DE2206704C - Laufzeitdemodulator für eine frequenz- oder phasenmodulierte Trägerschwingung und dessen Verwendung bei der Abtastung von Aufzeichnungsträgern - Google Patents

Description

Laufzeitdemodulatoren werden beispielsweise bei quadriert und auf einen Tiefpaß gegeben wird, ist es Bildwiedergabegeräten verwendet, bei denen die wieder- bekannt, /ur Erhöhung der Empfindlichkeit gegenüber zugebende Nachricht in form einer frequenzmodulier- 30 den in Rundfunkempfängern üblich gewesener Freten Trägerschwingung vorliegt. Ihre Aufgabe 'st ei. quenzdemodulatoren au Laufzeitleitung eine Ultradas der Trägerschwingung aufmodi:!ierte "ideosignal schall-Reflexionsleitung zu verwenden, deren L- fzeit wiederzugewinnen, wobei gleichzeitig ene Unter- 2», - 1 . _{aIs dje PeriodeilJ;},_{uer der}

druckung der Tragerschwingung durcrtgefi^rt wird. 4 ^ö

Das Prinzip ihrer Arbeitsweise besteht darin, die fre- 35 Trägerschwingung, wobei m eine ganze Zahl gröher quenzmodulierte Trägerschwingung in zwei Anteile 5 ist (deutsche Offenlegungsschriften 1 806 V3 und aufzuspalten, den einen Anteil durch ein Laufzeitglied 1 920 914).

gegenüber dem anderen in der Phase um einen von der Die Anwendung eines solchen bekannten Laufzeil-

Frequenz abhängigen Betrag zu verschieben und dann demodulators in Wiedergabegeräten, in welchen beide Anteile zu einer Produktbildung heranzuziehen. 40 Signale nach Ab.^tung eines Aufzeichnungsträgers in Die Produktbildung kann beispielsweise dadurch ge-· Form einer frequenz- oder phasenmodulierten Schwinschehen, daß die beiden Anteile addiert und anschlie- gung vorliegen, erscheint jedenfalls zur Erhöhung der Send qsadriert sowie s:ns!ii TisfpsS zugeführt werden. Empfindlichkeit nicht zweckmäßig, weil hierbei die Eine andere Möglichkeit besteht darin, die beiden An- Bandbreite der modulierten Schwingung, d. h. der teile in einer z. B. als Ringmodulator bekannten 45 Freauenzhub und der von den Seitenbandfrequenzen Schaltung multiplikativ zu verknüpfen. In neuerer eingenommene Frequenzbereich, relativ groß im VerTechnologie ist es üblich, statt des Ringmodulators hältnis zur Mittenfrequenz und jedenfalls größer als Multiplikatorschaltungen zu verwenden, die als voll- im Zwischenfrequenzbereich von Rundfunkempfänständige Bausteine int Handel sind. gern is*. Bei einer derart großen relativen Bandbreite

In der F i g. 1 ist die Demodulationskennlinie 50 ergibt e« sich nämlich, daß von der weiter unten noch eines bekannten Laufzeitdemodulators dargestellt. an Hand von F i g. 3 erläuterten, periodischen De-Über der Momentanfrequenz ί?γ Trägerschwingung modulationskennlinie um so eher nichtlineare Teile ist der Betrag S des sich durch die Demodulation mitbenutzt werden müssen, je größer m ist.
ergebenden Videosignals aufgetragen. Der frequenz- Nun isi es jedoch nicht Aufgabe uci ΕΐίΊπύ ng, 4« hubbereich I der Trägerschwingung erstreckt sich über 55 Empfindlichkeit eines Lanfzeitdemodulators zu ereine Breite von einem Megahertz und hat eine Mitten- höhen, sondern den Einflu i gewisser Störsignale zu frequenz von 3,25 MHi. Der Frequenzumfang des vermindern, die — insbesondere bei der Verwendung au/modulierten Videosignals beträgt ungefähr JMHz, des Laufzeitdemodulators in Bild Wiedergabegeräten so daß die Seitenbinder der frequenzmodulierten zur Abtastung von Aufzeichnungsträgern — in der Trägerschwingung ungefähr von 0,25 bis 6,2SMHz 60 modulierten Schwingung enthalten sein können. 1nsreichen. Bei einer unbegrenzten Trägerschwingung besondere bei der Abtastung eines Aufzeichnungserhäft man eine sinusförmige Dcmodulationskenn- trägers in Bildwiedergabegeräten können nämlich linie α, die aber innerhalb des Hubbereiches als linear durch Fehlstellen auf dem Aufzeichnungsträger Störangeschen werden kann. Bsi einer idea} begrenz'en signale hei vorgerufen »erden, durch weiche Momentan-TrSferschwingung,, also bei einer Trägerschwingung 65 frequenzen simuliert werden, die außerhalb des f -*- mit Rechteck-Verlauf, erhält man eine dreieck- quenzhubbereiches der Schwingung, aber innerhalb form ige Demodulationskennlinie b. Beide Demodu- des Frequenzumfanges des Videosignals liegen, iatic-nskennlinien weisen für die Mit<cnfrequcnz der Diese Fehlstellen führen zu Störsignalen, die nach

Fig. 1 eine merklich größere Amplitude besitzen können als das Videosignal, dessen maximale Größe durch die liubgrenzen gegeben ist. Ein Störsignal von z.B. IMHz (Punkt2 in Fig. 1) erzeugt in dem Laufzeitdemodulator eine Störgröße mit ungefähr dreifachem Wert gegenüber demjenigen Wen, der durch eine Momentanfrequenz der Trägerschwingung an einer Grenze des Hubbereiches (Punkte 3 und 3' in Fig. 1) erreicht wird.

Aufgabe der Lrfindung ist es, die Einflüsse solcner Störsignale, deren Frequenzen außerhalb des Frequenzhubbereiches liegen, erheblich zu verr-.indern. Diese Aufgabe wird durch die im csten Patentanspruch angegebene Erfindung gelöst. Vc e^hafte Weiterbildungen der Erfindung sind in df- unteransprüchen angegeben.

Die durch die erfindungsgemäßc A.i*'?«: '-Jng erzieibare Unterdrückung der beschrieb ■ .!i Störungen ist so stark, dab es demgegenüb-'?- uiiDedeutend ist, daß bei einer ungefähren Laufzen -on ³Z₁, ⁵,', oder '/., usw. der Periodendauer bei der Mittenfrequenz auch weniger lineare Teile der Demodulationskennlinie mittenutzi werden. Dies gilt um so mehr, als s;jn die Nichtlinearität der Demodulationskennlinie durch gute Begrenzung der modulierten Schwingung beseitigen läßt, so daß insbesondere bei einer ungefähren Laufzeit von ³Z₁ der Periodendauer nur noch Vorteile, nämlich die angestrebte Störunterdrückung, zu verzeichnen sind. Aber selbst wenn die Begrenzung der demodulierten Schwingung nicht ideal ist, fallen verbleibende Nichtlinearitäten der Demodulationskennlinie zumindest bei der Abtastung von Bildaufzeichnungsträgern kaum ins Gewicht., obwohl hierbei die obenerwähi ·■■■ relative Bandbreite besonders groß ist, weil die du:.;h die Nichtlinearitäten hervorgerufenen Verzerrungen der demodulierten Signale nur die Gradation der wiedergegebenen Bilder beeinflussen. Gradationsverzerrungen werden aber erfahrungsgemäß vom Betrachter wenig bemerkt.

An Hand der Figuren wird auf ein Ausführungsbeispiel der Erfindung eingegangen.

F i g. 2 zeigt ein Blockschaltbild, und in F i z- 3 sind Demodulationskennlinien gegenübergestellt.

In F i g. 2 ist ein Blockschaltbild mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung angegeben, das aus einem Ringmodulator 4 und einem Laufzeitglied 5 besteht. Der Signalweg des Trägersignals beginnt an den Eingangsklemmen 6a, 6b. An den Stellen la, Ib wird das Trägersignal in zwei Anteile gespalten. De· eine Anteil gelangt direkt in den Ringmodulator, während der andere Anteil erst über das Laufzeitglied 5 an das zweite Klemmenpaar des Ringmodulators gelangt. An den Klemmen 8a, 86 kann das Videosignal abgenommen werden.

In F i g. 3 sind zwei Demodulationskennlinien 10a, IQb eines unbegrenzten und eines begrenzten Trägersignals für eine Laufzeit τ = ³UTm gezeichnet, ίο an Hand derer die vorteilhaften Eigenschaften einer derart eingestellten Laufzeitdemodulationsschaltung erläutert werden sollen. Die nach der Erfindung erzielte Demodulationskennlinie unterscheidet sich einmal gegenüber der bisher üblichen 11 durch einen größeren Amplitudenumfang des Ausgangssignals im Hubbereich des Trägersignals. Die dadurch erzielte größere Empfindlichkeit der LaufzeitdemoduiationS-schaltung wird nur bei einem unbegrenzten Trägersignal durch eine Vergrößerung der Nichtlinearität der so Kennlinie, die eine Vergrößerung des Klirrfaktors zur Folge hat, beeinträchtigt. Als ein besonderer Vorteil zeigt sich jedoch die Tatsache, daß lurch diese Demodulationskennlinie eine wesentliche Reduzierung der Störsignale möglich ist. Die höchstmöglichen Amplituden der Störsignale (s. Punkt 12 und 12' in Fig. 3) sind nur wenig größer als die Amplituden des innerhalb des Hubbereiches liegenden Videosignals. Im allgemeinen sind sie jedoch kleiner als die maximalen Amplituden des Videosignals und werden stellenweise ganz unterdrückt (Punkt 13 und 13' in F i g. 3). Durch die nach der Erfindung bemessene Einstellung

der Laufzeit τ = -"₄ -

• Tm ist es möglich, da die

Zahl der Nulldurchgänge der Kennlinie mit wachsendem η zunimmt, gezielt bestimmte Störsignale mit Frequenzen unterhalb und oberhalb des Hubbereichs des Trägersignals zu schwächen und teilweise ganz zu unterdrücken.

Die durch diese Schaltung verursachte Vergrößerung der Nichtlinearität fällt wegen der vorteilhaften Unterdrückung der Störsignale ohne Verwendung weiterer Schaltungsmittel nicht ins Gewicht, sondern kann durch eine Begrenzung des Träge^rsignals vermieden werden oder durch eine die Verzerrung der Kennlinie ausgleichende Vorverzerrung des Trägersignals oder durch Verwendung eines Verstärkers mit einem entsprechenden Verstärkungsverlauf die Nichtlinearität zu beseitigen, ganz außer Betracht gelassen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 Trägerschwingung, also bei Fehlen der Modulation, Patentansprüche: einen Nulldurchgang des Videosignals auf. Dieser Nulldurchgang wird dadurch erreicht, daß die durch

1. Laufzeitdemodulator für eine phasen- oder das Laufzeilglied bewirkte Phasenverschiebung für die frequenzmodulierte elektrische Schwingung, bei 5 Mittenfrequenz gerade 90'beträgt, so daß sich aus den dem die Laufzeit des in ihm enthaltenen Laufzeit- beiden dem Ringmodulator zugefuh'len Anteilen

... 2« f 1 , ..„ . ,.-„-.. durch die multiplicative Verknüpfung in dem Ringgliedes ₄ mal großer ist als die Penodendauer _{moduIator d}er Wert Null ergibt. Die Laufzeit des

ungefähr bei der Mittenfrequenz der Schwingung, Laufzeitgliedes beträgt für diesen Fall ein Viertel der

gekennzeichnet durch die Verwendung 10 Periodendauer [Tm) bei der Mittenfrequenz {fm).

zur Unterdrückung von außerhalb des Hubbereichs Je größer im Betriebsfal! die Differenz zwischen der

auftretenden Störmodulationen bei der Demodu Momentanfrequenz und der Mittenfrequenz ist, um so

lation, insbesondere bei der Abtastung von Auf- gr.ik-r ist auch das Videosignal am Ausgang des

Zeichnungsträgern, wobei/7 = 1,2, 3... Laufzeitdemodulator. Die Größe des Videosignals

2. Demodulator nach Anspruch 1, dadurch ge- 15 ist ein Maß für die Bildhelligkeit. Ist es gleich Null, kennzeichnet, daß die Laufzeit ³/, der Perioden- entspricht das einem mittleren Grauwert auf dem dauer ungefähr bei der Mittenfrequenz beträgt, Bildschirm, für positive Werte nimmt die Helligkeit, d. h. η = 1 ist. für negative Werte nimmt die Schwärzung zu, oder

3. Verwendung des Demodulators nach An- umgekehrt, je nachdem, ob eine positive oder negaiive sprach 1 oder 2 bei j r Abtastung von Bildauf- 20 Modulation vorliegt. Das vom Laufzeitdemodulator Zeichnungsträgern. abgegebene Videosignal ist im Idealfall von der Trägerschwingung befreit, es enthält im wesentlichen nur die doppelte Frequenz der Trägersdiwingung, die durch

einen Tiefpaß unterdrückt werden kann

23 Für einen Laufzeitdemodulator, bei dem das verzögerte und das unverzögerte Signal in Quadratur stehen und addiert werden u.'.d die Summenspannunr