DE2136018B2 - Fm-demodulator - Google Patents
Fm-demodulatorInfo
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03D—DEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
- H03D3/00—Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations
- H03D3/02—Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations by detecting phase difference between two signals obtained from input signal
- H03D3/06—Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations by detecting phase difference between two signals obtained from input signal by combining signals additively or in product demodulators
Landscapes
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Demodulator für frequenzmodulierte elektrische Schwingungen, bei dem
die zu demodulierenden Schwingungen zwei Übertragungswegen zugeführt sind, die Übertragungsnetzwerfce mit frequenzabhängiger Amplitudencharakteristik
aufweisen, deren Ausgangsspannungen Ober jeweils einen Amplitudendemodulator einem differenzbildenden Glied zugeführt sind, dessen Ausgangsspannung das
Demodulationsprodukt darstellt Ein derartiger Demodulator ist beispielsweise durch die FR-PS 1290764
bekannt
Bei FM-Diskriminatoreri tritt stets das Problem von
Verzerrungen auf. Die statischen wie dynamischen Verzerrungen wachsen hierbei mit dem Hub zu
Trägerverhältnis ΔίΙ/Slo. Um insbesondere für kommerzielle Anwendung ausreichend kleine Verzerrungen zu
erhalten, sind bei der Demodulation nur Hub zu Trägerverhältnisse der Größe um 0,1 brauchbar. Bei
Trägern mit absolut großen Hüben muß deshalb die Demodulation in entsprechend hohen Frequenzlagen
erfolgen, wobei der Aufbau geeigneter Demodulatoren schwierig ist
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen FM-Demodulator zu schaffen, mit dem die Demodulation trotz hohen Frequenzhubes auch in niedrigen
Frequenzlagen möglich ist
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß bei einem Demodulator der eingangs
genannten Art die Übertragungsnetzwerke beider ubertragungswege dieselbe Übertragungscharakteristik aufweisen und in einem der Übertragungswege eine
Einrichtung zur Umsetzung der frequenzmodulierten elektrischen Schwingungen mit der doppelten Mittenfrequenz der frequenzmodulierten elektrischen Schwingungen vorgesehen ist
Der Vorteil dieser Schaltung gemäß der Erfindung besteht in einer verzerrungsfreien FM-Demodulation
bei einem Hub zu Trägerverhältnis bis in die Nähe von eins(dQ/£Vn. 1).
Dadurch sind auch Träger mit absolut großen Hüben in niedriger ZF-Lage demodulierbar, beispielsweise ein
Träger mit 50 MHz Hub bei einer Zwischenfrequenz von 70 MHz. Eine solche Schaltung ist ferner in ihrem
Aufbau sehr einfach und auch voll integrierbar.
Eine Verbesserung des Demodulators hinsichtlich Verzerrungen, die auf der Auswirkung endlicher
Balance des Frequenzumsetzers beruhen, wird dadurch erreicht daß die Übertragungsnetzwerke beider Übertragungswege dieselbe Übertragungscharakteristik aufweisen und daß in beiden Übertragungswegen jeweils
eine Einrichtung zur Umsetzung der frequenzmodulierten elektrischen Schwingungen vorgesehen ist und die
zur Umsetzung verwendeten Frequenzen symmetrisch zur Mittenfrequenz der frequenzmodulierten elektrischen Schwingungen liegen und diese derart in eine
niedrigere Frequenzlage umsetzen, daß die Ausgangssignaie der beiden Einrichtungen bei gleicher Frequenzlage unterschiedliche Seitenbandlage aufweisen.
In vorteilhafter Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes sind die Übertragungsnetzwerke als AL·Schaltung mit einem Folgeverstärker ausgebildet, wobei die
Übertragungsnetzwerke insbesondere in T-Schaltung aufgebaut sind, in deren Querzweig die Induktivität und
in deren Längszweigen eingangsseitig der Widerstand und ausgangsseitig der Folgeverstäfker angeordnet
sind.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes sind die Übertragungsnetzwerke als induktiv rückgekoppelte Operationsverstärker realisiert
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Übertragungsnetzwerke
aus einem rückgekoppelten Operationsverstärker bestehen, in dessen Rückkopplungsleitung ein
Integrator eingeschaltet ist
Nachstehend wird die Erfindung anhand von s Ausfuhrungsbeispielen näher erläutere
Es zeigt
F i g. 1 einen FM-Demodulator mit einem Frequenzumsetzer in einem Leitungszug,
F i g. 2 die Demodulationskennlinie des FM-Demodulators,
Fig.3 bis 5 verschiedene Ausführungsformen von
Übertragungsnetzwerken,
Fig.6 einen FM-Demodulator mit je einem Frequenzumsetzer
in beiden Leitungszügen,
Fig. 7 das Frequenzumsetzerschema des FM-Demodulators
nach F i g. 6.
Anhand des in F i g. 1 dargestellten FM-Demodulators
soll zugleich das Arbeitsprinzip des FM-Demodulators
erläutert werden. Das frequenzmodulierte ZF-Signal
Ωο ± ΔΩ(ί) wird aufgespalten und zwei parallelen
Leitungszügen zugeführt In dem einen Leitungszug sind ein Frequenzumsetzer FU 2, ein Übertragungsnetzwerk
F2 mit frequenzabhängiger Amplitudencharakteristik und ein Gleichrichterelement G 2 in der aufgeführten
Reihenfolge eingeschaltet im anderen Leitungszug sind ein Übertragungsnetzwerk Fl mit frequenzabhängiger
Amplitudencharakteristik und ein Gleichrichterelement G1 eingeschaltet Das aufgespaltene frequenzmodulierte
ZF-Signal wird also dem einen Übertragung&netzwerk Fl direkt und dem anderen Übertragungsnetzwerk
F2 über einen Frequenzumsetzer FU2 zugeführt. Die Umsetzer-Trägerfrequenz Ωτ ist doppelt so groß
gewählt wie die nominelle ZF-Trägerfrequenz Ωο
(Mittenfrequenz der frequenzmodulierten elektrischen Schwingungen; Ωτ = 2 Ωο). Der Frequenzumsetzer ist
mit einem Tiefpaß versehen, der nur das untere Modulationsprodukt durchläßt Das untere Modulationsseitenband
Ωο - (± ΔΩ($ hat dann die gleiche
Frequenzlage wie das ZF-Signal, ist aber zu diesem seitenverkehrt Die beiden Übertragungsnetzwerke Fl
und F 2 haben im Frequenzbereich von ω = Ωο bis 2 Ωο
gleiches Übertragungsmaß der Funktion UJUe
= C- ω, wobei Ceine Konstante ist.
An den Ausgängen der beiden Übertragungsnetzwerke F1 und F2 stehen danach folgende Signalgrößen an:
U1 = IZ0C(U0 ± I Ii(O).
U2 = U0C(U0
Beide Signalgrößen werden in den nachfolgenden Gleichrichterelementen (Amplitudendemodulatoren)
G1 bzw. G 2 gleichgerichtet Die Gleichrichtung erfolgt
dabei unter der Annahme vernachlässigbarer Amplitudenfehler, z. B. unter der Bedingung, daß die Signalamplitude
groß gegen die Diodenschleusenspannung ist, oder bei Verwendung von linearisierten Gleichrichterschaltungen.
Die Ausgänge der Gleichrichterelemente G1 und G 2 sind an ein Subtraktionsglied 5 geschaltet.
Durch diese abschließende Differenzbildung erhält man das gewünschte Demodulationssignal
UDemod = 2U0C(±AÜ(t)). (3)
F i g. 2 zeigt die Demodulationskennlinie des FM-Demodulators,
wobei auf der Ordinate die Demodulations- f>5
spannung UDemod und auf der Abszisse der Hub ΔΩ(ί)
aufgetragen sind. Die Demodulationskennlinie hat im Bereich zwischen den Bandgrenzen ω 1 und ω 2 einen
linearen Verlauf.
Die F i g. 3 bis 5 zeigen verschiedene Ausführungsformen von Übertragungsnetzwerken. Das Übertragungsnetzwerk
nach Fig.3 besteht aus einer RL·Kombination
mit einem Folgeverstärker V, wobei die Induktivität L im Querzweig und der Widerstand R und der
Folgeverstärker V in den Längszweigen eingangs- bzw. ausgangsseitig einer T-Schaltung angeordnet sind. Das
Übertragungsnetzwerk nach F i g. 4 besteht aus einem induktiv rückgekoppelten Operationsverstärker OV.
Von den beiden Eingangsklemmen des Operationsverstärkers ist die eine an Masse geführt, während die
andere über einen Widerstand R an die Spannungsklemme der Eingangsspannung Ue angeschlossen ist Vom
Ausgang des Operationsverstärkers ist eine Rückkopplungsleitung mit der eingeschalteten Induktivität L an
die auf Eingangsspannung liegende Eingangsklemme geführt. Das Übertragungsnetzwerk nach Fig.5 ist
durch eine Differenzierschaltung, nämlich einen Operationsverstärker OV mit einem Integrator / in der
Rückkopplungsleitung realisiert Bei dieser Schaltung sind an die beiden Eingänge des Operationsverstärkers
die Spannungsklemme Ue der Eingangsspannung und die Rückkopplungsleitung angeschlossen. Alle drei
Übertragungsnetzwerke besitzen dieselbe Übertragungsfunktion UJUe= C- ω. Für eine verzerrungsfreie
Demodulation genügt es, diese Übertragungsfunktion im Frequenzbereich von ü>i bis 0)2 mit den Werten
a>\ = Ωο - ΔΩ und ω2 + ΔΩ. zu erfüllen. Da die
Übertragungsfunktion im Gegensatz zu denen der Übertragungsnetzwerke üblicher FM-Demodulatoren
keinen Anteil mit dem Frequenzgang enthält, ist diese
Art von FM-Demodulatoren vom Prinzip her verzerrungsfrei.
Fig.6 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Demodulators, mit der auch auf der
Auswirkung endlicher Balance des Frequenzumsetzers beruhende Verzerrungen vermieden werden. Frequenzumsetzer
mit idealer Balance sind nämlich derzeit noch nicht gegeben. Bei der Schaltung nach Fig.6 ist,
unterschiedlich zur Demodulatorschaltung nach F i g. 1, auch im zweiten Leitungszug ein Frequenzumsetzer an
gleicher Stelle wie im ersten Leitungszug eingefügt. Beide Frequenzumsetzer sind mit einem Tiefpaß
versehen, der jeweils nur das untere Modulationsprodukt — entsprechend Fig.6 — durchläßt. Das zu
demodulierende ZF-Signal Ω(0 = Ωο ± ΔΩ(ί) wird
über zwei verschiedene Umsetzungen aus einer höheren Frequenzlage Ω^ = Ω<· ± ΔΩ(ί) heruntergesetzt. Das
dazugehörige Umsetzerschema ist in F i g. 7 dargestellt. Es entstehen, wie bei der Demodulationsschaltung nach
Fig. 1, zwei ZF-Signale gleichen Frequenzbereiches,
jedoch unterschiedlicher Seitenbandlage. Wie aus dem Umsetzerschema ersichtlich ist, hat die endliche Balance
der beiden Frequenzumsetzer keinen Einfluß mehr auf die Linearität der Demodulation. Die weitere Signalverarbeitung
in den nachfolgenden Übertragungsnetzwerken Fl bzw. F2, den Gleichrichterelementen G1 bzw.
G 2 und dem Subtraktionsglied Serfoigt in der gleichen
Weise wie bei der Schaltung nach F i g. 1.
Anstelle von Übertragungsnetzwerken mit der Übertragungsfunktion UJUC — C ω können auch solche
mit der Funktion UJ Ue = —benutzt werden. Die
(Il
Demodulationskennlinie ist in diesem Falle dann nicht mehr linear proportional zu ω und sie besitzt zwei Pole
bei ω = Q0 und 2 Ωο.
Hierzu 2 Bhiil Zeichnungen
Claims (6)
1. Demodulator für frequenzmodulierte elektrische Schwingungen, bei dem die zu demodulieren- s
den Schwingungen zwei Übertragungswegen zugeführt sind, die Übertragungsnetzwerke mit frequenzabhängiger Amplitudencharakteristik aufweisen, de-
, ren Ausgangsspannungen über jeweils einen Amplitudendemodulator einem differenzbildenden Glied to
zugeführt sind, dessen Ausgangsspannung das Demodulationsprodukt darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsnetzwerke (FX, F2) beider Übertragungswege dieselbe
Übertragungscharakteristik aufweisen und in einem der Übertragungswege eine Einrichtung (FU2) zur
Umsetzung der frequenzmodulierten elektrischen Schwingungen mit der doppelten Mittenfrequenz
der frequenzmodulierten elektrischen Schwingungen vorgesehen ist
2. Demodulator für frequenzmodulierte elektrische Schwingungen, bei dem die zu demodulierenden Schwingungen zwei Übertragungswegen zugeführt sind, die Übertragungsnetzwerke mit frequenzabhängiger Amplitudencharakteristik aufweisen, de-
ren Ausgangsspannungen über jeweils einen Amplitudendemodulator einem differenzbildenden Glied
zugeführt sind, dessen Ausgangsspannung das Demodulationsprodukt darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsnetzwerke (F 1I, F2)
beider Übertragungswege dieselbe Übertragungschrakteristik aufweisen und daß in beiden Übertragungswegen jeweils eine Einrichtung zur Umsetzung der frequenzmodulierten elektrischen Schwingungen vorgesehen ist und die zur Umsetzung
verwendeten Frequenzen symmetrisch zur Mittenfrequenz der frequenzmodulierten elektrischen
Schwingungen liegen und diese derart in eine niedrigere Frequenzlage umsetzen, daß dte Ausgangssignale der beiden Einrichtungen bei gleicher
Frequenzlage unterschiedliche Seitenbandlage aufweisen.
3. Demodulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ubertragungsnetzwerke
(Fi, F2) als ÄL-Schaltung mit einem Folgeverstärker ausgebildet sind.
4. Demodulator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsnetzwerke
(Fi, F2) in T-Schaltung aufgebaut sind, in deren Querzweig die Induktivität (L) und in deren
Längszweigen eingangsseitig der Widerstand (R) und ausgangsseitig der FolgeversUirker fVJ angeordnet sind.
5. Demodulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ubertragungsnetzwerke
(Fi, F2) als induktiv rückgekoppelte Operationsverstärker (OV)realisiert sind.
6. Demodulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ubertragungsnetzwerke
(Fi, F2) aus einem rückgekoppelten Operationsverstärker (O V) bestehen, in dessen Rückkopplungsleitung ein Integrator flj eingeschaltet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19712136018 DE2136018C3 (de) | 1971-07-19 | 1971-07-19 | FM-Demodulator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19712136018 DE2136018C3 (de) | 1971-07-19 | 1971-07-19 | FM-Demodulator |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2136018A1 DE2136018A1 (de) | 1973-02-01 |
DE2136018B2 true DE2136018B2 (de) | 1977-07-28 |
DE2136018C3 DE2136018C3 (de) | 1978-03-09 |
Family
ID=5814137
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19712136018 Expired DE2136018C3 (de) | 1971-07-19 | 1971-07-19 | FM-Demodulator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2136018C3 (de) |
-
1971
- 1971-07-19 DE DE19712136018 patent/DE2136018C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2136018C3 (de) | 1978-03-09 |
DE2136018A1 (de) | 1973-02-01 |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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