DE19753201C1 - Vorrichtung und Verfahren zur Entzerrung von Signalpaaren - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zur Entzerrung von SignalpaarenInfo
- Publication number
- DE19753201C1 DE19753201C1 DE1997153201 DE19753201A DE19753201C1 DE 19753201 C1 DE19753201 C1 DE 19753201C1 DE 1997153201 DE1997153201 DE 1997153201 DE 19753201 A DE19753201 A DE 19753201A DE 19753201 C1 DE19753201 C1 DE 19753201C1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- signal
- frequency
- phase
- signals
- oscillator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/06—Receivers
- H04B1/16—Circuits
- H04B1/30—Circuits for homodyne or synchrodyne receivers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03D—DEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
- H03D3/00—Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations
- H03D3/007—Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations by converting the oscillations into two quadrature related signals
- H03D3/009—Compensating quadrature phase or amplitude imbalances
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur
Entzerrung von Signalpaaren zum Beispiel für Homodynempfänger
(Direct-Conversion-Receiver). Die Vorrichtung und das
Verfahren ist vor allem zur Entzerrung von winkelmodulierten
Trägersignalen geeignet, insbesondere von solchen, bei denen
das konvertierte Signal (ZF) einen Gleichspannungsanteil (DC-
Anteil) aufweist.
Das der Erfindung zugrundeliegende Problem wird nachfolgend
am Beispiel von Direct-Conversion-Receivern erläutert, die
zum Beispiel aus der DE-PS 29 02 952 C2 bekannt sind.
Hiernach ist es theoretisch ausreichend, das Empfangssignal
gegebenenfalls nach einer Vorverstärkung mit der von einem
lokalen Oszillator erzeugten Trägerfrequenz zu mischen und
dabei entstehende hohe Summenfrequenzen mit einem Tiefpaß
abzutrennen. Das gefilterte Signal soll dem demodulierten
Signal entsprechen. Die Frequenz des lokalen Oszillators soll
in einer Phasenregelschleife (Phase-Locked-Loop; PLL) auf die
Trägerfrequenz eingestellt werden, wobei der empfangene
Träger als Referenzsignal für die Regelung herangezogen wird.
Das zur Regelung des lokalen Oszillators verwendete
Fehlersignal kann, wenn das empfangene Signal sehr schwach
ist und auf dem Übertragungsweg gestört wird, nicht von dem
bei der direkten Umsetzung des modulierten Trägersignals
entstehenden DC-Offset unterschieden werden. Die PLL-
Regelung versagt dann.
In der GB-PS 2 192 506 ist ein Homodynempfänger beschrieben,
bei dem ein winkelmoduliertes Eingangssignal in zwei Zweige
aufgeteilt und zu den beiden Zweigen die Frequenz eines
lokalen Oszillators zugemischt wird, wobei für einen Zweig
eine Phasenverschiebung der zugemischten Frequenz von 90°
eingestellt ist. Das Mischsignal in dem Zweig ohne
Phasenverschiebung wird als Inphase-Signal (I), das
Mischsignal in dem Zweig mit Phasenverschiebung wird als
Quadratursignal (Q) bezeichnet. Es sind Tiefpaßfilter und
Analog-/Digitalwandler vorgesehen. Die digitalen Signale aus
beiden Zweigen werden einem digitalen Signalprozessor (DSP)
zugeleitet. In diesem wird aus den I- und Q-Signalen das
demodulierte Signal berechnet. Auch die I- und Q-Signale
weisen einen DC-offset auf, der von der direkten Umsetzung
des modulierten Trägersignals stammt oder durch das
Übersprechen des lokalen Oszillators auf die Signaleingänge
des Mischers und durch die relative Phasenlage des lokalen
Oszillators zum Träger des empfangenen Signals entsteht.
Gegebenenfalls eingefügte Verstärker führen ebenfalls zu
einem weiteren DC-offset. Die Gesamtheit der DC-offset-
Spannungen (infolge aus Betriebstemparatur, der Alterung der
Bauteile, Phasenlage, Übersprechen, Verstärker-offset) kann
bei sehr kleinen Eingangssignalen etliche zehntausendmal
größer sein als das Nutzsignal, so daß ein AD-Wandler einen
größeren Dynamikbereich haben muß, um das Nutzsignal noch
auflösen zu können. Damit ist die Verwendung kostengünstiger
und schneller AD-Wandler beider erforderlichen Auflösung des
Nutzsignals weitestgehend ausgeschlossen.
In der US-PS 44 025 ist ein spezieller Empfänger beschrieben,
bei dem durch das Zumischen einer Frequenz eine
Zwischenfrequenz erzeugt wird, aus der mit einem
Fehlerverstärker eine Regelung der Frequenz des lokalen
Oszillators abgeleitet wird. Diese Regelung hat bekannte
Nachteile, z. B. Eigenschwingverhalten. Der lokale Osillator
zur Erzeugung der I- und Q-Signale wird mit einer
Frequenzablage (foffset) betrieben. Diese Frequenzablage soll
größer als die halbe Kanalbreite (base band with) sein. Dies
erfordert entweder eine Spiegelfrequenselektion oder das an
sich brauchbare Spektrum kann nicht vollständig genutzt
werden. Insbesondere bei engen Kanalabständen ist eine
Nachbarkanalinterferenz nicht zu vermeiden.
In der DE 196 48 057 A1 ist ein Quadraturdetektor
beschrieben, bei dem die Quadratursignale mit einem
Referenzsignal sr(t) = A cos (ωt + θr) und einem um 90°
verschobenen Referenzsignal srd(t) = A cos (ωt + θr -π/2)
gemischt werden. Das Problem hierbei ist, die Frequenz des
Referenzsignales auf die Frequenz des Trägersignales
abzustimmen.
In der DE 44 30 679 C1 ist in Verfahren beschrieben, bei dem
mittels Ausgleichsrechnung zunächst der Amplitudenfehler und
anschließend der Phasenfehler von Quadratursignalen berechnet
und korrigiert wird. Es ist ein Oszillatorfrequenz mit einem
Frequenz-Offset vorgesehen, so daß eine überlagerte Rotation
der im Phasendiagramm dargestellten Vektoren des
Quadratursignals erfolgt.
In der DE-OS 42 36 546 ist ein Homodynempfänger und ein
Verfahren zur direkten Konvertierung eines insbesondere
winkelmodulierten Trägersignals beschrieben, bei dem
einerseits bauteil- und anordnungsbedingte DC-offsets
abgetrennt werden, andererseits aber die eigentlichen DC-
Anteile des konvertierten Signals für die Demodulation
erhalten bleiben. Hierzu weist der lokale Oszillator eine
konstante Frequenzablage zur Trägerfrequenz des empfangenen
Signals auf. Die Frequenz des lokalen Oszillators
unterscheidet sich von der Trägerfrequenz so weit, daß die
eigentlichen DC-Anteile des konvertierten Signals, die
nominell bei der Trägerfrequenz liegen würden, in den
Durchlaßbereich der hinter die Mischer geschalteten Bandpässe
angehoben werden. Die Frequenzablage bzw. Frequenzabweichung
ist folglich auf den unteren Durchlaßbereich der Bandpässe
abgestimmt und liegt innerhalb des Spektrums des zu
empfangenden Signals. Zur Auswahl des optimalen Betrags der
Frequenzablage muß jedoch die Trägerfrequenz bekannt sein,
die in der Praxis nicht absolut sicher bestimmt ist.
Aufgabe der Erfindung war es, eine Vorrichtung und ein
Verfahren zur Entzerrung von Signalpaaren gemäß dem
Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 3 zu schaffen, bei dem das
Signal des lokalen Oszillators zur Mischung der
Quadratursignale optimiert ist.
Die Aufgabe wird durch die Vorrichtung mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 und durch das Verfahren nach Anspruch 3 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen
beschrieben.
Indem die Oszillatorsignale mit einem determinierten
bandbegrenztem Signal frequenzmoduliert werden, ist mit
Sicherheit eine optimale Frequenzablage gewährleistet. Dies
hat den Vorteil, daß im Gegensatz zu der herkömmlicherweise
konstanten Frequenzablage die Höhe der Frequenzablage nicht
vorher in Abhängigkeit von der Trägerfrequenz festgelegt
werden muß und die Qualität der Entzerrung verbessert werden
kann.
Das um die Frequenzablage versetzte Basisbandsignal wird
digitalisiert, in einem digitalen Signalprozessor demoduliert
und so korrigiert, daß die durch die Frequenzablage erzeugte
Verzerrung kompensiert wird. Die Korrektur kann zum Beispiel
mit dem in der DE-PS 44 30 679 beschriebenen Verfahren
erfolgen.
Es ist vorteilhaft, wenn die Differenzfrequenz zwischen der
Trägerfrequenz und dem maximalen Hub des determinierten
bandbegrenzten Signals kleiner als der halbe Wert der
Differenz zwischen dem Kanalmittenabstand und der genutzten
Kanalbreite ist.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens und
der Vorrichtung wird anhand der beigefügten Fig. 1
erläutert, die ein Blockschaltbild eines Homodynempfängers
mit nachgeschaltetem Rechenwerk in schematischer Darstellung
zeigt.
Das empfangene Signal 1 wird verstärkt und bildet das
Eingangssignal 2, 3, welches in zwei identische Anteile
aufgeteilt wird, die als erster Anteil 2 und zweiter Anteil 3
bezeichnet werden. Der erste Anteil 2 wird einem ersten
Mischer 4 zugeführt und mit dem am ersten Ausgang 5 des
lokalen Oszillators 6 anliegenden Signal gemischt. Hierdurch
entsteht im ersten Mischer 4 das Inphase-Signal I, das einem
Bandpaß 7 zur Abtrennung von unerwünschten Mischprodukten,
Trägerfrequenzresten, aber auch DC-offsets zugeführt wird.
Das gefilterte Signal wird über einen Signalverstärker 8 und
gegebenenfalls nach Zwischenschaltung eines AD-Wandlers 9 zur
Entzerrung in ein Rechenwerk 10 geleitet. Der zweite Anteil 3
wird einem zweiten Mischer 11 zugeführt, in dem das am
zweiten Ausgang 12 des lokalen Oszillators 6 anliegende
Signal, das zum Signal am ersten Ausgang 5 phasenverschoben
ist, mit dem zweiten Anteil 3 gemischt wird. Das als
Quadratursignal Q bezeichnete Mischprodukt wird ebenfalls
über einen Bandpaß 13, einen Signalverstärker 14 und
gegebenenfalls über einen Analog/Digitalwandler 15 in das
Rechenwerk 10 geführt. Im Rechenwerk 10 wird in bekannter
Weise die Demodulation durchgeführt, wobei das demodulierte
Signal wegen der Frequenzablage des lokalen Oszillators
verzerrt ist. Wenn das I- und das um 90° phasenverschobene Q-
Signal als rotierende Zeiger in einem Koordinatensystem
dargestellt wird, stellt das verzerrte Signal eine im
Ursprung eines Koordinatensystems verschobene Ellipse dar.
Mit bekannten Optimierungsmethoden wird die
Mittelpunktsverschiebung der Ellipse, die den DC-offset
darstellt, beseitigt und ein optimal in die Ellipse
eingepaßter Kreis bestimmt. Dann stellen die auf dem Kreis
umlaufenden I- und Q-Zeigerpaare das entzerrte Signal dar.
Der lokale Oszillator 6 erzeugt in bekannter Weise ein
Oszillatorsignal, das mit einem determinierten bandbegrenztem
Signal S frequenzmoduliert ist. Dieses Signal kann eine
Sinusschwingung einer bestimmten Frequenz oder ein
Frequenzgemisch sein. Dadurch wird eine Frequenzablage
bewirkt, deren Betrag variiert. Der Betrag der Frequenzablage
ist so häufig in optimaler Position, daß die Verfahren zur
Korrektur der I- und Q-Signale hinreichend genau arbeiten
können.
Claims (4)
1. Vorrichtung zur Entzerrung von Signalpaaren, die aus
Inphase- (I) und Quadratursignalen (Q) bestehen, mit
einem lokalen Oszillator (6), zwei Mischern (4, 11) und
einem Rechenwerk (10) zur Entzerrung, wobei ein
Eingangssignal (2, 3) in den zwei Mischern (4, 11) mit
zueinander phasenverschobenen Qszillatorsignalen (5, 12)
des lokalen Oszillators (6) zur Erzeugung des Inphase-
(I) und des Quadratursignals (Q) gemischt wird und die
Entzerrung des Signalpaars (I, Q) in an sich bekannter
Weise erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die
Oszillatorsignale (5, 12) mit einem determinierten
bandbegrenztem Signal (S) frequenzmoduliert sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Differenzfrequenz zwischen der Trägerfreguenz und dem
maximalen Hub des mit dem determinierten bandbegrenzten
Signale (S) frequenzmodulierten Oszillatorsignal (5, 12)
kleiner als der halbe Wert der Differenz zwischen dem
Kanalmittenabstand und der genutzten Kanalbreite ist.
3. Verfahren zur Entzerrung von Signalpaaren, die aus
Inphase- (I) und Quadratursignalen (Q) bestehen, durch
Mischen eines Eingangssignals (2, 3) mit zueinander
phasenverschobenen Oszillatorsignalen (5, 12) des lokalen
Oszillators (6) zur Erzeugung des Inphase- (I) und des
Quadratursignals (Q) und Entzerren des Signalpaars (I, Q)
in an sich bekannter Weise, gekennzeichnet durch
Frequenzmodulieren der Oszillatorsignale (5, 12) mit
einem determinierten bandbegrenztem Signal (S).
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Differenzfrequenz zwischen der Trägerfrequenz und dem
maximalen Hub des mit dem determinierten bandbegrenzten
Signale (S) frequenzmodulierten Oszillatorsignal (5, 12)
kleiner als der halbe Wert der Differenz zwischen dem
Kanalmittenabstand und der genutzten Kanalbreite ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997153201 DE19753201C1 (de) | 1997-12-01 | 1997-12-01 | Vorrichtung und Verfahren zur Entzerrung von Signalpaaren |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997153201 DE19753201C1 (de) | 1997-12-01 | 1997-12-01 | Vorrichtung und Verfahren zur Entzerrung von Signalpaaren |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19753201C1 true DE19753201C1 (de) | 1999-08-12 |
Family
ID=7850362
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1997153201 Expired - Fee Related DE19753201C1 (de) | 1997-12-01 | 1997-12-01 | Vorrichtung und Verfahren zur Entzerrung von Signalpaaren |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19753201C1 (de) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4236546C1 (de) * | 1992-10-29 | 1994-05-05 | Hagenuk Telecom Gmbh | Homodynempfänger und Verfahren zur direkten Konvertierung |
DE4430679C1 (de) * | 1994-08-29 | 1995-12-21 | Dataradio Eng & Consult | Verfahren und Vorrichtung zur Entzerrung von Signalpaaren |
DE19648057A1 (de) * | 1995-11-21 | 1997-05-22 | Advantest Corp | Quadraturdetektor und Amplitudenfehler-Korrekturverfahren für einen Quadraturdetektor |
-
1997
- 1997-12-01 DE DE1997153201 patent/DE19753201C1/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4236546C1 (de) * | 1992-10-29 | 1994-05-05 | Hagenuk Telecom Gmbh | Homodynempfänger und Verfahren zur direkten Konvertierung |
DE4430679C1 (de) * | 1994-08-29 | 1995-12-21 | Dataradio Eng & Consult | Verfahren und Vorrichtung zur Entzerrung von Signalpaaren |
DE19648057A1 (de) * | 1995-11-21 | 1997-05-22 | Advantest Corp | Quadraturdetektor und Amplitudenfehler-Korrekturverfahren für einen Quadraturdetektor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0595277B1 (de) | Homodynempfänger und Verfahren zur direkten Konvertierung | |
DE69132465T2 (de) | Vektormodulator mit Phasenmodulation | |
EP0595278B1 (de) | Homodynempfänger und Verfahren zur Korrektur des konvertierten Empfangssignals | |
EP1657917B1 (de) | Verfahren und Schaltungsanordnung zur Kanalfilterung analog oder digital modulierter TV-Signale | |
DE3784930T2 (de) | Empfaenger mit zwei zweigen. | |
DE3438286A1 (de) | Verfahren und schaltungsanordnung zum umsetzen frequenzmodulierter signale ueber mindestens eine zwischenfrequenz in niederfrequenzsignale | |
DE69008498T2 (de) | Amplitudenmodulation-Übertragungssystem mit unterdrücktem Träger, das die Polarität des übertragenen Signals erhält. | |
EP0237590B1 (de) | Regelschaltung zur Regelung von zwei ca. 90o Phasenverschiebung aufweisenden Signalen | |
EP0385974A1 (de) | Tonkanalschaltung für digitale fernsehempfänger. | |
DE69216928T2 (de) | Empfänger mit Direktumsetzung | |
DE69823736T2 (de) | Interferenzunterdrückung für HF-Signale | |
DE69026550T2 (de) | Quadraturempfänger für FSK-Signale mit Frequenzverschiebungskompensation | |
EP0598277B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Korrektur von DC-Anteilen bei direktmischenden Empfangseinrichtungen | |
DE19753201C1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Entzerrung von Signalpaaren | |
EP0602394B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Korrektur der Phasen- und Amplitudenfehler bei direktmischenden Empfangseinrichtungen | |
DE60027028T2 (de) | Fsk demodulator unter verwendung eines frequenzumsetzers mit drei parallel geschalteten mischern | |
DE19934215C1 (de) | Quadraturmischer mit adaptiver Fehlerkompensation | |
DE60217519T2 (de) | Empfänger | |
DE3938643C2 (de) | Verfahren zum Rekonstruieren abgetrennter Gleichspannungsnutzanteile an ZF-Signalen in einem Direct-Conversion-Empfänger und Empfänger zum Durchführen des Verfahrens | |
DE69518034T2 (de) | Verfahren und Anordnung für einen Analog-Digital-Konverter | |
DE4244144C1 (de) | Verfahren zur Demodulation von frequenzmodulierten Signalen | |
DE19819092C2 (de) | Empfänger für hochfrequente, vektormodulierte Signale | |
DE2033017B2 (de) | Vorrichtung zum empfang mehrerer eingangssignale gleicher frequenz | |
DE3718103C2 (de) | ||
EP0617507B1 (de) | Verfahren zur Demodulation von frequenzmodulierten Signalen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: SICAN GMBH, 30419 HANNOVER, DE |
|
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: SCI-WORX GMBH, 30419 HANNOVER, DE |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |