DE1591750A1 - Frequenzverschiebungsmodulator - Google Patents

Description

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BERLIN 33

Au_Bu.te-viktori.-st,.e. es Dr. - J ηg. H AN S RU SCHKE

SiTüsSa Dipl.-Ing. HEINZ AGULAR Postscheckkonto: PATENTANWÄLTE Postscheckkonto: Berlin Wett 74 M München 682 77 Bankkonto: _ Bankkonto: Bank f. Handel u. Industrie 1 C Q Λ Π C Γ) Dresdner Bank Depositenka»»e 32 I \J %J 1 I *J VJ Manchen Berlin 33 Dep.-Kasse LeopoldstraBe Teplitzer Straß· 42 Kto. 59 GIB Kto. 32 7808 Telegramm-Adresse:

ZSESL Qu.dr.H.rMünch.n

1.923

Telefonaktiebolaget LM Ericsson, Stockholm 32, Schweden

Frequenzverschiebungsmodulator

Die Erfindung betrifft einen Frequenzverschiebungsmodulator, insbesondere zur Anwendung auf Daten-Übertragungs e inrichtungen.

Bei der Daten-Übertragung nach den international üblichen Normen (COITT « Internationaler Beratender Ausschuß für den .Funkdienst) muß die Frequenzverschiebung zwischen 1300 Hertz und 1700 Hertz bei einer Modulationsgeschwindigkeit von 600 Bd und im Bereich zwischen 1300 Hertz und 2100 Hertz mit einer Modulationsgeschwindigkeit von 1200 Bd erfolgen. Im Interesse der Erzielung einer möglichst sicheren Übertragung darf das übertragene Signal keine spektralen Störkomponenten enthalten, die von dem Modulator erzeugt sind ο In den bisher bekanntgewordenen Anlagen werden diese Komponenten mit Hilfe eines sogenannten Sendefilters beseitigt, so daß man ein annehmbares Signal erhält. Solche FiI-

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ter sind aber insbesondere in Daten-Übertragungseinrichtungen schwer zu handhaben, und zwar infolge der verhältnismäßig 'großen Bandbreite, die bis zu 800 Hertz Verschiebung an einer mittleren Frequenz von 1700 Hertz beträgt·

Die Benutzung eines Frequenzverschiebungsmodulators für ein sinusförmiges Ausgangssignal hat im allgemeinen

den Nachteil, daß sehr starke störende Einsehwingvorgange beim Wechsel von einer Frequenz zu einer anderen Frequenz in Erscheinung treten· Dies ist auf die !Datsache zurückzuführen, daß man zur Erzielung der gewünschten Frequenzverschiebung die Kapazität oder Induktivität eines abgestimmten Stromkreises verschiebt und dadurch die in dem Kondensator bzw. in der Spule gespeicherte Energie schlagartig ändert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,die Nachteile, die bei solchen Einschwingvorgängen auftreten, zu vermeiden,,

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch Benutzung eines Frequenzverschiebungsmodulators, der keine Kondensatoren und Spulen enthält und bei dem die Frequenzverschiebung mit Hilfe eines frequenzmodulierten Oszillators erfolgt, der an einen Impulsformungskreis angeschlossen ist, der zur Erzeugung einer Rechteckwelle dient, und daß an diesen Kreis ein Integrationskreis angeschlossen ist, der die Aufgabe hat, die Hechteckwelle in eine dreieck-

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fb'rmige Welle zu verhandeln, während ein Kompensationskreis zur Kompensation der von dem Integrator verursachten frequenzabhängigen Amplitudenänderung dient, und daß schließlich ein nichtlineares frequenzabhängiges Dämpfungsglied angeschlossen ist, welches die dreieckförmige Kurve in eine praktisch sinusförmige Kurve verwandelt.

In der nun folgenden Beschreibung soll die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen näher erläutert werden.

In der Zeichnung ist:

Fig. 1 eine erste AusfUhrungsform des Frequenzverschiebungsmodulators nach der Erfindung;

Fig. 2 eine zweite AusfUhrungsform des Erfindungsgegenstandes und

Fig. 3 ein Diagramm, welches Impulsreihen zeigt, die ihrerseits die Form des Signals in sechs verschiedenen Punkten, die sich auf die Stellen A bis F in Fig. 1 beziehen, wiedergeben.

In Fig. 1 ist mit K ein Tastkreis und mit FO ein frequenzmodulierter Oszillator bezeichnet, der keinerlei abgestimmte Kreise oder abgestimmte Spulen enthält. Dieser Oszillator kann beispielsweise einen sogenannten Unijunktionstransistor enthalten oder kann auch den Aufbau eines Multivibrators haben. Im ersten Falle erzeugt der Oszillator Impulse kurzer Dauer, im zweiten Falle erzeugt er ein

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Signal in Form einer Rechteckwelle· In beiden Fällen erhält man eine Frequenz, die hoch oder niedrig sein kann und durch den Tastkreis vorgegeben ist, d.h. sie hängt von dem Datenstrom ab, der auf den Tastkreis gegeben wird»

Der frequenzmodulierte Oszillator ist an einen Stromkreis T für die Impulsformung angeschlossen; es kann dies beispielsweise eine sogenannte Schmittsehe Triggerschaltung sein, deren Aufgabe es ist, das Signal in Signale mit symmetrischer Rechteckform zu verwandeln. An den Stromkreis für die Impulsformgebung ist ein Gatter G- angeschlossen, . welches dazu dient, die Amplitude des Signals zu regeln, wie dies im folgenden noch näher erläutert werden soll.

Der Stromkreis fUr die Formgebung der Impulse ist weiterhin an einen integrierenden Stromkreisrangeschlossen, beispielsweise an einen sogenannten Miller-Integrator, der im wesentlichen aus einem Verstärker F1, einem Kondensator C und einem Widerstand R besteht. Der integrierende Stromkreis liefert ein dreieckförmiges Signal, welches in einem nichtlinearen Dämpfungsglied Dn in ein praktisch sinusförmiges Signal umgewandelt wird. Das an sich bekannte Dämpfungsglied enthält einen Spannungsteiler, der aus einer Anzahl von Widerständen R5 bis R12 besteht, die zwischen dem positiven und negativen Pol einer Spannungsquelle in Reihe geschaltet sind, während eine Anzahl von Gleichrichtern D1 bis D4· an den Spannungsteiler so angeschlossen

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sind, daß diese paarweise symmetrisch zum neutralen Mittelpunkt des Spannungsteilers liegen. Arf diese Weise werden die Gleichrichter mit unterschiedlichen Schwellwertspannungen beaufschlagt und mit Hilfe eines zweiten in herkömmlicher Weise dimensionierten Spannungsteilers aus zusätzlichen Widerständen R1 bis R4 erhält man eine zweckentsprechende Verformung des Signals, so daß dieses die Sinusform mit der gewünschten Genauigkeit erhält» Schließlich wird das Signal in einem Pufferverstärker F3 verstärkt, damit man eine passende Amplitude für die Übertragung des Signals auf der Leitung bekommte

Die Wirkung des Phasenverschiebungsmodulators nach der Erfindung soll im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 5 der Zeichnung näher erläutert werden, in welcher die Form des Signals in den Punkten A bis F der Fig. 1 dargestellt ist.

Der Datenstrom, der auf den Eingang der Vorrichtung gelangt, ist in der Reihe A dargestellt. Die Ziffer "1" ist in diesem Diagramm als positiver Impuls gekennzeichnet, während die Ziffer "O" durch einen negativen Impuls dargestellt ist. Nach dem Durchlaufen des Tastkreises N hat das Signal die in der Reihe B dargestellte Form. Das Fehlen einer Ziffer tritt durch das gleiche Signalelement in Erscheinung wie für die Ziffer "0", welches in diesem Fall voraussetzt, daß die übertragene Information eine vorbestimmte Anzahl von Signalelementen (Bits) je Zeichen enthält«

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Die Reihe C zeigt die Form des Signals am Ausgang des frequenzmodulierten Oszillators. Das Signal hat jetzt Rechteckform, und zwar für die Ziffer "1" eine hohe Frequenz, beispielsweise 2100 Hertz, und für die Ziffer "0" eine niedrige Frequenz, beispielsweise 1300 Hertz. Nach Durchlaufen des Stromkreises T für die Formgebung des Impulses hat das Niederfrequenzsignal eine kleinere Amplitude als das Hochfrequenzsignal, siehe Reihe D. Man erzielt diese Wirkung in an sich bekannter Weise mit Hilfe des Gatters Gj ein Zweck dieses Gatters besteht darin, im vorhinein die Charakteristik des nachfolgenden integrierenden Stromkreises für die Amplitudenänderung zu kompensieren, weil der Integrator bei Beaufschlagung mit einem ankommenden Signal konstanter Amplitude am Ausgang eine Amplitude liefert, die umgekehrt proportional der Frequenz des Signals fet. Das Gatter G ändert die Amplitude dadurch, daß ein (nicht dargestellter) Dämpfungswiderstand zugeschaltet oder abgeschaltet wird.

Nach dem integrierenden Stromkreis M1 hat das Signal nunmehr die Form einer Dreieckswelle, siehe die Reihe E in Fig. 3· Unter der Voraussetzung, daß das Gatter G richtig eingestellt ist, erhält man für beide Frequenzen die gleiche Amplitude. Nachdem das Signal das Dämpfungsglied Dn durchlaufen hat, hat das Signal eine Form, welches in guter Annäherung einer Sinuskurve entspricht, siehe Reihe F in Fig. 3.

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An Stelle des FM-Oszillators kann auch ein Oszillator mit einem Unijunktiontransistor "benutzt werden, der an Stelle des Signals, wie es i» der Reihe C der Fig. 3 dargestellt ist, Impulse kurzer Dauer liefert. Dies bedeutet indessen keinen grundsätzlichen Unterschied, weil die nachfolgenden Signale D, E und F dieselben Signale sind wie zuvor.

Bei der in Fig. 2 dargestellten AusfUhrungsform des Erfindungsgegenstandes ist das nichtlineare Dämpfungsglied durch einen weiteren Integrator M2 ersetzt.

- Patentansprüche -

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Claims (3)

T 925 -8- Patentansprüche :

1. Frequenzverschiebungsmodulator, insbesondere für Daten-iibertragungseinrichtungen, mit einem FM-Oszillator und Stromkreisen zur Unterdrückung unerwünschter von dem FM-Qszillator erzeugter spektraler Komponenten, dadurch gekennzeichnet, daß der Modulator einen Stromkreis (T) für die Formgebung des Impulses enthält, der an den Fil-Oszillator (FO) angeschlossen ist, der seinerseits zur Erzeugung einer Rechteekwelle dient, daß ferner ein integrierender Stromkreis (M1) an diesen angeschlossen ist und dazu dient, die Rechteekwelle in eine dreieckförmige felle zu verwandeln, daß auf diesen ein Kompensationskreis (Q-) folgt, der zur Kompensation der von dem Integrator verursachten frequenzabhängigen Amplitudenänderung dient, und daß schließlich ein nichtlineares, frequenzunabhängiges Dämpfungsglied (Dn) angeschlossen ist, welches die rechteckförmige in eine praktisch sinusförmige Kurve verwandelt.

2. Frequenzverschiebungsmodulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsglied (Dn) zwei Spannungsteiler enthält, von denen der erste aus einer Anzahl in Reihe geschalteter Widerstände (R5 bis R12) besteht, die zwischen die positive und negative Klemme einer Spannungsquelle geschaltet sind, so daß sich eine Anzahl von Spannungsteilerpunkten ergibt, die symmetrisch zu beiden

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Seiten des Mittelpunktes des ersten Spannungsteilers liegen, nährend der zweite Spannungsteiler aus zwei Widerständen (R1, E2) besteht, die zwischen dem Eingang in das Dämpfungsglied und dem neutralen Mittelpunkt in Reihe liegen, wobei der Spannungsteiler den Ausgang aus dem Dämpfungsglied bildet, und daß schließlich an jeden einzelnen Punkt des ersten Spannungsteilers eine Zuleitung einer Diode (D1 bis D4) angeschlossen ist, von denen zwei (D1, D2) an Spannungsteilerpunkte mit positivem Potential angeschlossen sind, deren Durchlaßrichtung auf den Spannungsteilerpunkt hinweist, während die beiden anderen Dioden (D3, D4) an Spannungsteilerpunkte mit negativem Potential angeschlossen sind und eine Durchlaßrichtung haben, die von dem Spannungsteiler wegweist, während die andere Zuleitung zu den Dioden symmetrisch zu dem Spannungsnullpunkt des Spannungsteilers liegt, und die Dioden selbst paarweise an je einem Widerstand (R3, R4) über diesen Widerstand an dem Spannungsteilerpunkt des zweiten Spannungsteilers liegen.

3. Frequenzversohiebungsmodulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsglied aus einem zweiten integrierenden Stromkreis (M2) besteht und die KompensationsVorrichtung (G) zur Kompensation der frequenzabhängigen Amplitudenänderung beider integrierender Stromkreise dient.

T 923 Dr.Sk/Wr

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