DE1766434C3

DE1766434C3 - Verfahren und Schaltungsanordnung zur Beseitigung von Störkomponenten beim Erfassen von Phasenschritten bei der Phasendemodulation

Info

Publication number: DE1766434C3
Application number: DE1766434A
Authority: DE
Inventors: Francesco Prof. Carassa; Fabio Rocca
Original assignee: Consiglio Nazionale delle Richerche CNR
Current assignee: Consiglio Nazionale delle Richerche CNR
Priority date: 1967-05-22
Filing date: 1968-05-22
Publication date: 1978-10-19
Also published as: US3546608A; NL6807086A; DE1766434A1; FR1586107A; GB1217746A; CH487551A; DE1766434B2

Description

Die I rlindiing betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung /ur Beseitigung von Slörkompo nenten beim Frfassen von Phasenschriiten bei der Phasendemodulation, wonach die Störkomponenten, die eine bestimmte Schwelle überschreiten, von einem Signal abgetrennt, in ihrer Polarität umgekehrt und mit dem ursprünglichen Signal kombiniert werden.

Aus der I)I. AS !0IJ JJl ist eine Schaltungsanordnung /ur Störunterdrückung bekannt, bei weither Störiinpulse zunächst schwcllcnmäßig erfaßt werden und dann vmi einem Signal abgetrennt werden, in ihrer l'ül.inliit umgekehrt tiiul mit dem urspriinglidKii Signa! wieder kombiniert werden.

Diese bekannte Schaltungsanordnung soll dazu dienen, die Störimpulse im ursprünglichen Signal umzukehren, also nicht vollständig aufzuheben, lid dieser Schaltungsanordnung iinderl sich auch die Schwelle entsprechend der Amplitude der eiii|)fiiitgenen Signale, wobei die empfangenen Signale mit ilen darin enthaltenen Störitiiptilscn zwei Elektronenröhren mit gemeinsamem Ausgangskreis derart zugeführt werden, daß die Ausgangssignale beider Röhren entgegengesetzte Polarität haben und daß die eine der beiden Röhren zur Erzielung der Schwelle derart vorgespannt ist, daß sie bei fehlendem Eingangssignal gesperrt ist. Diese bekannte Schaltungsanordnung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß zwischen dem gemeinsamen Ausgatigskreis und dem Eingangskreis dieser Röhre ein Tiefpaßfilter eingeschaltet ist, welches die Niederfrequenzkomponente einschließlich der Gleichstromkomponente zur Änderung der Vorspannung dieser Röhre im Sinne einer Änderung der Schwelle entsprechend der Amplitude der empfangenen Signale durchläßt.

Demnach gelangt bei dieser bekannten Schaltungsanordnung zwar ein Tiefpaßfilter zur Anwendung, dieses dient jedoch lediglich dem Zweck, die Vorspannung der genannten Röhre in Abhängigkeit von der Amplitude der Eingangssignale zu ändern, so daß das Tiefpaßfilter quasi einen Teil einer automatischen Schwelleneinstellschaltung darstellt.

Aus der DE-AS 11 13 002 ist ein Verfahren zur Beseitigung weißer Störimpulse im Fernsehbild bekannt. Bei einem Fernsehempfänger sind auf dem Bildschirm in störverseuchten Gebieten schwarze und weiße Punkte zu sehen. Gemäß diesen bekannten Verfahren sollen die cu sehenden weißen Punkte mit Hilfe von Austastimpulsen beseitigt werden, zu welchem Zweck die die Spitzen der Synchronimpulse übertragenden Störimpulse mit Hilfe eines Amplitudensiebs vom Bildsignal getrennt werden, in einer Impulsverbreiterungsstufe verbreitert und die so gewonnenen Austastimpulse anschließend dem Bildsignal nut solcher Polarität zugeführt werden, daß die durch das llberschwingen der nach schwarz gerichteten Störimpulse hervorgerufenen weißen Störimpulse unterdrückt werden. Dabei erfolgt die Verbreiterung der abgetrennten Störimpulse etwa auf die doppelte Länge.

Demnach werden gemäß diesem b-.-kannten Verfahren aus den Störimpulsen Austastimpulse erzeugt, die eine größere Breite als die eigentlichen Störimpulse besitzen und diese Austastimpulse werden anschließend dem Bildsignal wieder zugeführt.

Zur Erzeugung der Austastimpulse mit der vergrößerten Breite ist ein Verzögerungsnetzwerk vorgesehen, welches vor dem Videoverstärker, in diesem oder zwischen Videoverstärker und Bildröhre eingeschaltet werden kann. Das Verzögerungsnetzwerk dient hier also lediglich der Verbreiterung der Austastimpulse. also beispielsweise nicht dazu, die durch die Übertragung eines .Signalteiles über einen .Schaltungszweig bedingte Laufzeit zu kompensieren.

Darüber hinaus gelangt bei diesem bekannten Verfahren auch kein Filier zur Anwendung, um beispielsweise von dem Eingangssignal einen Signalan teil ab/titrennen, der für die Kompensation von Störkompunenten vorbereitet wird. Gemäß diesem bekannten Verfahren werden die Störkomponcnten nur hinsiclillicli ihrer Amplitude untersucht, wobei jedoch keine Auswahl hinsichtlich der Frequenz der Sliirkom ponenlen vorgenommen wird.

Schließlich ist aus der DE-PS 5 07 435 ein Verfahren zur aperiodischen Frcquenz.selektioii für drahtlose Nachrichtenübermittlung bekannt. Diese bekannte aperiodische Frequeii/iseleklion besteht im Prinzip aus der kombination von künstlichen Leistungen mit steigender Laufzeit mit solchen Leitungen fallender Laufzeit für verschiedene Frequenzen, jedoch mit

gleicher Laiif/eit für die auszustrahlende Frequenz, so daß für abweichende Frequen/komponenten eine Phasenkompensation am Ausgang der Leitung stattfinden kann. Gemäß diesem bekannten Verfahren wird also die ankommende Energie auf mehrere parallele Leitungen verteilt und die Phase der Energie von gewünschter Frequenz in jedem der Leitungsteile in gleicher Weise geändert, während die Phase der Energie von u;:gewünschter Frequenz in jedem der Leitungsteile in ungleicher Weise geändert wird, worauf die resultierenden phasengeänderten Energieteile so kombiniert werden, daß nur Energie von gewünschter Frequenz gleichphasig kombiniert wird.

Dieses bekannte Verfahren läßl sieh jedoch in der Praxis kaum zufriedenstellend realisieren, da auch die Energie von der gewünschten Frequenz unvermeidbar durch die mehreren parallelen Leitungen in der Phase beeinflußt wird, so daß Verzerrungen in das Nutzsignal eingeführt werden, die durch besondere F.ntzerrungsstufen wieder ausgeglichen werden müssen. Bei diesem M bekannten Verfahren ist somit von Nachteil, daß in jedem Fall auch das Nutzsignal durch die Einrichtung zur Beseitigung der Störkomponenten mit beeinflußt wird. Darüber hinaus gelangt bei der Schaltungsanordnung zur Durchführung dieses bekannten Verfahrens ebenfalls kein Filter zur Anwendung.

Bei keinem der bekannten Verfahren oder der bekannten Schaltungen gelangt das in die Schaltung eingespeiste Signal bzw. Frequen/spektrum ohne Beeinflussung oder Verarbeitung des eigentlichen so Nutzsignals bis zum Ausgang der betreffenden Stufe.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein Verfahren der eingangs definierten Art und eine Schaltungsanordnung zur Durchführung dieses Verfahrens anzugeben, durch die die Beseitigung von Störkomponenten unterhalb des Spektrums des modulierenden Signals ohne nennenswerte Beeinflussung des modulierenden Signals ermöglicht wird.

Ausgehend von dem Verfahren der eingangs definierten nrl wird diese Aufgabe erfindiingsgemäß -m dadurch gelöst, daß das Frequenzband am Ausgang des Demodulators unterhalb des Spektrums de, modulierenden Signals gefiltert wird und daß in dem gefilterten Frequenzband mögliche Schallcinschwingwellcn entsprechend den Phasenschritten des Demodulators r> ermittelt werden, daß die Auflriitszeit und die Amplitude der .Schalteinschwingwellen bestimmt wer den, daß Signale mit im wesentlichen gleicher Auftrittszeit und gleicher Phase hergeleitet werden und daß diese Signale mit invertierter Polarität dem >» Aiisgangssignal aus dem Demodulator additiv zugeführt werden, um damit die Geräuschkomponenten entsprechend ilen Phasenschritten /ti beseitigen.

I.in grundlegender Gedanke der vorliegenden I rfin dung besteht also darin, das Aiisgangssignal einer >^r> Demodtilatorsttife über ein Tiefpaßfilter /u leiten, wobei das Tiefpaßfilter so ausgelegt ist. daß es nur für das Frei|iieM/band unterhalb lies modulicrriulcn Signals durchlässig ist. so daß also das modulierende Signal leiliglidl Über eilten /wag, dt"!" beispielsweise cmc lh Verzögerungsleitung enthalten kann, geleilet wird und zur Ausgangsstufe bzw. Addiursclialtung gelangt, während ein vom Aiisgangssignal der I )emodiilatorslufe abgelrennles Frequcnzspeklriim hinsichllidi tier Aufirillszeit und der Amplitude der enthaltenen Störkom- ι·> poncnten unlci'Siicht wird und schließlich in der Phase umgedreht wird, so daß ei» in der genannten Addiersiufe additiv mit dem Ausgangssignal der Dc-modulatorsiufe kombiniert werden kann und somit Geräiischkomponenten entsprechend den Phasenschritteu dabei beseitigt werden.

Die Schaltung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung ein Tiefpaßfilter enthalt, welches am Ausgang eines Demodulators angeschlossen ist, um aus dem Eingangssignal ein gefiltertes Signal zu gewinnen, welches in seiner Polarität umgekehrt ist und daß die Schaltung eine Addierschaltung enthält, die sowohl an den Ausgang der das gefilterte Signal erzeugenden Schaltung als auch an den Ausgang des Demodulators angeschlossen ist.

Im einzelnen kann die Erfindung dadurch eine vorteilhafte Weiterbildung erfahren, daß eine oder mehrere Schwellenschaltungen zwischen das Tiefpaßfilter und der das gefilterte Signal erzeugenden Schaltung geschaltet ist, die die Auftretenszeit und die Amplitude der Schalteinschwingkomponenten bestimmen.

Bei einer zweckmäßigen Ausführt¹ ijsform kann eine Verzögerungsleitung zwischen der,; <\usgang des Demodulators und dem einen Eingang der Addierschaltung eingeschaltet sein.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausfühnngsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockdiagramm einer Schaltung nach der Erfindung, wie sie an einen phasenstarren Demodulator angeschlossen wird und

F i g. 2 und 3 zwei Diagramme, die die Betriebsweise der Schaltung nach Fig. 1 veranschaulichen.

Der in F i g. 1 mit gestrichelten Linien abgegrenzte Abschnitt 1 stellt einen gewöhnlichen phasenstarren Demodulator (phase-lock demodulator) dar. Dieser Modulator enthält in bekannter Weise einen Vervielfacher 2, dessen Ausgang zu einem Verstärker I fuhrt, und der Ausgang des Verstärkers ist mit einem elektronisch abstimmbaren Oszillator 4 verbunden. Der Ausgaig des letzteren ist mit einem Eingang des Vervielfacher 2 verbunden.

I er Abschnitt 5. der mit gestrichelten Linien abgegrenzt ist. betrifft eine Schaltung nach der Erfindung. Dieser Abschnitt enthält eine Entzerrer schaltung 6, deren Eingang mit dem Ausgang des Verstärkers 3 verbunden ist. Der Ausgang dieser Schaltung 6 ist sowohl an den Eingang eines Tiefpaßfilters 7 als auch an den Eingang einer Verzögerungsleitung 8 angelegt. Der Ausgang des filters 7 ist an den Eingang einer oder mehrerer Schwellenschaltiingen 9 angelegt, deren Ausgang wiederum mit dem fjngang eines die .Schwingungsform kompensierenden Generators 10 angeschlossen ist. Der Ausg-';ij: des Generators 10 ist an den ersten Eingang einer Addierschaltung 11 geführt, deren zweiler Eingang mit den; Ausgang der Verzögerungsleitung verbunden ist.

Die Funktionsweise der Schaltung ist folgende:

Is ist angenommen, daß das Modulationsspektrum des Signals zwischen einer minimalen Frequenz f_m und einer uiaxiinalen A/ liegt. Das Filter 7 nimmt das Frequenzband unterhalb f,„ aus dem Ausgang des Demodulators 1, über die Enizcrrersehaluing 6, auf. In diesem Band ist normalerweise Raiischspannung enthalten, /ti der sich sehr gut bestimmbare Schallsloßwellen addieren lassen, wenn Phasenschritte auftreten. Die /eil des Auftretens und die Amplitude dieser Schaltstoßwellen werden durch die Sehwcllenschallung 9 bestimmt. Was die Amplitude betrifft, so sei erwähnt, daß sie

quanlisicrt ist (da, wie festgestellt wurde, die Phasenschritte ±π oder ein Vielfaches davon sein können). Eine Bestimmung dieser Amplituden wirft daher keine großen Probleme auf. Einmal wird die obenerwähnte Bestimmung durchgeführt, der Generator (O wird angesteuert und erzeugt Schwingungsformen von gleicher Amplitude und mit entgegengesetzter Richtung, und zwar hinsichtlich der Schwingungsformen, die von den Phasenschritten herrühren. Diese Schwingungsformen werden dem Addierer 11 zugeführt. Demselben Addierer 11 wird ebenso das Ausgangssignal der Verzögerungsleitung 8 zugeführt, die eine Verzögerung des Ausgangssignals des Demodulators I vorsieht, urii die Zeit _zu berücksichtigen, die zum Erkennen der Phasenschritte und für den Betrieb der kompensierenden Schwingungsformerzeugung erforderlich ist.

Die Kauscnspannung am Ausgang des Filters 7, auch wenn sie im allgemeinen keine Schwierigkeiten zur Bestimmung der Amplitude der Phasenschritte verursacht, wie schon festgestellt wurde, verursacht jedoch einen Fehler in der Bestimmung der Auftrittszeiten der Amplituden, so daß die Kompensation der Phasehschritte in Wirklichkeit nicht vollständig ist.

In Fig.2 ist ein Diagramm dargestellt, in dem ein durch einen Phasenschritt hervorgerufenes Signal (a)

gezeigt ist, bei (b) ist eine (a) kompensierende Schwingungsform gezeigt und in (c) ist das Signal gezeigt, welches sich aus der Addition der beiden Signale (a) Und (b) ergibt. Dieses Diagramm veranschaulicht einen idealen Fall, bei dem die Auflrittszeit der Rauschsignale hinsichtlich den Phasenschritten und hinsichtlich der kompensierenden Schwingungsform identisch sind, wodurch eine vollständige Auslöschung der Störkoniponente erreicht wird.

Fig.3 zeigt ein ähnliches Diagramm wie Fig. 2, bezieht sich jedoch auf einen aktuelleren Fall. Man kann daraus entnehmen, daß die Auftretenszeiten des Rauschsignals (a)' und der kompensierenden Schwingungsform (b)' unterschiedlich sind, wodurch nach einer

is Kompensation eine Geräuschkomponente (c)' in Form eines Impulses erhalten wird. Man kann jedoch zeigen, daß auch bei diesen Bedingungen eine beträchtliche Verbesserung durch die Schaltung nach der Erfindung erreicht werden kann, da die Rauschenergie sowohl

2(i reduziert als auch über das Signalband verteilt wird,

Die beschriebene Methode und Vorrichtung ist besonders im Falle von Nachrichtensystemen, die mit öiner minimalen Übertragurigsehergic arbeiten, von Bedeutung. Ein Beispiel eines solchen Systems ist z. B.

die Nachrichtenverbindung über einen Satelliten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Beseitigung von Störkomponenten beim Erfassen von Phasenschritten bei der ' Phasendemodulation, wonach die Störkomponenten, die eine bestimmte Schwelle überschreiten, von einem Signal abgetrennt, in ihrer Polarität umgekehrt und mit dem ursprünglichen Signal kombiniert werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Frequenzband am Ausgang des Demodulators unterhalb des Spektrums des modulierenden Signals gefiltert wird und daß in dem gefilterten Frequenzband mögliche Schalteinschwingwellen entsprechend den Phasenschritten des Demodulators '⁵ ermittelt werden, daß die Auftrittszeit und die Amplitude der Schalteinschwingwellen bestimmt werden, daß Signale mit im wesentlichen gleicher Auftrittszeit und gleicher Phase hergeleitet werden, und daß diese Signale mit invertierter Polarität dem Ausgangssignai aus dem Demodulator additiv zugeführt werden, um die Geräuschkomponenten entsprechend den Phasenschritten zu beseitigen.

2. Schaltung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung ein Tiefpaßfilter (7) enthält, welches am Ausgang eines Demodulators (I) angeschlossen ist, um aus dem Eingangssignal ein gefiltertes Signal zu gewinnen, welches in seiner Polarität umgekehrt ist und daß die Schaltung eine Addierschaltung (11) JO enthält, die sow . hl an den Ausgang der das gefilterte Signal erzeugenden Schaltung (O) als auch an den Ausgang des Demodulators (1) angeschlossen ist.

3. Schaltung nach Anspruch 2. -ladurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Schwellenschaltun- π gen (9) zwischen das Tiefpaßfilter (7) und der Schaltung (10) geschaltet ist, die die Auftretens/eit und die Amplitude der Schalleinschwingkomponenten bestimmen.

4. Schaltung nach Anspruch 2 oder 3. dadurch -to gekennzeichnet, daß eine Verzögerungsleitung (8) zwischen dem Ausgang des Demodulators (I) und dem einen Eingang der Addicrschaliung (11) eingeschaltet ist.

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