DE1766092B1 - Verfahren und schaltungsanordnungen zur rauschunempfindlichen demodulation - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft Verfahren und Schaltungs- funktionellen Zusammenhang bestimmt wird, wobei anordnungen zur digitalen Demodulation einer fre- die Differenzen zweier Probensignale jeweils als quenzmodulierten oder einer phasenmodulierten elek- Bestimmungsparameter dienen, daß gleichzeitig aus irischen Schwingung analoger Form, wobei der der Impulsfolge von Probensignalen laufend eine der Einfluß des überlagerten Rauschens vermindert wird. 5 Amplitude der zu demodulierenden Schwingung Signaldemodulatoren, zuweilen auch einfach als proportionale Impulsfolge und eine das Verhältnis Empfänger bezeichnet, sind in vielen Formen bekannt. Amplitude zu Rauschen wiedergebende Impulsfolge Der übliche Rundfunkempfänger ist z. B. ein analog gebildet wird, daß die das Verhältnis Amplitude zu arbeitender Demodulator. Da es sich jedoch bei ihm Rauschen wiedergebende Impulsfolge bei der laufenden um analog arbeitende Schaltkreise handelt, ist seine ίο Ermittlung der dem Produkt aus Frequenz und Zuverlässigkeit Parametern wie Temperatur, Alterung Amplitude entsprechenden Impulsfolge als Hilfsparader Bauteile, Feuchtigkeit usw. unterworfen. Sein an- meter zugrunde gelegt wird und daß die somit unter derer Nachteil ist die Schwierigkeit, eine analoge funktionell gegebener Berücksichtigung des Verhält-Schaltungsanordnung zu konstruieren, die sich über nisses Amplitude zu Rauschen gebildete, dem Produkt einen großen Frequenzbereich linear verhält. Ein wei- 15 aus Frequenz und Amplitude entsprechende Impulsterer Nachteil eines analog arbeitenden Empfängers folge als Dividend und die der Amplitude proportionale ist, daß er sehr rauschempfmdlich ist. Wenn ein Impulsfolge als Divisor für die laufende Bestimmung zu demodulierendes Nachrichtensignal wechselnden einer dem wiederzugewinnenden, rauschbereinigten Rauschpegeln unterworfen ist, ergibt ein Analog- Modulationssignal proportionalen Impulsfolge durch demodulator unter verschiedenen Rauschbedingungen 20 Division verwendet wird, unterschiedliche Ausgangssignale. Eine zweite Lösung dieser Aufgabe für eine phasen-

Um diese Schwierigkeiten analog arbeitender Geräte modulierte elektrische Schwingung analoger Form ist zu vermeiden, lassen sich in vorzüglicher Weise digital dadurch gekennzeichnet, daß die zu demodulierende arbeitende Schaltkreise verwenden. Bauelemente der analoge Schwingung mittels an sich bekannter Digitaltechnik können die Grundlage eines optimal 25 Analog-Digital-Konvertierung in eine erste Impulsarbeitenden Empfängers bilden. Dabei sollte ein rein folge digitalwertiger Prohensignale umgewandelt wird, digital arbeitendes System verwendet werden, das dann daß lauf end aus dieser Impulsfolge von Probensignalen auch wechselnden Rauschbedingungen ausreichend eine dem Verhältnis Amplitude zu Rauschen entgenügt. Wenn z. B. zur Übertragung ein Frequenztast- sprechende Impulsfolge gebildet wird und daß entverfahren angewandt wird, welches für jedes digitale 30 weder ebenfalls mittels an sich bekannter Analog-Codelement eine bestimmte Frequenz benutzt, kann Digital-Konvertierung eine zweite Impulsfolge von die empfangsseitige Demodulation unter Verwendung Probensignalen abgeleitet wird und aus dieser zweiten digital abgestufter Filter durchgeführt werden. Diese Impulsfolge oder aus der ersten Impulsfolge von Technik hat jedoch den Nachteil, daß sie einerseits Probensignalen laufend eine dem wiederzugewinnenden sehr komplex ist und andererseits, wegen der analogen 35 Modulationssignal entsprechende Impulsfolge geCharakteristik der verwendeten Filter, von den Eigen- wonnen wird, die als Bestimmungsparameter neben schäften des dem Nachrichtensignal überlagerten der das Verhältnis Amplitude zu Rauschen wiederRauschens stark abhängt, gebenden, als Hufsparameter dienenden Impulsfolge

Diesem Umstand abzuhelfen, ist auch bereits eine bei der laufenden Bestimmung einer dem wiederzu-

Digitaltechnik vorgeschlagen worden. Hierzu sei auf 40 gewinnenden, rauschbereinigten Modulationssignal

IEEE Transactions on Information Theory, Juli 1966, proportionalen Impulsfolge nach einem digital vor-

Bd. IT-12, Nr. 3, S. 337 bis 348, hingewiesen. Die dort gegebenen funktioneilen Zusammenhang verwendet

von Gr οgin sky, WiIs on und Mi d die t ο η wird.

auf S. 342 in F i g. 1 angegebene Lösung versucht In den Unteransprüchen sind einige Schaltungs-

bereits, das Demodulationsproblem durch eine echte 45 anordnungen zur Durchführung der genannten Lö-

Digitaltechnik zu lösen. Leider haftet dieser Lösung sungsverfahren angegeben.

noch der Nachteil an, daß bei ihr gewisse Koeffizienten, Es sind bei den angegebenen Verfahren und Schal-

wie die statische Verteilung der Signale und des tungsanordnungen fast ausschließlich digital arbei-

Rauschens, im voraus bekannt sein müssen. tende Elemente verwendet. Die Umformung der

Die Aufgabe der vorhegenden Erfindung ist es,, ein 50 analog einlaufenden Signale in digitale Wertsfolgen Verfahren zu nennen, daß die aufgezeigten Nachteile wird direkt eingangs durchgeführt. Rauschempfindliche des Standes der Technik vermeidet, und eine digitale Analogfilter sind vermieden j die Gewinnung aller Demodulation anzugeben, die praktisch jede Ver- Hüfsparameter wird nach den beschriebenen Verfahren fälschung durch Rauscheinflüsse kompensiert und alle und in den entsprechenden erläuterten Schaltungsgegebenenfalls erforderlichen Koeffizienten, wie z. B, 55 anordnungen durchgeführt.

daß Signalamphtuden-Rausch-Verhältnis, selbst lau- Zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung ist als

fend ermittelt und bei der Bestimmung des Endresultats Ausführungsbeispiel ein Demodulator gewählt, der

der Demodulation berücksichtigt. Analogsignale zu empfangen und diese mit digitalen

Eine erste Lösung dieser Aufgabe für eine frequenz- Schaltkreisenzudemodulierenimstandeist.Erfindungs-

moduHerte elektrische Schwingung analoger Form ist 60 gemäß werden aus einer Analogwelle, soweit es sich

dadurch gekennzeichnet, daß die zu demodulierende nicht bereits um Impulsfolgen handelt, die einer solchen

analoge Schwingung mittels an sich bekannter Welle entsprechen, zuerst Probensignale hergestellt und

Analog-Digital-Konvertierung in eine Impulsfolge diese quantisiert. Unter dem Ausdruck »quantisieren«

digitalwertiger Probensignale umgewandelt wird, daß ist zu verstehen, daß jedem zu analysierenden Impuls

laufend aus dieser Impulsfolge von Probensignalen 65 oder Probensignal ein bestimmter Wert aus einer

eine das Produkt aus Frequenz und Amplitude des festgelegten Wertetabelle zugeordnet wird. Die so

wiederzugewinnenden Modulationssignals wiederge- digitalisierten Signale werden einer Schaltungsan-

bende Impulsfolge nach einem digital vorgegebenen Ordnung zur Bildung einer dem Amplituden-Rausch-

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Verhältnis proportionalen Folge von Impulsen, im Eingang eines zweiten Einordners verbunden, der die folgenden Text kurz als »Amplituden-Rausch-Be- einzelnen Impulse der Differenzimpulsfolge der Größe Stimmung« bezeichnet, und gleichzeitig einer Schal- nach ordnet. Der Ausgang dieses Einordners ist mit tungsanordnung zur eignetlichen Demodulation, im dem Eingang einer zweiten Modusbestimmung verfolgenden als »Informationsrückgewinnung« bezeich- 5 bunden, die ebenfalls den Modus dieser Differenznet, zugeleitet. Die Amplituden-Rausch-Bestimmung impulsfolge ermittelt. Der Ausgang dieser zweiten erzeugt zwei Folgen von Impulsen, die im Mittel dem Modusbestimmung ist mit dem ersten Eingang eines Verhältnis Amplitude zu Rauschen und dem Ampli- zweiten Funktionsgenerators verbunden, dessen zweitudenverlauf der zu analysierenden Impulse propor- tem Eingang die Folge von Impulsen zugeführt wird, tional sind. Diese beiden Folgen von Impulsen oder io die dem jeweiligen Amplituden-Rausch-Verhältnis der deren erste allein werden neben der Folge von zu zu demodulierenden Signale proportional ist. Dieser analysierenden Impulsen selbst der Informations- zweite Funktionsgenerator bildet dabei aus den ihm rückgewinnung zugeführt. Diese erzeugt aus den ihr zugeführten Impulsfolgen eine Folge von Impulsen, die zugeführten Eingangsimpulsfolgen eine Folge von dem jeweiligen Produkt aus Frequenz und Amplitude Ausgangsimpulsen, die die aufmodulierten Informa- 15 der zu demodulierenden Signale proportional ist. Diese tionen wiedergeben. Produktimpulsfolge ist mit dem Dividenteneingang

Im einzelnen werden zwei Varianten des Ausfüh- einer zweiten Divisionsschaltung verbunden. Deren rungsbeispiels beschrieben, ein Frequenzdemodulator Divisoreingang wird eine Folge von Impulsenzugeführt, und ein Phasendemodulator. Der beschriebene Fre- die dem Amplitudenunterschied jeweils zweier Impulse quenzdemodulator bildet zuerst aus einer empfangenen 20 einer der Größe nach geordneten Folge von Impulsen Analogwelle Probensignale und quantisiert diese. Die proportional ist, die ihrerseits jeden zweiten Impuls empfangene Analogwelle wird laufend in paarige der den vorgenannten wechselweise geöffneten Tor-Probensignale umgewandelt. Es werden zu bestimmten schaltungen zugeführten Folge von Impulsen umfaßt. Zeiten erste Proben entnommen und jeweils kurze Zeit Die sich ergebende Quotientimpulsfolge am Ausgang später als diese zweite Proben. Die Amplituden- 25 dieser zweiten Divisionsschaltung umfaßt eine Folge Rausch-Bestimmung eines solchen Frequenzdemo- von Impulsen, die dem Frequenzverlauf der zu dulators enthält einen Einordner, der eine Menge von η demodulierenden Analogwelle entsprechen,
ihm zugeführten Impulsen der Größe nach ordnet. Im nachfolgenden Teil der Beschreibung wird, wie Ein Rangrechner ermittelt die Größenstreuung der bereits genannt, ein Phasendemodulator beschrieben, geordneten quantisierten Proben durch Berechnung 30 Bei diesem umfaßt die quantisierendeProbengeneratorder Differenz zwischen dem größten und kleinsten anordnung zwei unabhängige Analog-Digital-Konvervon η betrachteten Impulsen. Daraus bildet der Rang- ter. Der erste Analog-Digital-Konverter entspricht rechner eine Differenzimpulsfolge, die laufend der dem des oben beschriebenen Frequenzdemodulators. ermittelten größten Impulsamplitudendifferenz der Die zu analysierende Analogwellenform wird so in betrachteten Menge von η Impulsen entspricht. Der 35 Proben umgewandelt, daß dabei in jeweils kurz aufAusgang des Rangrechners ist mit dem Eingang eines einanderf olgenden Zeitabschnitten wie beim Frequenz-Funktionsgenerators verbunden, der aus der ihm demodulator Probenpaare entstehen. Die Probenpaarangebotenen Differenzimpulsfolge aus η betrachteten impulsfolge des ersten Analog-Digital-Konverters Impulsen Ausgangsimpulse erzeugt, die dem über- wird wiederum einer Amplituden-Rausch-Bestimmung lagerten Rauschen proportional sind. Die durch den 40 zugeführt. Diese entspricht der des vorbeschriebenen Einordner geordneten quantisierten Impulse werden Frequenzdemodulators in allen Einzelheiten,
außerdem einer Modusbestimmung zugeführt, die Der zweite Analog-Digital-Konverter ist Teil eines jeweils aus η geordneten Impulsen Ausgangssignale phasengesteuerten, auf ein unmoduliertes Analogsignalerzeugt, die dem Amph'tudenunterschied jeweils zweier normal bezogenen Probengenerators. Dieser erzeugt aufeinanderfolgender Impulse proportional sind. Die 45 aus phasenmodulierten Analogsignalen eine Folge Ausgangssignale dieser Modusbestimmung geben mit von Impulsen, die dem Vorzeichen des jeweils abgehoher Wahrscheinlichkeit die zu erwartende Tendenz tasteten Momentanwertes des phasenmodulierten WeI-des weiteren Verlaufs der Folge von analysierten lenzüges entsprechen. Die Ausgangsimpulse dieses Impulsen wieder. Es. hat sich gezeigt, daß der Modus phasengesteuerten Probengenerators werden in ein einer gegebenen Folge quantisierter Impulse, die aus 50 Schieberegister geleitet, das zur Speicherung einer einer Analogwelle herausgeschnitten werden, die Eigen- Menge von η Probenimpulsen dient. Parallele Verschaft hat, daß er in einem begrenzten Bereich dem bindungen von den Ausgängen der einzelnen Stellen Amplitudenverlauf der betrachteten Analogwelle ent- des Schieberegisters führen zu den Eingängen eines spricht. Die durch die Modusbestimmung gewonnene mehrstelligen Addierwerkes, das die im Schieberegister ■Folge von Signalen, die dem jeweiligen Amplituden- 55 stehenden η Impulswerte laufend aufaddiert. Die sich verlauf entspricht, wird durch die vom Funktions- ergebende Summensignalfolge wird dem ersten Eingenerator abgegebene Folge von Ausgangsimpulsen gang eines zweiten Funktionsgenerators zugeführt, dividiert, die dem überlagerten Rauschen proportional Dessen zweiter Eingang wird mit einer Folge von ist. Dabei ergibt sich eine Quotientimpulsfolge, die dem Impulsen gespeist, die dem jeweiligen Amplitudenjeweiligen Amplituden-Rausch-Verhältnis der zu demo- 60 Rausch-Verhältnis der zu demodulierenden Analogdulierenden Signale proportional ist. signale proportional sind. Diese Impulsfolge wird von

Die im vorangehenden Absatz genannten paarigen der im vorangehenden Absatz genannten Amplituden-Probensignale werden außerdem über zwei wechsel- Rausch-Bestimmung abgegeben,
weise geöffnete Torschaltungen abwechselnd dem Beide Varianten des Ausführungsbeispiels sowie ersten oder dem. zweiten Eingang einer Subtraktions- 65 auch einige ihrer Elemente werden an Hand der schaltung zugeführt, die aus jeweils zwei aufeinander- Zeichnungen beschrieben. Es zeigt
folgenden Impulsen eine Differenzimpulsfolge bildet. Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Übersichtsblock-Der Ausgang der Subtraktionsschaltung ist mit dem schaltbild,

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Fig. 2 das Ausführungsbeispiel eines Frequenz- Der Steuereingang des Analog-Digital-Konverters

demodulators gemäß F i g. 1, 221 ist mit dem Ausgang des Impulsgenerators 223

' F i g. 3 das Ausführungsbeispiel eines Einordners, einmal direkt verbunden. Andererseits führt aber

Fig. 4 das Ausführungsbeispiel einer Modus- auch eine zweite Verbindung vom Ausgang des bestimmung, 5 Impulsgenerators 223 über ein Verzögerungsglied 224

Fig. 5 das Ausführungsbeispiel eines Funktions- zum Steuereingang des Analog-Digital-Konverters 221. generators, Die Größe der Verzögerungszeit des Verzögerungs-

Fig. 6 das Ausführungsbeispiel eines Phasen- gliedes 224 ist mit der Periodendauer des Impulsdemodulators gemäß F i g. 1, generators 223 verglichen klein. So werden die direkten

Fig. 7 die graphische Erläuterung der durch einen io Impulse des Impulsgenerators 223 mit denen über das verwendeten Funktionsgenerator ermittelten Funk- Verzögerungsglied 224 zu Impulspaaren kombiniert, tionen und Die beiden Impulse jedes Paares weisen dabei zuein-

Fig. 8 die graphische Darstellung einer zu ver- ander einen festen, relativ kleinen Zeitabstand auf. arbeitenden modulierten Analogwellenform. Die quantisierten Proben vom Analog-Digital-

Gemäß Fig. 1 führt der Eingang 110 für die zu 15 Konverter221 werden einer unter Steuerung einer demodulierenden Signale zu einem quantisierenden bistabilen Kippschaltung stehenden Torschaltung 246 Probengenerator 120. Der Ausgang dieses Proben- zugeführt, die den Eingang der Amplituden-Rauschgenerators 120 ist mit dem Eingang einer Amplituden- Bestimmung 240 bildet. Die Torschaltung 246 läßt nur Rausch-Bestimmung 140 und mit einer Informations- jede zweite vom Analog-Digital-Konverter 221 errückgewinnung 160 verbunden. Der Ausgang der ao zeugte Probe in einen Einordner 241 gelangen. Dieser Amplituden-Rausch-Bestimmung 140 ist mit einem Einordner 241 ordnet jeweils die letzten κ quantisierten zweiten Eingang der Informationsrückgewinnung 160 Proben, die der Analog-Digital-Konverter 221 abgeverbunden. Der Ausgang 180 der Gesamtschaltungs- geben hat, der Größe nach. Ein Beispiel für einen anordnung wird durch die Informationsrückgewinnung solchen Einordner 241 zeigt die F i g. 3. Die geordne-160 gebildet. 85 ten Proben werden vom Ausgang des Einordners 241

Im Betrieb wird eine modulierte Analogwelle über einem Rangrechner 242 zugeführt. Der Rangrechner den Eingang 110 aufgenommen. Der quantisierende 242 berechnet die Streuung zwischen den größten Probengenerator 120 entnimmt aus ihr Proben und und kleinsten Werten von η quantisierten Proben, bestimmt diese quantitativ. Es werden dabei alle Solche Rangrechner sind entsprechend dem Stande einzelnen Proben auf die nächstniedere Pegelstufe 30 der Technik bekannt. Der »Rang«, d. h. der jeweilige abgerundet. Jeder quantisierten Probe entspricht eine Streubereich von η geordneten Proben, wird einem digitale Wertigkeit, welche über den Ausgang des Funktionsgenerator 243 zugeführt. Das Ausführungs-Probengenerators 120 abgegeben wird. beispiel eines solchen Funktionsgenerators 243 ist in

Die Amplituden-Rausch-Bestimmung 140 nimmt F i g. 5 dargestellt und wird noch erläutert. Der die digital quantisierten Proben auf und erzeugt daraus 35 Funktionsgenerator 243 erzeugt eine Folge von Auseine Folge von Impulsen, welche dem jeweiligen gangsimpulsen, die dem der empfangenen Analogwelle Näherungswert des Verhältnisses Amplitude zu Rau- überlagerten Rauschen proportional sind, sehen der empfangenen Analogwelle entsprechen. Die geordneten Proben vom Einordner 241 werden

Die Informationsrückgewinnung 160 empfängt einer- gleichzeitig einer Modusbestimmung 244 zugeführt, seits die von der Amplituden-Rausch-Bestimmung 140 40 Das Ausführungsbeispiel einer solchen Modusbeabgegebene Impulsfolge und andererseits vom Proben- Stimmung ist in Fig. 4 dargestellt und wird noch generator 120 die quantisierten Proben direkt. Aus erläutert. Es hat sich gezeigt, daß der Modus, d.h. diesen Eingangsgrößen erzeugt die Informationsrück- die quantitative Veränderungstendenz der geordneten gewinnung 160 eine Impulsfolge, die der in der emp- quantisierten Proben, proportional dem Amplitudenfangenen modulierten Analogwelle enthaltenen In- 45 verlauf der empfangenen Analogwelle ist. formation proportional ist. Die Ausgangsimpulsfolgen des Funktionsgenerators

. .... . . . _t . ■ ■ , . 243 und der Modusbestimmung 244 werden einer

Ausfuhrungsbeispiel ernes Frequenzmodulators Divisionsschaltung 245 zugeführt. Diese Divisions-

Ein Probengenerator 220 gemäß Fig. 2 weist an schaltung245 teilt die Ausgangsimpulse der Modusseinem Eingang 210 einen Analog-Digital-Konverter So bestimmung 244 durch die Ausgangsimpulse des

221 auf. Solche Analog-Digital-Konverter sind ent- Funktionsgenerators 243 und ergibt dabei an ihrem sprechend dem Stande der Technik bekannt. So kann Ausgang eine Impulsfolge, die dem Verhältnis Ampliz. B. der Analog-Digitaikonverter nach S. 27 des tude zu Rauschen proportional ist.

»A/D Conversions Handbook« von der Digital Die Proben vom Analog-Digital-Konverter 221 Equipment Corporation, Maynard, Massachusetts, 55 werden gleichzeitig zwei unter Steuerung einer bistaverwendet werden. bilen Kippschaltung stehenden Torschaltungen 266 Der Analog-Digitaikonverter 221 entnimmt aus der am ersten Eingang derInformationsrückgewinnung 260 ankommenden Welle Proben, bestimmt diese der zugeführt. Diese beiden Torschaltungen 266 lassen Größe nach und wandelt sie entsprechend einem abwechselnd je eine Probe vom Analog-Digitaldigitalen Code um. Die Arbeit des Analog-Digital- ⁶» Konverter 221 zum Subtrahenden- oder zum SubKonverters 221 wird durch Impulse gesteuert, die ein traktoreneingang einer Subtraktionsschaltung 261 gefrei laufender Taktgeber 222 erzeugt. Der Taktgeber langen. Die Ausgangsimpulse der Subtraktions-

enthält einen niederfrequenten Impulsgenerator schaltung 261 stellen jeweils die Differenz zweier 223. Die Frequenz dieses Impulsgenerators 223 ist so aufeinanderfolgender Proben dar und werden einem Hein im Verhältnis zu der der empfangenen Analog- 65 zweiten Binordner 262 zugeführt. Der Ausgang dieses welle, daß die einzelnen Impulse über die empfangene Binordners 262 ist mit einer zweiten Modusbestim-Analogwelle als hinreichend gleichmäßig verteilt be- raung 263 verbunden. Funktionen und Auf bau dieser trachtet werden können. zweiten Modusbestimmung 263 entsprechen denen

der bereits genannten Modusbestimmung 244. Die Ausgangsimpulsfolge der zweiten Modusbestimmung 263 wird einem zweiten Funktionsgenerator 264 zugeführt. Der zweite Eingang dieses zweiten Funktionsgenerators 264 ist mit dem Ausgang der bereits genannten Divisionsschaltung 245 verbunden, von der ihm die Impulsfolge zugeführt wird, die das Verhältnis Amplitude zu Rauschen wiedergibt. Der zweite Funktionsgenerator 264 entspricht der Fig. 5. Die Ausgangsimpulsfolge des Funktionsgenerators 264 ist eine Impulsfolge, die dem Produkt aus Amplitude und Frequenz der zu demodulierenden Analogwelle entspricht und einer zweiten Divisionsschaltung 265 zugeführt wird. Dem Divisoreingang dieser zweiten Divisionsschaltung 265 wird die Ausgangsimpulsfolge von der Modusbestimmung 244 direkt zugeführt, welche dem Amplitudenverlauf der empfangenen Analogwelle entspricht. Die zweite Divisionsschaltung 265 dividiert daher jeweils einen Ausgangsimpuls des zweiten Funktionsgenerators 264 durch einen Ausgangsimpuls der erstgenannten Modusbestimmung 244. Die

Quotientimpulsfolge der Divisionsschaltung 265 ist eine Impulsfolge, die der jeweiligen Frequenz der empfangenen Analogwelle proportional ist.

Zur Erläuterung der Funktion eines solchen Frequenzdemodulators gemäß F i g. 2 soll angenommen werden, daß eine Analogwelle entsprechend F i g. 8 empfangen wird. Der Impulsgenerator 223 erzeugt zu den Zeiten t_ls t₂, t_s usw. Impulse. Des weiteren liefert das Verzögerungsglied 224 eine Zeit Δ später Folgeimpulse paarig zu diesen direkten Ausgangsimpulsen des Impulsgenerator 223. Bei der F i g. 8 ist zu beachten, daß sie aus Gründen der Klarheit der Darstellung in bezug auf die Frequenz der Wellenform zusammengezogen ist. Die Ausgangsimpulswerte des Analog-Digital-Konverters 221 mit einem Eingangssignal gemäß F i g. 8 ist in der folgenden Tabelle I dargestellt. Die Ausgangswerte sind dabei auf den nächsten ganzzahligen Wert abgerundet. Im gewählten Ausführungsbeispiel entspricht diese digitale Form einem binären Code, wie er in der dritten Zeile der Tabelle I dargestellt ist.

Tabelle I	Quantisierter Wert	h	h + A	h	h + A	h
	Binärer Ausgangswert	9 0001001	1 0000001	35 0100011	27 0011011	40 0101000

	h + A	ti	ti +A	h	h + A
Quantisierter λνετί .	43 0101011	15 0001111	61 0111101	83 1010011	73 1001001
Binärer Ausgangswert

Die Ausgangsimpulse vom Analog-Digital-Kon- schaltung 246 dient dazu, eine größere Verteilungs-

verter 221 werden der Torschaltung 246 zugeführt, Zufälligkeit zu gewährleisten. Der Ausgang der

die nur jeden zweiten Impuls hindurchläßt. Dies ist in Torschaltung 246 ist mit dem Einordner 241 verbun-

Zeile 2 der Tabelle II dargestellt. Die Zahlen in 4° den, der die jeweils letzten η Probenimpulse ordnet.

Tabelle II sind zum leichteren Verständnis in Dezimalform dargestellt. Dabei ist jedoch zu beachten, daß im gewählten Ausführungsbeispiel in Wirklichkeit diese Werte in Binärformen angewandt werden. Die Tor-Angenommen, η sei 5 und die Ausgangsimpulse des Einordners 241 entsprächen dem in Zeile 3 der Tabelle II gezeigten Werten.

	Tabelle	9 9	1	II	35 35	27	40 40	43	15 15	61	83 83	73
Ausgangsimpulse des A/D-Konverters Ausgangsimpulse der Torschaltung 246	83		40		35		15·		9
Geordnete Proben

Die Ausgangsimpulsfolge des Einordners 241 wird der Modusbestimmung 244 zugeführt. Wie noch bei der ins einzelne gehenden Beschreibung der Modusbestimmung 244 zu erklären ist, wird durch die Modusbestimmung 244 eine Impulsfolge erzeugt, die der quantitativen Veränderungstendenz der jeweils letzten η Probenimpulse entspricht. Es hat sich gezeigt, daß der Modus einer Folge beliebig gewählter η Probenimpulse dem in der modulierten Analogwelle enthaltenen Signal entspricht. Der errechnete Moduswert der in den Tabellen I und II betrachteten Probenimpulse ist 37V2· 6s

Die Ausgangsimpulsfolge des Einordners 241 wird gleichzeitig dem Rangrechner 242 zugeführt. Entsprechend der noch folgenden, ins einzelne gehenden Beschreibung des Rangrechners 242 ist der für das betrachtete Tabellenbeispiel berechnete Streuwert 74. Die Ausgangsimpulsfolge des Rangrechners 242 wird dem Funktionsgenerator 243 zugeführt. Entsprechend der noch folgenden, ins einzelne gehenden Beschreibung des Funktionsgenerators 243 ist die Ausgangsimpulsfolge des Funktionsgenerators proportional dem der empfangenen modulierten Analogwelle überlagerten Rauschen. Die Ausgangsimpulsfolge der Modusbestimmung 244 wird durch die Ausgangsimpulsfolge des Funktionsgenerators 243 in der Divisionsschaltung 245 geteilt. Somit gibt der Ausgang der Divisionsschaltung 245 eine Quotientenimpulsfolge ab, die dem Verhältnis Amplitude zu Rauschen der empfangenen Analogwelle entspricht.

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Dies, weil jeweils der Wert des Ausgangsimpulses des Jedem Probenimpuls wird eine bestimmte Adresse in Funktionsgenerators 243 dem Rauschen proportional einem Kernspeicher 306 zugeteilt. Der Inhalt der den und der Ausgangsimpulswert der Modusbestimmung einzelnen Adressen entsprechenden Speicherbereiche 244 der Amplitude proportional ist. entspricht dann den eingelesenen Probenimpulsen und

Die Ausgangsimpulsfolge des Analog-Digital-Kon- 5 wird in ein Datenregister 308 weiterübertragen. Das verters 221 wird gleichzeitig den beiden Torschaltungen Datenregister 308 erhöht die einzelnen Werte der 266 zugeführt. Die eine dieser beiden Torschaltungen Probenimpulse um eins und stellt die so veränderten 266 läßt jeweils einen ersten, dritten usw. Proben- Werte zurück in den zugehörigen adressierten Bereich impuls in das Subtraktorenregister und die andere des Kernspeichers 396.

der beiden Torschaltungen 266 entsprechend jeweils io Wenn eine Folge von η Probenimpulsen in den einen zweiten, vierten usw. Probenimpuls in das Kernspeicher 306 eingelesen worden ist, werden diese Subtrahendenregister der Subtraktionsschaltung 261 wieder ausgelesen. Dabei wird bei der niedersten gelangen. So läuft entsprechend dem Beispiel nach Adresse begonnen. Der Wert, der bei dieser Adresse F i g. 8 der Probenimpuls zur Zeit ^₁ in das Sub- im Kernspeicher 306 steht, wird in das Datenregister traktorenregister und der Probenimpuls zur Zeit ti+A 15 308 übertragen. Der Inhalt des Datenregisters 308 in das Subtrahendenregister. Die Subtraktionsschal- wird weitergegeben und mittels eines Vergleichers 310 rung 261 errechnet die Differenz dieses Proben- mit dem jeweiligen Stande eines Zählers 312 verglichen, impulspaares und erzeugt daraus einen der Differenz Der Zähler 312 zählt, bei Null beginnend, in Einerpropoitionabn Impuls. Die jeweils letzten η Proben- schritten so lange fort, bis sein Stand mit dem im impulspaare ergeben η Differenzimpulse und werden zo Datenregistsr 308 gerade vorhandenen Probenimpulsmittels des Einordners 262 nach der Größe geordnet, wert gleich ist. Solange Verschiedenheit besteht, Die zweite Modusbestimmung 263 errechnet daraus sendet der Vergleicher 310 über seine erste Ausgangsden Modus der Differenzimpulse und gibt an den leitung 313 ein Signal. Dieses Signal öffnet eine Torzweiten Funktionsgenerator 264 eine Impulsfolge ab, schaltung 314, welche den im Adressierregister 304 welche dem Modus der empfangenen Änalogwelle im 25 gerade stehenden Probenimpulswert über den Ausbetrachteten η-Bereich entspricht. Dem zweiten gang 316 abgeben läßt. Die Folge von Probenimpulsen, Funktionsgenerator 264 wird über seinen zweiten die so über den Ausgang 316 abgegeben wird, umfaßt Eingang die Impulsfolge vom Ausgang der Divisions- die einzelnen zugeführten Probenimpulse nach aufschaltung 245 zugeführt, die dem Amplituden-Rausch- steigender Größe geordnet.

Verhältnis der empfangenen Analogwelle proportional 30 Wenn der Vergleicher 310 Übereinstimmung seiner ist. Aus diesen Eingangsgrößen bestimmt der zweite beiden Eingangswerte feststellt, gibt er einen Impuls Funktionsgenerator 264 eine Impulsfolge, die dem über seine zweite Ausgangsleitung 318 ab. Dieser Produkt Amplitude mal Frequenz der zu demodu- Impuls bewirkt eine Erhöhung des gerade im Adressierlierenden Analogwelle entspricht. Es hat sich gezeigt, register 304 stehenden Wertes um eins, worauf die daß das Produkt Amplitude mal Frequenz eine Funk- 35 Auslesung des nächsthöheren Probenimpulswertes aus tion des in der Modusbestimmung 263 ermittelten dem Kernspeicher 306 in das Datenregister 308 beModus ist. Die Arbeitsweise des zweiten Funktions- wirkt wird. Infolgedessen wird die Häufigkeit, mit der generators 264 wird noch ins einzelne gehend beschrie- ein in einer Kernspeicherstelle gespeicherter Wert am ben. Die von ihm ausgehende Impulsfolge stellt das Ausgang 316 erscheint, durch den numerischen Wert Produkt aus Amplitude und Frequenz dar und wird 40 bestimmt, der im betreffenden Adreßbereich steht, der zweiten Divisionsschaltung 265 zusammen mit

der dem Modus entsprechenden Impulsfolge von der Ausführungsbeispiel einer Modusbestimmung

ersten Modusbestimmung 244 direkt zugeführt. Die Es folgt nun an Hand der F i g. 4 die ins einzelne

zweite Divisionsschaltung 265 dividiert die Ausgangs- gehende Beschreibung der Modusbestimmung 244. impulsfolge des zweiten Funktionsgenerators 264 durch 45 Wie bereits erwähnt, sind die beiden Modusbestimdie Impulsfolge von der Modusbestimmung 244 und mungen 244 und 263 identisch im Aufbau und in der erzeugt daraus eine Quotientimpulsfolge, die der Funktionsweise. Die durch den Einordner geordneten Frequenz der empfangenen Analogwelle entspricht. Probenimpulse gelangen in ein Register 402, das als Die Funktion der Informationsrückgewinnung 260 Speicherregister dient. Unter Steuerung einer nicht wird ins einzelne gehend noch gemäß Tabelle IV für 50 dargestellten Ze.'ttaktgabe läßt eine Torschaltung 406 die angenommene Wellenform gemäß Tabelle I erklärt. nacheinander den Inhalt des Registers 402 in ein Die erste Zeile in der Tabelle IV stellt die quantisierten Register 408 durch. Jeweils der vorangehende Proben-Werte der durch den Analog-Digital-Konverter 221 impuls steht bereits in einem Pufferregister 410. Eine erzeugten Probenimpulse in dezimaler Form dar. Substraktionsschaltung 412 subtrahiert den Inhalt des Der Einordner 262 empfängt die von der Substrak- 55 Registers 408 von dem des Pufferregisters 410. Die tionssehaltung 261 abgegebenen Differenzimpulse und Differenz, die durch die Subtraktionsschaltung 412 erzeugt daraus eine Impulsfolge, die den geordneten jeweils gebildet wird, wird in einem Register 413 Differenzen gemäß Zeile 3 in Tabelle IV entspricht. gespeichert. Die jeweilige Differenz im Register 413 Wie noch erklärt wird, berechnet die Modusbestim- wird mit der kleinsten vorangegangenen Differenz, die mung263 den jeweiligen Modus der geordneten 60 j_n einem Differenzregister 416 gespeichert steht, Differenzen (s. dazu Zeile 4 in Tabelle IV). mittels eines Vergleichers 414 verglichen. Wenn der

. ..., '.,-..,. „. , Inhalt des Differenzregisters 416 größer ist als der

Ausfuhrungsbeispiel eines Emordners _{gerade jm Register m ste}h_endej f_äßt eine Torschal-

An Hand der F i g. 3 soll nun der Einordner 241 tung 420 den Inhalt des Registers 413 in das Differenzerklärt werden. Wie bereits erwähnt, sind die beiden 65 register 416 gelangen und speichert somit die kleinste Einordner 241 und 262 identisch. Der Eingang 302 Differenz der betrachteten «Probenimpulse ein. Gieichdes Einordners 241 nimmt die quantisierten Proben- zeitig läßt eine Torschaltung 422 den Inhalt des impulse auf und leitet sie in ein Adressierregister 304. Registers 408 in ein Register 426 und eine Torschal-

tung 424 den Inhalt des Pufferregisters 410 in ein Register 428 gelangen. Dabei werden in die Register 426 und 428 zwei aufeinanderfolgende Probenimpulse eingelesen, die zueinander eine geringste Differenz haben innerhalb einer Folge von η Impulsen. Wenn η Probenimpulse analysiert worden sind und daraus die kleinste Differenz zwischen nacheinander eingeordneten Partnern bestimmt worden ist, erzeugt eine Addierschaltung 430 die Summe der in den Registern 426 und 428 gespeicherten Impulswerte, welche in ein Schieberegister 432 eingelesen wird. Dieses Schieberegister 432 versetzt darauf die durch die Addierschaltung 430 gebildete Summe um eine Stelle nach rechts, was einer binären Division durch 2 entspricht. Somit ist das Ausgangssignal des Schieberegisters 432 der arithmetische Mittelwert der beiden in die Speicher 426 und 428 eingelesenen Impulswerte. Wenn η Probenimpulse untersucht worden sind, lä£t eine Torschaltung 434 den Inhalt des Schieberegisters 432 über den Ausgang der Modusbestimmung z. B. in den Funktionsgenerator 264 gemäß F i g. 2 gelangen.

Es wird hierzu auf das »Journal of the Royal Statistical Society«, 1965, Teil 1, S. 110 ff., hingewiesen. Darin wird eine ins einzelne gehende mathe-

matische Erklärung abgegeben, weshalb die vorbeschriebene Schaltung eine Modusbestimmung der eingegebenen Probeimpulse vornimmt. Die einfachste Erklärung ist, daß der Modus den Wert angibt, der mit größter Wahrscheinlichkeit als nächster Wert in einer Folge von gegebenen Werten auftritt.

Tabelle III gibt eine Übersicht über die Modusberechnung, welche für die Bestimmung des Amplitudenverlaufs der Analogwelle gemäß F i g. 8 gilt. Tabelle IV enthält eine Zusammenstellung der Modusberechnung an Hand der zugehörigen Differenzen von quantisierten Probenimpulspäaren. Beiden Tabellen sind die angenommenen Werte gemäß F i g. 8 zugrunde gelegt.

Tabelle III (Modusbestimmung 244)

Geordnete

Probenimpulse 83 40 35

Differenzen ..43 5 20

kleinste Differenz = 5

15

V₂ mal kleinste Differenz =
Modus =

= % · (40—35)

Tabelle IV (Modusbestimmung 263)

	h	h+A	8	h	h+Δ	{	h	h+Δ	ti	h+Λ	h	h+Δ	10
Quantisierte Werte	19	1	10	35	27 8	40	43 3	15	61	83	73	—46
Differenzen			8		8	—46
Geordnete Differenzen ,					-^
Modus der Differenzen

Ausfuhrungsbeispiel eines Funktionsgenerators

F i g. 5 gibt das Ausführungsbeispiel eines für die Erfindung verwendeten Funktionsgenerators wieder. Die Eingangsseite dieses Funktionsgenerators besteht aus einem Adressierregister 502 mit einem oder zwei Eingängen. Wenn dieser Funktionsgenerator gemäß F i g. 5 als Funktionsgenerator 243 verwendet werden soll, hat sein Adressierregister 502 einen Eingang; wenn er als zweiter Funktionsgenerator 264 oder als Funktionsgenerator 664 arbeiten soll, hat sein Adressierregister 502 zwei Eingänge. Die Eingänge entsprechen je einer Adresse in einem Kernspeicher 504. Unter dem Einfluß einer Lese-Schreib-Steuerung 506 wird, wenn eine Eingabe in das Adressierregister 502 erfolgt, der unter der angesprochenen Adresse stehende Wert aus dem Kernspeicher 504 ausgelesen und im Datenregister 508 bereitgehalten. Der als Beispiel gewählte Funktionsgenerator wirkt also wie ein »Nachschlagspeicher«. Die Funktionswerte, die im Kernspeicher 504 gespeichert werden müssen, werden durch empirische Versuche bestimmt. Was z. B. den Funktionsgenerator 243 anbetrifft, ist festgestellt worden, daß das Rauschen innerhalb einer empfangenen Analogwelle durch eine empirisch ermittelte einwertige Funktion dargestellt werden kann. Entsprechendes gilt für den Funktionsgenerator 264 und für einen Funktionsgenerator 664. F i g. 7 ist eine graphische Darstellung von Funktionen, die mittels eines noch nachstehend zu nennenden Funktionsgenerators 664 gespeichert werden können.

Ausführungsbeispiel eines Phasendemodulators

F i g. 6 stellt einen Phasendemodulator dar, der entsprechend den Grundzügen der vorliegenden Erfindung gemäß F i g. 1 arbeitet. Funktionsgruppen, die in F i g. 6 und 2 in gleicher Weise vorkommen, sind wiederum mit den gleichen Bezugsziffern versehen. Ein quantisierender Probengeneratorblock 610 umfaßt zwei unabhängig voneinander arbeitende Probengeneratoren 220 und 611. Hier ist zu bemerken, daß der erste Probengenerator 220 dem von F i g. 2 entspricht; er wird deshalb nicht weiter beschrieben. Der zweite Probengenerator 611 enthält einen einstelligen Analog-Digital-Konverter, dar die empfangene Analogwelle abtastet und daraus eine Folge von Impulsen erzeugt, die dem Vorzeichen des jeweils abgetasteten Momentanwertes des verarbeiteten Wellenzuges entsprechen. Einstellige Analog-Digital-Konverter wie der Analog-Digital-Konverter 612 sind nach dem Stande der Technik bekannt. Die Probenentnahmezeit des Analog-Digital-Konverters 612 wird durch einen Taktgeber 613 gesteuert. Die Zeitgabeimpulse, die mittels des Taktgebers 613 gewonnen werden, sind mit einem unmodulierten Analogsignalnormal synchronisiert. Dessen Grundlage bildet die Akkumulierung der demodulierten Phasenwerte, die jeweils innerhalb eines begrenzten Zeitabschnittes in einem Akkumulator 614 angesammelt werden. Die im Akkumulator 614 gespeicherte Digitalsumme wird durch einen Digital-Analog-Konverter 615 in ein Analogsignal umgewandelt.

Der Digital-Analog-Konverter 615 steuert einen spannungsgesteuerten Oszillator 616. Dieser erzeugt Impulse, die dem Steuereingang des Analog-Digital-Konverters 612 des zweiten Probengenerators 611 zugeführt werden und dort die Probenimpulsentnahme aus der zu demodulierenden Analogwelle veranlassen.

Wenn der Oszillator 616 so synchronisiert ist, daß er pro Periode des unmodulierten Analogsignalnormals zwei oder mehr Impulse erzeugt, kann der einstellige ίο Analog-Digital-Konverter 612 bezüglich der Vorzeichenhaltung mit dem Verlauf der Analogwelle ausreichend Schritt halten.

Der Ausgang des ersten Probengenerators 220 speist die Amplituden-Rausch-Bestimmung 240. Diese ist identisch mit der nach Fig. 2 und erfordert somit keine weitere Betrachtung.

Der Ausgang des zweiten Probengenerators 611 ist mit einer phasendemodulierenden Informationsrückgewinnung 660 verbunden. Die einstelligen Probenimpulse, die durch den Analog-Digital-Konverter 612 gebildet werden, werden einem Schieberegister 662 am Eingang der Informationsrückgewinnung 660 zugeführt. Das Schieberegister 662 ist η Stellen lang und nimmt die Folge von η binären Probenimpulsen auf, die nacheinander durch den Analog-Digital-Konvertsr 612 gewonnen werden. Der jeweilige Inhalt des Schieberegisters 662 wird laufend parallel in ein Addierwerk 663 eingegeben. Die Summe, die in diesem Addierwerk 663 gebildet wird, wird als erste Eingangssignalfolge für den zweiten Funktionsgenerator 664 benutzt. Der zweite Eingang dieses zweiten Funktionsgenerators 664 wird mit der Ausgangssignalfölge der Divisionsschaltung 245 gespeist, die gemäß F i g. 2 auch hier dem Amplituden-Rausch-Verhältnis entspricht.

Die F i g. 7 stellt Funktionen dar, die durch den Funktionsgenerator 664 abgegeben werden. Gemäß F i g. 7 ist zu erkennen, daß die demodulierte Phase einerseits mit dem Amplituden-Rausch-Verhältnis und andererseits mit der aufaddierten Summe der letzten η Probeimpulse, die durch die Summensignalfolge vom Addierwerk 663 verkörpert wird, in funktionellem Zusammenhang steht. Damit wird vom Ausgang des zweiten Funktionsgenerators 664 eine Impulsfolge abgegeben, die die Phasenmodulation der empfangenen Analogwelle wiedergibt.

Der erste Probengenerator 220 und die Amplituden-Rausch-Bestimmung 240 arbeiten ebenso wie bei F i g. 2 beschrieben. Somit entspricht auch die Ausgangsimpulsfolge der Amplituden-Rausch-Bestimmung der gemäß F i g. 2, d. h., es ist eine Impulsfolge, die proportional dem Amplituden-Rausch-Verhältnis ist. Der einstellige Analog-Digital-Konverter 612 entnimmt der empfangenen Analogwelle pro Zyklus mindestens einen Probenimpuls, und zwar unter Synchronisationssteuerung durch das unmodulierte Analogsignalnormal. Die Steuerung erfolgt durch den Taktgeber 613. Der Akkumulator 614 addiert die ermittelten Phasenabweichungen am Ausgang 680 der Informationsrückgewinnung 660 auf. Dabei ergibt sich im Akkumulator 614 eine Summe, welche der jeweiligen Abweichung des Taktgebers 613 vom idealen Probenentnahmezeitpunkt entspricht. Die im Akkumulator 614 gespeicherte Summe wird durch den Digital-Analog-Konverter 615 in ein Analogsignal umgewandelt, welches den spannungsgesteuerten Oszillator 616 im Tritt hält. Im wesentlichen bildet also der Taktgeber 613 eine phasenstarre Rückkopplungsschleife zwischen dem Ausgang 680 und dem zweiten Analog-Digital-Konverter 612.

Jeweils η Probeimpulse, die der Analog-Digital-Konverter 612 abgibt, werden im Schieberegister 662 akkumuliert und mittels des Addierwerkes 663 aufaddiert. Die anstehende Summe bildet zusammen mit dem Amplituden-Rausch-Verhältnis von der Divisionsschaltung 245 die Eingangswerte für den Funktionsgenerator 664. Beispiele von Funktionen, die in den Funktionsgenerator 664 eingegeben und von ihm abgegeben werden können, sind in F i g. 7 dargestellt. In dieser Figur ist zu erkennen, daß jedem Summensignal vom Addierwerk 663 mit dem Amplituden-Rausch-Verhältnis als Parameter ein bestimmter Phasenwinkel entspricht. Die abgegebene Impulsfolge, die digital der Phasenmodulation der empfangenen Analogwelle entspricht, wird über den Ausgang 680 abgegeben.

Die Ergebnisse der vorbeschriebenen erfindungsgemäßen Ausfiihrungsbeispiele können für besondere Anwendungsfälle durch Mittelwertbildungen der be-' trachteten Impulsfolgen verbessert werden. Zum Beispiel kann das Signal, das durch die Divisionsschaltung abgegeben wird und das Amplituden-Rausch-Verhältnis darstellt, über einen Zeitabschnitt begrenzter Länge gemittelt werden. Dabei ergibt sich dann ein stabileres, weniger mit der sich verändernden Frequenz schwankendes Amplituden-Rausch-Verhältnis. Welche Impulsfolgen wie lange und unter welchen Umständen gemittelt werden können, ergibt sich jeweils aus dem betrachteten Anwendungsfall.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur digitalen Demodulation einer frequenzmodulierten elektrischen Schwingung analoger Form, wobei der Einfluß des überlagerten Rauschens vermindert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die zu demodulierende analoge Schwingung mittels an sich bekannter Analog-Digital-Konvertierung in eine Impulsfolge digitalwertiger Probensignale umgewandelt wird (Probengenerator 220 gemäß Fig. 2), daß laufend aus dieser Impulsfolge von Probensignalen eine das Produkt aus Frequenz und Amplitude des wiederzugewinnenden Modulationssignals wiedergebende Impulsfolge nach einem digital vorgegebenen funktionellenZusammenhangbestimmtwird (Funktionsgenerator 264 der Inf ormationsrückgswinnung 260), wobei die Differenzen zweier Probensignale jeweils als Bestimmungsparameter dienen, daß gleichzeitig aus der Impulsfolge von Probensignalen laufend eine der Amplitude der zu demodulierenden Schwingung proportionale Impulsfolge und eine das Verhältnis Amplitude zu Rauschen wiedergebene Impulsfolge gebildet wird (Modusbestimmung 244 und Divisionsschaltung 245 der Amplituden-Rausch-Bestimmung 240), daß die das Verhältnis Amplitude zu Rauschen wiedergebende Impulsfolge bei der laufenden Ermittlung der dem Produkt aus Frequenz und Amplitude entsprechenden Impulsfolge als Hilfsparameter zugrunde gelegt wird und daß die somit unter funktionell gegebener Berücksichtigung des Verhältnisses Amplitude zu Rauschen gebildete, dem Produkt aus Frequenz und Amplitude entsprechende Impulsfolge als Dividend und die der Amplitude proportionale Impulsfolge als Divisor für die laufende Bestimmung einer dem wiederzugewinnenden, rausch-

bereinigten Modulationssignal proportionalen Impulsfolge durch Division verwendet wird (Divisionsschaltung 265 der Informationsrückgewinnung 260).

2. Verfahren zur digitalen Demodulation einer phasenmodulierten elektrischen Schwingung analoger Form, wobei der Einfluß des überlagerten Rauschens vermindert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die zu demodulierende analoge Schwingung mittels an sich bekannter Analog-Digital-Konvertierung in eine erste Impulsfolge digitalwertiger Probensignale umgewandelt wird (Probengenerator220 gemäß Fig. 6), daß laufend aus dieser Impulsfolge von Probensignalen eine dem Verhältnis Amplitude zu Rauschen entsprechende Impulsfolge gebildet wird (Amplituden-Rausch-Bestimmung 240) und daß entweder ebenfalls mittels an sich bekannter Analog-Digital-Konvertierung eine zweite Impulsfolge von Probensignalen abgeleitet wird (Probengenerator 611) und aus dieser zweiten Impulsfolge oder aus der ersten Impulsfolge von Probensignalen laufend eine dem wiederzugewinnenden Modulationssignal entsprechende Impulsfolge gewonnen wird, die als Bestimmungsparameter neben der das Verhältnis Amplitude zu Rauschen wiedergebenden, als Hilf sparameter dienenden Impulsfolge bei der laufenden Bestimmung einer dem wiederzugewinnenden, rauschbereinigten Modulationssignal proportionalen Impulsfolge nach einem digital vorgegebenen funktionellen Zusammenhang verwendet wird (Funktionsgenerator 664 der Impulsrückgewinnung 660).

3. Schaltungsanordnung zur Bildung einer dem Amplituden-Rausch-Verhältnis proportionalen Impulsfolge bei der Durchführung des Verfahrens nach einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:

a) Einer Torschaltung (246), die nur für jeden 4·° zweiten Impuls geöffnet ist, wird die durch Umwandlung der zu demodulierenden analogen elektrischen Schwingung gebildete Impulsfolge von Probensignalen zugeführt;

b) der Ausgang der Torschaltung (246) ist mit dem Eingang eines Einordners (241) verbunden, der eine Menge von η ihm zugeführten Impulsen der Größe nach ordnet;

c) der Ausgang des Einordners (241) ist mit dem Eingang eines Rangrechners (242) verbunden, der die Differenz zwischen dem größten und kleinsten von η betrachteten Impulsen ermittelt und daraus eine Differenzimpulsfolge bildet, die laufend der ermittelten größten Impulsamplitudendifferenz der betrachteten Menge von η Impulsen entspricht;

d) der Ausgang des Rangrechners (242) ist mit dem Eingang eines Funktionsgenerators (243) verbunden, der entsprechend der ihm zügeführten Differenzimpulsfolge aus η betrachteten Impulsen Ausgangsimpulse abgibt, die dem überlagerten Rauschen proportional sind;

e) der Ausgang des Einordners (241) ist außerdem mit dem Eingang einer Modusbestimmung (244) verbunden, die jeweils aus η geordneten Impulsen den Modus als einen Impuls ermittelt, der dem arithmetischen Mittelwert zweier zugeführter Impulse proportional ist, die zueinander die kleinste Amplitudendifferenz unter η Impulsen aufweisen;

f) der Ausgang des Funktionsgenerators (243) ist mit dem Divisoreingang und der Ausgang der Modusbestimmung (244) mit dem Dividendeneingang einer Divisionsschaltung (245) verbunden, die an ihrem Ausgang eine Impulsfolge abgibt, welche dem jeweiligen Amplituden-Rausch-Verhältnis der zu demodulierenden Schwingung proportional ist.

4. Schaltungsanordnung zur Informationsrückgewinnung bei der Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:

a) Über zwei Torschaltungen (266) wird die durch Umwandlung der zu demodulierenden analogen Schwingung gebildete Impulsfolge von Probensignalen abwechselnd dem ersten oder dem zweiten Eingang einer Subtraktionsschaltung (261) zugeführt, die aus jeweils zwei aufeinanderfolgenden Impulsen die Glieder einer Differenzimpulsfolge bildet;

b) der Ausgang der Subtraktionsschaltung (261) ist mit dem Eingang eines Einordners (262) verbunden, der die einzelnen Impulse der Differenzimpulsfolge der Größe nach ordnet;

c) der Ausgang des Einordners (262) ist mit dem Eingang einer Modusbestimmung (263) verbunden, die aus jeweils η Impulsen der geordneten Folge von Differenzimpulsen den Modus als einen Impuls ermittelt, der dem arithmetischen Mittelwert zweier zugeführter Impulse proportional ist, die zueinander die kleinste Amplitudendifferenz unter η Impulsen aufweisen;

d) der Ausgang der Modusbestimmung (263) ist mit dem ersten Eingang eines Funktionsgenerators (264) verbunden, dessen zweitem Eingang eine dem Verhältnis Amplitude zu Rauschen entsprechende Impulsfolge zugeführt wird und welcher entsprechend den beiden seinen Eingängen zugeführten Impulsfolgen nach einem digital gegebenen funktionellen Zusammenhang eine Impulsfolge abgibt, die dem Produkt aus Frequenz und Amplitude der zu demodulierenden Schwingung jeweils proportional ist;

e) der Ausgang des Funktionsgenerators (264) ist mit dem Dividendeneingang einer Divisionsschaltung (265) verbunden, deren Divisoreingang eine Impulsfolge zugeführt wird, die der jeweiligen Amplitude der zu demodulierenden Schwingung proportional ist;

f) die Divisi onsschaltung (265) gibt eine Impulsfolge ab, die der jeweiligen Frequenz des wiederzugewinnenden, rauschbereinigten Modulationssignals proportional ist.

5. Schaltungsanordnung zur Informationsrückgewinnung bei der Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale: a) Ein phasengesteuerter, auf ein modulierbares Analogsignalnormal bezogener Probengenerator (611) erzeugt aus der zu demodulierenden

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analogen Schwingung die zweite Impulsfolge von Probensignalen gemäß Anspruch 2;

b) der Ausgang des phasengesteuerten Probengenerators (611) ist zur Speicherung einer Menge von η Probensignalen vom phasengesteuerten Probengenerator (611) mit dem Eingangeines Schieberegister^ (662)verbunden;

c) parallele Verbindungen von den Ausgängen der einzelnen Stellen des Schieberegisters (662) führen zu den Eingängen eines Addierwerkes (663), das die im Schieberegister (662) stehenden η Signalwerte laufend aufaddiert;

d) die jeweils im Addierwerk (663) stehende Summe wird als Impulsfolge dem ersten Eingang eines Funktionsgenerators (664) zugeführt, dessen zweiter Eingang mit einer Impulsfolge gespeist wird, die dem jeweiligen Amplituden-Rausch-Verhältnis der zu demodulierenden Schwingung proportional ist, und welcher ent- ■ sprechend den seinen beiden Eingängen zugeführten Impulsfolgen nach einem digital vorgegebenen funktionellen Zusammenhang eine Folge von Ausgangsimpulsen abgibt, die der Phase des wiederzugewinnenden Modulationssignals jeweils proportional sind.

6. Phasengesteuerter Probengenerator für eine -Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Analog-Digital-Konverter (612), dessen Signaleingang die zu verarbeitende phasenmodulierte Schwingung zugeführt wird und dessen Steuereingang mit einem im Rhythmus eines modulierbaren Analogsignalnormals laufenden Taktgebers (613) verbunden ist,

7. Taktgeber für einen phasengesteuerten Probengenerator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Akkumulator (614), einen Digital-Analog-Konverter (615) und einen spannungsmodulierbaren Oszillator (616) aufweist, daß der Eingang des Akkumulators (614) mit dem Ausgang des Funktionsgenerators (664) der Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 verbunden ist, daß der Ausgang des Akkumulators (614) zum Eingang des Digital-Analog-Konverters (615) geführt ist, daß der Ausgang des Digital-Analog-Konverters (615) mit dem Steuereingang des Oszillators (616) und daß der Ausgang des Oszillators (616) mit dem Steuereingang des Analog-Digital-Konverters (612) des phasengesteuerten Probengenerators (611) verbunden ist.

8. Frei laufender Probengenerator zur Durchführung eines der Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen an sich bekannten Analog-Digital-Konverter (221), dessen Signaleingang die zu verarbeitende Schwingung zugeführt wird und dessen Steuereingang mit einem frei laufenden Taktgeber (222) verbunden ist, dessen Taktfrequenz klein im Verhältnis zur Frequenz der zu demodulierenden Schwingung ist.

9. Taktgeber für einen Probengenerator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß er einen frei laufenden Impulsgenerator (223) enthält, dessen Ausgang einerseits direkt und andererseits über ein Verzögerungsglied (224) zwecks Bildung von paarweisen Taktimpulsen mit dem Steuereingang des Analog-Digital-Konverters (221) des Probengenerators (220)^v verbunden ist.

10. Funktionsgenerator für die Schaltungsanordnungen nach-den Ansprüchen 3, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Adressierregister (502) mit einem oder zwei Eingängen aufweist, welche(r) den Eingang/die Eingänge für die FoI-ge(n) von zugeführten Funktionsparametern bildet/ bilden, daß der Ausgang des Adressierregisters (502) mit dem Eingang eines Kernspeichers (504) verbunden ist, daß der Ausgang des Kernspeichers (504) zum Eingang eines Datenregisters (508) geführt ist und daß der Ausgang des Datenregisters (508) den Ausgang des Funktionsgenerators ("243, 264, 664) bildet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen