Oder«-Schaltung (12) über eine mationen jeweils enthaltene Kombination von acht Speicherkippstufe (15) und einen weiteren Tiefpaß möglichen Kombinationen, von denen vier ein (13) an den Eingang eines spannungsgeregelten Voreilen und vier ein Nacheilen der Bezugsphase Oszillators (14) geführt ist, daß der Ausgang des 45 gegenüber den Eingangssignalen anzeigen, zur ErOszillators (14) einen Frequenzteiler (4) steuert zeugung eines Zweistufensignals R' verwendet wird, und daß jeweils ein Ausgang des Frequenzteilers (4) dessen Mittelwert W die Steuerspannung für den · mit einem Eingang eine der Modulatoren (2 bzw. 3) spannungsgesteuerten Oszillator ist.
verbunden ist und diesen die um 90° gegeneinander Die Erfindung wird nachstehend an Hand einer phasenverschobenen Trägerspannungen zuführt. 5° Zeichnung näher erläutert, wobei die dem Stand der

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- Technik entsprechenden Begriffe und Darstellungszeichnet, daß die Anordnung zur Bestimmung weisen verwendet werden.

der Vorzeichen der Signalkomponenten aus zwei F i g. 1 zeigt die ankommenden Signale in der

Differenzverstärkern besteht, von denen jeder in Phasenebene der Empfangsseite;

an sich bekannter Weise aus zwei Transistoren 55 F i g. 2 zeigt den Verlauf zweier Regelspannungen

mit gemeinsamem Emitterwiderstand und mit je zur Regelung des spannungsgesteuerten Oszillators

einem Kollektorwiderstand aufgebaut ist und daß mit Hilfe der Phasenabweichung;

ein Schalter (S) vorhanden ist, der die gemeinsamen F i g. 3 zeigt die erfindungsgemäße Aufteilung der

Emitterpunkte der beiden Differenzverstärker zur Phasenebene in Quadranten;

Bestimmung der jeweils größten Signalkomponente ^6o F i g. 4 zeigt eine Anordnung zur Aufspaltung des

und deren Vorzeichen miteinander verbindet. Eingangssignals in seine Komponenten;

F i g. 5 zeigt eine Anordnung zur Bestimmung der Signalkomponenten;

F i g. 6 zeigt eine Anordnung zur Durchführung

⁶5 des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Wegen der Übersprechverzerrung liegen in Fig. 1

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung die Endpunkte der Signalvektoren r verstreut in

einer Bezugsphasenlage in einem Empfänger für vier- Punkthaufen. Die Lage der vier Punkthaufen im