DE1813744B2

DE1813744B2 - Vorrichtung zum empfang von auf eine traegerwelle aufmodulierten informationssignalen

Info

Publication number: DE1813744B2
Application number: DE19681813744
Authority: DE
Inventors: Frank de; Gerwen Petrus Josephus van; Eindhoven Jager (Niederlande)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1968-01-03
Filing date: 1968-12-10
Publication date: 1977-03-31
Also published as: SE335152B; JPS4814379B1; CH489159A; AT283450B; BE726408A; DE1813744A1; US3619789A; GB1250350A; FR2005208A1; NL6800093A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Empfang von auf eine Trägerwelle aufmodulierten Informationssignalen, insbesondere in Form von in einem vorgeschriebenen Obertragungsband liegenden Impulssignalen, bei der wenigstens die Phase der Trägerwelle die zu übertragenden Informationssignale tngibt, welche Vorrichtung mehrere parallel geschaltete Kanäle mit je einer Demodulationsvorrichtung enthält, denen eine örtliche Trägerwelle zugeführt wird, die für jede der Demodulationsvorrichtungen eine verschiedene Phasenverschiebung aufweist, und denen gemeinsam cm Laufzeitegalisierungsnetzwerk vorgeschaltet ist; insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Empfang von mit HUTe von orthogonaler Modulation, Mehrphasenmodulation u. dgl. übertragenen Impulssignalen. Eine derartige Empfangsvorrichtung ist z. B. aus der US-PS 3311 442 bekannt

In derartigen Empfängern soll der Laufzeitegalisierung besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden, weil die durch die nicht flache Laufzeit-Frequenz-Kennlinie im Obertragungsband herbeigeführten Laufzeit-Verzerrungen die Störanfälligkeit und die Impulsdiskrimination beeinträchtigen. Insbesondere wenn die Laufzeit-Frequenz-Kennlinie nicht genau bekannt ist, wird die Einstellung des Laufzeitegalisierungsnetzwerkes sehr kritisch und unübersichtlich, während sich eine optimale Laufzeitegalisierung schwer einstellen läßt

Die Erfindung hat den Zweck, eine andere Bauart eines Empfängers der eingangs erwährten Art zu schaffen, bei der, ohne daß die Laufzeit-Frequenz-Kennlinie bekannt ist, auf besonders einfache und übersichtliche Weise eine optimale Laufzeitegalisierung eingestellt

ist, wobei mit dem den Demodulationsvorrichtungen vorangehenden Laufzeitegalisierungsnetzwerk die Laufzät-Frequenz-Kennlime auf einen in bezug auf die Trägerfrequenz symmetrischen Verlauf eingestellt wird, während mit den Demodulationsvorrichtungen nachgeschalteten Laufzeitegaüsierumgsnetzwerkea die Laufzeit-Frequenz-Kennunie auf einen nahezu konstanten Wert eingestellt wird.

Es sei darauf hingewiesen, daß in »Archiv der elektrischen Übertragung«, Bd.21 (1967), H.7.S.354-362, insbesondere Bild 9 bereits eine Einseitenband-Da-

tenempfangsvorrichtung, bei der sowohl vor als auch nach der Demodulationsvorrichtung ein Egalisierungsnetzwerk geschaltet ist, beschrieben worden ist Davon abgesehen, daß diese Empfangsvorrichtung keine parallelgeschalteten Kanäle enthält, wird die Laufzeit-

Frequenz-Kennlinie des Öbertragungsweges mit dem der Demodulationsvorrichtung vorgeschalteten Egalisierungsnetzwerk möglichst gut auf einen konstanten Wert eingestellt. Dagegen wird bei der erfindungsgemäßen Empfangsvorrichtung diese letztgenannte Einstel-

lung mit jedem der den Demodulatiunsvorrichtungen nachgeschalteten Laufzeitegalisierungsnetzwerken bewirkt, während das den Demodulationsvorrichtungen vorgeschaltete Laufzeitegalisierungsnetzwerk lediglich zur Einstellung der Laufzeit-Frequenz-Kennlinie auf

einen bezüglich der Trägerfrequenz symmetrischen Verlauf dient Durch diese Verteilung der Laufzeitegalisicrung über die den Demodulationsvorrichtungen vor- bzw. nachgeschalteten Netzwerke wird eine einfache Einstellung gemäß genau definierten Kriterien erzielt

Der Empfänger nach der Erfindung und seine Vorteile werden nunmehr anhand der Figuren näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Empfänger gemäß der Erfindung,
F i g. 2 einige Detailschaltbilder eines Laufzeilegalisierupgsnetzwerkes und

Fig.3 einige Laufzeit-Frequen7-Kennlinien und Vektor-Diagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise des Empfängers nach F i g. 1.
Fig.! zeigt einen Empfänger gemäß der Erfindung

zum Empfang von mit Hilfe von orthogonaler Modulation übertragenen synchronen Impulssignalen, d. h. zum Empfang zweier Reihen synchroner auf zwei Trägerwellen der gleichen Frequenz aufmodulierter Impulssignale, welche beiden Trägerwellen einen

so gegenseitigen Phasenunterschied von 90° aufweisen. Die Trägerfrequenz beträgt z. B. 1,9 kHz und die Taktfrequenz der beiden Reihen synchroner Impulssignale ist z. B. 2 kHz.
Im dargestellten Empfänger werden die über die

ss Übertragungsleitung 1 eingehenden Impulssignale, die im Obertragungsband von 0,7—3,1 kHz liegen, nach Verstärkung in einem Eingangsverstärker 2 zwei parallelgeschalteten Kanälen 3,4 zugeführt, die je einen Synchrondemodulator 5,6 in Form eines Ringmodula-

tors und ein sich darin anschließendes Tiefpaßfilter 7,8 mit einer Grenzfrequenz von z.B. 1,2kHz enthalten. Die beiden Synchrondemodulatoren 5, 6 werden unmittelbar bzw. über ein 90° -Verschiebungsnetzwerk 9 von einem gemeinsamen Trägerwellenortsoszillator 10

6s gespeist wobei die den Ausgängskreisen der Synchrondemodulatoren 5, 6 entnommenen demoduliert^n Impulssignalen über die Tiefpässe 7, 8 zur weiteren Verarbeitung in Verbrauchern U, 12 den Impulsregene-

■ der Impulsgeneratoren ! einer normalerweise gesperrten Torschaltung ϊ beide mit einem gemeinsamen Taktimpulsosr 17 verbunden sind und an denen Impulserzeuger . 19, z. B. in Form von mono&ubilen lmpulsgene-, angeschlossen sind, jeweils beim gleichzeitigen eines demodulierten Impulses und eines an den Torschaltungen 15 und 16 liefern gen 15,16 je einen Ausgangsimpuls, der egung der Impulserzeuger 18 bzw. 19 bewirkt I von den Impulserzeugern 18,19 nach der Form Auftrittszeitpunkt regenerierte Impulse den

111,12 zugeführt werden,
der Trägerwellenortsoszülator 10 als auch npulsortsoszillator 17 werden genau auf die quenz und auf die Taktimpulsfrequenz auf der iite synchronisiert, was durch mitgesandte Je oder auf andere bekannte Weise, z.B. dadurch erzielt werden kann, daß Synchronisiersignale Über geänderte Übertragungsleitungen übertragen werden. Diese Synchronisation ist für die Erfindung picht wesentlich und wird daher hier nicht näher beschrieben.

Um in dem bisher beschriebenen Empfänger eine durch Laufzeitunterschiede herbeigeführte Beeinträchtigung der Störanfälligkeit und der Impulsdiskrimination zu verhüten, ist den Demodulationsvorrichtungen 5, 6 ein Laufzeitegalisierungsnetzwerk 20 vorange?chaltet das aus einer Anzahl in verschiedenen Teilbändem des Übertragungsbandes wirksamen Teilnetzwerken aufgebaut ist die zum Teil als feste Netzwerke und zum übrigen Teil als einstellbare Netzwerke ausgebildet sind: das dargestellte Laufzeitegalisierungsnetzwerk 20 zur Laufzeitegalisierung des Übertragungsbandes von 0,7-3,1 kHz ist z.B. aus drei festen und vier einstellbaren Netzwrken aufgebaut

Der Deutlichkeit halber zeigt Fig.2 im Detailschaltbild ein festes und ein einstellbares Teilnetzwerk des Laufzeitegalisierungsnetzwerkes 20. Wie in F i g. 2 bei a veranschaulicht ist bestehen die festen Teilnetzwerke aus T-Filtern, deren Längszweige durch je einen Parallelkreis 21 und deren Querzweige durch je einen Reihenkreis 22 gebildet werden, während die einstellbaren, bei i> in F^; g. 2 dargestellten Teilnetewerke aus zwei parallelgeschalteten Zweigen bestehen, von denen der erstere durch die Reihenschaltung zweier Widerstände 23,24 und der letztere durch die Reihenschaltung eines Parallelkreises 25 und eines Widerstandes 26 gebildet wird, wobei die Ausgangsklemmen des Netzwerkes an den Verbindungspunkt der beiden Widerstände 23, 24 im ersten Zweig bzw. an den Verbindungspunkt des Widerstandes 26 und des Parallelkreises 25 im zweiten Zweig angeschlossen sind. Dabei kann die Laufzeit im betreffenden Teilband durch Einstellung der Reihenschaltung des Widerstandes 26 und des Parallelkreises 25 auf einen verlangten Wert eingestellt werden.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise des dargestellten Laufzeitegalisierungsnetzwerkes 20 ist bei a In Fig.3 durch die Kurve a die Laufzeitkennlinie für das Übertragungsband im Übertragungssystem dargestellt, wobei Fo die Trägerfrequenz bezeichnet Die verschiedenen Komponenten des Impulsspektrums weisen in Abhängigkeit von der Frequenz beim Übertragen über das Übertragungssystem verschiedene Laufzeiten auf, wodurch erhebliche Laufzeitverzerrungen herbeigeführt werden, wie nachstehend an Hand des bei b in P i β. 3 dargestellten Vektordiagramms erläutert wird.

DabeibezriclmenbeidinFig.aJbdenTrägemeltenvektor und die volleS VekLen Z_x und Z₂ die Seitenbänder, die auf der SenderseUe gebildet werden, wenn die Trägerwelle ft von einer Frequenzkomponen-

s te roh einer Frequenz F_f des topulsspektrums momiliert wird, während Z* den Summenvektor der Seitenbandvektoren Z_x und Z₂ bezeichnet, der für die augenblickliehe Modulation des Trägerwellenvektors Jb kennzeichnend ist Wie in der Uufzeitkennlinie bei a in Fig.3 dargestellt ist, liegen die beiden Seitenbänder in einem gleichen Frequenzband F_c von der Trägerfrequenz und weisen sie bei b somit Frequenzen F₀-F_e und F₀+F_c auf.

Bei b im Vektordiagramm nach F i g. 3 sind durch die

gestrichelten Vektoren Z₁' und Z₂' und durch den Vektor Z₀' die Seitenbandvektoren und der Summenvektor nach Übertragung über das Übertragungssystem dargestellt, wenn die Seitenbandvektoren Z,> und Z₂' in bezug auf den Trägerwellenvektor h um «bzw. β in der Phase verschoben sind; die Phasenverschiebungen sind durch die Laufzeitunterschiede Ti und τ₂ der Seitenbänder mit Frequenzen F₀-Fc und Fi,+F_c in bezug auf die Trägerfrequenz F₀ gegeben. Die Summation sämtlicher Komponenten der Impulsspektren in den beiden Kanälen ergibt die Form der eingehenden Impulssigna-Ie, die unter dem Einfluß der bei a in F i g. 3 dargestellten Laufzeitkennlinie erheblich verzerrt sind, wodurch die Störanfälligkeit vergrößert und die Impulsdiskriminstion erheblich verringert wird.

Zum Erzielen einer optimalen Laufzeitegalisierung sollen die Laufzeitunterschiede sämtlicher Komponenten im Übertragungsband in bezug auf die Trägerfrequenz F₀ durch Einstellung des Laufzeitegalisierungsnetzwerkes 20 ausgeglichen werden; mit anderen Worten: die Laufzeiten sämtlicher Komponenten im Übertragungsband sollen auf einen konstanten Wert eingestellt werden, welche Einstellung infolge der Komplexität der Verzerrungen sehr kritisch ist und viel Zeit in Anspruch nimmt.

Nach der Erfindung wird mit Hilfe einfacher Apparatur auf einfache und übersichtliche Weise eine optimale Einstellung der Laufzeitegalisierung dadurch erziel:, daß im Empfänger neben dem den Demodulationsvorrichtungen 5, 6 vorangeschalteten Laufzeitegalisierungsnetzwerk 20 jeder der Demodulationsvorrichtungen 5, 6 ein Laufzeitegalisierungsnetzwerk 27 bzw. 28 nachgeschaltet ist wobei mit dem den Demodulationsvorrichtungen 5, 6 vorangeschalteten Laufzeitegalisierungsnetzwerk 20 die Laufzeit-Frequenz-Kennlinie auf einen in bezjg auf die Trägerfrequenz symmetrischen Verlauf eingestellt wird, während mit den den Demodulationsvorrichtungen 5, 6 nachgeschalteten Laufzeitegalisierungsnetzwerken 27 bzw. 28 die Laufzeit-Frequenz-Kennlinie auf einen nahezu

SS konstanten Wert gebracht wird.

Im Gegensatz zu den bekannten Vorrichtungen ist bei der Vorrichtung nach der Erfindung die Laufzeitegalisierung über die Netzwerke 20 und 27, 28 verteilt die den Demodulationsvorrichtungen 5, 6 voran- bzw. nachgeschaltet sind, wodurch, wie nachstehend erläutert wird, die Einstellung auf eine optimale Laufzeitegalisierung erheblich vereinfacht wird.

Bei c in Fig.3 ist die Laufzeitkennlinie des Überträgungsbandes im Übertragungssystem wieder durch die Kurve a veranschaulicht während bei d in F i g. 3 das aus dem Trägerwellenvektor /0 der Frequenz F₀ und den Seitenbandvektoren Zi, Z₂ der Frequenzen F₀- F_c bzw. F₀+F₀ zusammengesetzte Vektordia-

gramm dargestellt ist, wobei die Beeinflussung des Vektordiagramms bei Einstellung des den Demodulationsvorrichtungen 5,6 vorangeschalteten Laufzeitegalisierungsnetzwerkes 20 nachgewiesen werden wird.

Wenn nämlich das den Demodulationsvorrichtungen S, 6 vorangehende Laufzeitegalisierungsnetzwerk 20 derart eingestellt wird, daß die Gesamtlaufzeitkennlinie des Übertragungssystems und des Laufzeitegalisierungsnetzwerkes 20 einen in bezug auf die Trägerfrequenz Fo symmetrischen Verlauf, z. B. in Form der Kurve b, aufweist, werden die beiden Seitenbänder mit der Frequenz Fo—F_c bzw. Fo+F_c nach dem Durchlaufen des Laufzeitegalisierungsnetzwerkes 70, wie dies durch die gestrichelten Vektoren Zi¹ und Z2¹ dargestellt ist, in bezug auf die Trägerfrequenz gleiche Phasenverschie- _!5 bungen aufweisen, weil durch diese Einstellung der Laufzeitkennlinie die Laufzeitunterschiede τ der beiden Seitenbänder in bezug auf die Trägerfrequenz einander gleich geworden sind. Summation dieser beiden Vektoren Zi¹, Z2¹ ergibt den Summenvektor Zo¹. dessen _M Richtung genau mit der des Trägerwellenvektors /₀ zusammenfällt und dann in einer zu der Richtung des Trägerwellenvektors /₀ senkrechten Richtung keine Komponente besitzt, was bedeutet, daß durch diese Einstellung des Laufzeitegalisierungsnetzwerkes 20 das Obersprechen zwischen den beiden Empfangskanälen völlig vermiden wird.

Einerseits erfordert die Freiheit von Obersprechen zwischen den beiden Empfangskanälen 3, 4 ein sehr genau definiertes Einstellkriterium. Wenn z. B. über einen der Übertragungskanäle eine Impulsreihe ausgesandt wird, stellt sich heraus, daß bei einer geringen Unsymmetrie in der Laufzeitkennlinie durch diese Impulsreihe ein erhebliches Obersprechen in anderen Empfangskanal herbeigeführt wird. Andererseits wird auch die Einstellung an sich erheblich vereinfacht, da eine Einstellung auf eine konstante Laufzeit im Gesamtübertragungsband nun nicht mehr erforderlich ist; es genügt bereits, wenn die Laufzeitkennlinie einen in bezug auf die Trägerfrequenz symmetrischen Verlauf _4t> hat, wie dies durch die Kurve b dargestellt ist Dabei genügt bereits die Verwendung der Hälfte der Anzahl einstellbarer Teilnetzwerke, z. B. zweier nur oberhalb der Trägerfrequenz Fo oder zweier nur unterhalb der Trägerfrequenz Fo wirksamer einstellbarer Teilnetzwerke.

Auf diese Weise wird eine einfache und besonders übersichtliche Einstellung des Laufzeitegalisierungsnetzwerkes 20 in der Vorrichtung nach der Erfindung erhalten, während außerdem die Bauart des Laufzeitegalisierungsnetzwerkes 20 im Vergleich zu der bekannten Vorrichtung erheblich vereinfacht ist. Zum Erzielen einer vollständigen Laufzeitegalisierung sollen in der Vorrichtung nach der Erfindung jedoch den Demodulationsvorrichtungen 5,6 noch die Laufzeitegalisierungsnetzwerke 27,28 nachgeschaltet werden, aber der Aufbau und die Einstellung dieser Laufzeitegalisierungsnetzwerke 27, 28 sind gleichfalls besonders einfach.

Nach Demodulation in den Demodulationsvorrichtungen 5, 6 weisen die demodulierten Impulssignale nämlich eine Laufzeitkennlinie der bei e in F i g. 3 durch die Kurve c dargestellten Form auf, deren Frequenzbereich gleich zur Hälfte des Frequenzbereiches der den Demodulationsvorrichtungen 5,6 vorangehenden Laufzeitkennlinie der modulierten Impulssignale ist Dementsprechend ist der Aufbau der Laufzeitegalisierungsnetzwerke 27,28 besonders einfach; die Laufzeitegalisierungsnetzwerke 27, 28 enthalten z. B. nur zwei einstellbare Teilnetzwerke. Außerdem ist die Einstellung auf eine nahezu konstante Laufzeit wie dies bei e in F i g. 3 durch die Kurve d dargestellt ist besonders einfach, umsomehr als auch in diesem Falle des Einstellkriterium genau definiert ist Bei dieser Einstellung auf einen konstante Laufzeit nit Hilfe der Laufzeitegalisierungsnetzwerke 27, 28 zum Erhalten einer optimalen Impulsform wird das Übersprechen in den Kanälen 3,4 nicht beeinflußt dies im Gegensatz zu der bekannten Vorrichtung, bei der durch Einstellung des den Demodulationsvorrichtungen 5,6 vorangehenden Laufzeitegalisieningsnetzwerkes 20 die Impulsform und das Übersprechen gleichzeitig beeinflußt werden.

Da die Einstellung der Laufzeitegalisierung der beiden Laufzeitegalisierungsnetzwerke 27, 28 in den beiden Empfangskanälen 3,4 gleich sein soll, können die beiden Laufzeitegalisierungsnetzwerke 27,28 gleichzeitig eingestellt werden, indem die Einstellglieder dieser Laufzeitegalisierungsnetzwerke mechanisch miteinander gekuppelt werden.

Auf diese Weise wird bei der Vorrichtung nach der Erfindung mit Hilfe einer Mindestzahl einstellbarer Netzwerke und durch genau definierte Einstellkriterien eine einfache und übersichtliche Einstellung auf eine optimale Laufzeitegalisierung erzielt die, wie oben bereits erwähnt wurde, eine maximale Störungsunempfindlichkeit und Impulsdiskrimination bewerkstelligt Dabei sei noch bemerkt daß im Vergleich zu der bekannten Vorrichtung diese Vorteile nur mit einer sehr geringen Vergrößerung der Anzahl Elemente erhalten werden können, wodurch die praktische Anwendung besonders günstig wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Smpfang von auf eine Trägerwelle aufmodulierten Informationssignalen, die in einem vorgeschriebenen Obertragungsband liegen, bei der wenigstens die Phase der Trägerwelk, die zu übertragenden Informationssignale angibt, weiche Vorrichtung mehrere parallelgeschaltete Kanäle mit je einer Demodulationsvorrichtung enthält, denen je eine örtliche Trägerwelle zugeführt wird, die für jede der Demodulationsvorrichtungen eine verschiedene Phasenverschiebung aufweist, und denen gemeinsam ein Laufzeitegalisierungsnetzwerk vorgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Demodulationsvorrichtungen ein weiteres Laufzeitegalisierungsnetzwerk nachgeschaltet ist, wobei mit dem den Demodulationsvorrichtungen vorangehenden Laufzeitegalisierungsnetzwerk die Laufzeit-Frequenz-Kennlinie auf einen in bezug auf die Trägerfrequenz symmetrischen Verlauf eingestellt wird und mit den den Demodulationsvorrichtungen nachgeschalteten weiteren Laufzeitegalisierungsnetzwerken die Laufzeit-Frequenz-Kennlinie auf einen nahezu konstanten Wert eingestellt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Einstellglieder der den Demodulationsvorrichtungen nachgeschalteten weiteren Laufzeitegalisierungsnetzwerke mechanisch miteinander gekuppelt sind.

Der Empfänger nach der Erfindung ist dadurch eekennzeichnet. daß jeder der Demodulationsvorrich-⁶ ein weiteres LaufzeätegaKsierungsnetzwerk