DE2052918A1 - Verfahren zur Frequenzmodulation und Demodulation mit logischen Schaltkreisen - Google Patents

Description

Mönchen 90. «"«p^s. _T._{Won 454040}

Beschreibung

zu der

Pat ent anraeldung der Firma

Telefongyär
Budapest XlV/Ungarn, Hungäria körut 126-132

betreffend · ™

Verfahren zur Frequenzmodulation und -Demodulation mit logischen Schaltkreisen.

(Priorität: 28. Oktober 1969 - Ungarn - Nr. 00-1109)

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur. Frequenzmodulation und -demodulation, die mit logischen Schaltkreisen arbeitet und hauptsächlich in Datenübertragungssystemen (Modems) sowie in all denjenigen Fällen vorteilhaft verwendet werden kann, in denen inform von diskreten Logiksignalen vorhandene Informationen in frequenzmodulierte sinusförmige Signale bzw. als frequenzmodulierte sinusförmige Signale vorliegende Informationen in diskrete Logiksignale umgewandelt werden seilen.

I f] '! ii ί 1 / 1 3 3 i* ORIGINAL

Insbesondere bei Informationsübertragungssystemen besteht die Aufgabe, die inform von diskreten Logiksignalen vorhandene Information über nachrichtentechnische Verbindungen (Rundfunkkanäle, Fernsprechkanäle usw.) weiterzuleiten. Die nachrichtentechnischen Schaltkreise eignen sich im allgemeinen zu keiner unmittelbaren Übertragung von Impulsen und Logikpegeln, und deshalb wird das die Information tragende Signal auf der Senderseite in ein sinusförmiges moduliertes. Signal diskreter Frequenz umgewandelt und auf der Empfängerseite wieder demoduliert, d.h. in ein Signal mit Logikpegel zurückverwandelt.

Aus der Literatur sind zahlreiche Verfahren zur Modulation und Demodulation bzw. praktische Ausführungsformen für Modulatoren und Demodulatoren bekannt. Gemeinsames Merkmal der bekannten Verfahren ist es, dass die Modulation und Demodu-

lation im Bereich der sinusförmigen Signale (im Frequenzbereich) erfolgt. Ein gemeinsamer Nachteil dieser Lösungen besteht darin, dass die Modulatoren und Demodulatoren im Bereich der sinusförmigen Signale hinsichtlich ihres Stromkreisaufbaues und in ihrer Technologie kompliziert sind, da sie zahlreiche passive RLC-Elemente enthalten. ..

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen diskreten Frequenzmodulator und -demodulator mit weniger Schaltelementen und höherer Genauigkeit zu verwirklichen, als dies bei

109819/1334

den im Sinusbereich arbeitenden Modulatoren und Demodulatoren der Fall ist.Weiterhin sind erfindungsgemäss sowohl Bemessung als auch Ausführung wesentlich einfacher, da das erfir/iungsgemässe Verfahren nur eine geringe Anzahl von passiven Schaltelementen (Filter) enthält. Das Verfahren kann mit integrierten Logikschaltkröisen in einfacher Weise verwirklicht werden und besitzt demzufolge eine grosse Zuverlässigkeit.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich I aus der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen; darin zeigen:

Fig. 1 einen Modulator;

Fig. 2 einen Parallel-Modulator;

Fig. 3 einen Demodulator; und

Fig. 4 einen Parallel-Demodulator.

Die in den Figuren verwendeten Bezugsziffern bedeuten:

1 Signal-Generator,

2 Frequenzteiler

3 Torsystem,

4 Rechteck-Sinussignalumformer,

5 Informationsquelle (mit einem Äusgangssirr.al r.it Loaikpegel),

1 0 9 M ¹W 1 ? 3

6 Mischereinheit,

7 Sinus-Rechtecksignalumformer,

8 Zählereinheit,

9 Speichereinheit,
10 Filter.

, Eine Art der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist in Fig. 1 dargestellt. Bei dem dort gezeigten Modulator gibt ein Signal-Generator 1 mit konstanter Wiederholungsfrequenz (Zeit) Impulse ab, die auf einen aus Logik-Schaltkreisen - zweckmässigerweise aus Multivibratoren - bestehenden Frequenzteiler 2 gelangen. Am Ausgang des Frequenzteilers 2 erscheinen Signale mit der gewünschten diskreten Wiederholungsfrequenz, von denen das dem augenblicklichen Wert der Information entsprechende Signal über ein Torsystem 3 derart ausgewählt wird, dass die Signale des Frequenzteilers 2 mit modulierenden Signalen - den Ausgangssignalen der Informationsquelle 5 mit logischem Pegel - über eine Gatterschaltung durchgeschaltet werden. Am Ausgang des Torsystems erscheinen Impulse mit einer dem modulierten Signal ent-

sprechenden V/i ede rho lungs frequenz, die durch einen an sich bekannten Rechteck-Sinus-Signalumformer 4 in sinusförmige Signale umgewandelt werden. Mit dem Verfahren können diskrete Frequenzen beliebiger Anzahl hergestellt werden.

Eine typische Anwendung findet das Verfahren in Datenübertragungssystenen, in denen die binär kodierten - in Impulsform vorliegenden - Informationen in sinusförmige' frequenzmodulierte

109819/ 1334

Signale umgewandelt werden. Dies wird dadurch erreicht, dass man je einen diskreten Frequenzwert den Logikpegeln (JA und NEIN) zuordnet. Das vorstehend'beschriebene Modulationsverfahren eignet sich deshalb besonders zum Einsatz in Datenübertragungssystemen,' den sogenannten Modems.

Das Verfahren eignet sich im übrigen zur Herstellung von diskreten Frequenzen beliebiger Anzahl, bei beliebigen mehrwertigen Kodes (z.B. 1 aus 3x4) sowie zur Umformung von Logikpegeln oder Impulsen in frequenzmodulierte Signale.

Fig. 2 zeigt eine Verwirklichungsart des Modulationsverfahrens, bei dem die inform von Logikpegeln vorliegende Information aus drei Frequenzgruppen in vier Frequenzen dreier Frequenzgruppen dadurch umgewandelt wird, dass aus jeder Frequenzgruppe eine und nur eine diskrete Frequenz die Information trägt (Prinzip des parallelen Datenübertragungs-Modems). Bei dieser Art und Weise der Verwirklichung gelangen die durch den an sich bekannten Signalgenerator 1 hergestellten Rechteckimpulse auf den an sich bekannten Frequenzteiler 2, dessen Äusgangssignale den gewünschten diskreten Frequenzen entsprechende YJiederholungsfrequenzen aufweisende Rechteckimpulse sind, und über das an sich bekannte Torsystem 3, das durch die von der Informationsquelle 5 gelieferten modulierenden Logikpegel gesteuert wird, sowie einen an sich bekannten Rechteck-Sinussignalumformer 4 in die das modulierte Ausgangssignal liefernde an sich bekannte Mischereinheit

109819/1334

Bei den Demadulationsverfahren hat sich den Modulationsverfahren ähnlich die Methode verbreitet, das Signal als Sinussignal zu demodulieren. Nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung (Fig. 1) wird das zu demodulierende periodische Sinussignal diskreter Frequenz in an sich bekannter Weise in eine Impulsreihe umgewandelt - zweckmässigerweise mit Hilfe von Rechteckimpuls-Umforinechaltkreisen- dann wird die Wiederholungsfrequenz des Rechtecksignals in einer in der digitalen Technik bekannten Art und Weise durch Abzählen der Stundenimpulse gemessen, und das Ergebnis des Abzähl ens wird inform von Logikpegeln angezeigt. Da der Informationsträger die Frequenz bzw. die Wiederholungsfrequenz ist, erscheint die kodierte Information auf dem Ausgang des dem Impulszähler 8 nachgeschalteten Tores 3 inform eines Logikpegels, der nötigenfalls zweckmässigerweise in einem, bistabilen Multivibrator 9 gespeichert werden kann. Das Verfahren kann in einem diskrete Frequenzen beliebiger Zahl .verwendenden Frequenzmodulationssystem zur Anwendung gelangen.

Fig. 4 zeigt eine mögliche Ausführungsart des dem Madulationsverfahren nach Fig. 2 entsprechenden Demodulationsverfahren«.Das modulierte Sinussignal ergab eich aus der Vermischung von 3 verschiedenen Frequenzen; deshalb sind in erstem Schritt die zu drei verschiedenen Frequenzgruppen gehörenden Signale durch je ein Filter 10 zu trennen; dann werden die Ausgangesignale der Filter 10 in an sich bekannter Weise in Rechteckimpulse umgeformt.

10981dm**

ORIGINAL INSPECTED ,

. et m

und nach der zuvor beschriebenen Methode der Zeitmessung - durch Abzählen der Stundenimpulse - erhält man die Information am Ausgang 6 eines Torsystems in parallelen Kodes inform von Logikpegeln.

Der Vorteil des Verfahrens ist dann besonders gross, wenn die einzelnen diskreten Frequenzen nahe beieinander liegen und daher bei Anwendung der bisher bekannten Demadulationsverfahren der Einsatz von komplizierten Filtern mit ausserordentlich λ steilen Charakteristiken getrennt für jede einzelne Frequenz erforderlich war. Anstelle der früher benötigten zwölf Filter mit stellen Charakteristiken für das im Beispiel gezeigte, mit zwölf diskreten Frequenzen arbeitende System (aufgrund der Empfehlung CCITT vom 30. 5.) sind erfindungsgemäss nur drei Filter erforderlich, und auch für diese sind die technischen Anforderungen (Steilheit) weniger streng als bei den die Sinussignale unmittelbar benutzenden Demodul at ionsverfahren.

Patentansnrüche

109819/1334

Claims (1)

1. Patentansprüche

   Frequenzmodulationsverfahren zur Umwandlung von Signalen mit Logikpegeln in diskrete frequenzmodulierte Signale, dadurch gekennzei chnet , dass die diskreten Signale mit Logikpegeln in mittels Logikpegel über eine Gatterschaltung durchgeschaltete Rechteckimpulse diskreter Wiederholungsfrequenz (Zeit) und dann in Sinussignale, deren Frequenzen dieser Wiederholungsfrequenz entsprechend umgewandelt werden.

   2. Demodulationsverfahren zur Umwandlung von diskreten frequenzmodulierten Sinussignalen in diskrete Signale mit Logikpegel, dadurch gekennzei chnet , dass die Sinussignale in eine Rechteckimpulsreihe umgewandelt werden, die Wiederholungsfrequenz (Zeit) der Rechteckimpulsreihe gemessen und das Messergebnis inform von Logikpegeln (Impulsen) angezeigt wird.

   3. ·. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die von einem Signalgenerator (1) erzeugten Rechteckimpulse auf einen Frequenzteiler (2), dessen Ausgangssignale den gewünschten diskreten Frequenzen entsprechende Rechteckimpulsreihen sind, und über ein Torsystem (3), das durch von der Informationsquelle (5) gelieferte modulierende Logikpegel gesteuert wird, auf einen den Sinussignalausgang vermittelnden Rechteck-Sinussignalumformer (4) gelangen.

   1098 19/ 13 3

   4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durch den Signalgenerator (1) erzeugten Rechteckirapulse auf den Frequenzteiler (2), dessen Ausgangssignale den gewünschten diskreten Frequenzen entsprechende Wiederholungsfrequenzen aufweisende Reckteckimpulse sind, und über das Torsystem (3), das durch die von der Informationsquelle (5) gelieferten modulierenden Logikpegel gesteuert wird, und einen Rechteck-Sinussigivalumforraer (4) in eine das modulierte Ausgangssignal liefernde Mischereinheit (6) gelangen.

   5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der dem frequenzmodulierten Sinussignal entsprechende. Logikpegel in einem Speicher (9) - zweckmässigerweise in einem bistabilen Multivibrator - dadurch erzeugt wird, dass die während einer Halbperiode des Signals des Sinus-Rechtecksignalumformers (7) durch das Torgystem eintreffenden Signale in einem Zähler (8) abgezählt werden und das Ergebnis der Zählung entsprechend dem Inhalt des Zählers in den Speicher eingegeben wird.

   1 (J J H 1 IJ / 1 3 1 ♦