DE2059676A1

DE2059676A1 - Device for frequency deviation control in an AM / FM telemetry system

Info

Publication number: DE2059676A1
Application number: DE19702059676
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl-Ing Schneider
Original assignee: Deutsche Forschungs und Versuchsanstalt fuer Luft und Raumfahrt eV DFVLR
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 1970-12-04
Filing date: 1970-12-04
Publication date: 1972-06-08

Description

Einrichtung zur Frequenzhubregelung in einer AM/FM-Telemetrieanlage Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Brequenzhubregelung in einer AM/FM-Telemetrieanlage mit einem Hubregelkreis in der Sendestation und einer Einrichtung zur Verstärkungsänderung in der Empfangsstation. Device for frequency deviation control in an AM / FM telemetry system The invention relates to a device for regulating the frequency range in an AM / FM telemetry system with a lift control circuit in the transmitting station and a device for changing the gain in the receiving station.

Bei Einrichtungen der genannten Art regelt der Hubregelkreis den Kurzzeitmittelwert des Eingangssignals vom Sender. Hierdurch wird eine bessere Aussteuerung des FM-Ubertragungssystems erreicht. Durch die Regelung des Eingangssignals, das in AM/FM-Telemetrieanlagen aus der Summe der amplitudenmodulierten Unterträfr;er besteht, werden auch die Amplituden der einzelnen Unterträger verändert. Diese Veränderung bedeutet gleichzeitig eine Verformung der zu übertragenden Meßwerte, mit denen die Unterträger in der Amplitude moduliert wurden. Deshalb wird der störende Einfluß des Hubregelkreises auf die Meßwerte mit einem Verstärkungsregelkreis als Einrichtung zur Verstärkungsänderung in der Empfangsstation mit Hilfe eines Referenzunterträgers (Pilotton) wieder be-seitigt. Dieser Referenzunterträger überträgt die durch den Hubregelkreis entstehenden Veränderungen zum Verstärkungsregelkreis der Empfangsstation.In devices of the type mentioned, the stroke control circuit regulates the short-term mean value the input signal from the transmitter. This results in better control of the FM transmission system achieved. By regulating the input signal that is used in AM / FM telemetry systems from the sum of the amplitude-modulated sub-carriers; it consists of the amplitudes of the individual subcarriers changed. This change also means a Deformation of the measured values to be transmitted, with which the subcarriers in amplitude were modulated. Therefore, the disturbing influence of the lift control circuit on the Measured values with a gain control loop as a device for changing the gain in the receiving station with the help of a Reference subcarrier (pilot tone) eliminated again. This reference subcarrier transmits the through the stroke control loop resulting changes to the gain control loop of the receiving station.

Hubregeleinrichtungen dieser Art, die aus zwei nachlaufenden Regelkreisen bestehen, werden fehlerhaft, wenn der Hubregelkreis nicht wesentlich langsamer als der Verstärt mgsregelkreis in der Empfangsstation arbeitet. Die Zeitkonstanten des Hubregelkreises müssen deshalb immer größer als die des Verstärkungsregelkreises sein. Da der Verstärkungsregelkreis mit seinen Filtern die Bandbreite des Referenzkanals bestimmt, kann der langsamere Hubregelkreis diese Bandbreite mit dem Spektrum seiner Stellspannung nicht ausnutzen. Die Folge ist, daß das Sendereingangssignal,bezogen auf die Bandbreite des Referenzkanals, nur unvollständig geglättet wird. Ein schnellerer Hubregelkreis würde mit einer Stellspannung, zu der ein breiteres Frequenzspektrum gehört, eine bessere Glättung des Sendereingangssignals erreichen. Leider werden bei den bekannten Hubregelungseinrichtungen dann die entstehenden Fehler untragbar groß.Stroke control devices of this type, which consist of two trailing control loops exist, will be faulty if the stroke control circuit is not significantly slower than the amplified control circuit in the receiving station is working. The time constants of the The lift control loop must therefore always be larger than that of the gain control loop be. Because the gain control loop with its filters determines the bandwidth of the reference channel determined, the slower stroke control loop can use this bandwidth with the spectrum of its Do not use control voltage. The consequence is that the transmitter input signal is related to the bandwidth of the reference channel, is only incompletely smoothed. A faster one Stroke control circuit would have a control voltage to which a broader frequency spectrum heard, achieve better smoothing of the transmitter input signal. Unfortunately be in the case of the known stroke regulating devices, the errors that arise are intolerable great.

Aufgabe der Erfindung ist es, Mittel zu schaffen, mit denen bei Einrichtungen zur Frequenzhubregelung der genannten Art eine wesentlich höhere Glättung des Sendereingangssignals erreichbar ist, ohne daß die bei den bekannten Einrichtungen entstehenden Fehler auftreten.The object of the invention is to provide means with which in facilities for frequency deviation control of the type mentioned, a significantly higher smoothing of the transmitter input signal can be achieved without the errors occurring in the known devices appear.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß aus der Stellspannung des Hubregelkreises über ein Hochpaßfilter ein fehlerkorrigierendes Signal erzeugt wird und mit diesem Signal ein konstanter Referenzunterträger in der Amplitude moduliert und dem geglätteten Summensignal hinzugefügt wird und daß auf der Empfangsseite der Referenzunterträger mit dem Karektursignal mit einem in seinen Eigenschaften zu dem Rochpaßfilter inversen Filter aus dem Summensignal ausgefiltert und demoduliert wird und daß das dabei entstehende Ausgangssignal als Nennersignal einem Dividierer zugeführt wird.This object is achieved according to the invention in that from the Control voltage of the stroke control circuit via a high-pass filter an error-correcting Signal is generated and with this signal a constant reference subcarrier in the amplitude is modulated and added to the smoothed sum signal and that on the receiving side of the reference subcarrier with the Karektursignal with an in its properties the inverse of the Rochpass filter from the Sum signal is filtered out and demodulated and that the resulting output signal is fed as a denominator signal to a divider.

Das Filter auf der Empfangsseite enthält zweckmäßig ein Bandfilter, das bei der Transformation in den Signalfrequenzbereich Tiefpaßeigenschaften hat.The filter on the receiving side appropriately contains a band filter, which has low-pass properties when transforming into the signal frequency range.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Blockschaltbild veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen anhand dieses Blockschaltbildes beschrieben.The invention is illustrated in the drawing in a block diagram and described in detail below with reference to this block diagram.

Das Blockschaltbild zeigt ein kM/FM-Telemetriesystem mit einer Modulationseinheit 1, einem Hubregelkreis 2, einem FM-tbertragungssystem 3, einem Quotientenbildner 4 und einer Demodulationseinheit 5.The block diagram shows a KM / FM telemetry system with a modulation unit 1, a stroke control circuit 2, an FM transmission system 3, a quotient generator 4 and a demodulation unit 5.

Die Modulatoren der Einheit 1 sind amplitudenmodulierbare Unterträgeroszillatoren, von denen der Oszillator 6 den Referenzunterträger mit konstanter Amplitude erzeugt. Der Modulationseingang dieses Oszillators erhält deshalb die konstante Spannung u51. Die übrigen Oszillatoren, deren Modulationseingänge die Eingänge der Datenkanäle sind, erhalten die Eingangssignale u52 bis USn Die Ausgangssignale dieser Oszillatoren werden in der Additionsstelle 7 summiert, so daß das Summensignal e entsteht. Dieses Summensignal wird im Multinlizierer 8 mit der Stellspannung hS des Reglers 9 multipliziert. Diese Stellspannung erzeugt der Regler aus der Regelabweichung, die der Vergleicher 11 liefert. Er vergleicht den Kurzzeitmittelwert m (t) des Mittelwertbildners 10 mit dem Sollmittelwert NSoll Der Kurzzeitmittelwert wird durch t mTL(t) = 1 t |hS # e |dt T t-T beschrieben.The modulators of the unit 1 are amplitude-modulable subcarrier oscillators, of which the oscillator 6 generates the reference subcarrier with constant amplitude. The modulation input of this oscillator therefore receives the constant voltage u51. The remaining oscillators, the modulation inputs of which are the inputs of the data channels, receive the input signals u52 to USn. The output signals of these oscillators are summed in the adder 7 so that the sum signal e is produced. This sum signal is multiplied in the multiplier 8 with the control voltage hS of the controller 9. The controller generates this control voltage from the control deviation supplied by the comparator 11. It compares the short-term mean value m (t) of the mean value generator 10 with the nominal mean value NSoll. The short-term mean value is determined by t mTL (t) = 1 t | hS # e | dt T tT described.

Im Integrationszeitraum T wird der Kurzzeitmittelwert mTL(t) aus dem mit der Stellspannung h5 multiplizierten Summensignal e ermittelt.In the integration period T, the short-term mean value mTL (t) is derived from the the sum signal e multiplied by the control voltage h5 is determined.

Gemäß der Erfindung erzeugt ein Hochpaßfilter 14 aus der Stell spannung h5 des Reglers 9 ein fehlerkorrigierendes Signal hSD. Mit diesem Signal wird im Multiplizierer 13 der konstante Referenzunterträger, den der Oszillator 6 liefert, in der Amplitude moduliert und dem geglätteten Summensignal h5. e an der Additionsstelle 12 hinzugefügt.According to the invention, a high-pass filter 14 generated from the control voltage h5 of the controller 9 an error-correcting signal hSD. This signal is used in the Multiplier 13 is the constant reference subcarrier supplied by oscillator 6, modulated in amplitude and the smoothed sum signal h5. e at the addition point 12 added.

Der bereits im geglätteten Summensignal hS . e enthaltene Referenzunterträger erhält durch diese Addition einen fehlerkorrigierenden Signalanteil. Das so entstandene Summensignal e" steuert den FM-Sender des FM-2bertragungssystems 3 gleichmäßig aus und steht am Ausgang auf der Empfangsseite in dieser Form wieder zur Verfügung.The already in the smoothed sum signal hS. e included reference subcarriers This addition gives an error-correcting signal component. The resulting Sum signal e ″ controls the FM transmitter of the FM transmission system 3 uniformly and is available again in this form at the exit on the receiving side.

Auf der Empfangsseite entnimmt ein in seinen Eigenschaften zu dem Hochpaßfilter 14 inverse Filter 16 aus diesem Summensignal e" den Referenzunterträger mit seinem fehlerkorrigierenden Signalanteil und erzeugt daraus wieder die gleiche Stellspannung h5, die senderseitig vom Regler 9 an den Multiplizierer 8 geliefert wurde. Die Multiplikation des Summensignals im Hubregelkreis kann jetzt im Quotientenbildner durch eine Division des Summensignals mit der Stellspannung h5 wieder voll beseitigt werden. Zu diesem Zweck wird das Summensignal e" auf den Zählereingang des Dividierers gegeben und die Stellspannung h5, die das Filter 16 durch Filterirnp; und Demodulation gewinnt, als Nennersignal verwendet. Durch die Quotientenbildung entsteht am Ausgang des Dividierers 15 ein Summensignal, aus dem der störende Einfluß der Stellspanmlng h5 beseitigt wurde. Mit diesem Summensignal werden die Demodulatoren der Einheit 5 ausgesteuert. Jeder Demodulator filtert mit einem Bandfilter aus diesem Signal seinen Unterträger heraus und demoduliert ihn. An den Ausgängen dieser Demodulatoren, die gleichzeitig die Kanal aus gänge sind, liegen dann die übertragenen Signale u52 bis uSn wieder vor, mit denen die Kanaleingänge ausgesteuert wurden.On the receiving side, one takes in its properties to that High-pass filter 14 inverse filter 16 from this sum signal e "the reference subcarrier with its error-correcting signal component and generates the same from it again Control voltage h5, which is supplied by the controller 9 to the multiplier 8 on the transmitter side became. The multiplication of the sum signal in the stroke control loop can now be done in the quotient generator completely eliminated by dividing the sum signal by the control voltage h5 will. For this purpose, the sum signal e "is applied to the counter input of the divider given and the control voltage h5 that the filter 16 through Filterirnp; and demodulation wins, used as denominator signal. By forming the quotient a sum signal arises at the output of the divider 15, from which the disturbing influence the adjusting voltage h5 has been eliminated. With this sum signal the demodulators of the unit 5 controlled. Each demodulator filters from this with a band filter Signal out its subcarrier and demodulate it. At the outputs of these demodulators, which are the channel outputs at the same time, are then the transmitted signals u52 to uSn with which the channel inputs were controlled.

Das Filter 16 enthält zweckmäßig ein Bandfilter, das bei der Transformation in dem Signalfrequenzbereich Tiefpaßeigenschaften hat.The filter 16 expediently contains a band filter that is used in the transformation has low pass properties in the signal frequency range.

Claims

Device for frequency deviation control in an AM / FM telemetry system with a lift control circuit in the transmitting station and a device for changing the amplification in the receiving station, characterized in that the control voltage (hs) des Stroke control circuit (2) via a high-pass filter (14) an error-correcting signal (hSD) is generated and with this signal a constant reference subcarrier in the Amplitude is modulated and added to the smoothed sum signal (h5. E) and that on the receiving side of the reference subcarrier with the corrective signal with a In terms of its properties, the filter (16) is the inverse of the high-pass filter from the sum signal (e '') is filtered out and demodulated and that the resulting output signal (hs) is fed as a denominator signal to a divider (15).

2. Frequency deviation control device according to claim 1, characterized in that that the filter (16) contains a band filter which is used in the transformation in the signal frequency range Has low pass properties.