DE1541705C3 - Anordnung für einen automatischen, elektronisch geregelten Laufzeitausgleich in Übertragungssystemen mit Frequenzmodulation - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung für einen automatischen, elektronisch geregelten Laufzeitausgleich in Übertragungssystemen mit Frequenzmodulation.

Es gibt Übertragungssysteme mit Frequenzmodulation, die durch ihre besondere Bandbreite ausgezeichnet sind. Bei dieser großen Bandbreite treten bei Scatter-Strecken und auch schon bei Sicht-Strekken Intermodulationsverzerrungen auf, die durch Mehrwegeausbreitung hervorgerufen werden und auf nicht genügende Bündelung der Antennen zurückzuführen sind. Man ist bei diesen hohen Übertragungsbandbreiten, bingt durch die hohe zu übertragende Kanalzahl, mit der herkömmlichen Technik an eine Grenze angelangt, die besondere Maßnahmen erforderlich macht. Eine Möglichkeit besteht nun darin, mit Hilfe einer automatischen Laufzeitregelung diese Intermodulationsverzerrungen, die sich auch während des Betriebes hinsichtlich ihres Betrages ändern, zu beseitigen.

In der deutschen Auslegeschrift 1 079 702 ist in Fig. 1 eine Schaltung zur automatischen Entzerrung eines Frequenzmodulations-Übertragungssystems aufgezeigt, die im wesentlichen darin besteht, daß das Nutzsignal über zwei in ihrer Laufzeit entgegengesetzt wirkende Netzwerke so gesteuert wird, daß die Intermodulationsverzerrungen kompensiert werden. Die Steuerung erfolgt über einen Hilfszweig, an dessen Ende an einem Phasendiskriminator das Steuerungskriterium mit einer Hilfsspannung von 50 Hz gewonnen wird, das seinerseits einen Nachstimmotor, auf dessen Achse ein Potentiometer angeordnet ist, so bewegt, daß die Kompensation bewirkt wird.

Dieses Verfahren hat folgende Nachteile: 1. Der Laufzeitausgleich erfolgt mit zwei in der Frequenz versetzten Allpaßkreisen, deren Laufzeit verschieden ist. Durch einen vorgegebenen Laufzeitunterschied tritt bei der Zusammenschaltung und Einsetzen der Regelung ein Long-Line-Effekt zusätzlich auf, weshalb diese Anordnung für breitbandige Systeme ungeeignet ist.

Die bekannte Anordnung wird für im Gerät auftretende und auszugleichende Intermodulationsverzerrungen vorgeschlagen. Der Ausgleich auf-

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tretender Long-Line-Effekte im Übertragungs- schiedlichen Regelspannung die Regelschaltunweg ist aber hier nicht möglich, da die Phasen gen entgegengesetzt beaufschlagen, bewertet der Klirrfaktoren bei hohen Basisbandbreiten werden und zweitens über zwei weitere Filter nicht übereinstimmen. Außerdem tritt durch die einer zweiten Frequenz in einer zweiten Regelung in der Zusammenschaltung eine Be- 5 Rauschvergleichsschaltung bewertet werden, die einflussung des Frequenzganges auf. Der Aus- die mit einer dem Rauschanteil entsprechend gleichsumfang ist relativ klein. Durch die Starr- unterschiedlichen Regelspannung die dritte und heit des Systems muß bei einer Änderung des vierte Regelschaltung entgegengesetzt steuern, Ausgleichsumfanges ein Austausch der Allpässe daß die Zwischenfrequenzsignale der ersten und vorgenommen werden. " zweiten Additionsschaltung über je einen Haupt-

2. Das Steuerkriterium zur Ingangsetzung des weg in einer dritten Additionsschaltung so ad-Nachstimmotors wird mit Hilfe einer Spannung diert werden, daß sich die entgegengesetzt auf von 50Hz gewonnen. Dieses Verfahren macht die Zwischenfrequenzsignalspannung beaufdie Übertragung von Fernsehsignalen unmög- schlagten Intermodulationsverzerrungen gegen-Iich, da diese Frequenz im Frequenzspektrum 15 seitig kompensieren und das an Intermodulader zu übertragenden Frequenzen liegt. Die tionsverzerrungen verbesserte Zwischenfrequenz-Übertragung eines Bildsignals schließt die Ver- signal an den Ausgang der dritten Additionswendung von Hilfswechselspannungen als schaltung übernommen werden kann.
Steuerspannung gänzlich aus. An Hand der Zeichnung wird an einem Schal-

3. Eine motorische Nachstimmung läßt den Aus- ·ο tungsbeispiel im folgenden die Erfindung näher begleich von Intermodulationsverzerrungen nur schrieben. Von einem Empfänger wird an den Einlangsamer Vorgänge zu. gang E eines Verteilverstärkers 1 ein mit Intermodu-Es bestand die Aufgabe, die Nachteile zu besei- lationsverzerrungen behaftetes Zwischenfrequenztigen. Diese wurde nach der Erfindung dadurch signal angeliefert und in zwei Hauptwege Ia bzw. Ib gelöst, daß das von einem Empfänger an den »5 und einem Nebenweg II aufgeteilt. Die Hauptwege Eingang eines Verteilverstärkers angelieferte, mit I α bzw. I b führen jeweils zu einer Additionsschal-Intermodulationsverzerrungen behaftete Zwi- tung 2 α bzw. 2 b und der Nebenweg II über eine entschenfrequenzsignal in zwei Hauptwege und sprechende Leitungslänge 10, die so zu wählen ist, einem Nebenweg aufgeteilt wird, wobei die daß sie der im Funkfeld auftretenden mittleren Um-Hauptwege jeweils zu einer Additionsschaltung 30 weglänge entspricht. Diese Leitungslänge 10 ist von führen und der Nebenweg über eine entspre- der Laufzeit T₀. Ihr folgt ein variables Dämpfungschende Leitungslänge von der Laufzeit τ_η, die glied <x₀, das zu einem Knotenpunkt P1 weiterführt. so bemessen ist, daß die Leitungslänge der im Hier wird das in seiner Phase nachlaufende Zwi-Funkfeld auftretenden, mittleren Umweglänge schenfrequenzsignal abermals in drei weitere Wege entspricht, und ein variables Dämpfungsglied an 35 aufgeteilt, einem vierten Weg Hai über eine erste einen Knotenpunkt führt, in welchem das in Regelschaltung 3 α 1 zur ersten Additionsschaltung seiner Phase nachlaufende Zwischenfrequenz- 2 a, einem fünften Weg,1161 über eine zweite Regelsignal abermals in drei weitere Wege aufgeteilt schaltung 3 b 1 zur zweiten Additionsschaltung 2 b, so wird, einem vierten Weg über eine erste Regel- daß in der ersten und zweiten Additionsschaltung la schaltung, zur ersten Additionsschaltung, einem 40 und 2 b eine dem Long-Line-Effekt entsprechende fünften Weg über eine zweite Regelschaltung Intermodulationsverzerrung in der K 2-Lage entsteht. zur zweiten Additionsschaltung, so daß in der Ferner wird das Zwischenfrequenzsignal in einem ersten und zweiten Additionsschaltung eine dem sechsten Weg über ein die .O-Lage gegenüber der Long-Line-Effekt entsprechende Intermodula- K 2-Lage kennzeichnendes, 90° phasendrehendes tionsverzerrung in der K 2-Lage auftritt, und 45 Netzwerk zu einem zweiten Knotenpunkt P 2, von einem sechsten Weg über ein die .O-Lage dem aus das Zwischenfrequenzsignal auf einem gegenüber der jRT2-Lage kennzeichnendes, 90° siebten Weg Πα2 über eine dritte Regelschaltung phasendrehendes Netzwerk zu einem zweiten 3 α 2 der ersten Additionsschaltung 2 a und auf einem Knotenpunkt, von dem aus das Zwischenfre- achten Weg II b 2 über eine vierte Regelschaltung quenzsignal auf einen siebten Weg über eine 50 362 der zweiten Additionsschaltung 2b weitergeleidritte Regelschaltung der ersten Additionsschal- tet, wobei in der ersten und dritten Regelschaltung rung und auf einem achten Weg über eine 3a 1 und 3a2 gegenüber der zweiten und vierten Revierte Regelschaltung der zweiten Additions- gelschaltung 3b 1 und 3b2 die Intermodulationsverschaltung weitergeleitet wird, wobei in der Zerrungen des Zwischenfrequenzsignals in ihrer Phase ersten und dritten Regelschaltung gegenüber der 55 um 180° gegeneinander gedreht werden.

zweiten und vierten Regelschaltung die durch Die Zwischenfrequenzsignale werden von der

die Leitungslänge dem Zwischenfrequenzsignal ersten und zweiten Additionsschaltung 2a bzw. 2b

künstlich beaufschlagte Intermodulationsverzer- über zwei weitere entsprechende Nebenwege IHa

rung in ihrer Phase um 180° gegeneinander ge- bzw. III b zugeordneten Diskriminatoren 4 a bzw. 4 b dreht ist, daß die an Intermodulationsverzerrun- 6° zugeführt. Die demodulierten Signale werden nach

gen unterschiedlich behafteten Zwischenfrequenz- zwei Filtern 5 al bzw. 5&1 der ersten Frequenz/1

signale der ersten und zweiten Additionsschal- in einer ersten Rauschvergleichsschaltung G1 bewer-

tung über weitere zwei entsprechende Neben- tet. Diese erste Rauschvergleichsschaltung G1 beauf-

wege, zwei zugeordneten Diskriminatoren züge- schlagt die erste und zweite Regelschaltung 3a 1 und führt werden und die demodulierten Signale 65 3bl mit einer diese beiden Regelschaltungen ent-

erstens über zwei Filter einer ersten Frequenz gegengesetzt steuernden, dem Rauschanteil entspre-

in einer ersten Rauschvergleichsschaltung, die chenden Regelspannung. Zweitens werden nach zwei

mit einer dem Rauschanteil entsprechend unter- weiteren Filtern 5a2 bzw. 5b2 der zweiten Frequenz

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/2 die demodulierten Signale in einer zweiten tionsschaltung26 subtrahiert. Die Regelschaltungen

Rauschvergleichsschaltung G2 bewertet. Diese zweite 3 al und 361 erhalten ihre Regelspannungen über

Rauschvergleichsschaltung G2 beaufschlagt die dritte die zwei Nebenwege lila und III& von den Addi-

und vierte Regelschaltung3a2 und 362 mit einer tionsschaltungen2a und 2b, über die zwei entspre-

diese beiden Regelschaltungen entgegengesetzt steu- 5 chenden Diskriminatoren 4 α und 4 b, den entspre-

ernden, dem Rauschanteil entsprechenden Regel- chenden Filtern 5al bzw. 5bl der ersten Frequenz

spannung. /1 und der ersten Rauschvergleichsschaltung Gl. Die

Die Zwischenfrequenzsignale der ersten und zwei- Durchlaßfrequenz/1 der Filter 5al und 561 ist so

ten Additionsschaltung 2 a bzw. 2 b werden über je gewählt, daß sie im Bereich der zweiten Oberwelle

einen Hauptweg IVö bzw. IV b in einer dritten Ad- io für K 2 des Übertragungsbereiches des Basisbandes

ditionsschaltung 7 so addiert, daß sich die entgegen- liegt. Ist der Übertragungsbereich des Basisbandes

gesetzt auf die Zwischenfrequenzsignalspannung be- beispielsweise für eine Vielkanalanlage mit 960 Ge-

aufschlagten Intermodulationsverzerrungen kompen- sprächskanälen bis 4 MHz ausgelegt, so wird man

sieren und das an Intermodulationsverzerrungen ver- zweckmäßigerweise den Durchlaß der Filter 5a 1 und

besserte Zwischenfrequenzsignal an dem Ausgang A 15 5bl bei 6 MHz wählen. Die erste Rauschvergleichs-

der dritten Additionsschaltung 7 abgenommen wer- schaltung G1 erhält dann nach obigem Beispiel von

den kann. dem Filter 5al eine demodulierte, vom Empfänger

Die Funktionsweise des elektronisch geregelten empfangene Intermodulationsverzerrung in der K2-

Laufzeitausgleichs wird näher erläutert: Lage, die vom Nebenweg II α 1 her mit einer in der

Von einem Empfänger wird ein mit Intermodula- 20 Leitungslänge 10 erzeugten Intermodulationsverzertionsverzerrungen behaftetes Zwischenfrequenzsignal rung ebenfalls in der /£2-Lage addiert ist und von an den Eingang E des Verteilverstärkers 1 angeliefert. dem Filter 5 b 1 eine demodulierte Intermodulations-Der Verteilverstärker 1 teilt das Zwischenfrequenz- verzerrung, bei der die Intermodulationsverzerrung signal in zwei Hauptwege Ia bzw. Ib und einen vom Nebenweg UbI subtrahiert ist. Durch die Nebenweg II auf. Die beiden Hauptwege la bzw. 16 25 Rauschvergleichsschaltung Gl werden Regelschalleiten das Zwischenfrequenzsignal weiter zu jeweils tungen 3 α 1 und 3 & 1 mit einer solchen Regelspaneiner Additionsschaltung 2 a bzw. 2 b und der Neben- nung gesteuert, daß die an die Additionsschaltungen weg II über eine Leitungslänge 10 und einem Dämp- 2a bzw. 2 b abgegebenen, künstlich mit Intermodufungsglied a₀ zu einem Knotenpunkt Pl. Mit der lationsverzerrungen versehenen Zwischenfrequenzzwischengeschalteten Leitungslänge 10 von der Lauf- 30 Signalspannungen so groß sind, daß in den Hauptzeit τ₀ wird die Zwischenfrequenzspannung mit einer wegen IVa und IVZ? je ein Zwischenfrequenzsignal auf dem Long-Line-Effekt beruhenden Intermodu- entsteht, die beide mit entgegengesetzt beaufschlaglationsverzerrung beaufschlagt. Dabei ist die Inter- ten K 2-Lagen versehen sind, so daß in der folgenden modulationsverzerrung, mit der die Zwischenfre- dritten Additionsschaltung 7 beide Zwischenfrequenzquenzsignalspannung vom Empfänger her beauf- 35 Signalspannungen addiert werden, wobei sich die schlagt ist, zu vernachlässigen. Die Leitungslänge 10 Intermodulationsverzerrungen aufheben. Am Aussoll der mittleren Umweglänge im Funkfeld entspre- gang A der dritten Additionsschaltung 7 kann die bis chen, um zu vermeiden, daß Phasendrehungen der auf einen Rest an Intermodulationsverzerrungen be-Intermodulationsverzerrungen auftreten. Das dem haftete Zwischenfrequenzsignalspannung abgenom-Leitungszug folgende Dämpfungsglied a₀ ist so be- 40 men und eventuell einer zweiten solchen Anordnung messen, daß die Amplitude dieser künstlichen Inter- zur noch weiteren Verbesserung der Intermodulamodulationsverzerrung des Zwischenfrequenzsignals tionsverzerrungen oder einem Verbraucher zugeführt an dem dem Dämpfungsglied «₀ folgenden Knoten- werden. ·

punktPl den maximal auftretenden Intermodula- Der sechste Leitungsweg, vom Knotenpunkt Pl

tionsverzerrungen des Funkfeldes entspricht. 45 ausgehend, führt weiter über ein die K 3-Lage gegen-

Das an dem Knotenpunkt Pl angekommene, in über der /C2-Lage kennzeichnendes, 90° phasenseiner Phase nachlaufende und seiner Amplitude drehendes Netzwerk zu einem zweiten Knotenpunkt festgelegte Zwischenfrequenzsignal wird abermals in P 2, so daß in den nun folgenden Anordnungen die drei weitere Wege aufgeteilt. Der vierte Weg Πα Intermodulationsverzerrungen in der K3-Lage ausführt über die erste Regelschaltung 3al zur ersten 50 geglichen werden. Hierzu führt der siebte Leitungs-Additionsschaltung2a und der fünfte Weg II61 über weg II b 2 über die vierte Regelschaltung 362 zur die zweite Regelschaltung 3 61 zur zweiten Addi- ersten Additionsschaltung 2 a und der achte Leitungstionsschaltung26. Dabei tritt, durch die Leitungs- weg /762 über die vierte Regelschaltung 362 zur länge 10 bedingt, in der ersten und zweiten Additions- zweiten Additionsschaltung 2 6. In den Regelschalschaltung 2a und 26 eine dem Long-Line-Effekt ent- 55 tungen 3a2 und 362 erfolgt ebenfalls, wie im vorsprechende künstliche Intermodulationsverzerrung in hergehenden Fall, eine Phasendrehung der künstder /C2-Lage auf. In den Regelschäl tungen 3 al und liehen Intermodulationsverzerrungen des Zwischen-361 erfolgt gleichzeitig eine solche Phasendrehung frequenzsignals, so daß die in den Additionsschaldes Zwischenfrequenzsignals, daß die in den Addi- tungen 2 a und 26 auf den Leitungswegen II α 2 und tionsschaltungen 2 a und 26 auf den Leitungswegen 60 II6 2 ankommenden, dem Zwischenfrequenzsignal Hai und II61 ankommenden, dem Zwischenfre- beaufschlagten Intermodulationsverzerrungen um quenzsignal beaufschlagten, künstlichen Intermodu- 180° in ihrer Phase gegeneinander gedreht sind. Die lationsverzerrungen um 180° in ihrer Phase gegen- Regelschaltungen 3α2 und 362 erhalten ihre Regeleinander gedreht sind. Durch die Phasendrehung be- spannungen über die Nebenwege III α und III6 von wirkt, werden die Intermodulationsverzerrungen bei 65 den Additionsschaltungen 2a und 26, über die zwei einer Additionsschaltung, beispielsweise der Addi- entsprechenden Diskriminatoren 4 α und 4 6, den enttionsschaltung 2a, addiert und bei der anderen Addi- sprechenden Filtern 5a2 und 562 der zweiten Fretionsschaltung, im Falle des Beispiels bei der Addi- quenz/2 und der zweiten Rauschvergleichsschaltung

Gl. Die Durchlaßfrequenz/2 der Filter 5α2 und SbI ist so ausgelegt, daß zur Regelung der jO-Lage die dritte Oberwelle, also im vorliegenden Beispiel 9 MHz, passieren kann.

Die vorliegende Schaltungsanordnung gestattet also die mit Intermodulationsverzerrungen beaufschlagte Zwischenfrequenz eines Empfangsgerätes, sowohl der Z2-Lage oder der X3-Lage, als auch der Kl- und i£3-Lage automatisch auszugleichen.

Die automatische Reduktion an Intermodulationsverzerrungen nach der vorliegenden Erfindung ist wesentlich davon abhängig, wie die Beschaffenheit

des Funkfeldes ist. Je nach Größe der auftretenden mittleren Umweglängen und der maximalen Intermodulationsverzerrungen sind die Leitungslänge 10 und der Dämpfungswert des Dämpfungsgliedes a₀

abzustimmen. In dem Maße, wie durch Mehrausbreitung Intermodulationsverzerrungen auftreten, können Amplitudenschwankungen innerhalb des zu übertragenden Basisfrequenzbandes wirksam werden, die man mit Selektivschwund bezeichnet. Diese Amplitudenschwankungen werden von dem automatischen Ausgleich in entsprechender Weise mit erfaßt und kompensiert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Anordnung für einen automatischen, elektronisch geregelten Laufzeitausgleich in Übertragungssystemen mit Frequenzmodulation, dadurch gekennzeichnet, daß das von einem Empfänger an den Eingang (E) eines Verteilverstärkers (1) angelieferte, mit Intermodulationsverzerrungen behaftete Zwischenfrequenzsignal in zwei Hauptwege (I α bzw. I 6) und einem Nebenweg (II) aufgeteilt wird, wobei die Hauptwege jeweils zu einer Additionsschaltung (2 a bzw. 2 6) führen und der Nebenweg (II) über eine entsprechende Leitungslänge (10) von der Laufzeit T₀, die so bemessen ist, daß die Leitungslänge (10) der im Funkfeld auftretenden, mittleren Umweglänge entspricht, und ein variables Dämpfungsglied (a₀) an einen Knotenpunkt (P 1) führt, in welchem das in seiner Phase nachlaufende Zwischenfrequenzsignal abermals in drei weitere Wege aufgeteilt wird, einem vierten Weg (II a 1) über eine erste Regelschaltung (3 a I) zur ersten Additionsschaltung (2 a), einem fünften Weg(IIöl) über eine zweite Regelschaltung (361) zur zweiten Additionsschaltung (2b), so daß in der ersten und zweiten Additionsschaltung (2 a und 2 b) eine dem Long-Line-Effekt entsprechende Intermodulationsverzerrung in der #2-Lage auftritt, und einem sechsten Weg über ein die .O-Lage gegenüber der X2-Lage kennzeichnendes, 90° phasendrehendes Netzwerk zu einem zweiten Knotenpunkt (P 2), von dem aus das Zwischenfrequenzsignal auf einen siebten Weg (II α 2) über eine dritte Regelschaltung (3 α 2) der ersten Additionsschaltung (2 a) und auf einem achten Weg (II b 2) über eine vierte Regelschaltung (362) der zweiten Additionsschaltung (2b) weitergeleitet wird, wobei in der ersten und dritten Regelschaltung (3al und 3λ2) gegenüber der zweiten und vierten Regelschaltung (3 b 1 und 3 δ 2) die durch die Leitungslänge (10) dem Zwischenfrequenzsignal künstlich beaufschlagte Intermodulationsverzerrung in ihrer Phase um 180° gegeneinander gedreht ist, daß die in Intermodulationsverzerrungen unterschiedlich behafteten Zwischenfrequenzsignale der ersten und zweiten Additionsschaltung (2a bzw. 2b) über zwei weitere entsprechende Nebenwege (IHa bzw. IHb), zwei zugeordneten Diskriminatoren (4 a bzw. 4 b) zugeführt werden und die demodulierten Signale erstens über zwei Filter (5al bzw. 561) einer ersten Frequenz (/1) in einer ersten Rauschvergleichsschaltung (G 1), die mit einer dem Rauschanteil entsprechend unterschiedlichen Regelspannung die Regelschaltungen (3al bzw. 361) entgegengesetzt beaufschlagen, bewertet werden und zweitens über zwei weitere Filter (5 α 2 bzw. 562) einer zweiten Frequenz (/2) in einer zweiten Rauschvergleichsschaltung (G 2) bewertet werden, die die mit einer dem Rauschanteil entsprechend unterschiedlichen Regelspannung die dritte und vierte Regelschaltung (3 α 2 und 362) entgegengesetzt steuern, daß die Zwischenfrequenzsignale der ersten und zweiten Additionsschaltung(2a bzw. 26) über je einen Hauptweg (IVa bzw. IV 6) in einer dritten Additionsschaltung (7) so addiert werden, daß sich die entgegengesetzt auf die Zwischenfrequenzsignalspannung beaufschlagten Intermodulationsverzerrungen gegenseitig kompensieren und das an Intermodulationsverzerrrungen verbesserte Zwischenfrequenzsignal an dem Ausgang (A) der dritten Additionsschaltung (7) abgenommen werden kann.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufzeitausgleich nur aus den die iC2-Lage kompensierenden Leitungswegen besteht.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufzeitausgleich nur aus den die /C3-Lage kompensierenden Leitungswegen besteht.

4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Anordnungen für einen automatischen, elektronisch geregelten Laufzeitausgleich in Serie geschaltet sind.