DE2003093B2 - Schaltung zur demodulation von amplitudenschwankungen einer winkelmodulierten elektrischen schwingung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur Demodulation von Amplitudenschwarikungen einer winkeimodulierten elektrischen Schwingung, bei der die zu demodulierende Schwingung an den einen Eingang einer Vollweggleichrichterschaltung unmittelbar und an dem anderen Eingang über ein 90°-Phasendrehglied angeschaltet ist.

Bei einer bekannten Schaltung dieser Art (GB-PS 97 887) wird der Eingang der Schaltung durch einen Übertrager mit einer mittelangezapften Sekundärwicklung gebildet, die direkt zur Speisung einer ersten ZweiweggleichrichterschaUung mit zwei Dioden und über ein Phasendrehglied zur Speisung einer weiteren gleichartigen Gleichrichterschaltung angeschaltet ist, wobei die Ausgänge der beiden Gleichrichterschaltungen miteinander verbunden sind und dem Eingang eines Verstärkers zugeführt werden. ⁽⁾⁰

Eine derartige Schaltung eignet sich zur Demodulation von Wechselspannungssignalen, deren Dauer gegenüber ihrer Frequenz so groß ist, daß während dieser Dauer eine Vielzahl von Schwingungsperioden auftritt. Wenn die Dauer des Wechselspannungssignals ⁶S verglichen mit der Frequenz jedoch so kurz ist, daß nur eine sehr geringe Anzahl von Perioden während dieser Dauer auftritt, so kann mit derartigen Schaltungen eine zuverlässige Demodulation nicht mehr durchgeführt werden. Derartige kurze Wechselspannungssignale treten insbesondere bei der Datenübertragung über eine Telefonleitung auf. Hierbei werden Modulaiionsverfahren benutzt, die eine im wesentlichen konstante Amplitude und eine Winkelmodulation der elektrischen Schwingung verwenden. Die Qualität der Datenübertrugungsverbindung beeinflußt jedoch die Amplitude, so daß bei Störungen oder verschlechterten Eigenschaften der Patenübertragungsverbindungen eine stärkere Amplitudenvariation in der Hüllkurve der elektrischen Schwingung auftritt, verglichen mit dem Fall der Übertragung über eine Verbindung mit einwandfreien Eigenschaften.

Bei der bei derartigen Datenüberlragungsverbmdungen benutzten Frequen/umlastung mit 1200 Baud oder Bit pro Sekunde wird die Modulationsfrequenz von gleicher Größenordnung wie die Trägerfrequenz, da die Frequenz für das eine Zeichen 1300 Hz beträgt, während die Frequenz für das andere Zeichen 2100 Hz beträgt. Unter diesen Umständen ist es von großer Bedeutung, daß die Schaltung zur Demodulation der Amplitudenschwankungen diese so genau wie möglich wiedergibt.

Es wurde bereits versucht, bei Datenübertragungsverbindungen mit Frequenzumtastung die elektrischen Schwingungen mit einer höheren Frequenz zu modulieren und dieses modulierte Signal mit Hilfe eines üblichen Amplitudendetektors zu demodulieren. Hierzu ist jedoch ein aufwendiger Modulator mit zugehörigem Oszillator sowie ein Filter erforderlich, so daß sich insgesamt ein hoher Aufwand ergibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Schaltung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine möglichst naturgetreue Demodulation der Amplitudenschwankungen selbst dann ermöglicht, wenn die Dauer der elektrischen Schwingung nur sehr kurz ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Gleichrichterschaltung die an sich bekannte Brückengleichrichterschaltung mit einem positiven und einem negativen Ausgang ist, daß die beiden Ausgänge über je eine gesteuerte Torschaltung an Masse schaltbar sind und daß die Steuerung der Torschallungen durch die Summe der an der Gleichrichterschaltung anliegen den Spannungen erfolgt.

Durch diese Ausgestaltung der Schaltung ergibt sich selbst bei sehr kurzer Dauer der elektrischen Schwingungen verglichen mit ihrer Periodendauer eine sehr genaue Demodulation von Amplitudenschwankungen.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß zur Kombination der beiden Ausgänge der Schaltung die Ausgänge der Torschaltungen an die Eingänge eines Differenzverstärkers angeschaltet sind, dessen Ausgang des Demodulationsprodukt liefert.

Zur Erzielung einer Filterwirkung ist der Differenzverstärker gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung als Integrator geschaltet.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein Begrenzerverstärker vorgesehen, an dessen Eingang die Summe der der Gleichrichterschaltung zugeführten Spannungen angeschaltet ist und dessen Ausgang mit dem Steuereingang der Torschallungen verbunden ist.

Die Torschaltungen können vorzugsweise einen Transistor aufweisen, wobei die Transistoren der beiden Torschaltungen von entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp sind.

Die Erfindung wird im folgenden an Hund der Zeichnungen noch naher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Ausführungsform der .Schaltung zur Demodulation von Ampliuidenschwankungen,

F i g. 2 Spannungs-Zeiidiagramme für Spannungen, die in der in Fi g. 1 gezeigten Schaltung auftreten.

Die in Fig. 1 dargestellte Schaltung ist zur Demodulation von Ainplitudensehwankungen einer winkelmodiilicrten elektrischen Schwingung bestimmt, wobei eine Demodulation auch dann noch möglich ist, wenn die Dauer der elektrischen Schwingung verglichen mit der Periodendauer sehr kurz ist.

Das zu demodulierende Signal wird dem Eingang A der Schaltung nach F i g. 1 zugeführt. Dieser Eingang A ist einerseits direkt und andererseits über ein 9O'-Phasendrehglied FVl an die beiden Einlange einer Brückengleichrichterschaitung mit den Dioden D 1 bis D4 angeschaltet.

Die positiven Halbperioden am Ausgang des Phasendrehgliedes FV1 gelangen über die Diode D 3 an den Punkt F, wahrend die negativen Halbperioden dieses Signals über die Diode Dl dem Punkt G zugeführt werden.

Die positiven Halbperioden des nicht phasenverschobenen Eingangsignals werden über die Diode 0 4 ebenfalls dem Punkt Fzugeführi, während die negativen Perioden dieses Signals über die Diode D 1 dem Punkt G zugeführt werden. Wenn das Signal am Eingang A ein reines Sinussignal ist, entspricht die Spannung an den Punkten G und Fden in Fig.4 gezeigten Spannungs-Zeitdiagramnien G bzw. F. Das in dem Phasendrehglied FVl phasenverschobene und das dem Eingang A zugeführte Signi'l werden über Widerstände summiert und einem Eingang H zugeführt, wobei der .Spannungsverlauf an diesem Eingang in F i g. 2 bei //dargestellt ist. Das Signal am Eingang // ist sinusförmig jedoch gegenüber dem Eingangssignal am Anschluß A um 45" verschoben. Der Verstärker Fi weist eine hohe Verstärkung auf und ist über die Widerstände W 4 und R 5 gegcngekoppelt, so daß das Ausgangssignal am Ausgang K eine Rechteckspannung ist, wie sie in F i g. 2 unter K dargestellt ist. Während der Zeit, während der das Ausgangssignal am Punkt K negativ ist, ist der Transistor Tr2, der vom PNP-Typ ist, leitend, so daß das am Punkt G auftretende Signal mit Erde verbunden

40 wird. Gleichzeitig wird auch der invertierte Eingang des Verstärkers F2 mit Erdpotential verbunden. Das am Punkt Faul tretende Signal wird dem nichtinveriierenden Eingang des Verstärkers F2 zugeführt und wird als positives Signal wiedergegeben. In gleicher Weise wird der Transistor Tr 1, der vom NPN-Typ ist, leitend, wenn das Ausgangssignal /C vom Verstarker Fl positiv ist In diesem Falle wird das Signal am Punkt F und der nichtinvertierende Eingang des Verstärkers F2 geerdei und das negative Signal am Punkt Ci wird dem invertierenden Eingang des Verstärkers 12 zugeführt und tritt am Ausgang L wiederum als positives Signal auf. Es sei bemerkt, daß der positive Teil des Signals am Punkt Cj und der negative Teil des Signals am Punkt /·" gestrichelt dargestellt sind, um das Verständnis zu '■'leichtern. In der Praxis treten keine Spannungen in diesen Bereichen auf Grund der Wirkung der Dioden D I bis DA aiii. Aul' Grund der Tatsache, daß der Verstärker /'2 einen nichtinvertierenden und einen invertierenden Eingang aufweist, ergibt sich am Ausgang ein Signal, das im wesentlichen der llüllkurve ties Eingangssignal am Eingang A entspricht.

Es ist weiterhin möglich, den Verstärker F2, der mit den Widerständen Ri und Rl beschaltet ist, mit zusätzlichen Kondensatoren CX bzw. Cl und ("3 zu beschälten, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. In diesem Falle ergibt sich eine stärker gefilterte Kurve, d. h. eine naturgetreuere Wiedergabe der Hüllkurvc des Eingangssignals. Dieses Signal ist in F i g. 2 /. durch eine gestrichelte Linie G'dargestellt.

Wenn erwünscht ist, daß der höchste und niedrigste Wert eier llüllkurve gemessen werden, um bei der Datenübertragung eine Messung der Übertragungsqualität zu erzielen, so können geeignete Instrumente am Ausgang der Schaltung nach F i g. 1 angeschaltet werden. Die Ausgangsspannung oder das Ausgangssignal kann mit zwei festen Gleichspannungen verglichen werden, die einen oberen bzw. unteren Grenzwert für den Pegel des empfangenen Signals darstellen. In diesem Fall kann ein Fehler in der Übertragungsleitung festgestellt werden, wenn die Spannung des empfangenen Signals nicht innerhalb der Grenzwerte liegt, die im wesentlichen das maximale Signal mit zulässiger maximaler Verzerrung bzw. das minimale Signal darstellen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schaltung zur Demodulation von Amplitudenschwankungen einer winkelmodulierten elektrisehen Schwingung, bei der die zu demodulierende Schwingung an den einen Eingang einer Vollweggleichrichterschaltung unmittelbar, an den anderen Eingang über ein 90°-Phasendrehglied angeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichterschaltung (D 1-D4)die an sich bekannte Brückengleichrichterschaltung mit einem positiven und einem negativen Ausgang (F, G) ist, daß die beiden Ausgänge über je eine gesteuerte Torschaltung (Tr i, Tr2) an Masse schaltbar sind und daü dk Steuerung der Torschaltungen (Tr 1, Tr 2) durch die Summe der an der Gleichrichterschaltung (D 1-L>4) anliegenden Spannungen erfolgt.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kombination der beiden Ausgänge der Schaltung die Ausgänge der Torschaltungen (Tr I, Tr2) an die Eingänge eines Differenzverstärkers (F2) angeschaltet sind, dessen Ausgang das Demodulationsprodukt liefert.

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzverstärker (F2) als Integrator geschaltet ist.

4. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Begrenzerverstärker (Fl) vorgesehen ist, an dessen Eingang die Summe der der Gleichrichterschaltung (DI-D4) zugeführten Spannungen angeschaltet ist und dessen Ausgang (K) mit dem Steuereingang der Torschallungen (Tr i, Tr2) verbunden ist.

5. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Torschaltungen je einen Transistor (Tr 1, Tr2) aufweisen und daß die Transistoren der beiden Torschaltungen von entgegengesetztem Leitfähigkeitstyp sind.