DE1616442C - Verfahren und Schaltung zur Demodu lation von amplitudenmoduherten Zweisei tenband, Restseitenband- oder Einseiten bandsignalen, bei denen die Amplitude der Tragerfrequenz vollständig oder als Restbetrag enthalten ist - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine An-' Ordnung zum Empfang von Sendern, die ein amplitudenmoduJiertes Zweiseitenband-, Restseitenband- oder Einseitenbandsignal mit vollständigem oder teilweise unterdrücktem Amplitudenwert der Trägerfrequenz ausstrahlen. Es ist bekannt, daß mit den heute verwendeten Tonrundfunkempfängern nur amplitudenmodulierte Hochfrequenzsignale demoduliert werden können, die aus der Trägerfrequenz und zwei zu dieser symmetrischen Seitenbändern bestehen. Ist diese Voraussetzung nicht gegeben, wird die niederfrequente Information nach der Demodulation nichtlinear verzerrt, weil die in den heutigen Rundfunkempfängern verwendeten Demodulationsschaltungen die niederfrequente Information aus der Umhüllenden der modulierten Hochfrequenzschwingung gewinnen.

Der begrenzte Frequenzraum, der den Rundfunkdiensten in den entsprechenden Frequenzbändern zur Verfügung steht, hat in den letzten Jahren die Frage nach einer frequenzökonomischeri Senderbelegung in den Rundfunkbändern in den Vordergrund gestellt. Eine Verdoppelung der Sendekanäle ließe sich sofort erreichen, wenn ein Einseitenbandrundfunk eingeführt werden könnte. Diesem Plan steht heute im wesentliehen nur die Tatsache entgegen, daß die heute eingeführten Empfangsgeräte eine Einseitenbandmodulation nient verarbeiten können. Die anfangs durchgeführten Versuche mit kompatibler Einseitenbandmodulation hatten nicht den erhofften Erfolg, so daß die Tendenz in zunehmendem Maße auf die Einführung eines nichtkompatiblen Einseitenbandsendeverfahrens hinausläuft. Damit wird eine angestrebte Neuordnung der Senderbelegung in den einzelnen Bändern auch zu einer Frage der Tauglichkeit der heutigen und zukünftigen Empfangsgeräte. Außerdem ist seit langem bekannt, daß die heute üblichen Demodulationsschaltungen in den Empfangsgeräten Sendungen, die durch den Überträgungsmechanismus gestört sind (z. B. Selektivschwund), mit starken Verzerrungen wiedergegeben. An die Bestrebung nach einem neuen Sendeverfahren ist deshalb die Frage nach einem besseren Demudolationsverfahren gekoppelt, das weniger störanfällig bei Fernempfang ist (Überregionale Rundfunkversorgung).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Empfangsqualität von amplitudenmodulierten Rundfunksendungen durch eine neue Demodulationsschaltung empfangsseitig so zu verbessern, daß sich Störungen durch benachbarte Sender oder durch selektiven Schwund gegenüber dem heute üblichen Demodulationsverfahren weniger auswirken und daß mit dem neuen Verfahren auch echte Einseitenbandsendungen mit vollständig oder als Restbetrag ausgestrahltem Träger wiedergegeben werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das empfangene amplitudenmodulierte HF-Signal, bevor es in einem Produktdetektor durch Trägerzusatz demoduliert wird, so umgesetzt und umgewandelt wird, daß es frequenz- und phasengleich zu siner im Empfänger erzeugten Hilfsschwingung ist. Dazu wird, wie in einer Anordnung zur Durchführung des Verfahrens in F i g. 1 gezeigt ist, die empfangene, mit ler Niederfrequenz vom Betrag A f_e amplitudenmo-Julierte Hochfrequenzschwingung f_e empfangsseitig ;inem Modulator 1 zugeführt und mit einer konstanten Iilfsschwingung der Frequenz f_z zusätzlich amplitulenmoduliert. Am Ausgang des Modulators werden die Modulationsprodukte

{fe±fz)±Afe Und fe±A/_e

ausgesiebt und einem Hütykurvendetektor 4 über den Bandpaß 3 zugeführt. Nach der Demodulation wird über eine nachgeschaltete selektive Verstärkerstufe 5 mit der Mittenfrequenz /_z das Demodulationsprodukt fzuiAfe ausgesiebt und in einer multiplikativen Mischstufe 6 mit der frequenz- und phasengleichen Schwingung f_z aus dem Oszillator 2 durch Mischung demoduliert.

Die Wirkungsweise des neuen Verfahrens wird einer Schaltung zur Durchführung dieses Verfahrens erläutert:

In der Figur ist das bereits erwähnte Blockschaltbild für ein Zusatzgerät zu einem vorhandenen Rundfunkempfänger dargestellt. Das am Eingang des Modulators 1 liegende Signal ist z. B. die amplitudenmodulierte Zwischenfrequenz eines Rundfunkempfängers /_e mit dem oberen Seitenband +Af_e. Durch Modulation mit der Hilfsfrequenz fz < fe — fz aus dem Oszillator 2 entstehen am Ausgang des Modulators 1 symmetrisch zur Trägerfrequenz von f_e entsprechend der Seitenbandtheorie die neuen Seitenbandfrequenzen

Nach der Modulation enthält das zugeführte Signal fe + Afe deshalb noch die zusätzlich erzeugten Seitenbandsignale _;

(fe + fz)

Und (f_e - fz) + A f_e

Dieses Spektrum wird über den Bandpaß 3 dem Hüllkurvendetektor 4 zugeführt. Dieser liefert am Ausgang die Zeitfunktion der Hüllkurve des ihm zugeführten Signals. Am Ausgang des Hüllkurvendektetors entstehen daher wegen der angenommenen Einseitenbandmodulation je nach Modulationsgrad die mit Verzerrungen behaftete niederfrequente Modulation, die an dieser Stelle aber nicht interessiert, außerdem das Modulationshilfssignal U_z mit der Frequenz f_z und dem oberen Seitenband +A f_e sowie Harmonische dieser Signale. Das Demodulationsprodukt f_z + Af_e, ebenfalls ein amplitudenmoduliertes Einseitenbandsignal, wird mit dem selektiven Verstärker 5 am Ausgang des Hüllkurvendetektors ausgesiebt und kann anschließend in dem Produktdetektor 6 durch Zusatz der frequenz- und phasengleichen Schwingung f_z aus dem Oszillator 2 in bekannter Weise demoduliert werden.

Das Verfahren arbeitet solange verzerrungsarm, solange die dem Hüllkurvendetektor 4 zugeführte Trägerspannung ausreicht, um das Seitenbandspektrum

<Je±fz)±Af_e

zu demodulierten. Zur Erläuterung sei angenommen, daß der von einem Sender abgestrahlte Träger die halbe Amplitudenhöhe des Seitenbandes besitze (6 db Trägerunterdrückung). Wird ein solches Signal dem Eingang des Modulators 1 zugeführt und mit dem Signal des Oszillators 2 amplitudenmoduliert, dann ist die Amplitudenhöhe der im Frequenzabstand der Modulationsfrequenz entstehenden neuen Seitenfrequenzen einerseits abhängig von der Amplitudenhöhe der einzelnen Spektrallinien des dem Modulator zugeführten Signals und andererseits der Amplitude der

Modulationsspannung. Im wesentlichen sind zwei Einstellungen des Modulators 1 zu betrachten:

1. Modulationsgrad > 100%

2. Modulationsgrad < 100 %

Im ersten Fall ist die Amplitudenhöhe der Spektrallinien um den Träger im Frequenzabstand der Modulationsfrequenz fz jeweils das 0,5fache der zu modulierenden Spektrallinien des Eingangssignals, d. h. die relative Amplitude im Abstand ± fz beträgt 0,25 für den neuen Träger und 0,5 für das neue Seitenband, wenn, wie oben angenommen, das zugeführte Seitenband den relativen Amplitudenwert 1 und der zugeführte Träger einen solchen von 0,5 besitzt. Außerdem entstehen wegen des Modulationsgrades von > 100 °/₀ im Abstand von ±n · f_z weitere Spektrallinien, die aber nicht stören, weil sie außerhalb des Durchlaßbereiches des selektiven Verstärkers 5 liegen.

Das Seitenband ist in der Frequenzlage ± f_z in diesem Beispiel in der Amplitude gleich der Amplitude des zugeführten Trägers und kann daher im Demodulator 4 in die Frequenzlage f_z demoduliert werden.

Im zweiten Fall gelten grundsätzlich die gleichen Überlegungen. Angenommen, der Modulationsgrad betrage 25 %. Diesem Modulationsgrad würde in dem oben angenommenen Beispiel eine Amplitudenhöhe des neuen Trägers von 0,0625 und einer Amplitudenhöhe de«s neuen Seitenbandes 0,125 entsprechen. Man sieht, da'ß das neue Seitenband in der Amplitude kleiner ist als die Amplitude des zugeführten Trägers, mit dem es in die Frequenzlage f_z demoduliert werden soll.

Daraus folgt, daß die Amplitudenhöhen der Spektrallinien, die in der Frequenzlage f_e ± f_z im wesentlichen vom eingestellten Modulationsgrad im Modulator 1 abhängen und damit den senderseitigen zulässigen Trägerunterdrückungsgrad bestimmen, damit der Demodulator 4 noch arbeiten kann.

Da auch bei selektivem Trägerschwund nur in seltenen Fällen eine völlige Auslöschung des Trägers auftritt, ergibt sich ein wesentlicher Vorteil gegenüber der heute gebräuchlichen Demodulationsart auch für Zweiseitenbandmodulation. Das Verfahren ist kompatibel im Hinblick auf die in Erwägung gezogene Einführung eines echten Einseitenbandrundfunks, bei dem ebenso wie bei Restseitenbandmodulation, oder gestörter Zweiseitenbandmodulation, die auftretende Hüllkurve in ihrem zeitlichen Verlauf nicht der unverzerrten Information entspricht und somit bei der heute üblichen Demodulationsart zu Verzerrungen führen würde. Es ist daher zweckmäßig, in den zuvor genannten Fällen die niederfrequente Information aus dem Frequenzspektrum zu gewinnen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Demodulation von amplitudenmodulierten Zweiseitenband-, Restseitenband- oder Einseitenbandsignalen, bei denen die Amplitude der Trägerfrequenz vollständig oder als Restbetrag ausgestrahlt wird, insbesondere zur Anwendung in Rundfunkempfangsgeräten, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umsetzung und Umwandlung eines amplitudenmodulierten HF-Signals Ue mit der Trägerfrequenz f_e in ein frequenz- und phasensynchrones Signal U_z mit der Trägerfrequenz f_z zu einer im Empfänger erzeugten Hilfsschwingung U_m mit der Frequenz f_z, das erstere empfangsseitig einem Amplitudenmodulator (1) zugeführt wird und mit der konstanten Hilfsschwingung U_7n des Oszillators (2) amplitudenmoduliert wird, am Ausgang des Modulators die entstandenen Modulationsprodukte

(fe±f_Z)±Af_e und fe±Afe

mit einem Bandpaß (3) ausgesiebt und einem Hüllkurvendetektor (4) zugeführt werden, an dessen Ausgang über eine nachgeschaltete selektive Verstärkerstufe (5) mit der Mittenfrequenz f_z und der Bandbreite 2 Δ f_e das Demodulationsprodukt U_z mit der Frequenz f_z ± Af_e ausgefiltert und einem Produktdetektor (6) zugeführt wird, in welchem durch multiplikative Mischung mit der frequenz- und phasengleichen Modulationshilfsschwingung/z des Oszillators (2) das Modulationsprodukt f_z azÄf_e demoduliert wird.

2. Schaltung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur kontinuierlichen Einstellung der übertragenen niederfrequenten Bandbreite oder zur Seitenbandwahl bei Zweiseitenbandsendungen die Frequenz f_z des Oszillators (2) einstellbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen