DE1950541C3 - Schaltungsanordnung zur Traegerrueckgewinnung bei achtstufiger Phasenmodulation - Google Patents

Description

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sein müssen und weil deren Arbeitsweise durch die nach, so daß am Ausgang 33 des Oszillators die un-Alterung einzelner Bauteile nicht wesentlich ver- modulierte, in der Phase korrigierte Trägerschwinschlechtcrt werden darf. gung entsteht. Von der Trilgerseliwingung des Qs-Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine feillators 32 wird das Vcrglcichssignal für die Phasen· ,Schaltungsanordnung für die Trägcrrlickgcwinnung 5 vergleicher 2 bis 9 abgeleitet. Da die Vergleichs- :aufzuzeigen, bei der eine Vervielfachung nicht erforder- signale für die einzelnen Phascnvergleicher gegencinlich ist, bei der die Nachteile einzelner bekannter ander um einen Phasenwert von nü verschoben sind, Schaltungsanordnungen nicht auftreten und deren wird die Wechselspannung des Oszillators über Baueinheiten in integrierter Bauweise einstellbar sind. Phasenschieber 34 bis 40 ar, den einen Eingang der Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß acht to .Phascnvergleicher zugeführt. Die Phasenverschieber34, ίPhasenvcrgleicher angeordnet sind, daß jeder Phasen- 36, 38 und 40 bewirken eine Phasenverschiebung vcrgleicher an dem einen Eingang das phasenmodu- zwischen Eingangs- und Ausgangssignal um n\l, wählierte Empfangssignal und am anderen Eingang ein rend die Phasenschieber 35, 37 und 39 eine Phasen-Vergleichssignal erhält, daß die Vergleichssignale verschiebung um π/8 bewirken. Die am Ausgang 33 /gegenseitig in der Phase um π/8 verschoben sind, daß 15 des Oszillators 32 entstehende Trägerfrequenz wird (vier Produktmodulatoren angeordnet sind, die das . für die Demodulation der Übertragenen Datensignal Produkt der Ausgänge von jeweils zwei Phasen- verwendet. Durch einen Vergleich zwischen der 'vergleichern bilden, daß ein fünfter Produktmodulator empfangenen phasenmodulierten Trägerfrequenz und angeordnet ist, der das Produkt der Ausgänge des der vom Oszillator abgegebenen Frequenz wird die ersten und des dritten Produktmodulators bildet, daß 20 üröße der Phasenstufe festgestellt und daraus mit icin sechster Produktmodulator angeordnet ist, der Hilfe eines Decodierers das Datensignal zurück-•das Produkt der Ausgänge des zweiten und vierten gewonnen.

iProduktmodulators bildet, daß ein siebenter Produkt- , Zur Klärung der Wirkungsweise der Schaltungsmodulator angeordnet ist, der das Produkt der Aus- anordnung nach F i g. 1 wird angenommen, daß die gänge des fünften und sechsten Produktmodulators 25 Phase des am Ausgang 33 des spannungsgesteuerten bildet, daß das Ausgangssignal des siebenten Produkt- , Oszillators 32 auftretende Wechselspannungssignal um modulators einen Oszillator steuert und daß die vom den Phasenwert η. von der des Eingangssignals an der Oszillator abgegebene Wechselspannung über Phasen- Klemme 1 abweicht. Dann hat der Ausgang 10 des schieber als Vergleichssignal an den acht Phasen- iPhasenvergleichers 2 einen Wert, der proportional zu vergleichern anliegt. 30 cos ^ ist, und der Ausgang 11 des Phasenvergleichers 3 Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur nimmt einen Wert an, der proportional zu cos Trägerrückgewinnung zeichnet sich durch Vergleichs- '{η -π/2) =-■ sin 7 und somit orthogonal zum Ausweise geringen technischen Aufwand aus und auch da- gang 10 ist. Entsprechend sind die Ausgänge 12 und 13 durch, daß sie mit integrierter Schaltkreistechnik er- der Phasenvergleicher 4 und 5 proportional zu cos stellbar ist. Da die Ausgänge der Phasenvergleicher 35 {<? - π/8) bzw. sin (</ - π.8). Die Ausgänge 14 und 15 dauernd an die Produktmodulatoren angeschlossen der Vergleicher 6 und 7 sind proportional zu cos sind und somit im Gegensatz zur Verwendung einer (</ — π/4) bzw. sin (7 — π/4), und die Ausgänge 16 Schaltmatrix keine sprunghafte Umschaltung vorge- und 17 der Vergleicher 8 und 9 sind proportional zu nommen wird, gleichen sich etwaige Fehler bei der cos (7 — 3/8π) bzw. sin (φ — 3/8π). Daher sind alle Erzeugung der Vergleichssignale aus, und es ist auch 40 Ausgänge orthogonal zueinander. Arn Ausgang 22 bei Verwendung von Phaserivergleichern minderer des Produktmodulators 18 entsteht das Produkt der Güte nicht mit einer Aufschaukelung der Fehler zu Ausgänge 10 und 11. Der Wert am Ausgang 22 ist rechnen. proportional zu sin 2</, denn sin η -cos 7 - 1 '2 sin 2r/, Einzelheiten der Erfindung werden an Hand eines während sich am Ausgang 23 cos (φ — π/8) · sin vorteilhaften Ausführungsbeispiels erläutert, das in 45 (ψ ■- π/8) = 1/2 sin (2η — π/4) ergibt. Dieses Produkt den Figuren dargestellt ist. der Ausgänge 12 und 13 bildet der Produktmodula-F i g. 1 zeigt ein Blockschaltbild mit einem vorteil- tor 19. Entsprechend erhält man aus dem Produkthaften Ausführungsbeispiel der Erfindung, modulator 20 am Ausgang 24 den Wert 1/2 sin F i g. 2 zeigt einen Phasenvergleicher zu Fig. 1, (2α·—π/2)= l/2cos(2r/;),derproportionalistzucos27. Fig. 3 zeigt einen Produktmodulator zu Fig. 1. 50 während sich andererseits am Ausgang25 des Proin F i g. 1 liegt am Punkt 1 das Empfangssignal, duktm^duktor·; 21 ein Wert ergibt, welcher 1/2 sin nämlich die phasenmodulierte Trägerschwingung an. (2φ — 3/4π) = 1/2 cos {2η — π/4) ist. Die Ausgänge Die Phasenvergleicher 2 bis 9 liefern an den Aus- 22 und 24 werden dem Produktmodulator 26 zugeführt gangen 10 bis 17 einen Spannungswert, der propor- Die Ausgänge 23 und 25 sind an den Produktmodutional zu cos ^ ist, wobei mit </ die Phasendifferenz 55 Iator27 geführt. AmAusgang28 des Produktmodulazwischen den beiden anliegenden Eingangssigiialen tors 26 entsteht ein Spannungswert, der proportional bezeichnet ist. Jeweils die Ausgangssignale von zwei ist /u sin 4η, da 1/2 sin 2η · 1/2 cos 2η — 1/8 sin 4γ Phasenvergieichern 2 bis 9 werden einem Produkt- ibt, während das Produkt der Ausgänge 23 und 25, modulator 18 bis 21 zugeführt. Die vier Produkt- das im Produktmodulator 27 gebildet wird und am modulatoren geben an den Ausgängen 22 bis 25 das So Ausgang 29 entsteht, den Wert von 1/8 cos Uf aufProdukt der beiden ihnen zugeführten Eingangs- weist. Das Produkt der Ausgänge 28 und 29 bildet der signale ab. Jeweils zwei Ausgänge der vier Produkt- Produktmodulator 30. Am Ausgang 31 entsteht ein modulatoren werden einem weiteren Produktmodula- ... J - _o , *· 1 · * · ο
tor 26 und 27 zugeführt, dessen Ausgänge 28 und 29 ^W"^{n von} 128 ^{sm 8}?' ^r proport.onal ist zu srn 87.
den siebten Produktmodulator 30 steuern. Das am 65 Dies stellt die gewünschte Phasen-Vergleichs-Cha-Ausgang31 des siebten Produktmodulators 30 ent- rakteristik mit der Periode π/4 dar. Der Ausgang 31 stehende Gleichspannungssignal steuert den Oszilla- des Produktmodulators 30 ergibt einen Spannnngstor32, der die Trägerfrequenz erzeugt, in der Phase wert, der den Oszillator 32 in seiner Phase steuert.

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Am Ausgang 33 des Oszillators 32 entsteht die syn- daher ein Wert, dessen Betrag A cos² r/,/2 — A sin² fj2

chrone Trägerfrequenz, die phasenrichtig über die = A cosy- beträgt. Dies bedeutet, daß eine Baustufc

Verzögerungsglieder 34 bis 40 dem Phasenvergleicher 2 gemäß der F ί g. 2 als Phasenvergleicher arbeitet,

bis 9 zugeführt wird. Damit zwischen den Vergleichs- Die F i g. 3 zeigt eine weitere Baustufe der F i g. 1,

Signalen der einzelnen Phasenvergleicher eine Phasen- 5 nämlich einen Produktmodulator. An den Eingängen 1

different von π/8 entsteht, ist es erforderlich, daß die und 2 liegen die beiden Eingangssignale an, deren Pro-

Phasenverschieber 34, 36, 38 und 40 eine Phasen- dukt gebildet werden soll. Die beiden Brückenschal-

verschiebung von π/2 bewirken, während die Phasen- tungen 3 und 4 enthalten Dioden, die jeweils eine

schieber 35, 37 und 39 eine Phasenverschiebung von quadratische Kennlinie aufweisen. Die beiden an den

π/8 erzeugen. i° Querzweigen der Diodenbrücken 3 und 4 entstehenden

Die F'ig. 2 zeigt eine Baustufe der Trägerrück- Spannungen werden einem Differenzverstärker5 zu-

gewinnungsschaltung nach F i g. 1, nämlich einen geführt. Am Ausgang 6 entsteht das Produkt der

Phasenvergleicher. Dabei wird die prinzipielle Ar- beiden Eingangssignale. Wenn man annimmt, daß die

beitsweise der Phasenvergleicher2 bis 9 in Fig. 1 'Eingänge 1 und 2 Spannungswerte erhalten, die den

aufgezeigt. An den Eingängen 1 und 2 liegen die »5 -Werten sin</> und cos φ proportional sind, so entsteht

beiden Eingangssignale an, die sich in der Phase von- am Ausgang 6 ein Wert vor;, cos⁷· φ — sin^z9? = cos

einander um den Wert φ unterscheiden. Eine Be- 2<p = sin (2<p + π/2). Dies rührt daher, daß die beiden

Wertungsschaltung 3 gibt am Ausgang 4 den Summen- Eingangssignale in den Brücken 3 und 4 quadriert

wert der Eingangsspannungen an den Eingängen 1 (werden und aus den beiden Werten im Differenz- und 2 ab, während am Ausgang 5 die Differenz der 20 verstärker die Differenz gebildet wird. Die Phase des

beiden Eingangsspannungen entsteht. Damit ein iWertes am Ausgang 6 unterscheidet sich von der

Gleichspannungssignal entsteht, sind die Gleich- Phase des Produktes der Eingangssignale an den

richterstufen 6 und 7 eingeschaltet, die jeweils eine Klemmen 1 und 2 umιπ/2, da sin ψ· cos φ = 1/2 sin 2φ.

quadratische Kennlinie aufweisen. An den Aus- Ära Ausgang 6 entsteht somit die orthogonale Kompogängen 8 und 9 entstehen die Werte A cos² φ/2 bzw. 25 nente des Produktes, Die Ausgänge der Produktmodu-

A sin² φ/2, wobei A eine Konstante ist, die vom Wir- latoren liefern die orthogonalen Komponenten des

kungsgrad der Gleichrichterstufen6 und 7 abhängt. Produktes, so daß eine Schaltung nach Fig. 3 als

Zwischen den beiden Ausgängen 8 und 9 entsteht Produktmoduiator verwendet werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 mil achtslufiger Phasenmodulation ein synchroner PatentansDrüche· Bczußetrflgcr gewonnen wird. Utentansprucnc. JJei der mchrgtuflgen phasenmodulation wird die Trägerfrequenz in verschiedenen Phnsenlogcn zur Ver-

1. Schalllingsanordnung zur Trägerrückgewi n- 5 fügung gestellt, und abhängig vom zu übertragenden i nung bei achtstufiger Phasenmodulation, indem aus Datensignal wird die entsprechende Phase der Träger* i itlem Empfangssignal mit achtstufiger Phasen- frequenz auf die Übertragungsleitung durchgeschaltet. , modulation ein synchroner Bezugträger gewonnen Bei der achtsluligen Phasenmodulation unterliegt der ' wird, dadurch gekennzeichnet, daß Träger einer Tastmodulation durch das zu Überacht Phasenvergleicher (2, 3. 4, 5, 6, 7, 8, 9) angc- 10 tragende Datensignal, die acht Phasenstufen für die f ordnet sind, daß jeder Phasenvergleicher an dem entsprechenden Zeitaugenblicke ergibt, nämlich
,einen Eingang (1) das phasenmodulierte Ernp- ' ₀ „_{l4 πβ 3/4π}, „, ₅<4π. VIn. und 7/4*.
·, fangssignal und am anderen Eingang ein Ver-

' glcichssignal erhält, daß die Vergleichssignale Beim Empfangderphasenrnodulicrten Trägerschwill·

_t gegenseitig in der Phase um π/8 verschoben sind, 15 gung auf der Empfangsseite ist es erforderlich, die { daß vier Produktmodulatoren (18,19,20,21) ange- einzelnen Phasenstufen der Größe nach zu erkennen Ϊ ordnet sind, die das Produkt der Ausgänge von und das Datensignal zurUckzubildcn. Dazu ist eine f ' jeweils von zwei Phasenvergleichern bilden, daß Bezugsphase erforderlich, die dem unmodulierten ⁵J ein fünfter Produktmodulator (26) angeordnet ist. Träger entspricht. Den unmodulierten Träger eben- ■> der das Produkt der Ausgänge (22. 24) des ersten ao falls zu übertragen und auf der Empfangsseite für den und des dritten Produktmodulators (18,20) bildet, Vergleich zu verwenden, ist aufwendig und unsicher, ^₁ daß ein sechster Produktmodulator (27) angeord- da unter Umständen die beiden Signale, nämlich der 5; net ist, der das Produkt der Ausgänge (23, 25) des modulierte und der unmodulierte Träger unterschied-Fr zweiten und vierten Produktmodulators (19, 2i) liehe Laufzeitbedingungen auf der Übertragungs-4 bildet, daß ein siebenter Produktmodulator (30) as strecke vorfinden.

₍; angeordnet ist, der das Produkt der Ausgänge (28, Eine weitere bekannte Methode besteht darin, den

'_T'' 29) des fünften und sechsten Produktmodulators modulierten Träger zu vervielfachen, so daß die ' (26, 27) bildet, und daß das Ausgangssignal (31) Phasensprünge herausfallen und anschließend wieder -i des siebten Produktrnodulators (30) einen Oszilla- zu teilen, so daß die unmoduliert Trägerfrequenz ent- ζ tor (32) steuert, daß die vom Oszillator abgegebene 30 steht. Die Vervielfachermethode erfordert, daß im F Wechselspannung (33) über Phasenschieber (34, vorliegenden Fall die empfangene phasenmodulierte

j ■ 35. 36, 37, 38, 39. 40) als Vergleichssignal an den Tragerschwingung verachtfacht wird. Dies ist sehr ^! acht Phasenvergleichern (2, 3, 4, 5. 6, 7. 8. 9) an- aufwendig, und trotzdem würde eine Unsicherheit in

liegt. der Phase um ti bestehen.

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2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- 35 Gemäß der deutschen Auslegeschrift 1 219 966 ist

durch gekennzeichnet, daß als Phasenvergleicher eine Trägerrückgewinnungsschaltung für vierstufige eine Bewertungsschaltung (3) angeordnet ist, die Phasenmodulation bekannt, bei der aus dem phasenf,! an dem einen Ausgang (4) die Summe der beiden modulierten Signal ein synchroner Bezu.e,sträger ge-Eingangsspannungen (1, 2) und am anderen Aus- wonnen wird, bei der vier Phasenvergleicher vorgegang (5) die Differenz der beiden Eingangsspannun- 40 sehen sind, bei der jeder Phasenvergleicher an dem gen(l, 2) ausgibt, daß jedem Ausgang (4, 5) eine einen Eingang das phasenmodulierte Empfangssigna! ¹ Gleichrichterstufe (6, 7) nachgeschaltet ist, daß und am anderen Eingang ein Vergleichssignal erhält,

jede Gleichrichterstufe eine quadratische Kenn- bei der die Vergleichssignale gegenseitig in der Phase linie aufweist und daß zwischen den beiden Aus- um rr'2 verschoben sind, bei der das Ausgangssignal gangen (8, 9) der Gleichrichterstufen die vom 45 der Phasenvergleicher über eine Schaltmatrix einen Phasenunterschied abhängige Spannung entsteht. Oszillator steuert und bei der die vom Oszillator ab-3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- gegebene V/echselspannung über Phasenschieber als durch gekennzeichnet, daß als Produktmodulator Verg'ieichssigna! an den vier Phasenvergleichern anzwei Gleichrichterbrücken (3, 4) angeordnet sind, liegt. Bei dieser bekannten Trägerrückgswinnungsdaß jeder Gleichrichter eine quadratische Kenn- 50 schaltung müssen die vier Phasenvergleicher weitlinie besitzt, daß an jedem Querzweig der Gleich- gehend gleich arbeiten und unabhängig von Temperarichterbrücke ein Eingangssignal (1, Z) anliegt, daß turänderungen, und von altersbedingten Bauteili, das am Längszweig entstehende Gleichspannungs- änderungen müssen die Phasenvergleicher bei gegebe- '" · signal jeder Gleichrichterbrücke am Eingang eines nen gleichen Phasendifferenzen des Empfangssignals ^x'_f Differenzverstärkers anliegt und daß am Ausgang 55 und der Vergleichssignale genau gleiche Ausgangs- ; (6) des Differenzverstärkers das Produkt der spannungen abgeben. Würde diese Bedingung nicht ' beiden Eingangssignale (i, ti entsteht. erfüllt sein, dann ist damit zu rechnen, daß auch bei

gleichen Phasendifferenzen bei den einzelnen Stellungen der Schaltmatrix verschiedene Spannungen ab-60 gegeben werden, wodurch fehlerhafte Vcgleichs-

'i 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 so-

65 mit den Nachteil, daß für die vier Phasenvergleicher

Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltungs- ein relativ großer technischer Aufwand erforderlich anordnung zur Trägerrückgewinnung bei achtstufiger ist, weil diese Vergleicher genau abgeglichen sein Phasenmodulation, indem aus dem Empfangssignal müssen, weil sie weitgehend temperaturunabhängig