DE2158224A1

DE2158224A1 - Demodulator

Info

Publication number: DE2158224A1
Application number: DE19712158224
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-11-23
Filing date: 1971-11-19
Publication date: 1972-05-25
Also published as: SU462363A3; SE347852B; CA934301A; FR2115931A5; GB1350102A; NL7115911A

Description

Die- vorliegende Erfindung betrifft einen Demodulator, genauer einen Demodulator zur Demodulation abgetasteter Signale bei periodischer Veränderung der Abtastung.

Es ist bekannt, daß ein im Frequenzband begrenztes kontinuierliches Signal, z.B. ein Sprachsignal, übertragen werden kann in der i'orm kurzer Impulse mit konstantem Impulsintervall T und mit der gleichen Amplitude wie das kontinuierliche Signal zu den gleichen Zeiten. Dieser Vorgang wird Abtastung genannt. Es ist auch bekannt, daß die Impulswiederholfrequenz 1/T einen niedrigsten Wert haben darf, der gleich der zweifachen höchsten rjii/nalfrequenz in dem kontinuierlichen Signal ist, und daß das kontinuierliche Signal dadurch aus dem Abtastsignal zurückgewonnen worden kann, daß es durch ein Tiefpaßfilter mit der Γ r ο'; u en ζ 1 / 2 T 1 ·.; u f t.

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BAO

Ein Demodulator gemäß der Erfindung ist vorgesehen für Signale, die das Ergebnis einer veränderten Abtastung sind, d.h· einer -Abtastung, bei der sich die Abtastintervalle periodisch verändern. Solche veränderte Abtastung kann ζ·Β· die Abtastintervalle 2T, 30?, 2T, 3T ... oder 1OT,. 11T» 1OT, 11T ... aufweisen. Diese Art von Abtastintervall, d.h. nT, (n+1)T, nT (n+1)T ..., ist besonders geeignet, doch ist auch eine andere Form periodischer Abtastveränderung möglich, Trotz der Tatsache, daß das kürzeste Abtastintervall bei dieser Abtastart ein Vielfaches von T ist, können Signale mit Frequenzen im Frequenzbereich 0 - 1/2T abgetastet werden, wobei jedoch vorausgesetzt ist, daß das Frequenzspektrum des kontinuierlichen Signals sich langsam verändert, d,h· der Frequenzinhalt etwa konstant ist während einer Zeit, die lang ist im Vergleich zur Periodenzeit der höchsten Frequenz des Signals. Ein Beispiel für Signale solcher Art sind Sprachsignale. Es werden Frequenzen bis zu 3 und 4- kHz angetroffen, doch die Änderung des Frequenzinhalts geschieht durch Muskelveränderungen im Sprechorgan und ist relativ langsam, Der Vorteil der periodisch veränderten Abtastung liegt darin, daß das kleinste Abtastintervall viel größer sein kann, als es bei der gleichförmigen Abtastung erforderlich wäre. Dies bedeutet, daß in den langen Zeitintervallen zwischen den Abtastungen eines Signals Abtastungen anderer Signale eingeschoben werden können (Zeitmultiplex), wodurch die Effektivität der Übertragungsvorrichtung beträchtlich gesteigert werden kann. Es ist jedoch in diesem Zusammenhang nicht möglich, wie bei der gleichförmigen Abtastung, das kontinuierliche Signal durch einfache · 'Tiefpaßfilterung zurückzugewinnen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist deshalb die Schaffung eines geeigneten Demodulators zur Demodulation abgetasteter Signale mit periodisch veränderter Abtastung. Die Kennzeichen eines solchen Demodulators gehen aus den beiliegenden Ansprüchen hervor.

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Die Erfindung wird in genaueren Einzelheiten in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen die

Fig. 1 schematisch ein Blockdiagramm des Demodulators zeigt,

Fig. 2 einige Signaldiagramme für den Demodulator gemäß" Fig. 1 zeigt,

Fig. 3 eine abgeänderte Ausführungsform des Demodulators gemäß Fig. 1 zeigt,

Fig. 4· einen Demodulator mit einer Anzahl ¥on Additions schaltungen und zu diesen gehörender Filter usw. und

Fig. 5 eine weitere abgeänderte Ausführungsform des Demodulators gemäß Fig. 1 zeigt.

Der in den Zeichnungen gezeigte Demodulator besitzt eine Additionsschaltung mit zwei Eingängen und einem Ausgang, ein riefpaßfilter 2 mit nachfolgendem Verstärker, eine Abtastschaltung 4 zur gleichförmigen Abtastung, eine Abtastschaltung 5 zur veränderten Abtastung und eine Subtraktionsschaltung 6.

iiner der Eingänge 11 der Additionsschaltung ist der Eingang I ' dee Demodulators, während der zweite Eingang 12 mit dem Ausgang aer ;5ubtraktionsschaltung 6 verbunden ist. Der Ausgang der iLdaitioiiKrchaltung ist mit dem Eingang des Filters 2 mit nachfolriendeu Verstärker 3 verbunden, dessen Ausgang einerseits der Ausgang U dos Demodulators ist und andererseits mit den Abtastschr.ltunf,i-n für t:leichför:.iipe (4) und veränderte Abtastung 5 ν .r ι.·,:]; den ist. Die Schaltung für gleichförmige Abtastung liegt zvicohen ecni Ausgang des Verstärkers 3 und dem Plus-Eingang der .■Aü^trakr-xor^-./cUoitung 6, führend oxo Schaltung für veränderte .il";/:^:.i.u3i_t:: zwischen dea Ausgang des gleichen Verstärkers und

Lfr der gleichen fiubtraktioncscnnltung lie[.;t.

2 0 9 8 2 27 1 Ü 1 U

Das in der Schaltung 5 ausgeführte veränderte Abtasten ist von der gleichen Art wie das Abtasten, das die Basis für das verändert abgetastete Signal mit dem Abtastintervall nT, (n+1)T, nT, (n+1)T ... ist, welches auf den Eingang I des Demodulators gegeben wird. Das in der Schaltung durchgeführte gleichförmige Abtasten hat in diesem Pail das Abtastintervall T, da die veränderte Abtastung Abtastintervalle hat, die Vielfache von T sind. Die Bandbreite des Tiefpaßfilters 2 beträgt 1/2T. Die Spannungsverstärkung des Verstärkers 3 ist so angepaßt, daß die Amplitude der Probe hinter der Subtraktionsschaltung 6 gleich der Amplitude der auf den Eingang des Demodulators gegebenen Proben ist.

Von den Diagrammen der Fig. 2 zeigt das Diagramm a das verändert abgetastete Signal, das auf den Demodulator gegeben wird, das Diagramm b das Signal am Ausgang des Verstärkers 3» das Diagramm c das gleichförmig abgetastete Signal am Ausgang der Abtastschaltung 4-, das Diagramm d das verändert abgetastete Signal am Ausgang der Abtastschaltung 5» das Diagramm e das Signal hinter der Subtraktionsschaltung 6 und das Diagramm f das gleichförmig abgetastete Signal, das aus dem verändert abgetasteten Eingangssignal erhalten wird. Die Signale beziehen sich auf den Zustand nach dem Einschwingvorgang.

Der Demodulator nach Pig. 3 enthält wie in Pig. 1 eine Additionsschaltung 1, ein Filter 2 und einen Verstärker 3· Zwischen dem Ausgang des Verstärkers 3 und dem Eingang 12 der Additionsschaltung liegt eine Abtastschaltung 7 für ähnliches Abtasten. Diese Abtastung geschieht gemäß einem Abtastmuster, welches Proben enthält, die ausgeschlossen sind bei den Abtastmustern der auf den Demodulator gegebenen abgetasteten Signale im Vergleich zu den Abtastmustern gleichförmig abgetasteter Signale.

Der Demodulator nach Fig. 4- enthält eine Anzahl von Additions-

1 2 η
schaltungen, die mit 1 , 1 , ... 1 bezeichnet sind. Der Ein- ' gang I des Demodulators ist einerseits mit einem Tiefpaß 2 mit

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nachfolgendem Verstärker 3 und einer Abtastschaltung 7» andererseits über eine Zeitverzögerungsschaltung X mit einem Eingang 12^ der Additionsschaltung 1 verbunden, wobei dieser Eingang dem Eingang 12 in der Fig. 3 entspricht. Die Zeitverzögerung in der Schaltung entspricht der Zeitverzögerung in der Schleife, die von den Einheiten 2, 3 und 7 zwischen dem Eingang I und dem

1 1 verbleibenden Eingang 11 der Additionsschaltung 1 gebildet wird. Der Eingang 12^ ist über eine Zeitverzögerungsschaltung X

P 2

mit einem Eingang 12 der Additionsschaltung 1 verbunden· Der

1 1

Ausgang der Additionsschaltung 1 ist über einen Tiefpaß 2

•ι
mit nachfolgendem Verstärker 3 und Abtastschaltung 7^ rai^ dem

2 2 verbleibenden Eingang 11 der Additionsschaltung 1 verbunden.

2 In der gleichen Weise sind der Eingang 12 der Additionsschal-

2
tung 1 und der Ausgang dann mit den beiden Eingangen einer folgenden Additionsschaltung verbunden. Die letzte Additionsschaltung 1ⁿ liegt mit ihrem Ausgang am Ausgang U des Demodulators über einen Tiefpaß 2ⁿ und einen Verstärker 3ⁿ· Die Zahl der Additionsschaltungen und damit die Zahl der Schleifen 2, 3» 7 des Demodulators ist abhängig von und steigt mit der Zahl der in dem Abtastmuster des zugeführten Signals fehlenden Abtastungen oder Proben und ist auch eine Folge der Anforderungen an die Verzerrungsfreiheit des Ausgangssignals des Demodulators.

Der Demodulator nach Fig. 5 enthält eine Additionsschaltung 1 mit zwei Eingängen 11, 12 und einem Ausgang und eine Filteranordnung F zwischen dem Ausgang der Additionsschaltung 1 und dem Ausgang U des Demodulators. Der Eingang I des Demodulators ist mit dem Eingang 11 der Additionsschaltung 1 verbunden, und zwischen dem Ausgang der FiIteranordnung F und dem Eingang 12 der Additionsschaltung 1 liegt eine Schaltung G zur Übertragung von Proben, die den ausgeschlossenen Proben in den Abtastmustern der auf den Eingang I des Demodulators gegebenen Signale entsprechen im Vergleich mit dem Abtastmuster der gleichförmig abgetasteten Signale.

In den Fig. 1, 3 und 4· sind die Filter gewöhnliche Analogfilter, ho ist Jedoch möglich, sie als Datenspeicher auszuführen, d.h.

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als Schaltungen mit z.B. Schaltern und Kondensatoren, die auf einen bestimmten Wert aufgeladen werden und diesen Wert dann
während des Intervalls zwischen zwei Proben halten. In diesem Fall kann es geeignet sein, der Additionsschaltung nicht nur
die Proben zuzuführen, die in dem Muster des Eingangssignals
fehlen, sondern auch Proben zwischen den Proben in einem
solchen vervollständigten Signal, so daß in diesem Zusammenhang eine höhere Abtastfrequenz erhalten wird, wodurch die Phasenverschiebung der Filter verringert wird und immer noch ein
gleichförmig abgetastetes Signal aus dem Demodulator erhalten ™ wird.

Im Demodulator nach Fig. 5 ist das Filter F ein Digitalfilter aus Verzögerungseinheiten, Verstärkern und Additionsschaltungen. Die Schaltung G ist dann als eine Torschaltungsanordnung
konstruiert, wo das erforderliche Abtastmuster dadurch gebildet wird, daß bestimmte Proben durchgelassen und andere gesperrt werden, wodurch das Eingangssignal mit veränderter Abtastung in ein gleichförmig abgetastetes Ausgangssignal überführt wird.

Patentansprüche

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Claims

- 7 - Patentansprüche

Demodulator zur Demodulation abgetasteter Signale mit periodisch veränderter Abtastung, gekennzeichnet durch eine Additionsschaltung (1) mit zwei Eingängen und einem Ausgang und einem Schleifenkreis, der mit dem" einen Eingang der Additionsschaltung verbunden ist und die Proben, die den ausgeschlossenen Proben in den Abtastmustern der auf den Demodulator gegebenen Signale entsprechen im Vergleich zu den Abtastmustern gleichförmig abgetasteter Signale, übertragen soll, wobei der Eingang des Demodulators mit dem verbleibenden Eingang der Additionsschaltung und der Ausgang des Demodulators mit dem Ausgang der Additionsschaltung verbunden ist·

2. Demodulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Ausgang der Additionssehaltung (1) verbundene Schleifenkreis ein Tiefpaßfilter (2) mit nachfolgendem Verstärker (5), eine Abtastschaltung (4-) zur gleichförmigen Abtastung, eine Abtastschaltung (5) zur veränderten Abtastung und eine Subtraktionsschaltung (6) enthält, wobei die beiden Abtastschaltungen (4_t 5) eingangsseitig mit dem Ausgang des Verstärkers (3) verbunden sind, der gleichzeitig den Ausgang

(U) des Demodulators bildet, und ausgangsseitig mit jeweils einem Eingang der Subtraktionsschaltung (6) verbunden sind, wobei die Schaltung (5) tür veränderten Abtastung nach einem Abtastmuster in Übereinstimmung mit den Abtastmustern der auf den Demodulator gegebenen Signale abtastet·

3. Demodulator nach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet, daß der ifitt dem Ausgang der Additionsschaltung (1) verbundene Schleifenkreis ein Tiefpaßfilter (2) mit nachfolgendem Verstärker (3) und eine Abtastschaltung (7) zur veränderten Abtastung enthält, die gemäß einem Abtastmuster abtastet, welches die Proben enthält, welche in den Abtastmustern der

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auf den Demodulator gegebenen Signale ausgeschlossen sind im Vergleich zu den Abtastmustern gleichförmig abgetasteter Signale, wobei der Ausgang des Verstärkers (3) gleichzeitig den Ausgang (U) des Demodulators bildet (Fig. 3)·

4-, Demodulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Ausgang der Additionsschaltung (1) verbundene Schleifenkreis ein Tiefpaßfilter (F) und eine Torschaltungsanordnung (G) enthält, um Proben, die den ausgeschlossenen Proben in den Abtastmustern der auf den Demodulator gegebenen Signale entsprechen im Vergleich zu den Abtastmustern der gleichförmig abgetasteten Signale, zu übertragen, wobei der Ausgang des Tiefpasses (F) gleichzeitig der Ausgang (U) des Demodulators ist (Fig. 5)·

5. Demodulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Eingang (I) des Demodulators verbundene Schleifenkreis ein Tiefpaßfilter (2) mit nachfolgendem Verstärker (3) und eine Abtastschaltung (7) zur veränderten Abtastung enthält, die nach einem Abtastmuster abtastet, welches die Proben enthält, die ausgeschlossen sind bei den Abtastmustern der auf den Eingang des Demodulators gegebenen Signale im Vergleich zu den Abtastmustern gleichförmig abgetasteter Signale, wobei der Eingang (I) des Demodulators über eine

«γzögerungsschaltung (T) mit dem verbleibenden Eingang (12 )

SI

der Additionsschaltung (1 ) verbunden ist und sein Ausgang

S]

mit dem Ausgang der Additionsschaltung (1 ) über ein v/eiteres

SI

Tiefpaßfilter (2 ) mit nachfolgenden Verstärkungsschritten

(3 ) verbunden ist.

6. Demodulator nach Anspruch 5 niit mindestens zwei Additionsschaltungen, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der einen Additionsschaltung (1*¹) über ein Tiefpaßfilter (2¹)

. mit nachfolgendem Verstärker (3 ) und einer Abtastschaltung (7 ') mit dem einen Eingang (11 ) der nächstfolgenden

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ρ
Additionsschaltung (1 ) verbunden ist, daß der verbleibende Eingang (12 ) der Additionsschaltung (1 ) über eine Verzögerungsschaltung (T) mit.dem verbleibenden Eingang (12ⁿ) der folgenden Additionsschaltung (1ⁿ) verbunden ist und daß der Ausgang (U) des Demodulators mit dem Ausgang der Additionsschaltung (1ⁿ) verbunden ist, die am weitesten vom Eingang des Demodulators entfernt liegt«

7· Demodulator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechende Abtastschaltungen (7» 7 ) roi^ einer höheren Impulswiederholfrequenz betrieben werden, als -es der Impulswiederholfrequenz in entsprechenden Abtastmustern gleichförmig abgetasteter Signale entspricht·

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