DE1541384A1 - Diskriminatorschaltung - Google Patents

Description

4853

General Electric Company, 1 River Road, Schenectady, N.Y., USA

Diskriminatorschaltung

Die Erfindung bezieht sich auf Diskrimlnatorschaltungen für Schwingungen, de durch Frequenzumtastung moduliert sind. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Schaltkreise dieser Art, die sehr selektiv sind, die aber trotzdem als Schaltungsbestandteil keine Kristallresonatoren oder ähnliches benötigen. Von besonderer Bedeutung ist, daß die erfindungsgemäßen Schaltkreise in Form von mikroelektronischen Schaltungen aufgebaut werden können.

Diskrirainatoren zur Demodulation von Schwingungen, die durch Frequenzumtastung moduliert sind, sind bekannt. Solche Diskriminatoren mit guter Frequenzselektivität, das heißt mit Q-Vierten, die bei 100 oder teilweise auch über 1000 liegen, benötigen im Diskriminator selbst einen oder mehrere Kristallresonatoren. Auch in üblichen Systemen, die mit mehreren frequenzgetasteten Modulationskanälen arbeiten, werden in den Bandfilternetzwerken der selektiven Empfängerstufen häufig Kristalle verwendet, Da solche Kristalle verhältnismäßig groß sind, können diese bekannten Schaltkreise nur schwer in Form von mikroelektronischen Schaltungen aufgebaut werden. Daher können bisher nur solche Diskriminatoren der hier in Frage kommenden Art als Mikroschal tungen aufgebaut werden, die niedrige Q-Werte aufweisen, so daß die Signale nicht gefiltert werden brauchen. Vo jedoch eine hohe Frequenzauflösung erforderlich ist, oder wo das Signal, das demoduliert werden soll, aus einem ganzen Frequenzband ausgesiebt werden soll, wie es beispielsweise beim Empfang

ο ο n. a υ ι /1 /> f; ι

bei Mehrkanalsystemen erforderlich ist, ist es notwendig, für die Filter und/oder für den Diskriminator sehr große und platzraubende Schaltelemente zu verwenden.

Nach der Erfindung werden nun zwei neue Schaltkreise vorgesehen, die die eben erwähnten Funktionen erfüllen, und die trotzdem als mikroelektronische Schaltung aufgebaut werden können. Diese Schaltungen sind so aufgebaut, daß sie wender für den eigentlichen Diskriminator oder für die Bandfilter komplexe Kristallnetzwerke benötigen. Die kritischen Forderungen bezüglich der Frequenzen sind vielmehr auf einen verhältnismäßig einfachen Hilfsoszillator verlagert, der in den zugehörigen Schaltungsteilen im allgemeinen bereits vorhanden ist.

Eine Ausführungsform der Erfindung besteht in einem Diskriminator zur Demodulation von Schwingungen , die durch Frequenzumtastung moduliert sind. Dieser Diskriminator ist für einen Eiskanalempfang eines Signals der Frequenz f -ßt ei^geri::? „et. f bedeutet hierbei die Mittelfrequenz, während /If die Frequenzabweichung ist, die üblicherweise eine binäre Information ist und 0 oder 1 bedeuten kann. Die Modulationsfrequenz, mit der die Frequenzumtastung erfolgt, istfnormalerweisc ein Bruchteil der eigentlichen Frequenzabweichung. Der Diskriminator weist einen bistabilen Schalter in Form eines Flipflops auf, an den das frequenzgetastete Eingangssignal und die Schwingung aus dem Hilfsoszillator mit der Frequenz f angeregt wird, so daß der Flipflop zwischen seinen beiden Ausgangszuständen hin-und hergeschaltet wird. Demzufolge gibt der Flipflop einen Impulszug ab, in dem die Breite der einzelnen Impulse veränderlich ist. Dieser Impulsbreitenveränderung verläuft sägezahnförmig. Die Ausgangsgrößen aus diesem Flipflop werden einem Tiefpaßfilter zugeführt, der die hochfrequentea Komponenten herauszieht, so daß das eben erwähnte sägezahnförmige Signal ansteht.- Die Neigung dieses Sägezahns entspricht der Frequenzabweichung -/

BAD 9 0 9 8 5 1/14 6 1

An diesen Filter ist ein Differenzierglied angekoppelt, das eine Folge von schmalen Impulsen erzeugt, deren Polarität von der Richtung der Frequenzabweichung abhängt. Das differenzierte Signal wird einem Phasenteiler mit zwei Ausgängen zugeführt.. Am einen Ausgang des Phasenteilers erscheint das Signal unverändert, während der andere Ausgang des Phasenteilers das Signal mit umgekehrter Polarität abgibt. Die Ausgänge dieses Phasenteilers sind mit einer Flipflopendstufe verbunden, die von den Signalen aus dem Phasenteiler hin- und hergeschaltet wird. Die Ausgangsgröße aus der Flipflopendstufe ist daher eine Rechteckwelle, di: die binäre Information darstellt, mit der die Frequenzumtastung der Eingangsschwingung erfolgte.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Diskriminatorschaltkreis zur Demodulation von Schwingungen vorgesehen, die durch Frequenzumtastung moduliert sind, und der in einem Vielkanalsystem verwendet werden kann, und dann die empfangenen Signale filtert als auch demodulicrt. Die empfangenen, frequesTEmodulierten Schwingungen können wieder als f - Λ f dargestellt; werdes. Der Diskriminator weist zwei Signalwege auf, an die mehrere fre'ij-iier»smodulierte Signale angelegt ..erden können. Der erste Signalweg ist am Eingang mit einem Multipliziernetzwork versehen, in dem die Eingangssignale mit der Frequenz des Hilfsoszillators gemischt werden können, die der Mittelfrequenz f desjenigen Signales entspricht, das diskriminert werden soll. Auf diesen Multiplizierschaltkreis folgen in der angegebenen Reihenfolge ein Tiefpaßfilter, das nur die Komponenten der Modulationsfrequenz des ausgewählten Signales hindurchläßt, daraufhin eine Impulsformerstufe, die das gefilterte Signal in eine Rechteckwelle mit scharfen Impulsflanken umwandelt, und schließlich eine Differenzierstufe, die eine entsprechende Folge von schmalen Impulsen erzeugt. Am Eingang des zweiten Signalweges ist ein zweites Multipliziernetzwerk vorgesehen, in dem das zugeführte Signal mit der Schwingung des bereits erwähnten Hilfsoszillators gemischt wird, dessen Phase im zweiten Kanal jedoch um einen

909851/1461 ORIGINAL

154138A

Winkel (^- verschoben ist. Auf den Multiplizierschaltkreis int zweiten Signalweg folgt ein Tiefpaßfilter und eine Impulsformerstufe, die genauso wie die entsprechenden Komponenten im ersten Signalweg aufgebaut sind. Die Ausgangsgröße der Impulsformerstufe im zweiten Signalweg ist daher eine Rechteckwelic, die der Rechteckwelle am Ausgang der Impulsformerstufe im ersten Signalweg um den Winkel φ vor- oder nacheilt. Das hängt vom Vorzeichen der Frequenzabweichung ab. Die Signale aus der Impulsformerstufe imjzweiten Signalweg und der Differenzeierstufe im ersten Signalweg werden einer logischen Torschaltung mit zwei Ausgängen zugeführt. Am ersten Ausgang dieser Torstufe wird ein Signal erzeugt, wenn an den beiden Eingängen der Torstufe Signale der gleichen Polarität auftreten. Am zweiten Ausgang der Torstufe erscheint dagegen ein Signal, wenn die Signale an den Eingängen der Torstufe entgegengesetztes Vorzeichen haben. Die Ausgangsgrößen der logischen Torschaltung werden einer Flipflopstufe zugeführt, so daß diese Flipflopstufe von diesen Signalen hin- und hergeschaltet werden kann. Diese Flipflopstufe gibt daher eine Rechteckstufe ab, die mit der Information übereinstimmt, mit der die eingehende Welle moduliert wurde.

Im folgenden soll die Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen ' im einzelnen beschrieben werden.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung, die sich auf einen Einkanaldiskriminator zur Demodulation von Schwingungen bezieht, die durch Frequenzumtastung moduliert s ind.

Fig. 2A bis 2J zeigt den Verlauf einer Folge von elektrischen Spannungen, die das Verständnis derWirkungsweise des Schaltkreises ηaai Fig. 1 erleichtern.

909851/U61

Fig, 3 ist ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der; Erfindung und bezieht sich auf einen Diskriminator zum Mehrkanalempfang von Signalen, die durch Frequenzumtastung moduliert sind. Gleichzeitig filtert die Ausführungsform nach Fig. 3 den Jeweils interessierenden Kanal heraus.

Fig. 4A bis 4F zeigen den Verlauf einiger Spannungen, de das Verständnis der Wirkungsweise des Schaltkreises nach Flg. 3 erleichtern.

In der Fig. 1 1st da Blockschaltbild eines Diskriminatorschaltkreises 1 zur Demodulierung von Schwingungen dargestellt, die durch Frequenzumtastung moduliert sind. An den Eingang 2 des Diskriminatorschaltkreises ist ein solches Signal mit getasteter Frequenzmodulation angelegt. Dieses Signal kann als f_o + Af dargestellt werden. Hierbei ist f die Mittelfrequenz des Signales, und +JIt ist der Frequenzhub, der eine binäre Null oder eine binäre Sin« darstellen kann. Wenn das Signal die Frequenz f + At besitzt, stellt es eine Eins dar, während die Frequenz f - </\.f eine Null darstellt. Die Information wird der Schwingung mit einer Frequenz aufmoduliert, die geringer als der Frequenzhub ist. In einer praktisch Ausgeführten Schaltung betrug die Modulationsfrequenz 1/4 dee Frequenzhubes. In Machrichtenübertragungssystemen die mit Frequenzumtastung arbeiten, 1legt die Frequenz f normalerweise bei einer mittleren Frequenz, deren höchster Wert durch die Zeitkonstanten der einzelnen Schaltungekomponenten bestimmt ist. Für die Erfindung ist es jedoch unwesentlich, ob die zu demodulierende Schwingung drahtlos oder über eis Kabel empfangen wird.

Die Trennschärfe, des erfindungsgemäßen Diskriminator entspricht derjenigen eines Diskriminator mit einem hohen Q-Wert. Am Ausgang 3 gibt der Diskriminator eine Rechteckwelle ab, die der

909851/Hfi 1

der eingehenden Schwingung aufmodulierten Information entspricht. Der erfindungsgemäße Schaltkreis ist besonders gut in Fällen verwendbar, in denen an die Frequenz-Selektivität sehr hohe Anforderungen gestellt werden, wo also beispielsweise das Verhältnis-d f/f außerordentlich niedrig ist. Trotzdem können Schaltelemente verwendet werden, Arch die der ganze Diskriminator als Mikroelektronik aufgebaut werden kann. Die Frequenz f_Q hat bei üblichen Systemen einen Wert von einigen 10 Hz, während der Frequenzhub Λ. f einige kHz beträgt.

Die erste Stufe des Dlskrininators 1 ist ein Flipflop 4, der zwei Eingänge 5 und β aufweist. Das eingehende Signal am Bingang 2 wird dem Eingang S zugeführt, so daß das eingehende Signal den Flipflop auf null zurückschaltet. Dem Eingang 6 des Flipflops werden Schwingungen aus einem Hilfsoszillator zugeführt, die eine Frequenz f haben. Dieser Hilfsoszillator ist schema tisch als Bezugsgenerator 7 dargestellt. Die S* -,L -?in$ungen aus dem Hilfsoszillator schalten den Flipflop 4 in den Einszustand um. Der Flipflop 4 kann üblich aufgebaut sein. Es ist jedoch günstig, diesen Flipflop so auszulegen, daß er als raikroelektronischer Schaltkreis ausgeführt werden kann. Um den Flipflop 4 genau hiß» und herschalten zu können, wirjd die Schwingung aus dem Hilfsoszillator als Rechteckwelle erzeugt, und außerdem wird die eingehende Schwingung de» Anschluß 2 stark begrenzt zugeführt, wie es schematisch in den Fig. 2A, 2B und 2C dargestellt ist. In der Praxis kann man das Bezugssignal von eine« örtlichen Sinusoszillator abnehmen,der irgendwo in der Schaltung bereits vorhanden ist, Hierzu ist es nur notwendig, den Ausgang eines Sinusgeneratore anzuzapfen, und die Sinuswelle durch Impulsformeretufen hindurchzuführ-a.

Am Ausgang des Flipflops 4 wird ein Impulszug or-zeugt, in dem sich die Breite der einzelnen Impulse ändert, wie es in den Flg. [und 2E dargestellt ist. Die Impulsbreite isme^halb des Impuls-

' BAD ORIGINAL

90985.1/U61

zuges können entweder abnehmen oder zunehmen. Das hängt davon ab, welche Information gerade der eingehenden Welle aufmoduliert ist. Der Impulszug aus dem Flipflop 4 wird einem Tiefpaßfilter 8 zugeführt, der die hochfrequenten Komponenten aus dem Impulszug unterdrückt, und am Ausgang daher eine Sägezahnspannung abgibt, wie sie in den Fig. 2F und 2G dargestellt ist. Der Tiefpaßfilter 8 ist auf bekannte Weise aufgebaut. In einer praktisch arbeitenden Ausführungsform bestand der Tiefpaßfilter 8 aus einem zweistufigen RC-Filter. An den Ausgang des Tiefpaßfilters 8 ist eine Differenzierstufe 9 angeschlossen, die aus der Sägezahnspannung des Tiefpaßfilters kurze Impulse gewinnt, wie es in den Fig. 2H und 2J dargestellt ist. Die Differenzierstufe ist ebenfalls üblich aufgebaut und kann ein einfaches RC-Glied sein.

Die Differenzierstufe 9 ist mit einem Phasenteiler 10 üblicher Bauart verbunden, der einen Ausgang 10 aufweist, an dem der zugeführte Impulszug unverändert wieder auftritt, undjder außerdem noch einen weiteren Ausgang 12 besitzt, an dem der zugeführte Impulszug mit «•ssfekc.rir^r Polarität erscheint. Der Ausgang 11 des Phasenteilers Xt»x mit de ι Eingang eines Ausgangsflipflops 13 verbunden, der genauso wie der Eißgangsflipili*? 4 aufgebaut sein kann. Der Ausgang 12 des Phasenteilers ist dagegen .iit dem Nulleingang des Flipflops 13 verbunden.Der Ausgang des Flipflops 13 steht mit dem Ausgangsanschluß 3 des Diskriminators in Verbindung.

Nun soll im einzelnen beschrieben werden, wie der Diskriminator schaltkreis nach Fig. 1 arbeitet. Die Rechteckwelle der Frequenz f , die vom Hilfsoszillator 7 abgeleitet ist, wird dem Eingang 6 des Flipflops 4 zugeleitet. Immer dann, wenn diese Rechteckwelle in positiver Richtung die Nullinie überschreitet, wird der Flipflop 4 in den Einszustand geschaltet, so daß der Flipflop 4 eine positive Ausgangsspannung abgibt. Die in eine

909851/U61

Rechteckwelle in positiver Richtung die NuIlinie überschreitet, wird der Flipflop 4 in den Einszustand geschaltet, so daß der Flipflop 4 eine positive Ausgangespannung abgibt. Die in eine Rechteckwelle angewandelte eingehende Welle der Frequenz f -& f wird den Anschluß 5 des Eingangsflipflops zugeführt, Diese Rechteckwelle schaltet den Flipflop 4 Ismer dann in den HuI!zustand zurück, wenn die Rechteckwelle die HuIlinie in positiver Richtung überschreitet. Dabei gibt der Flipflop eine negative Ausgangsspannung ab. Rechteckwellen der Frequenz f , f £.Af und f_o - Λ f sind in den Fig. 2Ä, 2B und 2C dargestellt. Der Inpulszug, der bei einen Frequenzhub iron +fa» Ausgang des Flipflops 4 entsteht, ist in der Fig. 2D dargestellt. Dae tastverhältnis der positiven !»pulse dieses Xnpulszugs nlnat linear ab. Bei einen Frequenzhub von - &t entsteht dagegen an Ausgang des Flipfbps 4 ein Isepulszug* dessen Tastverhältnis linear zunimmt, wie es in cfer Fig. 21 dargestellt ist. Das Tiefpaßfilter 8 unterdrückt nun die hochfrequenten Komponenten aus den Inpulsssügen der Fig. 2D und 2E*so dall Inpulszüge entstehen, die in den Fig. 2F und 2E dargestellt sind« Dieee sägezahnfumigen Xnpulszüge aus den Filternetzwerk 8 werden dann in der Differenzleratufe β differenziert, so dftß »ich bei einen Frequenzhub von +^d f eine Folge von schmalen positiven Impulsen ergibt, die in der Flg. 2H dargestellt sind, während bei einen Frequenzhub von -Λ'ί *eh*ale negative Inptilee ezttstehen, die in der Fig. 2J dargestellt «ind.

Die differenzierten schnalen Impulse werden nun den teiler IO zugeführt, der sie »it der urepriitiglichen Pplarität an den Kine-Eingang des Auegaagsflipflope 13 weitetfIbt, führend er ile Sit der umgekehrten Polaritlt dea Nullanechlu· de» Flipflop· 13 zuführt. Der Au«g*ugsflipflop 13 kaan im peinen Eins- bzw· Null-Iingtogen nur roo pOeitIt verlaufenden Spannuagen angesteuert werden, wird der Ausgangsflipflop an Eill·-

BÄD ORiQJfSfAl. 909851/U61

eingang angesteuert, so gibt er ein Ausgangssignal bestimmter Höhe ab, während das Ausgangssignal des Flipflops für ein Steuersignal am Nulleingang wesentlich niedriger ist. Führt man dem Phasenteiler 10 Impulse mit einer vorgegebenen Polarität zu, so wird in Übereinstimmung mit dieser Polarität nur ein einziger der beiden Einägnge des Flipflops 13 angesteuert.

Angenommen, ein Signal f 4 A, t stelle eine binäre lins dar, und angenommen, ein solches Signal werde dem Flipflop 4 zugeführt. Dann wird ein Impulszug erzeugt, bei dem das Tastverhältnis der einzelnen Impulse laufend abnimmt, wie es in der Fig. 2D gezeigt ist, aus den nach Filtern und Differenzieren schmale positive Impulse gewonnen werden, die in der Fig. 2H dargestellt sind. Diese positiven Impulse werden nun direkt dem Eins-Eingang des Flipflops 13 zugeführt und erscheinen andererseits als negative Impulse am Nulleingang dieses Flipflops. Da der Flipflop 13 nur durch positive Spannungsflanken angesteuert werden kann, erscheint am Ausgang des Flipflops 13 eine positive Spannung, die einen, binären Einsbit darstellt. Ist das eingehende Signal dagegen f -/lf-signal, das eine binäre Null darstellt₀ so entsteht eine Folge schmaler negativer Impulse^ dl© dem Phasenteiler 10 zugeführt wird. Dem Einseingang des Flipflops 13 werden die negativen Ippulse mit ihrer ursprünglichen Polarität zugeführt. Demzufolge erfolgt die Ansteuerung des Flipflops 13 nun über den Nulleingang, so daß der Flipflop 13 in den Nullzustand umschaltet, und am Ausgang eine negative Spannung abgibt, die den Nullbit darstellt.

Es sei bemerkt, daft die Darstellungen von binären Eins- und Nullinformationen auch nach anderen Grundsätzen durchgeführt werden kann, als es eben beschrieben wurde, und d&& der beschriebene Diskriminatorschaltkreis leicht auf dien© anderen Darstellungen hin Modifiziert werden kann. Ski ist ei* beispielsweise einfach, die Bina- und ^ullverbiad mg^n der flipflop« zu vertauschen. Bbenso kamt die Zuordnung 5swiüeit©ö um binären . Informationen und den SpftnBtmgöhöhen cintgegesgeeetst gewühlt werden.

J3I.O98S1V1461''' BAD

Für die Wirkungsweise der beschriebenen Flipflops wurde angenommen, daß diese Flipflops aufpositive Spannungsflanken an den Eins-Eingängen bzw. den Nulleingängen ansprechen. Diese Betriebsweise ist bekannt und kann durch eine kapazitive Kopplung erreicht werden. Bei dieser Betriebsweise geben die Flipflops zwei diskrete Ausgangsspannungen ab, solange sich die übergänge von einem Schaltzustand in den anderen nicht überlappen. Dadurch ist eine sehr einfache Beschreibung der Wirkungsweise des Diskriminator möglich. Bei einigen Betriebsbedingungen kann insbesondere beim ersten Flipflop 4 die Zeitspanne zwischen zwei Schaltvorgängen kürzer als die Ansprechzeit des Flipflops sein.Für solche Betriebsbedingungen ist es günstig, die Kopplung zu den Flipflop-Eingängen direkt durchzuführen, so daß die Flipflops nicht mehr auf Spannungssprünge, sondern vielmehr auf absolute Signalamplituden ansprechen. Unter diesen Bedingungen kann der Fall auftreten, daß der Flipflop nicht mehr zwei diskrete Ausgangsspannungen abgibt, sondern vielmehr drei. Die dritte diskrete Ausgangsspannung entspricht dann dem gleichzeitigen Anlegen von Signalen an beiden Eingängen. Trotzdem weist der abgeleitete Impulszug eine niederfrequente Komponente auf, die sich linear ändert, so daß die Wirkungsweise des Diskriminators la wesentlichen der bereits beschriebenen entspricht.

Nun soll das Blockschaltbild nach Fig. 3 beschrieben werden, das einen Diskriminatorschaltkreis 21 zur Demodulation von Schwingungen darstellt, die durch Frequenzumtastung moduliert wird. Dieser Diskriminatorschaltkreis demoduliert die eingehenden Schwingungen und filtert auch jeweils den interessierenden Kanal heraus. An den Eingang 22 der dargestelltn Schaltungsanordnung werden im allgemeinen modulierte Signale aus mehreren Kanälen gleichzeitig angelegt, von denen sich jedes als f_Q darstellen läßt, t_Q bedeutet hier die Mittelfrequenz in einem gegebenen Kanal. Der Schaltkreis filtert die interessierende Schwingung aus den Schwingungen in den anderen Kanälen heraus und sorgt für eine hochselektive Demodulation, das heißt für eine

909851/1461

• Demodulation mit hohem C?-Wert. Der Diskriminator nach Fig. 3 gibt genau so wie der Diskriminator nach Fig. 1 am Ausgang 23 eine Rechteckwelle ab, die der Information gleicht, die der eingehenden Schwingung aufmoduliert wurde.

In dem Diskriminator 21 sind 2 parallel geschaltete Signalwege 24 und 25 vorgesehen. Die Ausgangsgröße wird vom Signalweg 25 abgenommen. Im ersten Signalweg sind in der angegebenen Reihenfolge eine lfultipliz ie metzwerk 26 , ein Tiefpaßfilter 27, eine Impulsformerstufe 28 und eine Differenzierstufe 29 in Serie geschaltet. Jeder dieser einzelnen Bausteine kann üblich aufgebaut sein. Weiterhin ist ein Bezugsfrequenzgenerator 30 vorgesehen, dessen Schwingungen über einen Phasenschieber 31 dem Multipliziernetzwerk 26 zugeführt sind. Der Phasenschieber 31 verschiebt die Phasen der Bezugsschwingung um einen konstanten Winkel oC , der ausreichend groß sein muß, um zwischen dem Frequenzhub von + iXf und dem* von - j\l unterscheiden zu können. Das wird noch im einzelnen erklärt. Im praktischen Ausführungsbeispiel liegt der Winkel qC zwischen 45° und 135°.

Wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 können die Bezugsschwingungen von einem Hilfsoszillator abgeleitet werden, der bereits verfügbar ist. Das Multipliziernetzwerk erzeugt auf Übliche Weise Produktkomponenten der beiden zugeführten Signale. Das Multipliziernetzwerk kann beispielsweise ein nicht-linearer Mischer sein, der nichtlineare Bauelemente oder Bauelemente mit veränderlicher Verstärkung verwendet. In einer praktisch ausgeführten Ausführungsform war das Multlpliziernetzwak 26 als Halbleiterdiodenschalter ausgebildet, der von Signalen aus dem Bezugsfrequenzgenerator 30 angesteuert würde. Der Halbleiterdiodenachalter und auch der Bezugsfrequenzgenerator 30 waren so aufgebaut, daß sie sich in Form mikroelektronischer Schaltungen darstellen ließen. Das Tiefpaßfilter 27 und die Differenzierstufe 29 können einfache RC-Netzwerke sein. Die Impulsformerstufe 28 kann als Schmitt-Trigger-Schaltkreis aufgebaut sein.

909851/U61

Im Signalweg 25 sind in der angegebenen ReihenÜge ein zweites Multipliziernetzwerk 32, ein Tiefpaßfilter 33 und eine Impulsformerstufe 34 in Serie geschaltet. Zusätzlich ist an den Ausgang der Impulsformerstufe 34 noch eine Torschaltung 35 und ein Flipflop 36 angeschaltet. Die Signale aus den Bezugsgenerator 30 sind den Multipliziernetzwerk 32 direkt zugeführt. Die einzelnen Bestandteile 32, 33 und 34 sind genau so wie die entsprechenden Komponenten la Signalweg 24 aufgebaut, während der Flipflop 36 dem la Diskriminator nach Fig. 1 verwendeten Flipflop entspricht. Die Torschaltung 35, die sowohl mit der Impulsformerstufe 34 als auch mit der Differenzierstufe 29 verbunden ist, weist zwei Ausgänge auf. An eine» Ausgang entsteht ein Signal« w nn die zugeführten Eingangssignale von gleicher Polarität sind, während das andere Ausgangssignal entsteht, wenn die zugeführten Eingangssignal entgegengesetzte Vorzeichen haben. Signale aa Ausgang 37 der Torschaltung 35 schalten den Flipflop 36 in den Eins-Zustand um, während Signale am Ausgang 38 den Flipflop 36 auf null zurückschalten. Die Ausgangsgröße des Flipflöps 36 wird aa Ausgang 23 abgenoaaen.

BeIa Betrieb des Diskriminator« nach Flg. 3 können frequenzgetastete Schwingungen aus aehreren Kanälen gleichzeitig den Multipliziernetzwerken 26 und 32 zugeführt werden, in denen diese Schwingungen alt den örtlich erzeugten Hilfsschwingungen gemischt werden, so daß aa Ausgang der beiden Multipliziernetzwerke auf üblich« Weise die verschiedenen Porduktkoaponenten ent* stehen. Die Ausgänge der beiden Hetewerke 26 und 32 werdet» durch die Tiefpaßfilter 27 und 33 hindurohgeführt, die so au«**legt sind, daß sie die hochfrequenten Komponenten unterd,r6efc*&-Aind nur ein einalge· Band von Moduletionefrequenzen hindurchlassen, die dea eingestellten Kanu entsprechen. Ss sei bestertct, daß die Auswahl der Kanäle dadurch erfolgt, daß die örtlich erzeugte Bezugsfrequenz auf einen Wert eingestellt wird, der der Mittelfrequeaz des Kanals entspricht, der (!«moduliert werden soll.

BAD ORfGiNAL 909851/U61

AlIe anderen, empfangenen Kanäle erzeugen an den Ausgängen der Multipliziernetzwerke Modulationskomponenten, die außerhalb •des Durchlaßbandes derTiefpaßfilter liegen. Die ausgefilterten Impulszüge, die an diesem Punkt in den Signalwegen 24 und 25 . sinusförmigen Verlauf haben, werden in den Impulsformerstufen 28 und 32 in angenäherte Rechteckwellen umgewandelt.

Es wurde bereits bemerkt, daß die Phase der örtlich erzeugten Bezugsschwingung um einen festen Winkel (A- verschoben wird, bevor diese Bezugsschwingung dem Netzwerk 26 zugeführt wird. Das wird auf solche Weise durchgeführt, daß die durch den Frequenzhub bedingten Demodulationskomponenten an den Ausgängen der Netzwerke 28 und 32 eine Phasenbeziehung aufweisen, die eine Funktion des Vorzeichens des Frequenzhubes ist. Wenn demzufolge der Frequenzhub + Af beträgt, eilt die Phase der Rechteckwelle am Ausgang der Impulsformerstufe 28 der Phase derRechteckwelle am Ausgang der Impulsformerstufe 34 um den Winkel /. nach. Das ist in des Fig. 4B und 4A dargestellt. Bei einem Frequenzhub von - /it eilt die Phase der Rechteckwelle am Ausgang der Impulsformerstufe 28 der Phase der Rechteckwelle am Ausgang der Impulsformerstufe 34 dagegen um den Winkel ^-vor. Das ist in der Fig. 4C dargestellt.

Die Rechteckwelle, die in der Impulsformerstufe 28 erzeugt wird, wird in der Differenzierstufe 29 differenziert, so daß eine Folge von bipolaren schmalen Impulsen entsteht, die den Vorderflanken und den Bückflanken der Rechteckwelle entsprechen. Diese differenzierten Rechteckwellen sind für einen Frequenzhub von + At und - At in den Fig. 4D und 4E dargestellt. Die differenzierten Impulse werden nun zusammen mit der Rechteckwelle aus der Impulsformerstufe 34 derTorschaltung 35 zugeführt. Haben nun die Rechteckwell« und die differenzierten Impulse an den Eingängen der Torschaltung 35 die gleiche Polarität» so tritt ein Signal am

909851/U61

Ausgang 37 auf, das den Flipflop 36 in den Eins-Zustand umschaltet. Habenjdagegen die Rechteckwelle und die differenzierten Impulse an den Eingängen der Torschaltung 35 entgegengesetzte Polarität, so tritt ein Signal auf der Leitung 38 auf, das den Flipflop 36 wieder auf null zurückschaltet. Auf diese Weise wird aa Ausgang 23 eine Rechteckwelle erzeugt, deren Verlauf die Information wiedergibt, die der eingehenden Schwingung in Form von Frequenzumtastung aufmoduliert wurde. Es sei bemerkt, daß der„Winkel ^, so nahe an 9o° liegen muß, daß aufgrund der zeitlichen Verhältnisse zwischen den Impulszügen an der Torschaltung 35 zwischen Eingängen gleicher und ungleicher Polarität unterschieden werden kann.

Die beschriebenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nach den Fig. 1 und 3 können in manchem abgewandelt werden. Anstelle der Flipflops können auch andere bistabile Schaltkreise verwendet werden, beispielsweise Tunneldiodennetzwerke. Weiterhin kann das Differenzieren in der Ausfhührungsform nach Fig. 1 hinter dem Phasenteiler 10 durchgeführt werden. In der Ausführungsform nach Fig. 3 kann das Differenziernstzwerk 29 in den zweiten Signalweg hinter die Impulsformersutfe 34 eingesetzt werden und der Phasenschieber 31 kann auch zwischen den Bezugsgenerator 30 und die Mischstufe 32 gesetzt werden.

909851/1Λ61

Claims (9)

1. Be it _ :-jTmlaf:

   Jparf nicht u„. ., ;1 ,-· iwij

   Ansprache ~ -

   l.Dlskrinina tor schaltkreis sur Deaodulation van Schwingungen der Frequenz f_o, die durch Frequ< nnuatastu&f alt eine« Frequenzhub voB -At moduliert sind, fekinii· le h· net durch einen Schaltkreis (4; 26 bis 34), dea die durch die Frequenzumtastung sotfnlierten Schwingungen und elite Bezugssohwlnguag der Frequenz t₀ sucefOhrt sind, und der dar»«· einen lanalesuf »bleuet, dessen B* it Hoher Verlauf eine Funktioe de« rrequenshuh«· + /\t und - J\t ist, und das dieser Zapulsarog CiK* 20» ²D »ines, »weiten Schaltkrei« (· bis 13; 38 bis 38) suffeftthrt ist« der danraua ein Signal ableitet, dessen Aaplitudenselmankungen das Denodulationsprodukt sind.
2. 2. Diskrlalaatoreehaltkreie nach Anspruch 1, dadurch gekennse lohnet , dae die beiden Schaltkreise digitale Schaltung· η aufweisen.
3. 3. Dlskrialnatorschaltkrels nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenasc lehnet, datt Im ersten Sehaltkreis eine blnstablle Schaltung vorgesehen 1st, die von der durch Frcqueasuatastmng Modulierten Schwingung in den einen asustand und durch die Besugsscnwingung der Fretuen* t_Q in den nnderen Zustand geschaltet 1st, so daft ein Iasulssug entsteht, in de» die Breit· aufeinander folgender Impulse in Abbteglgkeit

   Tors«leben des Frequenzhub· au- oder abalasat*
4. 4. DlskrlMinatorschaltkrels sash Aaeprueh S₉ dadurch gekennzeichnet, da· die Xapulcf requrns in dea lapulsxug alt lapulsea Tersnderlleher Breite etwa der Frequena f_Q entspricht, und dnt la «weiten Sshaltkrels (·,») dieser Iapulezuf in einen anderen Xapulssug uagesetst ist, dessen lapulsfrequens la der QrOflenorsBuag des Frequenzhub* Δ t liegt, und dessen Aaplltudeaeigeaeehaftea τοη der Blshtuag des Frequennhubes abhängen.

   ■90985 1/U61 _BAD
5. 5. Diskriainatorschaltkrcis nach Anspruch 4, dadurch Kckennzeiahnet , daft der svelte Schaltkreis tine w< itere bistabile Schaltung (13) aufweist, dea der Impulszug alt der Impulsfrequenz Al zugrfflhrt 1st) an dessen Ausgang auf diesen Impulszug hin das Deaodulationsprodukt erscheint.
6. 6. Dlskrlalnatoreehaltkrele nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daft la «weiten Schaltkreis ein Tiefpaftfliter (·) vorgesehen 1st» dea\ die AuagaagsgrttOe der bistabilen Schaltung (4) la ersten Schaltkreis sugefflhrt 1st,

   \ und dmΟ die von de« TiefpaOfliter (8) durchgelassenen Komponenten niedriger Frequenz einer Differensierstufe (9) sugefflhrt sind, so daQ schnmle Impuls** entstehen, deren Amplltudenvorzelchen von der Richtung des Frequenzhube abhängen.
7. 7.Dlskrlnlnatorschaltkrcls nach Anspruch 6, dadurch gekennsrlchnet , daft die bistabile Schaltung (13) la zweiten Schaltkreis eine Schaltung alt awci Eingingen 1st und durch unipolare lapulae aa einen Eingang In den einen Zustand und durch unipolar· Impulse aa anderen Eingang in den. anderen Zustand umschaltbar 1st, da» die schaalen Impuls· aus der Olfferenalerstufe über «inen Phasen te Her (10) geführt und gleichseitig alt entgegengesetztes Polaritäten an die beiden Einginge der bistabilen Schaltung gelegt sind, so daß der bistabile Schaltkreis beim Frequenzhub 4- /If in den einen Zustand und beim Auftreten des Frequenzhub* - At im den anderen Zustand umgeschaltet ist.
8. 8. Dlskrlalnatorachaltkreis nach Anspruch 7, d a d u r oh gekennzeichnet, da· die beiden bistabilen Schaltkreise (4,13) Flipflops sind.

   BAD ORieiNAL

   909 8 5 1/U61

   -IT-
9. 9. Diskrlalnatorsohaltkrels nach Anspruch 1, aim Μ· k rfcanaleapfang von Schwingungen, dl« durch Frequenzumtastung aodullert sind, wobei am Jedea Sapfangekanal eine andere Mit te !frequenz t_Q gehurt, dadurch gnkennze lehnet, ·

   ■ daa die Beauf«frequenz auf die Mittelfrequonz de· zu deaodulierendea Kanal· einstellbar ist, Uafl der erste Schaltkreis zwei parallel fesehaltet· Signalwege (24,29) aufweist, von denen Jedor eise Hischstufe (26,33) enthalt, daft die Bezugsfrequenz der «ines Misckstufe direkt und der anderen Mischstufe Ober einen Phasenschieber alt einer um einen Winkel c^ verschobenen PhasezugefMhrt 1st, so dad in den beiden Signalwegen Iapulsstig· erzeugt sind, deren Phase gegeneinander in Abhängigkeit rom Torzeichen des Frequenzhubes ua den Winkel versetzt ist.

   lü. Dlskrialnatorschaltkrois nach Ansprach 9, dadurch gekennzeichnet , dsfl la zweiten Schaltkreis eine Torschaltung vorgesehen ist, der die beiden Iapulssüge aus den beiden Signalwegen zugnftthrt sind, und die bei Phasenvoreilung und bei Fhaaenaaoh·Hun? Jewell· ein Signal abgibt» und dau die beide· Signale au· der Torschaltung einer bistabilen Schaltung sugefflhrt «lad.

   11· Dlakriaiaatoraehaltkreis nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß Jeder der beides Signalveg· eine Xapulsforwerstufe (28,34) aufweist, die sub versteuern der Torder- «ad lackflankea der Iapulssoge dient, die inaerahalb der beiden Signalwege erzeugt βlad, und daA la eine», der beide· fllgnalweg· (24) der Iapulsf oreerstufe (2t) eine Oifferwuierstufe (29) naftgesehaltet ist, so daft la d«a eines Signalweg eise Folg· woa bipslarea Hasuleea erzeugt, «sr«· aoaeataa· PoUritlt la AbhingigkeIt voa der Biohtuag ds· frefuwhn»· gleich «der entgegengesetat 4er Polarität der Iaaulse 1« aaderea Slgaalweg Ist.

   909851/U61

   12, Dlakrlalnfttorschaltkrei· nach Anspruch to, dadurch gi k ο β η ι e lehnet , da* die bistabile erhaltung (36) #ia Flipflop ist.

   BAD 909851/146 1 ^BA