DE1950540C3 - Schaltungsanordnung zur Trägerrückgewinnung bei vierstufiger Phasenmodulation - Google Patents

Description

7 I 950 540

3 4

Produktmodulators bildet, daß das Ausgangssignal vergleichers 2 nimmt einen Wert an, der proportional des dritten Produktmodulators einen Oszillator steuert ist zu cos φ. Am Ausgang 1 des Phasenvergleichers 3 und daß die vom Oszillator abgegebene Wechsel- entsteht ein Spannungswert, der proportional zu spannung über Phasenschieber als Vergleichssignal an cos (φ - π/2) = sin φ ist. Die Ausgänge 6 und 7 sind den vier Phasenvergleichern anliegt 5 daher zueinander orthogonal. Entsprechend nehmen

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur auch die Ausgänge 8 und 9 der Phasenvergleicher 4 rrägerrückgewinnung zeichnet iWi durch Vergleichs- und 5 Werte an, die proportional zu cos (φ — π/4) weise geringen technischen Aufwand aus und auch da- bzw. sin (φ — π/4) sind. Somit sind auch die Ausdurch, daß sie mit integrierter Schaltkreistechnik er- gänge 8 und 9 zueinander orthogonal. Nachfolgend stellbar ist. Da die Ausgänge der Phasenvergleicher to wird mit den Spannungswerten an den Ausgängen 6 dauernd an die Produktmodulatoren angeschlossen und 7 in eintm Produktmodulator 10 das Produkt gesind uiii somit im Gegensatz zur Verwendung einer bildet, das am Ausgang 12 erscheint. Am Ausgang 12 Schaltmatrix keine sprunghafte Umschaltung vor- entsteht ein Spannungswert, der proportional zu genommen wird, gleichen sich etwaige Fehler bei der sin 2η. ist, da sin φ -cosy = 1/2 sin 2 φ. Am Ausgang Erzeugung der Vergleichssignale aus, und es ist auch 15 13 entsteht das Produkt der Spannungen an den Ausbei Verwendung von Phasenvergleichern minderer gangen 8 und 9, das im Produktmodulator 11 gebildet Güte nicht mit einer Aufschaukelung der Fehler zu wird. Der Spannungswert am Ausgang 13 ist prorechnen, portional zu cos 2 φ. Die Ausgänge 12 und 13 geben

Einzelheiten der Erfindung werden an Hand eines Spannungswerte ab, die zueinander im rechten Winkel vorteilhaften Ausführungsbeispieles ~rläutert, das in ao stehen. Die beiden Ausgangsspannungen werden dem den Figuren dargestellt ist. Produktmodulator 14 zugeführt, der das Produkt der

F i g. 1 zeigt ein Blockschaltbild mit einem vorteil- Ausgänge 12 und 13 bildet. Am Ausgang 15 entsteht haften Ausführungsbeispiel, ein Spannungswert, der proportional ist zu sin 4 9, da

F i g. 2 zeigt einen Phasenvergleicher zu F i g. 1, sin 2 9 · cos 2 ψ — 1/2 sin 4 φ. Dieser Ausgang 15 stellt

F i g. 3 zeigt einen Produktmodulator zu F i g. 1. 25 die gewünschte Phasen-Vergleichs-Charakteristik mit

In F i g. 1 liegt am Punkt 1 das Empfangssigna!, der Periode π/2 dar. Mit der am Ausgang 15 entnämlich die phasenmodulierte Trägerschwingung an. stehenden Spannung wird der Oszillator 16 gesteuert. Die Phasenvergleicher 2 bis 5 liefern an den Aus- Am Ausgang 17 entsieht die phasenkorrigierte Trägergängen 6 bis 9 einen Spannungswert, der proportional frequenz, die für die Demodulation der Datensignale zu cos g ist, wobei mit ψ die Phasendiffeienz zwischen 30 als Bezugsträgerfrequenz verwendet wird. Die am Ausden beiden anliegenden Eingangssignalen bezeichnet gang 17 entstehende Trägerfrequenz wird über die ist. Jeweils die Ausgangssignale von zwei Phasen- Phasenschieber 18,19 und 20 den Phasenvergleichern 2 vergleichern 2 bis 5 werden einem Produktmodulator bis 5 zugeführt. Damit zwischen den Vergleichs-10, 11 zugeführt. Die zwei Produktmodulatoren geben Signalen der einzelnen Phasenvergleicher eine Phasenan den Ausgängen 12 und 13 das Produkt der beiden 35 diffcrenz von π/4 entsteht, ist es erforderlich, daß die ihnen zugeführten Eingangssignale ab. Die Ausgänge Phasenschieber 18 und 20 eine Phasenverschiebung 12 und 13 der beiden Produktmodulatoren steuern die von π/2 bewirken, während der Phasenschieber 19 eine Eingänge eines dritten Produktmodulators 14. Am Phasenverschiebung von π/4 erzeugt.
Ausgang 15 des dritten Produktmodulators 14 ent- Die F i g. 2 zeigt eine Baustufe der Trägerrück-

steht ein Gleichspannungssignal, das einen Oszillator 16 40 gewinnungsschaltung nach Fig. 1, nämlich einen steuert, der die Trägerfrequenz erzeugt. Durch das Phasenvergleicher. Dabei wird die prinzipielle Arbeits-Gleichspannungssignal wird die Phase der Träger- weise der Phasenvergleicher 2 bis 9 in Fi g. 1 auffrequenz korrigiert, so daß am Ausgang 17 die un- gezeigt. An den Eingängen 1 und 2 liegen die beiden modulierte, in der Phase korrigierte Trägerschwingung tingangssignale an, die sich in der Phase voneinander entsteht. Von der Trägerschwingung des Oszillators 16 45 um den Wert φ unterscheiden. Eine Bewertungsschalwird das Vergleichssignal für die Phasenvergleicher 2 tung3 gibt am Ausgang 4 den Summenwert der Einbis 5 abgeleitet. Da die Vergleichssigrale für die ein- gangsspannungen an den Eingängen 1 und 2 ab, wähzelnen Phatenvergleicher 2 bis 5 gegeneinander um rend am Ausgang 5 die Differenz der beiden Eingangseinen Phasenwert von π/2 verschoben sind, wird die spannungen entsteht. Damit ein Gleichspannungs-Wechselspannung des Oszillators über Phasenschieber 50 signal entsteht, sind die Gleichrichterstufen 6 und 7 18 bis 20 an den einen Eingang der Phasenvergleicher eingeschaltet, die jeweils eine quadratische Kennzugeführt. Die Phasenschieber 18 und 20 bewirken eine linie aufweisen. An den Ausgängen 8 und 9 entstehen Phasenverschiebung zwischen Eingangs-und Ausgangs- die Werte A cos² φ/2 bzw. A sin¹ φ/2, wobei A ein Konsignal von π/2, während der Phasenschieber 19 eine stante ist, die vom Wirkungsgrad der Gleichrichter-Phasenverschiebung von π/4 herstellt. Die am Aus- 55 stufen 6 und 7 abhängt. Zwischen den beiden Ausgang 17 des Oszillators 16 entstehende Trägeifrequenz gangen 8 und 9 entsteht daher ein Wert, dessen Bewird für die Demodulation der übertragenen Daten- trag A cos* φ /2 A sin*y/2 = A cos q beträgt. Dies signale verwendet. Durch einen Vergleich zwischen der bedeutet, daß eine Bau«tufe gemäß der F i g. 2 als empfangenen phasenmodulierten Trägerfrequenz und Phasenvergleicher arbeitet.

der Oszillatorl'requenz wird die Größe der Phasen- 60 Die F i g. 3 zeigt eine weitere Baustufe der F i g. 1, stufe festgestellt und daraus mit Hilfe eines Deco- nämlich einen Produktmodulator. An den Eingängen 1 dierers das Datensignal zurückgewonnen. und 2 liegen die beiden Eingangssignale an, deren Pro-

Zur Erklärung der Wirkungsweise der Schaltungs- dukt gebildet werden soll. Die beiden Brückenschalanordnung nach F i g. 1 wird angenommen, daß die tungen 3 und 4 enthalten Dioden, die jeweils eine Phase des am Ausgang 17 des spannungsgesteuerten 65 quadratische Kennlinie aufweisen. Die beiden an den Oszillators 16 auftretende Wechselspannungssignal um Querzweigen der Diodenbrücken 3 und 4 entstehenden den Phasenwert ψ von der des Eingangssignals an der Spannungen werden einem Differenzverstärker 5 zuKlemme 1 abweicht. Der Ausgange des Phasen- geführt. Am Ausgange entsteht das Produkt der

beiden Eingangssignale. Wenn man annimmt, daß die Eingänge 1 und 2 Spannungswerte erhalten, die den Werten sin ψ und cos ψ proportional sind, so entsteht am Ausgange ein Wert von cos*ψ — sin²? — cos *φ — sin (2 q + n\2). Dies rührt daher, daß die beiden Eingangssignale in den Brücken 3 und 4 quadriert weiden und aus den beiden Werten im Differenzverstärker die Differenz gebildet wird. Die Phase des Wertes am Ausgang 6 unterscheidet sich von dei Phase des Produktes der Eingangssignale an der Klemmen 1 und 2 um ττ/2, da sin q. · cos 7 — 1 /2 sin 2 7 Am Ausgange enlsteht somit die orthogonale Korn ponenle des Produktes. Die Ausgänge der Produkt modulatoren liefern die orthogonalen Komponenter des Produktes, so daß eine Schallung nach F i g. 3 al· Produktmodulator verwendet werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. ~C PatentansDruche- kennen und das Datensignal zurückzubilden. Dazu ist

   eine Bezugsphase erforderlich, die dem unmodulierten

   -, 1. Schaltungsanordnung zur Trägerrückgewin- Träger entspricht Den unmodulierten Träger eben-" nung bei vierstufiger Phasenmodulation, bei der falls zu übertragen und auf der Empfangsseite für den vier Phasenvergleicher das phasenmodulierte Emp- s Vergleich zu verwenden, ist aufwendig und unsicher, fangssignal und je ein Vergleichssignal erhalten, da unter Umständen die beiden Signale, nämlich der dadurch gekennzeichnet, daß die Ver- modulierte und der unmodulierte Träger, unterschiedgleichssignale gegenseitig in der Phase um π/4 ver- liehe Laufzeitbedingungen auf der Übertragungsschoben sind, daß zwei Produktmodulatoren (10, strecke vorfinden.

   11) angeordnet sind, die das Produkt der Aus- io Eine weitere bekannte Methode besteht darin, den gänge (6, 7, 8, 9) von jeweils zwei Phasenverglei- modulierten Träger zu vervielfachen, so daß die ehern bilden, daß ein dritter Produktmodulator (14) Phasensprönge herausfallen, und anschließend wieder angeordnet ist, der das Produkt der Ausgänge (12, zu teilen, so daß die unmcdulierte Trägerfrequenz ent-13) des ersten und des zweiten Produktmodulators steht. Die Vervielfachermethode erfordert, daß im vor-(10, 11) bildet, daß das Ausgangssignal (15) des 15 liegenden Fall die empfangene phasenmodulierte dritten Produktmodulators (14)einenOsziHator(16) Trägerschwingung vervierfacht wird. Dies ist sehr aufsteuert und daß die vom Oszillator abgegebene wendig, und trotzdem würde eine Unsicherheit in der Wechselspannung (17) über Phasenschieber (18,19, Phase um π bestehen.

   20> als Vergleichssignal an den vier Phasen- Gemäß der deutschen Auslegeschrift 1219 966 ist

   vergleichern (2, 3, 4, 5) anliegt. ao eine Trägerrückgewinnungsschaltung für vierstufige

   2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- Phasenmodulation bekannt, bei der aus dem phasendurch gekennzeichnet, daß als Phasenvergleicher modulierten Signal ein synchroner Bezugsträger geeine Bewertungsschaltung (3) angeordnet ist, die an wonnen wird, bei der vier Phasenvergleicher vordem einen Ausgang (4) die Summe der beiden Ein- . gesehen sind, bei der jeder Phasenvergleicher an dem gangsspannungen (1,2) und am anderen Aus- »5 einen Eingang das phasenmodulierte Empfangssignal gang (5) die Differenz der beiden Eingangs- und am anderen Eingang ein Vergleichssignal erhält, spannungen (1,2) ausgibt, daß jedem Ausgang bei der die Vergleichssignale gegenseitig in der Phase (4.5) eine Gleichrichterstufe (6, 7) nachgeschaltet um π 2 verschoben sind, bei der das Ausgangssignal ist. daß jede Gleichrichterstufe (6, 7) eine quadra- der Phasenvergleicher über eine Schaltmatrix einen tische Kennlinie aufweist und daß zwischen den 30 Oszillator steuert und bei der die vom Oszillator abbeiden Ausgängen (8,9) der Gleichrichterstiifen gegebene Wechselspannung über Phasenschieber als die vom Phasenunterschied abhängige Spannung Vergleichssignal an den vier Phasenvergleichern anentsteht. !^;<*gt. Bei dieser bekannten Trägerriickgewinnungs-

   3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- schaltung müssen die vier Phasenvergleicher weitdurch gekennzeichnet, daß als Produktmodulator 35 gehend gleich arbeiten und unabhängig von Tempezwei Gleichrichterbrücken (3,4) angeordnet sind, raturänderungen, und von altersbedingten Bauteildaß jeder Gleichrichter eine quadratische Kenn- änderungen müssen die Phasenvergleicher bei gelinie besitzt, daß an jedem Querzweig der Gleich- gebenen gleichen Phasendifferenzen des Empfangsrichterbrücke ein Eingangssignal (1, 2) anliegt, daß signals und der Vergleichssignale genau gleiche Ausdas am Längszweig entstehende Glechspannungs- 4° gangsspannungen abgeben. Würde diese Bedingung signal jeder Gleichrichterbrücke am Eingang eines nicht erfüllt sein, dann ist damit zu rechnen, daß auch Differenzverstärkers (5) anliegt und daß am Aus- bei gleichen Phasendifferenzen bei den einzelnen gang (6) des Differenzverstärkers das Produkt der Stellungen der Schaltmatrix verschiedene Spannungen beiden Eingangssignale (I, 2) entsteht. abgegeben werden, wodurch fehlerhafte Vergleichs-

   45 signale erzeugt werden, die in weiterer Folge bewirken, daß die von den Phasenvergleichern abgegebenen

   Spannungen mit noch größeren Fehlern behaftet sind.

   Die bekannte Trägerrückgewinnungsschaltung hat somit den Nachteil, daß für die vier Phasenvergleicher

   Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungs- 50 ein relativ großer technischer Aufwand erforderlich anordnung zur Trägerrückgewinnung bei vierstufiger ist, weil diese Vergleicher genau abgeglichen sein Phasenmodulation, bei der vier Phasenvergleicher das müssen, weil sie weitgehend temperaturabhängig sein phasenmodulieite Empfangssignal und je ein Ver- müssen und weil deren Arbeitsweise durch die Altegleichssignal erhalten. rung einzelner Bauteile nicht wesentlich verschlechtert

   Bei der mehrstufigen Phasenmodulation wird die 55 werden darf.

   Trägerfreuqnz in verschiedenen Phasenlagen zur Ver- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

   fügung gestellt, und abhängig vom zu übertragenden Schaltungsanordnung für die Trägerrückgewinnung Datensignal wird die entsprechende Phase der Träger- aufzuzeigen, bei der eine Vervielfachung nicht erforfrequenz auf die Übertragungsleitung durchgeschaltet. derlich ist, bei der die Nachteile einzelner bekannter Bei der vierstufigen Phasenmodulation unterliegt der 60 Schaltungsanordnungen nicht auftreten und deren Träger einer Tastmodulation durch das zu über- Baueinheiten in integrierter Bauweise erstellbar sind,
   tragende Datensignal, die vier Phasenstufen für die Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe besteht

   entsprechenden Zeitaugenblicke ergibt, nämlich darin, daß die Vergleichssignale gegenseitig in der

   Λ η ττΙ") ττ iinH in rr Phase und π/4 verschoben sind, daß zwei Produkt-

   65 modulatoren angeordnet sind, die das Produkt der

   Beim Empfang der phasenmodulierten Träger- Ausgänge von jeweils zwei Phasenvergleichern bilden, schwingung auf der Empfangsseite ist es erforderlich, daß ein dritter Produktmodulator angeordnet ist, der die einzelnen Phasenstufen der Größe nach zu er- das Produkt der Ausgänge des ersten und zweiten