DE2030723C2

DE2030723C2 - Schaltungsanordnung zur Entzerrung der Amplitude bei Frequenzmodulation

Info

Publication number: DE2030723C2
Application number: DE19702030723
Authority: DE
Inventors: Herbert 7150 Backnang Weber
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Bosch Telecom GmbH
Priority date: 1970-06-23
Filing date: 1970-06-23
Publication date: 1982-02-04
Also published as: DE2030723A1

Description

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einer Schaltungsanordnung zur Entzerrung der Amplitude eines breitbandig frequenzmodulierten Signals in der ZF-Ebene der Sende- und/oder Empfangsanordnung eines Richtfunk-Übertragungssystems.

Übertragungssystem für elektrische Signale stellen Vierpole dar, die bei frequenzmodulierten Signalen völlig definiert sind durch ihr Verhalten gegenüber der Amplitude und der Phase. Diese beiden Abhängigkeiten sind maßgebend für Verzerrungen, die in diesen Vierpolen auftreten, wenn sie nichtlinear sind. Besonders hohe Anforderungen werden deshalb gestellt, weil über diese Übertragungssysteme sehr verschiedene Signale übertragen werden sollen.

So sollen beispielsweise eine große Anzahl gebündelter Telefonkanäle als auch ein Farbfernsehband, eventuell mit Tonkanal, mit höchster Qualität übertragen werden können. Die verschiedenen Signale stellen dabei sehr verschiedene Anforderungen an das System. So spielt für das TF-Signal der Laufzeitfrequenzgang als solcher überhaupt keine Rolle, der Dämpfungsfrequenzgang nur eine untergeordnete. Außerordentliche hohe Forderungen müssen aber hinsichtlich Intermodulaticns- oder Klirrarmut gestellt werden. Bei der Bildübertragung ist andererseits das Klirren relativ unwichtig, es werden aber hohe Forderungen hinsichtlich Laufzeit- und Dämpfungskurven direkt gestellt. Bei

ίο der Bild- und Tonübertragung müssen dieselben Laufzeit- und Dämpfungsforderungen erfüllt werden, und außerdem muß wenigstens der vom Tonkanal eingenommene Bereich des Modulationsbandes sehr weitgehend frei von Klirrleistung gehalten werden.

Die bei diesen Übertragungssystemen auftretenden Laufzeitfehler werden durch Laufzeitausgleichsglieder, sogenannte »Equalizer», ausgeglichen. In gleicher Weise treten neben Laufzeitfehlern zusätzliche Amplitudenverzerrungen auf, die durch einen getrennten Amplitudenentzerrer zu kompensieren sind.

Es besteht die Aufgabe, einen Ampiitudenentzerrer zu erstellen, der geeignet ist, eine Amplitudenentzerrung zu bewirken, ohne dabei zusätzliche Phasenverzerrungen zu verursachen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß im Zwischenfrequenzzweig eine von einem reellen Widerstand überbrückte Leitung zwischengeschaltet ist, wobei die Länge der Leitung, durch welche die Steilheit des sinusförmigen Amplitudenganges der Leitung festgelegt ist, und der Widerstand, welcher den Betrag des Amplitudenganges bestimmt, so groß gewählt sind, daß der Amplitudengang der Gestalt ist, daß er die Amplitudenverzerrung des ZF-Signals kompensiert.

Treten allein Amplitudenverzerrungen dritten Grades auf, und die Verzerrungskurve zeigt eine symmetrische Krümmung beispielsweise nach oben, so ist eine Verzerrungskompensation dadurch möglich, daß die Länge der Leitung ein ganzzahliges Vielfaches der Betriebswellenlänge λ beträgt. Bei entgegengesetzter Verzerrungslage, beispielsweise einer symmetrischen Krümn:ung nach unten, muß zur Kompensation die Länge der Leitung ein ungerades Vielfaches der halben Betriebswellenlänge λ betragen.

Eine weitere Amplitudenverzerrung kann dadurch kompensiert werden, daß die Länge der Leitung ein ganzzahliges Vielfaches plus oder minus einem Viertel der Betriebswellenlänge λ oder auch plus oder minus einem Teil eines Viertels der Betriebswellenlänge λ beträgt. Der Widerstand, der parallel zu der Leitung angeordnet ist, stellt einen reellen Widerstand dar. Eine vorteilhafte Kompensation läßt sich bei einem Hub von plus oder minus 12 MHZ dadurch erreichen, daß man der Leitung die Länge von drei Betriebswellenlängen λ gibt und den Widerstand so bemißt, daß sein Spannungsabfall ⁹Ao der Gesamtsignalspannung über die Leitungslänge beträgt.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.

Dabei zeigt die

Fig. 1 eine symmetrische Amplitudenverzerrung bei Phase 0' und ihre Kompensation, die

Fig. T eine symmetrische Amplitudenverzerrung bei Phase 180° und ihre Kompensation, die

Fig. 3 eine symmetrische Ampliludenverzerrung (Schräglage) bei Phase 0° und ihre Kompensation, die

Fig. 4 eine symmetrische Amplitudenverzerrung bei Phase 0° und ihre Kompensation mit unterschiedlichen Leitungslängen und die

Fig.5 das Beispiel einer Schaltungsanordnung zur Kompensation nach der Erfindung.

In der Fig. 1 ist in gestrichelter Darstellung die Amplitudenverzerrung wiedergegeben, wie sie in einem Vierpol entsteht. Dieses gestrichelte Diagramm ist ais Ausschnitt eines stetig wiederkehrenden Verlaufes zu denken, wie er etwa von einem Amplitudengang herrührt, der durch den »long-line-Effekt« entsteht. Der »long-line-Effekt« ist ja bekannterweise eine Erscheinung, die durch Reflexion einer Übertragungsleitung hervorgerufen wird, zu Hubschwankungen führt und somit auch einen Ampliludengang bewirkt. Diese Verzerrungen treten im Zwischenfrequenzzweig auf und müssen folglich auch hier kompensiert werden.

Die Lage der Betriebsmittenfrequenz f_o gegenüber dem Maximum der Amplitudenverzerrung ist in dem in der F i g. 1 dargestellten Fall symmetrisch zu /Ό nach beiden Seiten, was durch die waagrecht verlaufende strichpunktierte Linie angedeutet werden soll. Ebenfalls liegt ein symmetrischer Verlauf der Verzerrung in der Fig.2 vor. Dagegen ist eine Unsymmetrie gegenüber dem Maximum der Amplitudenverzerrung in der F i g. 3 vorhanden und wird durch Schräglage der strichpunktierten Linie angezeigt.

Bei dem speziellen Fall einer Zwischenfrequenz von 70MHz, einer zu übertragenden Kanalzahl von 1800 Kanälen und einem Frequenzhub von plus oder minus 12 MHz hat es sich als zweckmäßig herausgestellt, eine Leitungslänge von 3 Λ der Betriebswellenlänge zwischenzuschalten. Es hat sich gezeigt, daß in der Mehrzahl der Fälle der Verzerrungen symmetrisch zum Maximum der Hubschwankungen verlaufen.

Die Kompensation selbst ist an dem in Fig. 5 dargestellten Schaltungsbeispiel zu erläutern. Die frequenzmodulierte Signalspannung steht an den Eingangsklemmen E der Schaltungsanordnung. Die zwischenfrequente Signalspannung durchläuft einmal die Leitung L und eine auf ein Zehntel reduzierte Spannung gelangt über den Widerstand R direkt (f 1) zu dem Ausgang A (ausgezogener Pfeil). Bis die Signalspannung die Leitungslänge 3 λ der Betriebswellenlänge durchlaufen hat und am Ausgang A erscheint, ist bereits der Zeitpunkt f2 eingetreten (ausgezogener Pfeil). Gleichzeitig läuft diese Signalspannung über den Widerstand R (gestrichelter Pfeil), zurück zum Eingang E und dann über die Leitung zum Ausgang A und erscheint dort zum Zeitpunkt f3. Bei vernachlässigtem Verlust der Leitung steht zum Zeitpunkt 13 am Ausgang A etwa die gleiche Spannung wie zum Zeitpunkt 11 (gestrichelter Pfeil). Auf diese Weise gelingt es tatsächlich ohne Laufzeitfehler, die Spannung auf den abfallenden Ästen der Verzerrungskurve anzuheben und den Amplitudengang maximal flach zu gestalten, wie dies durch die ausgezogene Kurve in der F i g. 1 angedeutet ist. Diese maximale Flachheit läßt sich aber nur erreichen, wenn die Amplituden zwischen Zeitpunkt r 1 und f 3 wirklich der Absenkung entsprechen, wie dies durch die kleinen Pfeile in der Kurve dargestellt ist, und auch die Durchbiegung der Kurve angepaßt ist. Für diesen Fall, das heißt Zwischenfrequenz von 70MHz, plus oder minus 12 MHz Hub, ist diese Amplitudenverzerrung dergestalt, daß mit der Leitungslänge 3 Λ der Betriebswellenlänge eine einwandfreie Entzerrung möglich ist.

Liegt aber nun die Verzerrung genau um 180° C versetzt in dem Amplitudengang gemäß dem »long-line-Effekt«, so ist die Verzerrung entgegengesetzt gerichtet, und es hat im Gegensatz zu F i g. 1 statt einer Anhebung einer Absenkung in dem Randbereich zu erfolgen, wie es in der Fig. 2 angedeutet ist, das heißt der Amplitudengang hat jetzt einen nach unten durchgebogenen Verlauf. Für diesen Fall muß die Leitungslänge dann so bemessen werden, daß sie ein ungerades Vielfaches einer halben Betriebswellenlänge Λ beträgt.

Ein dritter Fall liegt dann vor, wenn die Mittelachse der Amplitudenverzerrungskurve außerhalb des Maximums des durch den »long-line-Effekt« hervorgerufenen Verlaufs liegt (vgl. F i g. 3). Dadurch ergibt sich eine Schräglage der Verzerrung, die nur kompensierbar ist. wenn die Leitungslänge ein ganzzahliges Vielfaches plus oder minus (je nach Versetzung der Mittelachse) etwa einem Viertel der Betriebswellenlänge (¹AA) beträgt. Diese Verlängerung oder Verkürzung der Leitung ist nicht genau an ''**■ gebunden, sondern richtet sich ganz nach der Versetzung der Mittelachse gegenüber dem Maximum des Amplitudenganges aus dem »long-line-Effekt«.

In der Fig.4 ist angedeutet, wie sich Fehlkompensationen auswirken können, die in der falschen Bemessung der Leitungslänge ihre Ursache haben. Die gestrichelte Linie zeigt den gegebenen Verzerrungsverlauf. 1st die Leitungslänge zu klein gewählt (immer ganzzahlige Vielfache von λ), so ergibt ein Spannungsverlauf am Ausgang A des Kompensationsvierpoles, wie er durch die Kurve a angedeutet ist. Andererseits stellt sich ein Verlauf gemäß der Kurve b dann ein, wenn die Leitungslänge zu groß bemessen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Entzerrung eines breitbandig frequenzmodulierten Signals in der ZF-Ebene der Sende- und/oder Empfangsanordnung eines Richtfunk-Übertragungssystems, dadurch gekennzeichnet, daß im Zwischenfrequenzzweig eine von einem reellen Widerstand (R) überbrückte Leitung (L) zwischengeschaltet ist, wobei die Länge der Leitung, durch welche die Steilheit der sinusförmigen Amplitudenganges der Leitung festgelegt ist, und der Widerstand, welcher den Betrag des Amplifudenganges bestimmt, so groß gewählt sind, daß der Amplitudengang der Gestalt ist, daß er die Amplitudenverzerrung des ZF-Signals kompensiert.

2. Schaltungsanordnung zur Entzerrung der Amplitude nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Leitung (L) ein ganzzahliges Vielfaches der Betriebswellenlänge (λ) beträgt.

3. Schaltungsanordnung zur Entzerrung der Amplitude nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Leitung (L) ein ungeradzahliges Vielfaches der halben Betriebswellenlänge (λ) beträgt.

4. Schaltungsanordnung zur Entzerrung der Amplitude nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Leitung (L) ein ganzzahliges Vielfaches plus oder minus einem Viertel der Betriebswellenlänge (λ) beträgt.

5. Schaltungsanordnung zur Entzerrung der Amplitude nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Leitung (L) ein ganzzahliges Vielfaches plus oder minus einem Teil eines Viertels der Betriebswellenlänge (λ) beträgt.

6. Schaltungsanordnung zur Entzerrung der Amplitude nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (R) reel ist.

7. Schaltungsanordnung zur Entzerrung der Amplitude nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Leitung (L) ein Dreifaches der Betriebswellenlänge (λ) bei einem Frequenzhub von plus oder minus 12 MHz beträgt und der Parallelwiderstand (R) so gemessen ist, daß 10% der Signalspannung übertragen werden.