DE2138404B2

DE2138404B2 - Demodulator fuer phasengetastete elektrische hochfrequenzschwingungen

Info

Publication number: DE2138404B2
Application number: DE19712138404
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Dipl.-Ing. Tokio; Toyonaga Noriyasu Dipl.-Ing. Kawasaki; Nakamura (Japan)
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1970-08-10
Filing date: 1971-07-31
Publication date: 1973-06-28
Also published as: FR2102160B1; JPS5119749B1; CA960757A; FR2102160A1; DE2138404A1; US3745458A; DE2138404C3; GB1356451A

Description

Die Erfindung betrifft eir-in Demodulator für phasengetastete elektrische Hochfrequenzschwingungen, die einer Mehrzahl von Phasenbrücken zugeführt sind, welchen an den Steuereingängen ein Bezugsträger in verschiedener Phasenlage zugeführt ist und welche an ihren Ausgängen die Demodulationsprodukte liefern.

Eine solche bekannte Anordnung für acht Phasen ist in »Data Transmission« von William R. Bennett und James R. Davey, 1965, McGraw-Hill Book Company, S. 204, beschrieben.

Ein auf demselben Prinzip arbeitender Demodulator für phasengetastete elektrische Hochfrequenzschwingungen, nachfolgend mit PSK-Welle bezeichnet, nämlich eine PSK-Welle mit 16 Phasen, ist in F i g. 1 gezeigt. Gemäß F i g. 1 werden eine Bezugsträgerwelle und eine PSK-Welle in acht Reihen mittels Verteilerschaltungen Hl und Hl bestimmt Die Bezugsträgerwelle wird von der Verteilerschaltune Hl über die Phasenschieber PSl bis Ή 8 den Phasenbrücken PDl bis PDS zugeführt, während die PSK-Welle von der Verteilerschaltung Hl den Phasenbrücken PDl bis PDS zugeführt wird. Der bekannte Demodulator ist so aufgebaut, daß er sowohl die Wellen in jeder Phasenbrücke PDl bis PD 8 demoduliert, als auch Ausgangssignale A bis H erzeugt indem diese Demodulatorausgangssignale über Tiefpaßfilter LPFl bis LPF 8 laufen. Vektoren der 16 Phasen sind mit 1 bis 16, wie dies in Fig. 2 «ezeict ist und Bezugsträgerwellen, deren Phasen durch die'Phasenschieber PSl bis PSS in Fig.l verschoben werden, sind m^:t A bis H bezeichnet. Wenn andererseits die Phasenbrücken PDl bis PD 8 eingestellt sind, so daß die Beziehung zwischen der Phasendifferenz Θ der Eingangssignale und der Demodulatorausgangsspannung£₀ sein kann E^cosö, können die Ausgangssignale A bis H, wie diese in der Tabelle 2 gezeigt sind, erhalten werden, wobei diese 1 in dem" Falle sind, in dem die Demodulatorausgangsspannung E₀ positiv ist, und 0 in dem Falle sind, wenn die DemoHulatorausgangsspannung E₀ negativ ist.

Um 16 Phasen zu bestimmen, werden numlich Bezugsträgerwellen. deren Phasendifferenz jeweils durch 8 Phasenschieber PSl bis P58 eingestellt ist, verwendet, so daß 8 Ausgangssignale A₁ bis // erhalten werden. Bei der Anordnung der Fig. 1 sind 2"-* Phasenschieber, Phasenbrücken und Tiefpaßfilter notwendig, um eine PSK-Welle mit 2" (n ist eine positive ganze Zahl) Phasen zu demodulieren, und folglich werden 2"-¹ Ausgbngssignale erhalten. Der bekannte Demodulator hat somit die Nachteile, daß, da Ausgangssignale von 2" "' Bits für das Bestimmen von 2" Phasen erforderlich sind, je mehr Phasen vorhanden sind, desto mehr Redundanz vorhanden ist und unnütze Bits schnell ansteigen, daß, da 2"-¹ Ausgangssignale erhalten werden, 2ⁿ~^l Wellenformentzerrungskreise nach dem Demodulieren notwendig sind, und daß, da ein Kreis zum Umsetzen der Ausgangssignale von 2"~^l Bits in η Bits notwendig ist, der logische Ausgangskreis kompliziert wird.

Tabslle

Phase	A	B	C	Ausgang	D	E	^F	^G	H
	1	1	1	1	0	0	0	0
1	1	1	1	1	1	0	0	0
2	1	1	1	1	1	1	0	0
3	1	1	1	1	1	1	1	0
4	1	1	1	1	1	T-H	1	1
5	0	1	1	1	1	1	1	T-H
6	0	O	1	1	1	1	1	1
7	0	O	0	1	1	1	1	1
8	0	0	0	0	1	1	1	1
9	O	0	0	0	0	TH	T-H	1
10	0	O	O	0	0	0	1	1
11	0	O	0	0	0	0	0	1
12	0	(I	0	0	0	0	0	0
13	1	0	0	0	0	0	0	η
14	1	1	O	0	0	0	0	0
15	1	1	1	0	0	0	0	0
16

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Nachteile der bekannten Vorrichtungen zu vermeiden und einen Demodulator zu schaffen, der 2" Phasen demoduliert, indem nur η Ausgangssignale erhalten werden.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Anzahl von Frequenzvervielfachern, die wiederholt die phasengetastete Schwingung frequenzverdoppeln, durch eine .veitere Anzahl von Frequenzvervielfachern, welche den Bezugsträger in Übereinstimmung mit der Anzahl der Frequenzveidopplungen der phasengetasteten Schwingung frequenzvervielfachen, derart, daß die Phasenbrücken Dernodulationsprodukte entsprechend der Phasendifferenz zwischen der nicht vervielfachten phasengetasteten Schwingung und dem nicht vervielfachten Bezugsträger und den Phasendifferenzen zwischen der frequenzvervielfachten phasengetasteten Schwingung und dem entsprechend frequenzverviclfachten Bezugsträger liefern.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, in der ist

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer bekannten Vorrichtung,

F i g. 2 ein Vektordiagramm zum Erlämern der Arbeitsweise der Vorrichtung nach Fig. 1,

F i g. 3 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des Demodulators nach der Erfindung,

F i g. 4 a bis 4 d Vektordiagramme zum Erläutern der erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Fig. 5a und 5b Schaltbilder der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Das Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 3 bezieht sich auf 16 Phasen in derselben Weise wie bei der Vorrichtung nach Fig. 1. H3 bis i/8 sind Verteilerschaltungen, Dl bis D 6 sind Verdopplerkreise, BPFl bis BPF 6 sind Bandpaßfilter, PS 9 bis PS 12 sind Phasenschieber, PD9 bis PD12 sind Tiefpaßfilter. Wie in Fig. 4(a) gezeigt ist, sind Zahlen von 1 bis 16 den Phasen einer PSK-Welle mit 16 Phasen für die Zwecke der Beschreibung hinzugefügt. Wenn zuerst die PSK-Welle und die Eezugsträgerwelle durch eine Phasenbrücke PD 9 gemischt werden, so daß der Vektor α der Bezugsträgerwelle zwischen den Phasen 4 und S durch Einstellen des Phasenschiebers PS 9 eingesetzt werden kann, werden Ausgangssignale, wie diese in der Spalte Ausgang a in Tabelle 2 angegeben sind, erhalten, wobei diese 1 in dem Falle sind, in dem die Ausgangsspannung positiv ist und 0 in dem Falle sind, in dem die Ausgangsspannung negativ ist. Wenn dann die PSK-Welle mit 16 Phasen mit 2 durch den Verdopplerkreis D1 multipliziert wird, entartet diese zu einer PSK-Welle mit 8 Phasen, wie dies in F i g. 4 (b) gezeigt ist. Wenn in gleicher Weise die Bezugsträgerwelle an die Phasenbrücke PDlO angelegt wird, während sie mit 2 durch den Verdopplerkreis D 4 multipliziert wird, und dann durch den Phasenschieber PSlO so verschoben wird, daß sie eine Phasenbeziehung hat, wie sie durch den Vektor b in F i g. 4 (b) gezeigt ist, werden Ausgangssignale, wie sie in der Spalte Ausgang b in Tabelle 2 angegeben sind, erhalten. Wenn des weiteren die PSK-Welle mit 8 Phasen mit 2 durch den Verdopplerkreis D 2 multipliziert wird, entartet sie zu einer PSK-Welle mit 4 Phasen, wie dies in F i g. 4 (c) gezeigt ist. Wenn die Bezugsträgerwelle auch weiter mit 2 durch den Verdopplerkreis DS multipliziert wird und durch den Phasenschieber PSIl so verschoben wird, da3 sie eine Phasenbeziehung hat, wie sie durch den Vektor c in F i g. 4 (c) gezeigt ist, und dann an der Phasenbrücke PD11 angelegt wird, werden Ausgangssignale erhalten, wie diese in der Spalte Ausgang c in Tabelle 2 angegeben sind. Vyenn in gleicher Weise die PSK-Welle mit 4 Phasen mit 2 durch den Verdopplerkreis D 3 multipliziert wird, während die Bezugsträgenvelle mit 2 multipliziert

ίο wird, und durch den Phasenschieber PS 12 so verschoben wird, daß sie eine Phasenbeziehung hat, wie sie durch den Vektor d in F i g. 4 (c) gezeigt ist, und dann der Phasenbrücke PD12 zugeführt wird, werden Ausgangssignale erhalten, wie diese in der Spalte

Ausgang d in Tabelle 2 angegeben sind. Dies bedeutet, daß 4 Ausgangssignale für jede Phase erhalten werden und daß die Bestimmung von 16 Phasen durch diese Ausgangssigr-ile ermöglicht wird.

Tabelle 2

Phase	a	Ausgang	b	C	d
	1	1	1	1
1	1	1	1	0
2	1	1	0	1
3	1	1	0	0
4	1	0	1	1
5	1	0	1	0
6	1	0	0	1
7	1	0	0	0
8	0	1	1	1
9	0	1	1	0
10	0	1	0	1
11	0	1	0	0
12	0	0	1	1
13	0	0	1	0
14	0	0	0	1
15	0	0	0	0
16

Bei dem Demodulator nach der Erfindung können /ι Ausgangssignale für jede Phase der PSK-Welle mit 2" Phasen durch die Operation der Wiederholung der Multiplikation mit 2 erhalten werden, wie dies oben erwähnt worden ist, bis die PSK-Weüe 2 Phasen erhält, so daß 2" Phasen durch diese η Ausgangssignale bestimmt werden können. Darüber hinaus können die gesamten η Ausgänge erhalten v/erden, auch wenn ein Demodulieren mittels der Bezugsträgerwelle der Vektoren c und d! in F i g. 4 (c) in einem Zustand von 4 Phasen nach der Wiederholung der Multiplikation mit 2 ausgeführt ist. Wie für die PSK-Welle

mit 2" Phasen können deshalb 2" Phasen einfach durch die Ausgangssignale mit η Bits erhalten werden, wenn die Multiplikation bis zu 4 Phasen ausgeführt wird. Es wird jetzt die spezielle Schaltung nach ^er Erfindung unter Bezugnahme auf F i g. 5

beschrieben, wobei die F i g. 5 (a) und 5 (b) Schaltbilder der Ausführungsform nach F i g. 3 sind.

Die Anschlüsse A bis ff in F i g. 5 sind mit den Anschlüssen A' bis H' in Fig. 5 verbunden. H3 bis H 8 sind Veiteüerschaltungen. Die der Primärseite der Transformatoren dieser Verteilerschaltungen zugeführten Signale werden an der Sekundärseite geteilt und dem Verstärker in der letzten Stufe zugeführt. Ah Verteilerschaltung wird eine solche mit

5 6

sehr guter Frequenzkennlinie gegenüber der Ampli- Phasenschieber wird eine Verzögerungsleitung ver-

tudenschwankung und der Phasenschankung verwen- wendet.

det, und zwar wird eine Verteilerschaltung verwendet, PD 9 bis PD12 sind Phasenbrücken. Diese Phasenderen Trennung zwischen den beiden Anschlüssen brücken ergeben die Phasendifferenz zwischen einem an der Ausgangsseite (der Sekundärseite) sehr gut ist. 5 PSK-Signal und einem Bezugsträger als Wechsel der

Des weiteren werden Verteilerschaltungen Hl·, HA Amplitude der Ausgangsspannung. Wenn nämlich die

und HS zum Teilen der PSK-Signale verwendet, und Phasendifferenz θ ist, wird eine Spannung im Ver- ,

Verteilerschaltungen H 6, H 7 und H 8 werden zum haitnis zu cos θ erzeugt. /

Teilen der Bezugsträger verwendet. Als Phasenbrücken werden, wie sich aus der Zeich-

AMPl bis AMP 14 sind Verstärker, die verwendet ₁₀ nung ergibt, Abgleich-Phasenbrücken verwendet, die I

werden, um sowohl die PSK-Signale als auch die Be- vier Dioden enthalten. Darüber hinaus werden Pha-

zugsträger auf einem notwendigen Pegel zu halten. senbrücken, deren Frequenzkennlinie und Träger-

Diese Verstärker AMPl bis AMP14 bestehen aus unterdrückung sehr gut sind, verwendet, zweistufigen Transistorverstärkern in Emitterschal- LPF 9 bis LPF12 sind Tiefpaßfilter. Jedes dieser tung. Als diese Verstärker werden solche mit sehr i₅ Tiefpaßfilter nimmt den Niederfrequenzteil, nämlich guter Frequenzkennlinie und sehr guter Verzerrungs- die Grundbandkomponente, von den Ausgangssignakennlinie (Verzerrungen, wie Umsetzung von Ampli- len der Phasenbrücken PD 9 bis PD12 ab und gibt tudenverzerrungen in Phasenverzerrungen u. dgl.) diesen zu den Ausgängen α bis d. verwendet. Als diese Tiefpaßfilter werden T-Filter verwen-

Der positive Anschluß der Energieversorgung zum _ao det.

Betreiben der Verstärker, der nicht in der Zeichnung Wie bereits oben beschrieben worden ist, ermög-

dargestellt ist, ist am Punkt + angeschlossen. D1 bis licht der Demodulator nach der Erfindung, eine

D 6 sind Verdopplerkreise zum Multiplizieren sowohl PSK-WdIe mit 2" Phasen mittels eines nicht mehr

der PSK-Signale als auch der Bezugsträger mit 2. zu verringernden Minimums von Ausgängen von

Als Verdopplerkreise Dl bis D16 werden Kreise ₁₅ η Bits zu bestimmen. Somit wird der Aufbau eines

mit Doppelweggleichrichtung, in denen zwei Dioden logischen Ausgangskreiües vereinfacht. Obwohl die-

vcrgcschcn sind, verwendet. Die ersteren Stufen sind selbe Anzahl von Banupaßfiiiern für die Frequenz,

mit einem Transformator zum Abgleichen beider die durch die Verdopplerkreise multipliziert wird,

Dioden bezüglich der Signale versehen. wie die Anzahl der Verdopplerkreise gemäß der Er-

AIs Verdopplerkreise Dl bis D 6 werden solche ₃₀ findune notwendig ist, werden Phasenschieber. Pha-

mit sehr guter Frequenzkennlinie in dem gewünschten senbrücken und Bandpaßfilter im Vergleich mit einer

verwendeten Frequenzband und sehr guter Inter- bekannten Vorrichtung nach Fig. 1 verringert, und

modulationskennlinie und sehr guter Amplituden- des weiteren ist die Zahl der Phasenlagen geringer,

Phasen-Umsetzungskennlinie verwendet. und ihre unabhängige Einstellung ist möglich. Somit

BPF1 bis BPF 6 sind Bandpaßfilter, die zum Ab- wird die Phaseneinste lung sehr vereinfacht. Abschneiden unnötiger Spitzen nach der Multiplikation * gesehen davon, daß die Zahl der Ausgangsanschlüsse mittels der Verdopplerkreise verwendet werden, und gering isi, werden die Wellenformentzerrungskreise als diese Filter werden T-Filter verwendet. PS9 bis nach dem Demodulieren in Übereinstimmung mit der PS 12 sind Phasenschieber, die zum Einstellen des Anzahl der Ausgänge verringert so daß insgesamt Bezugsträgers in einer Phasenstetlung des in Fig.4 eine wesentliche Vereinfachung im Vergleich mit begezeigten Trägers verwendet werden, und als solche kannten Vorrichtungen erreicht werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Demodulator für phasengetastete elektrische Hochfrequenzschwingungen, die einer Mehrzahl 5 von Phasenbrücken zugeführt sind, weichen an aen Steuereingängen ein Bezugsträger in verschiedener Phasenlage zugeführt ist und welche an ihren Ausgängen die Demodulationsprodukte liefern, gekennzeichnet durch eine Anzahl von Frequenzvervielfachern, die wiederholt die phasengetastete Schwingung frequenzverdoppeln, durch eine weitere Anzahl von Frequenzvervielfachern, welche den Bezugsträger in Übereinstimmung mit der Anzahl der Frequenz-Verdopplungen der phasengeiasteten Schwingung frequenzvervielfachen, derart, daß die Phasenbrücken Demodulationsprodukte entsprechend der Phasendifferenz zwischen der nicht vervielfachten phasengetasteten Schwingung und dem nicht vervielfachten Bezugsträger und den Phasendifferenzen zwischen der frequenzvervielfachten phasengetasteten Schwingung und dem entsprecnend frequenzvervielfachten Bezugsträger liefern.