DE19911437A1

DE19911437A1 - Verfahren und Anordnung für digitale Übertragung mit amplitudenmodulierten Sendern mit Modulationstransformator

Info

Publication number: DE19911437A1
Application number: DE19911437A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Rudolph; Hans-Joerg Borowicz
Original assignee: Deutsche Telekom AG
Current assignee: Deutsche Telekom AG
Priority date: 1999-03-04
Filing date: 1999-03-04
Publication date: 2000-09-07
Also published as: WO2000052817A2; AU3552900A; WO2000052817A3

Abstract

Amplitudenmodelierte Rundfunksender im Lang-, Mittel- und Kurzwellenbereich sind für die digitale Übertragung verwendbar, sofern sie über einen Modulator verfügen, der einen Gleichanteil (Mittelwert des Hüllkurvensignals) überträgt. AM-Sender mit Modulationstransformator, die weltweit noch sehr viel im Einsatz sind, können auf Digitalbetrieb nicht umgestellt werden, weil der Modulationstransformator keinen Gleichanteil überträgt und seine untere Grenzfrequenz mit etwa 30 Hz viel zu hoch ist. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird die Digitalübertragung mit AM-Sendern mit Modulationstransformator dadurch möglich, daß der Mittelwert des Hüllkurvensignals durch stetige Angleichung an den Gleichspannungswert der Senderendstufe übertragen wird und die untere Grenzfrequenz des Modulationstransformators durch ein angepaßtes Übertragungsnetzwerk kompensiert wird. DOLLAR A Die Vorstufen des Modulationsverstärkers können in gleicher Verfahrensweise durch je ein Übertragungsnetzwerk im unteren Frequenzgang kompensiert werden. Alternativ ist es auch möglich, die Vorstufen kleiner Leistung durch Gleichstrom-gekoppelte Verstärker zu ersetzen.

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der digitalen Signalübertragung mit amplituden modulierten Sendern.

Stand der Technik

Die Rundfunksender im Lang-, Mittel- und Kurzwellenbereich arbeiten mit Amplitudenmodulation (AM).

ITU (International Telecommunication Union) und DRM (Digitale Radio Mondiale) treten dafür ein, daß ab dem Jahr 2001 die Digitalübertragung in den AM-Rundfunkbändern Schritt für Schritt eingeführt wird.

Die abgestrahlte Leistung im AM-Bereich ist sehr groß, und da die vorhandenen Sender und Antennen weiterhin verwendbar sein sollen, sind Umrüstungsvorschriften bzw. Umbauvorschriften für die vorhandenen AM-Sender erforderlich.

Nach bisherigem Kenntnisstand lassen sich die AM-Sender umrüsten, die über einen Modulator verfügen, der einen Gleichanteil übertragen kann. Das sind insbesondere Sender für Puls-Dauer-Modulation (PDM) und Puls-Stufen-Modulation (PSM) sowie Sender mit Ampliphasen-Modulatoren, so daß praktisch alle neueren Sender umrüstbar sind.

Weltweit sind jedoch, infolge der großen Lebensdauer der Sender, sehr viele AM-Sender mit Modulationstransformator in Betrieb, deren Verwendbarkeit von großem Interesse ist, da die Umstellung auf Digitalbetrieb für den Senderbetreiber - zumindest zunächst einmal - ohne große Neuinvestitionen möglich ist.

Der Modulationstransformator bringt folgende Probleme mit sich:

1. Eine Gleichspannung (Gleichanteil) kann nicht übertragen werden.
2. Die untere Grenzfrequenz liegt bei ca. 30 Hz.
3. Die obere Grenzfrequenz ist nicht immer ausreichend hoch genug.

Übertragung des Gleichanteils

Die Notwendigkeit der Übertragung eines Gleichanteils ist darin begründet, daß bei der Aufbereitung des digitalen Signals von seiner ursprünglichen Form in kartesischer Darstellung mit I- und Q-Signalen (Inphase- und Quadratur-Komponente) in eine polare Form mit Amplituden- (A) und Phasen- (P) bzw. phasenmodulierten Radio Frequency- (RF-P) Signalen umgewandelt werden muß. Das so gewonnene Amplituden- bzw. Hüllkurvensignal (A-Signal) enthält einen Gleichanteil, der vom Modulationstransformator nicht übertragen werden kann.

Untere Grenzfrequenz

Das A-Signal hat Spektralanteile bis zur Frequenz 0 Hz (Gleichanteil oder Direct Current (DC)). Durch die untere Grenzfrequenz des Modulationstransformators wird ein wesentlicher Teil des Spektrums herausgeschnitten, so daß starke Verzerrungen der digitalen Modulationssymbole entstehen.

Obere Grenzfrequenz

Die Untersuchungen im Rahmen von DRM zeigen, daß als obere Grenzfrequenz des Modulators mindestens die doppelte bis dreifache NF- (Niederfrequenz) Grenzfrequenz des normalen AM-Betriebes verfügbar sein muß. Je geringer die obere Grenzfrequenz ist, um so größer werden die Außenbandstrahlungen des digitalen Senders, und diese setzen die Bedingungen dafür, ob ein Sender für eine Umrüstung in Frage kommt.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, AM-Sender mit Modulationstransformator für die digitale Übertragung nutzbar zu machen.

Die Verfahrensschritte und schaltungstechnische Anordnung gemäß Anspruch 1 und 2 der Erfindung gewährleisten, daß der Gleichanteil des Hüllkurvensignals übertragen wird und die untere Grenzfrequenz des Modulationstransformators und der Vorstufen des Modulationsverstärkers kompensiert werden.

Das Prinzip der Digitalübertragung mit einem AM-Sender mit Modulationstransformator ist als Blockschaltbild in Fig. 1 dargestellt.

Aufgrund der Betragsbildung erhält das A-Signal einen Mittelwert, der einem Gleichanteil entspricht. Fig. 2 zeigt den gemessenen Verlauf eines A-Signals.

Die Versorgungsspannung (DC) für die Senderendstufe liefert einen konstanten Gleichanteil, der vom Mittelwert des A-Signals unabhängig ist. Durch Regelung der Singalamplitude des A-Signals kann erreicht werden, daß sein Mittelwert mit der DC- Spannung übereinstimmt. Die Anpassung der Signalamplitude wird durch einen Regelkreis ausgeführt.

Für die Kompensation der unteren Grenzfrequenz wird ein Übertragungsnetzwerk (LAG) eingesetzt, das an die Grenzfrequenz des Modulationstransformators angepaßt ist. Das LAG-Netzwerk (lag - nachregeln) setzt die untere Grenzfrequenz bis zu einem unschädlichen Wert von kleiner 1 Hz herab.

Die Vorstufen des Modulationsverstärkers können nach der gleichen Verfahrensweise mit je einem LAG-Netzwerk kompensiert werden.

Alternativ lassen sich die Verstärkerstufen kleiner Leistung auch durch einen DC gekoppelten Vorverstärker ersetzen.

Die erfindungsgemäße Lösung für die digitale Modulation eines AM-Senders mit Modulationstransformator umfaßt folgende zusätzlichen Komponenten (siehe Fig. 3):

- Mittelwertbildner für das A-Signal,
- DC-Überwachung zur Kontrolle des aktuellen Wertes der Versorgungsspannung,
- Steuereinrichtung zur Einstellung der Amplitude des A-Signals, die durch den Mittelwertbildner und die DC-Überwachung beeinflußt wird,
- LAG-Übertragungsnetzwerk für die Kompensation der unteren Grenzfrequenz des Modulationstransformators.

Claims

1. Verfahren für digitale Übertragung mit amplitudenmodulierten Sendern mit Modulationstransformator, dadurch gekennzeichnet,
daß die Übertragung des Mittelwertes des Hüllkurvensignals dadurch gewährleistet wird, daß der Mittelwert dem Gleichspannungswert der Versorgungsspannung der Senderendstufe betragsmäßig nachgeführt wird,
daß dafür der Gleichspannungswert der Versorgungsspannung überwacht und der Mittelwert des Hüllkurvensignals durch Regelung der Signalamplitude an die Versorgungsgleichspannung angepaßt wird, und
daß die untere Grenzfrequenz des Modulationstransformators durch Kompensation auf einen effektiven Wert von kleiner 1 Hz herabgesetzt wird.

2. Anordnung für digitale Übertragung mit amplitudenmodulierten Sendern mit Modulationstransformator, dadurch gekennzeichnet,
daß der Regelkreis für die Einstellung der Amplitude des Hüllkurvensignals aus den Komponenten Mittelwertbildner, Gleichspannungsüberwachung und Stellglied gebildet wird und in den Signalweg des Hüllkurvensignals angeordnet wird,
daß die untere Grenzfrequenz des Modulationstransformators durch ein angepaßtes Übertragungsnetzwerk kompensiert wird,
daß das Übertragungsnetzwerk vor dem Modulationsverstärker angeordnet wird, und daß für die Vorstufen des Modulationsverstärkers

a) auch die Kompensation durch je ein Übertragungsnetzwerk zur Anwendung kommt, oder
b) die Vorstufen durch Gleichstrom-gekoppelte Verstärker ersetzt werden.