DE2003093C3 - Schaltung zur Demodulation von Amplitudenschwankungen einer winkelmodulierten elektrischen Schwingung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur Demodulation von Amplitjdenschwankungen einer winkelmodulierten 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 gebilde», die direkt zur Speisung einer ersten Zweiweggleichrichterschaltung mit zwei Dioden und übpr 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.

Eine derartige Schaltung eignet sich zur Demodulation von Wechselspannungssignalen, deren Dauer gegenüber ihrer Frequenz so groß .st, daß während dieser Dauer eine Vicl/ahl von Schwingungsperioden auftritt. Wenn die Dauer des Wechselspannungssignals ^h5 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 Modulationsverfahren benutzt, die eine im wesentlichen konstante Amplitude und eine Winkelmodulation der elektrischen Schwingung verwenden. Die Qualität der Datenübertragungsverbindung beeinflußt jedoch die Amplitude, so daß bei Störungen oder verschlechterten Eigenschaften der Datenübertragungsverbindungen 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 Datenübertragungsverbindungen benutzten Frequenzumtastung mit 1200 Baud oder Bit pro Sekunde wird die Modulationsfrequenz von gleicher Größenordnung wie die Trägerfrequenz, da die Frequenz für das eine Zeichen 1300Hz 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 wiedergib¹..

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 Brückensleichrichterschaltung 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 Torschaltungen durch die Summe der an der Gleichrichterschaltung anliegenden Spannungen erfolgt.

Durch diese Ausgestaltung der Schaltung ergibt sich selbst bei sehr kurzer Dauer der elektrischen Schwingungen verglichen mit ihrer Perioder.dauer 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 im 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 Torschaltungeⁿ verbunden ist.

Die Torschaltungen können vorzugsweise .inen Transistor aufweisen, wobei die 1 ransistoren der beiden Torschaltungen von entgegengesetzten l.eitfahigkeiistyp situ!

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Ausführungsform der Schaltung zur Demodulation von Amplitudenschwankun^en,

Fig.2 Spannungs-Zeitdiagramme für Spannungen, die in der in F i g. 1 gezeigten Sz/hakung auftreten.

Die in Fig. 1 dargestellte Schaltung ist zur Demodulation von Amplitudenschwankungen einer w'nkelmodulierten 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 90°-PN-sendrehglied FVl an die beiden Eingänge einer Brückengleichrichterschaltung mit den Dioden D 1 bis D 4 angeschaltet.

Die positiven Halbperioden am Ausgang des Phasendrehgliedes FVl gelangen über die Diode D 3 an den Punkt F, während die negativen Halbperioden dieses Signals über die Diode D 2 dem Punkt G zugeführt werden.

Die positiven Halbperioden des nicht phasenverschobenen Eingangsignals werden über die Diode D4 ebenfalls dem Punkt > zugeführt, während die negativen Perioden dieses Signals über die Diode D 1 den 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-Zeitdiagrammen G bzw. F Das in dem Phasendrehglied FVX phasenverschobene und das dem Eingang A zugeführte Signal werden über Widerstände summi-n und einem Eingang H zugeführt, wobei der Snanr.ungsverlauf an diesem Eingang in F i g. 2 bei /-/dargestellt ist. Das Signal am Eingang H ist sinusförmig jedoch gegenüber dem Eingangssignal am Anschluß A um 45° verschoben. Der Verstärker Fl weist eine hohe Verstärkung auf und ist über die Widerstände /?4 und R 5 gegengekoppelt, 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 Γγ2, der vom PNP-Typ ist, leitend, so daß das am Punkt G auftretende Signal mit Erde verbunden wird. Gleichzeitig wird auch der invertierte Eingang des Verstärkers F2 mit Erdpotential verbunden. Das am Punkt F auftretende Signal wird dem nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers F2 zugeführt und wird als positives Signal wiedergegeben. In gleicher Weise wird der Transistor TrI, der vom NPN-Typ ist, leitend, wenn das Ausgangssignal K vom Verstärker Fl positiv ist. In diesem Falle wird das Signal am Punkt F und der nichtinvertierende Eingang des Verstärkers F2 geerdet

ίο und das negative Signal am Punkt G wird dem invertierenden Eingang des Verstärkers F2 zugeführt und tritt am Ausgang L wiederum als positives Signal auf. Es sei bemerkt, daß der positive Teil des Signals am Punkt G und der negative Teil des Signals am Punkt F gestrichelt dargestellt sind, um das Verständnis zu erleichtern. In der Praxis treten keine Spannungen in diesen Bereichen auf Grund der Wirkung der Dioden DX bis D4 auf. Auf Grund der Tatsache, daß der Verstärker F2 einen nichtinvertierenden und einen invertierenden Eingang aufweist, ergibt sich am Ausgang ein Signal, das im wesenilichen der Hüllkurve des Eingangssignals am Eingang A entspricht.

Es ist weiterhin möglich, den Verstärker F2, der mit den Widerständen RX und R 2 beschaltet ist, mit zusätzlichen Kondensatoren Cl bzw. C2 und C3 zu beschälten, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. In diesem Falle ergibt sich eine stärker gefilterte Kurve, d. h. eine naturgetreuere Wiedergabe der Hüllkurve des Eingangssignals. Dieses Signal ist in F i g. 2 /. durch eine gestrichelte Linie C'dargestellt.

Wenn erwünscht ist. daß der höchste und niedrigste Wert der Hüllkurvc gemessen werden, um bei der Datenübertragung eine Messung der Übertragungsqualität zu erzielen, so können geeignete Instrumente am Ausgang der Schaltung nach Fig. 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 nich! innerhalb der Grenzwerte liegt, die im wesentlichen das maximale Signal mit zulässiger maximaler Verzerrung b/w. 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, C) ist, daß die beiden Ausgänge über je eine g ieuerle Torschaltung (Tr I, Tr 2) an Masse schaltbar sind und daß die Steuerung der Torschaltungen (TrI, Tr 2) durch die Summe der an der Gleichrichterschaltung (D 1-D4) anliegenden Spannungen erfolg;.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kombination der beiden Ausgänge der Schallung die Ausgänge der TorschaJtungen (Tr 1, 7V2) an die Eingänge eines Differenzverstärkers (F2) angeschaltet sind, dessen Ausgang das Demodulationsprodukt liefert.

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

4. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Begrenzerverstärker (F 1) vorgesehen ist, an dessen Eingang die Summe der der Gleichrichterschaltung fDl-D4) zugeführten Spannungen angeschaltet ist und dessen Ausgang (K) mit dem Steuereingang der Torschaltungen (TrX, Tr2) verbunden ist.

5. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Torschallungen je einen Transistor (77'I, 7>2) aufweisen und daß die Transistoren der beiden Torschaltungen von entgegengesetztem Leitfähigkeitstyp sind.