DE1930980C3 - Schaltungsanordnung zum Synchronisieren der örtlich erzeugten Trägerfrequenz mit der Trägerfrequenz eines mehrphasenmodulierten Digitalsignals - Google Patents

Description

Die Erfindung, betrifft eine Schaltungsanordnung zürn Synchronisieren der örtlich erzeugten Trägerfrequenz mit der Trägerfrequenz eines übertragenen, mehrphasenmodulierten Digitalsignals, mit einem in der Nähe der Trägerfrequenz arbeitenden, spannungsgesteuerten, örtlichen Oszillator, mit einem dem örtlichen Oszillator nachgeschalteten Frequenzvcrvielfacher, der die Oszillatorfrequenz um einen Faktor gleich der Anzahl der möglichen Mehrphasenzustände vervielfacht, und mit einem Phasendiskriminator. der das in der Frequenz vervielfachte Oszillatorsignal mit dem übertragenen Signal vergleicht und ein Gleichspannungssteuersignal für den örtlichen Oszillator abgibt.

Neben der differenliellen Demodulation, die stark von Störungen beeinflußt wird, kennt man die kohärente Demodulation mit einem Träger auf der Empfangsseite des Ubertragungssystems. Dabei muß. wenn nicht eine Trägerinformation getrennt übertragen wird, ein Träger aus dem Eingangssignal an der

<o Empfangsseite demoduliert werden. Die aus der DT-AS 11 92 238 hierfür bekannte Schaltungsanordnung enthält einen spannungsgesteuerten örtlichen Oszillator, dessen Frequenz in einem Vervielfacher vervielfacht wird. Außerdem wird auch das

(κι Eingangssignal in einem Vervielfacher vervielfacht, so daß zwei Signale gleicher Frequenz an einen Phasendetektor angelegt werden können, in dem die Phase in üblicher Weise verglichen wird. Die Frequenzvervielfachung des Eingangssignals erweist sich

'■·■■■· jedoch als unzweckmäßig, da diese Frequenzvervielfachung nachteilige Rückwirkungen auf das Eingangssignal ergeben kann. Denn aufgrund \on Schwankungen des übcrtragungspegels können sich leicht

c dc ι be-I >li;isen\cr-

Verzerrungen des Eingangssignal· info
iren/.len Bandbreite oder infolge von
■'crvungen einstellen.

Aufgabe der Erfindung ist eine solche Ausbildung jiner Schallungsanordnung der genannten Art, daß s .lie Synchronisierung des örtlichen Oszillators ohne Frequenzvervielfachung des übertragenen Digitalsignals möglich ist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch uelöst, daß der Phasendiskriminator als Phasendifferenzdetektor mit nichtlinearer Kennlinie ausgebildet ist, in den das übertragene Digitalsignal in unveränderter Form eingegeben wird, und daß dem Phasendiskriminator ein Gleichrichter nachgeschaltei ist. der ein der Phasendifferenz zwischen dem übertra- is genen Digilalsignal und dem frequenzvervielfachten bszillatorsignal entsprechendes Ausgangssignal finden spi.nnungsgo euerten Oszillator abgibt.

Die Erfindung bringt also den Vorteil, daß das iMiipfangssignal im wesentlichen in unverändertem Zustand mit dem frequenzvervielfachten Signal des örtlichen Oszillators verglichen werden kann. In dem Phasendiskriminator leitet man mit Hilfe eines Gleichrichters eine Phasendifferenz zur Steuerung des spannungsgesteuerten Oszillators ab. Damit ist eine ₂> kohärente Demodulation des Empfanussiunals möulich.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unleransprüchen angegeben.

In den Fig. 1 bis 9 der Zeichnungen ist der w Gegenstand der Erfindung anhand von Ausrührungsbeispielen dargestellt und nachstehend näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild der Anordnung gemäß der Erfindung, -o

Fig. 2 ein Beispiel einer Phasendifferenzdeteklorschaltung.

Fig. 3 und 4 Funktionscharakteristiken einer Phasendifferenzdetektorschaltung, die verwendet wird, wenn die Erfindung auf die Demodulation des 2phasenmodulierten Eingangssignals angewendet wird.

F i g. 5 eine Ausführungsform des Phasendifferenzdetektors, der mit Bandleitungen hergestellt ist.

Fig. 6 ein Blockschaltbild einer Ausfuhrungsfonn für die Anwendung der Erfindung auf die Demodulation eine;. 4phascnmodulierten Eingangssignals,

F i g. 7 eine Ausführungsform für die Anwendung der Erfindung auf die Demodulation eines mehrphasenmodulierten Eingangssignal. so

Fig. 8 die Charakteristik des in Fig. 7 gczeigien Phasendifferenzdetektors und

F i g. 9 eine Ausführungsform für den Fall, daß Vervielfacher für den Phasendifferenzdetektor gemäß der Erfindung verwendet werden.

In F i g. 1 ist 1 ein Eingangssignalanschluß. 2 ein üblicher I'hasendetektor, 3 ein Phasendifferenzdeiektor. der später erläutert wird, 4 ein spannungsgesleuerter Oszillator, der bei einer Frequenz in Betrieb genommen werden kann, die um die 'Träger- i> frequenz des Eingangssignals liegt. 5 ist ein l'requenz.vervielfacher zum Vervielfachen entsprechend eier Anzahl der Phasen des Eingangssignals. 6 ist ein Phasenschieber. 7 ist ein Gleichstromverstärker. 8 ist ein Tiefpaßfilter, und 9 ist ein Phasendelektor.ms- „< gangsanseiiluß.

Es wird bezugnehmend auf den Fall der kohärenten Demodulation eines 2priasenmodulierien Signals mit dem deinndulienen Träger die Ausgangsliequenz des Os/illalors 4 verdoppeil, damit man eine l'rei|uen/ hat. die /vveimal so groß ist wie die Trauerfrequenz des Eingangssignals; diese Frequenz wird dem Phasenilifierenzdetektor zusammen mit dem Eingangssignal zugeleitet. Her Phasendifferenzdetektor dient dazu, ein Ausgangssignal zu erzeugen, dessen Periode .i ist. für eine Phasendifferenz zwischen dem Aiisgangssignal des Oszillators 4 und dem Träger des Eingangssignal.

Ils wird nämlich ohne Rücksicht darauf, ob die Phase des Eingangssignal 0 oder .τ ist. ein Ausgangssignal erhalten, das der Phasendifferenz zwischen dem Träger des Eingangssignals und dem Ausgangssignal des Oszillators 4 entspricht, dessen Phase nicht umkehrt entsprechend dem Vorzeichen des Eingangssignals. Demgemäß werden der Träger des Eingangssignals und das Ausgangssignal des Oszillators 4 in einer festen gegenseitigen Beziehung gehallen, in der zwischen diesen eine konstanle Phasendifferenz durch Rückkopplung des Ausgangssignals des Phasendifferenzdciekiors durch den Gleichstromverstärker 7 und das Tiefpaßfilter 8 zur Steuerung der Ausgangsphase des spannungsgesteuerten Oszillators 4 besteht. Wenn daher die Ausgangsphase des Oszillators 4 koinzident mi; der des Trägers des Eingangssignals dadurch gemacht wird, daß das Oszillatorausgangssignal durch den Phasenschieber 6 läuft, der die Phase geeignet verschieben kann, wird eine kohärente Demodulation von dem Phasendeleklor 2 durchgeführt, und ein kohärent demoduliertes Ausgangssignal wird an dem Anschluß 9 erhalten.

Wie oben erwähnt wurde, besteht die Besonderheit eier vorliegenden Erfindung darin, daß ein Phasendifferenzdetektor 3 enthalten ist, der ein Gleichstromsignal mit einer Perioden in dem Fall, daß das Fmgangssignal eine 2phasenmodulierle Welle ist. zu dem spannungsgesteuerten Oszillator 4 abgibt, dessen Phasen der Öszillaiionsirequenz entsprechend der negativen oder positiven des Ausgangssignals des Phasendifferenzdetektors gesteuert wird, so daß eine konstante Phasendifferenz besteht.

Außerdem wird in der obenerwähnten Ausführungsform die Oszillatorfrequenz des spannimgsgesteuerten Oszillators zu dem Phasendifferenzdetektor 3 geleitet, nachdem sie zweifach vervielfacht wurde, so daß die Phase des Gleiehslromsignals des Ausgangssignals des Phasendifferenzdetckiors 3 mit der Änderung von 0 oder -7 des Eingangssignal nicht umkehrt.

Der Aufbau und die Funktionsweise des zuvor erwähnten Phasendiffe! cn/deiektors werden im einzelnen anhand der Fig. 2. 3 und 4 erläutert. F i g. 2 zeigt den Aufhau, in dem 10 ein Eingangsanschluß für das Eingangssignal ist. 11 ist ein Fingangsanschluß fur das Frequcnzvervielfacherausgangssignal. 12 isi ein Diplexer, um die beiden Signale zu addieren. 13 ist ein Hochpaßfiller. 14 und 15 sind llalbleiterdioden. 16 ist ein Tiefpaßfilter und 17 ist ein AusgangsMgnal des Phasi-udifTeu-n/di'U-kiors. Das 1 in gangssignal und das Au.sgai'.gssign.tl des \er\id-I.ichers, dessen Frequenz zweinu! s> > groß ist wie die de^ Eingangssignal, werd.-ü dem Diplexer 12 jeweils über die Anschlüsse 11 uiui 12 zugeluhn. so daß sie darin zueinander addier! «rillen. Das sich ergebende zusammengesetzte Signal wird den Halblei'ei dioden über das Hochpaßlilier 13 zugeführt.

Die Halhleiteidioden sind mit umgekehrter Polan-

tat parallel an die Signaliibertragungsleituiu'. .incoschlossen, wie in 1·' i g. 2 gezeigt ist. und bilden einen Kreis mil niehllinearer Spannmigs Strom-Cliarakteristik. so daß die Demodulation darin mil der niehtlinearen Kennlinie durchgeführt weiden kann.

Das darin demodulierte Ausgangssignal wild von dem Anschluß 17 über das Tiefpaßfilter 16 abgeleitet und dem spannungsgcstcuerten Oszillator 4 über den Gleichstromverstärker 7 und das TiefpaWlilier 8 zugeführt, die in F i g. I gezeigt sind.

Das an dem Anschluß 17 erhaltene Ausgangssignal ist das PhasendifTcrcnzsignal. das bereits in der vorherigen Ausführungsform erläutert wurde. Eine Beziehung zwischen dem Phasendiffcrenzsignal und der Phasendifferenz der beiden Eingangssignale wird noch erläutert.

Fig. 3 zeigt eine Spannungs/Slrom-Charaktcrislik 18 der umgekehrt parallclgcschaltctcn Dioden: diese kann näherungsweise wie folgt dargestellt werden:

/ = tiV\ (I)

in der V die Spannung ist. ί der Strom und ο cine Piopoilionalitätskonstante. Das Eingangssignal V_s wird nunmehr dargestellt al:.

A cos 2 .τ /'/.

(21

in der A ein Größenwert von + ί oder — I ist. der ,₀ von der Eingangsinformation abhängt, in der / die Trägerfrequenz und I cmc Zeil ist. Das Ausgangssignal I',, des Oszillators 4 in Fig. 1 wird dargestellt als

cos (2.7/'r + W).

(3)

in der W eine Phasendifferenz zwischen dem Oszillatoraiisgangssignal und dem Träger des Eingangssignalsist. Das Oszillatorausgangssignal I_n wird durch den Frei|uenzverviella.'hcr 5 verdoppelt, und daher .je gilt für die Spannung l'_m. die an den Eingangsanschluß 1 angelegt weiden soll.

COS [A π ft I 2 W).

H)

In diesem Ausdruck isl eine Proporlionalilätskonstanle der Amplitude zur Verdeutlichung der Gleichung weggelassen. Dies wird in gleicher Weise im folgenden getan. Daher wird die Spannung 1, die man von dem Diplexer 12 erhält und die den Dioden 14 und 15 zugeführt wird:

Γ F, I F₁₁₁ Λ cos 2.-r/f I cos('l.7,/f I 2 W). (.S)

Daher wird aus den Gleichungen (I) und (5) die Gleichstromkomponente /i/r des Stromes, der zu den Dioden 14 und 15 Hießt, wie folgt dargestellt:

i'i/c ' ιΐ,Ί² cos 2 W, ti

¹ ' do

Ein der Gleichung (O) proportionales Ausgangssignal wird au dem Ansehluß 17 über das Tiel'paßliller 16 als Atisgaugssignal des Phasendiffcicnzdetck-Iois3 erhalten. Die Beziehung dieses Ausgangs- (>> signals zu W isl durch die Kurve 19 in F i g. A dargestellt. Wie sich klar aus der Gleichung (6) ergibt, wird die Bezeichnung des Ausgangssignais zu W mit dem Weit -1 mehl geändert, der -4 I oder 1 ist. und besitzt die Periode ι gegenüber W. Daher wird das Aiisgaiiü %signal. dessen Polarität nicht geändert wird, von dem Phasendiffcrenzdetcktor erhalten, selbst

ν wenn die Phase des Eingangssignals 0 oder 7 wäre. π wild längs der Kurve 19 in Richtung des Pfeiles durch Steuerung des Oszillators 4 derart verändert, daß w zunimmt, wenn das Ausgangssignal des PIusendifferen/delektors positiv ist, und daß <■> abnimmt, wenn es negativ ist, so daß W an einem Punkt 20 bzw. 21 stabil wird, der jeweils W = ^ bzw. ' ^J entspricht. Das bedeutet, daß die stabile Phase von W , oder '. ist.

Durch den Ursprungs/.ustand wird bestimmt, wenn die Synchronisation erreicht ist. welche Werte von , bzw. ', W annimmt. Wenn in dem Ursprungszustand die stabile Phase W ^ isl, wird das Ausgangssignal, dessen Phase um ^ gegenüber dem Eingangssignal voreilt, von dem spannungsgesteuerten

;<i Oszillator 4 abgeleitet, und die Phase des Ausgangs· siunals wird um " ⁷ in dem Phasenschieber 6 ver-

schoben, so daß das Signal vom Phasenschieber zn dem Phasendetcktor 2 zur kohärenten Demodulation gegeben wird.

Entsprechend den obenerwähnten Anordnungen kann man den Phascnsynchronisicrschaltkreis ztii Demodulation des Trägers, der zur kohärenten Demodulation der 2phascnmodulicrten Welle erforderlich ist. erhalten.

Eine Ausführungsform des Phasendifferenzdetek tors, der Bandleitungen verwendet, wird unter Bezug nähme auf Fig. 5 erläutert. 10 ist ein Eingangs ansehluß, für das Signal, dessen Frequenz/ ist. 11 isl ein Eingangsanschluß für das Signal, dessen Frequenz 2/ ist, ein Teil 22 hat die gleiche Funklior der Kombination des Diplexers 12 und des Hoch paßfilters 13. die in Fig. 2 gezeigt sind. 23 ist eir kurzgeschlossener Abschluß, und 24 ist ein offcnei Abschluß.

Stehende Wellen dieses Kreises für die Signale voi 2 / und / werden jeweils durch eine Kurve 25 um eine gestrichelte Kurve 26 dargestellt. Wie sich au: der Figur deutlich ergibt, werden diese beiden Ein gangssignalc addiert, ohne daß sie sieh gegenseilii beeinflussen, und das addierle Signal wird an den Anschluß 27 abgenommen.

Dieses Signal wird von dem parallelen Kreis de Dioden 14 und 15 ilemodulierl, und danach erhiil man die Gleichstromkomponente i_l(l, die durch dii Gleichung (0) dargestellt wird, an dem Ausgangs ansehluß 17 über das Tiefpaßfilter 16. In Fig. ist ein Gleiehstiomrilckweg der Dioden durch dei Kurzschlußabschluß 23 geschaffen.

Nunmehr wird anhand der Fig. b eine Atisl'üh rungsform erläutert, bei der die Iirlindung auf ein Demodulalionsschaltung für eine 4phasendemodu lierle Welle angewandt isl.

Die konstruktiven Elemente I, 3, 4. 5. 6. 7 und : sind mit denen in Fig. I identisch. T und 1" situ Phasendetektoren. 6' isl ein Phasenschieber zum Vei

schieben einer Phase um \ . 9' und 9" sind kohii

rente Detcklorausgängc. 28 isl eine Diskriminaiorschaltung. die in der Lage ist. eines von /wei Ausgängen in Abhängigkeit von der Differenz des Vorzeichens der kohärenten Detektorausgänge 9' und 9 /u erzeugen, und 29 ist eine Vervielfacherschaltung zum Vervielfachen des Ausgangssignals der DiskriminatorschalUing 28 mittels des Ausgangssignals des Phascndiffcrcnzdetektors 3. Das Ausgangssignal des Phasendifferenzdctcktors 3 für die 4phascnmodulierte Welle ist ein Signal, das ein konstantes Vorzeichen für (·) hat, wenn die Phase des Eingangssignals 0 oder

.7 ist. Wenn die Phase des Eingangssignals ± ^ isl. ist das Ausgangssignal das Signal, das ein umgekehrtes Vorzeichen hat, und das als i_dc — -~ a A² cos 2 <-) ^ls

dargestellt wird. Daher wird durch Diskriminieren der empfangenen Phase durch den Diskriminator 28 und durch Umkehren des Vorzeichens des Ausgangssignals des Phasendiffcrenzdetektors 3 in dem Ver- ,₀ vielfacher 29 entsprechend dem Ausgangssignal des

Diskriminator, z. B. im Falle von ± \ , ein Ausgangssignal an dem Ausgangsanschluß des Vervielfacher erhalten, das eine konstante Beziehung zu der ₂<; Phasendifferenz zwischen dem Eingangssignalträgcr und dem Ausgangssignal des Oszillators 4 besitzt.

Wie sich klar aus der obigen Beschreibung ergibt, dient die in Fig. 6 dargestellte Anordnung in der gleichen Weise wie im Falle der 2phascnmodulierten ,₀ Welle als Phasensynchronisicrschallung.

In der obigen Beschreibung wurden Ausführungsformen von Phasensynchronisicrschaluingen erläutert, die einen wie in F i g. 2 gezeigten Phasendiffercnzdclektor besitzen, es können jedoch andere Pha- is scndifferenz.dctcktorcn zur Demodulation eines Trägers und zur kohärenten Demodulation verwendet werden.

I i g. 7 zeigt eine Ausführungsform des 4-Phasendiffcrenzdclcklors. Dieser Phasendifferenzdetektor setzt sich aus 2-Phaseiuliffercnzdetckioren zusammen, wie sie in 1·' i g. 2 gezeigt sind, die miteinander in Kaskadenanordnung geschaltet sind. Dieser Phasendiffcreuzdetcktor wird für den Block 3 in F i g. 1 verwendet, um eine Phasensynehroiiisier- .,_s schallung zu bilden. Die Phase, die in dem Phasenschieber 6 verschoben wird, und die Verviclfaehungszahl des Vervielfachers 5 sind von denen der obenbeschriebenen 2phasenmodulierten Welle verschieden. Sl)

Iu Fig, 7 isl 210 ein Hingangsanschluß für ein Hingangssignal. 211 ein Hingaiigsanschhtß IVu den Vervielfacher, 212 isl ein Diplexer, 213 ist ein llochpaßlillci, 214 und 215 sind Halbleiterdioden, 216 ist ein Handpaßlillcr. 217 ist ein Diplexer. 218 isl ein _ss lloehpaßlillci. 219 und 221» sind Halbleiterdioden. 221 ist ein Ticfpaßliller. und 222 isl ein Aus(Uiii|isimschluD für das Ausgaiu'.ssignal,

line 'lphasenmodulierli- Welle von dem Hingangsansi'hlulJ 210 und das Signal von einem Frequenz («> vei viellacher-Hini'ani'.sansehluß 211. dessen Frequenz der vierfachen Aus|'.ani:sliei|tieuz des spannungs l'.esleuerteii Oszillators entspricht, werden in einem Diplesci 212 aiUlierl und danach zu den llalbleileiiliiulen 214 und 215 über das llochpaßnllei 213 c-, geleilet. Die Halbleiterdiode!! 214 und 215 bilden eine iiiehtlineaic Schaltung, die im wesentlichen eine wie in I·' i ji. Λ gezeigte kubische Parabclehanikteristik besitzt. Das Ausgangssignal. &λυ an den Dioden

214 und 215 demoduliert wird, wird zu einem Bandpaßfiltcr 216 geleitet, um eine Frcquenzkomponcnte zweimal so groß wie die Trägerfrequenz des Eingangssignals auszuwählen, und wird danach wieder einem Diplexer 217 zusammen mit der 4phasenmoduliertcn Welle zugeleitet. Eine beschriebene Gleichstromkomponente wird dadurch abgeleitet, daß das resultierende addierte Signal von dem Diplexer 217 über ein Hochpaßfiltcr 218. die nichtlincarc Schaltung 219. 220 und ein Tiefpaßfilter geführt wird.

Die Funktionsweise dieses Phasendifferenz.detektors wird nun im einzelnen beschrieben.

Die Spannungs/Strom-Charakterislik der Schaltung, die sich aus den nichtlinearcn Dioden 214 und

215 zusammensetzt, kann näherungsweise durch die folgende Gleichung dargestellt werden:

ί = aV\

in der α eine Proportionalitätskonstante ist. Das Eingangssignal ist

i; = A cos 2.-7/'. (S)

in der .1 + 1. -1. +7 oder 7 (7 ist die imaginäre Einheit) entsprechend einer übertragenen Information sein kann. / ist eine Trägerfrequenz, und r ist eine Zeil.

Außerdem wird das Oszillatorausgangssignal I₁₁ des spanniingsgestcucrtcn Oszillators 4 wie folgt dargestellt:

I₀ r: cos (2.7/'/ + (·». (9)

in der (·> eine Phasendifferenz zwischen dem Träger des Eingangssignals und dem Oszillatorausgangssignal ist.

Die Spannung, die an dem Anschluß 211 zur Verfügung steht, deren Frequenz in dem Frequenzvervielfacher vervielfacht wurde, isl

I_n, cos (8 .7/f I AH).

II»)

Die ilen nichtlinearen Dioden 214 und 215 zu/u führende Spannung wird daher

Γ Γ, I Γ,,, A cos 2 .|// I cos (S ι /ι ι At)). (II)

und der Strom I₄,, der F'requenzkomponenle de zweifachen Trägerfrequenz ergibt sich in diesen Aus gaugssignalen wie folgt

ti ■ A^! cos (4 ί Jt

(12)

Diese Ausgangssignalkomponente wird von dci Bitiulpaßl'tltei 216 abgeleitet, wieder zu dem lii gangssignal in dem Diplexer 217 addiert und zu dt nichllinearen Schaltung 219 und 220 geleitet, die ti zuvor erwähnte Charakteristik besitzt. Die Cileiel sliomkomponenle /,,, des Stromes, der durch die: Schaltung Hießt. HIDt sich wie folgt darstellen:

/Γ¹ · cos 4 <■>.

man erhall an dein Anschluß 222 über das Tielpa Tiller 221 ein der (ilcichung (11) proportionales Ai i i

V(Mi rut>/

i/

Dieses ist in F i g. 8 dargestellt: das Ausgangssignal hat eine Periode ] für <-). und diese wird

nicht verändert, wie sich aus der Gleichung (13) ergibt, unabhängig davon, welche Werte von 4 1. t /. - 1 oder -j A annehmen kann. Daher sind eine Diskriminator- und eine Vervielfacherschaltung nicht notwendig, die in der in Fig. 6 gezeigten Schaltung verwendet werden, und das Ausgangssignal wird

jeweils bei

-7-1 - 3 .-ι

, 5 .τ

und -_ο

durch eine

derartige Steuerung stabil, daß H zunimmt, wenn das Ausgangssignal des Phascndiffcrcnzdetektors positiv ist, und daß (-) abnimmt, wenn es negativ ist. wie in F i g. 8 gezeigt ist.

Durch die ursprünglichen Zustände wird bestimmt, welche dieser stabilen Phasen das Ausgangssignal annimmt. Demgemäß kann der Träger durch Verschiebung der Phase um die durch die ursprünglichen Zustände bestimmte Phasendifferenz in dem Phasenschieber 6 demoduliert werden, und die kohärente Demodulation wird dadurch durchgeführt, daß dem kohärenten Detektor 2 das Ausgangssignal des Phasenschiebers 6 und das Eingangssignal zugefügt werden.

Ein Phascndiffercnzdctcktor, wie er in F i g. ⁽) gezeigt ist, kann als Abwandlung des oben beschriebenen Phasendiffcrenzdctcktors für eine Phasensynchronisierschaltung eines Demodulators Tür eine 4phascnmodulicrte Welle gebildet werden, der die Kombination einer Vervielfacherschaltung und Halbleiterdioden umfaßt.

In F i g. 9 ist 223 ein Eingangsanschluß für ein Eingangssignal, 224 ist ein Frcqucnzvcrviclfacher-Eingangsanschluß, 225 ist ein Vervielfacher, 226 ist ein Bandpaßfilter, 227 ist ein Vervielfacher, 228 ist ein Diplexer, 229 ist ein Hochpaßfiltcr, 230 und 231 sind Halbleiterdioden, 232 ist ein Tiefpaßfilter, und 233 ist ein Ausgangsanschluß des Phascndifferenzdetektors.

Das Eingangssignal des Anschlusses 223. das durch die Gleichung (8) dargestellt wird, und das Vervielfacherausgangssignal des Anschlusses, das durch die Gleichung (K)) dargestellt wird, werden in dom Vervielfacher 225 vervielfacht. Das vervielfachte Signal wird über ein Bandpaßfilter 226 gerührt, und als Ergebnis wird eine Frequenzkoniponente /₍,_n/ erhallen, die das Dreifache der Trägerfrequenz ist.

.■1

cos (6 .ι Jl l 4 H).

(14)

Eine l'requcnzkoinponenle /,,„,, die das Zweifache der Trägerfrequenz ist, wird wieder durch Vervielfachung tier Ausgangssignalkomponeule /„„, der

10

Gleichung (14) mittels des Eingangssignals in dem Vervielfacher 227 erhalten.

cos (4 η ft + 4 θ).

(15)

Eine Gleichstromkomponente i_lU

wird in dem Ausgangssignal der nichtlinearen Dioden 230. 231 dadurch erzeugt, daß die Ausgangssignalkomponentc in der Gleichung (15) und das Eingangssignal in dem Diplexer 228 addiert werden und daß das addierte Signal über ein Hochpaßfilter 229 den nichtlinearen Dioden 230, 231 zugeführt wird.

A* cos 4 θ .

(16)

In dieser Schaltung kann ein Glcichstromsignal an dem Ausgangsanschluß 233 erhalten werden, das in seinem Vorzeichen konstant ist, wenn das Eingangssignal + 1. +./', -I oder — / ist, und das für (-) eine

Periode _Ί besitzt, ebenso wie in der in F i g. 7

gezeigten Ausführungsform, und die Oszillatorphase der spannungsgesteuerten Oszillation kann durch dieses Glcichstromsignal gesteuert werden.

Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß die Ausführuniisformcn der F i g. 7 und 8 ein Steuersignal liefern können, das eine Periode '] für

besitzt und das keine Beziehung zu dem Wert von A der Eingangs^-phascnmodulicrtcn Welle als Ausgangssignal des Phascndifferenzdetcktors hat.

Der Phasendiffcrcnzdctcktor für eine 3phasenmodulicrtc Welle kann in der gleichen Weise leicht hergestellt werden, um ein Steuersignal entsprechend A* cos 3 <-) zu liefern, und außerdem kann der Phasendifferenzdetektor für eine »i-phasenniodulierte Welle leicht hergestellt werden, so daß eine »i-Phasensynchronisicrschaltung durch die vorliegende Erfindung erhalten werden kann.

Bezugnehmend auf das nichtlineare Element wurde erläutert, daß die beiden Halbleiterdioden an die Hberlragungslcitung parallel mit umgekehrter Polarität zuoin, luler angeschlossen sind, es können jedoch andere Elemente verwendet weiden, die nlihcrungsweise eine kubische Parabelcharakteristik besitzen, wie /. B. eine Rückwärtsdiode.

Außerdom besteht eine Abwandlung darin, daß das sich ergebende Signal des Hingangssignals und dos Vervielfiicherausgangssignals in jeweils zwei nichtlinearen Schaltungen denuniuliert werden können; danach worden beule Signale addiert, so daß ein zu M" cos <-) im Verhältnis stehendes Phasendifferenzsignal erhalten wird.

I liei/ii 2 Hlatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   I. Schaltungsanordnung /inn \\ivhninisieren der örtlich erzeugten Trägei frequenz mil tier Trägerfrequenz eines übertragenen, mehrphasenmodulierten DigiiaKignals, mit einem in der Ni₁IIe der Trägerfrequenz ai heilenden, spannungsgesteuerten, örtlichen Oszillator, mit einem dem örtlichen Oszillator nachgeschalleten Frequen/-vcrvielfachcr. der die Oszillatorfrequen/ um einen Faktor gleich der Anzahl der möglichen Mehrphasenzustände vervielfacht, und mit einem Phasendiskriminator, der das in der Frequenz vervielfachte Oszillatorsignal mit dem übertragenen Signal vergleicht und ein Gleiehspannungssteuersignal für den örtlichen Oszillator abgibt, dad ti r c h g e k e η η ζ e i c h net. daß der Phasendiskriminator als Phasendifferenzdetektor (3) mit nichtlinearer Kennlinie ausgebildet ist. in dem das übertragene Digitalsignal in unveränderter Form eingegeben wird, und daß dem Phasendiskriminator ein Gleichrichter nachgeschaltet ist. der ein der Phasendifferenz zwischen dem übertragenen Digitalsignal und dem frequen/vervielfachten Oszillatorsignal entsprechendes Ausgangssignal für den spannungsgesteuerten Oszillator abgibt.

   2. Schaltungsanordnung nach Anspruch I für ein /weiphasenmodulierles Digitalsignal, bei der der Frequenzvervielfacher als Frequenzverdoppler ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasendifferenzdetektor {3) einen Diplexer (12) zum Addieren des Eingangssignals und des Ausgangssignals des Frequenzverviclfachers (5) und eine nichtlineare Schaltung (14 ... 16) mit näheruimswcise kubischer Parabelcharakteristik umfaßt.

   3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die nichtlineare Schallung zwei Halbleiterdioden umfaßt.

   4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Diplexer (12) eine Streifenleitung (24). auf der sich sichende Wellen (26, 25) eines Signals der Trägerfrequenz und eines Signals der verdoppelten Frequenz ausbilden, und einen Ausgangsanschluß (27) im Bereich von Bäuchen der stehenden Wellen (ί6, 25) umfaßt, damit ein Summationssignal ausgekoppelt werden kann.

   5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den örtlichen Oszillator (4) mindestens ein Phasenschieber (6) zur Erzeugung einer um .τ/2 phasenverschobenen örtlichen Schwingung angeschlossen ist. daß ferner zwei Phasendiffcrenzdetektoren einerseits für die Eingangsschwingung und andererseits für eine örtliche Trägersehwingung vorgesehen sind, daß ein Phascndiskriminalor (28) an zwei Phasendetektoren (2'. 2") /um Nachweis der Polarität des Ausgangssignals der Phasendetektoren und zur Erzeugung eines Ausgangssignals, dessen Polarität umgekehrt zu der Beziehung /wischen den genannten Polaritäten ist. angeschlossen ist und daß ein Vervielfacher (29) auf das Ausgangssignal des Diskriminator anspricht and das Ausgangssignal des Phasendifferen/delektois entsprechend an den örtlichen Oszillator (4l weitergibt.

   wobei das Vorzeichen dieses Steuersignals durch das Diskriminatorausgangssignal festgelegt wird.

   (i. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Phasendiffei eisdetektor (31 einen ersten Diplexer (212) /um Addieren der vervielfachten örtlichen Trägerfrequenz und des Eingangssignals zwecks Erzeugung eines Konibinalionssignais. eine nichtlineare Schaltung (214 2161 im Anschluß an den Diplexer (212) mit näherungsweise kubischer Charakteristik zur Erzeugung eines i-lochfrequenzausgangs einer Frequenz' im wesentlichen gleich der vervielfachten örtlichen Frequenz, sowie einen zweiten Diplexer (217) zum Addieren des vervielfachten örtlichen Trägersignals und des genannten Hochfrequen/-signals und schließlich eine nichtlineare Schallung (219 221) mit näherungsweise kubischer Charakteristik im Anschluß an den genannten Diplexer (217) zur Erzeugung eines Ausgangssignals umfaßt.

   7. Schaltungsanordnung nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß der Phasendifferenzdeiekufr (3) einen Multiplikationskreis (225. 227) zur Multiplikation des Hochfrequenzsignals und des Eingangssignals zwecks Erzeugung eines Kombinationssignals und einen nichtlinearen Kreis (230 232) mit näherungsweise kubischer Charakteristik umfaßt, der an den Diplexer (228) zur Erzeuuuiiu eines Ausgangssignals angeschlossen ist.