DE2221892C2 - Schaltungsanordnung zur Trägerriickgewinnung bei TF-Video- und Datenübertragungssystemen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Trägerrückgewinnung bei trägerfrequenten Video- und Datenübertragungssysstemen mit Sende- und Empfangsumsetzern mit Übermodulation, bei der im Sendeumsetzer, der einen Modulator mit Trägerunterdrückung sowie ein nachgeschaltetes Nyquist-Filter zur Erzeugung eines Restseitenbandes enthält ein in Phase y, und Amplitude definierter Trägerrest eingespeist wird und dem ein Hochpaß vorgeschaltet ist und daß der Empfangsumsetzer aus einer Einrichtung zur Trägerrückgewinnung mit einem Bandpaß-Filter besteht

Aus einem Zweiseitenbandsignal, das einen Modulationsgrad m kleiner einhundert hat, läßt sich der Träger durch Begrenzen zurückgewinnen, da bei einem reinen Zweiseitenbandsignal die Nulldurchgänge mit den Nulldurchgängen des Modulationsträgers identisch sind.

Wird Restseitenbandübertragung (jNyquist-Flanke) verwendet und ein Modulationsgrad m kleiner einhundert, so kann der Träger durch Abfiltern des vom Nyquistfilter gebildeten Einseitenba ndsignales und nachfolgendem Begrenzen gewonnen werden. Der dafür benützte Bandpaß muß im linearen Frequenzmaß' stab bezogen auf den TFäger symmetrisch sein, da er sonst selbst einen Einseitenbandanteil erzeugen würde, der eine Phasenmodulation des rückgewonnenen Trägers bewirken würde.

Aus der deutschen Patentschrift 9 76 953 ist bereits _fe5 eine Einseitenbandanordnung für Gesprächsübertragung bekannt, bei der zum Zwecke der Verbesserung des Geräuschsignalverhältnisses empfangsseitig eine Preemphase und kopfseitig eine Deemphaseanordnung verwendet wird.

Aus dem Buch »Data Transmission«, Chapter 13, »Methods of Establishing a Reference Carrier for Synchronous Detection«, Seiten 252—259, wird eine Anordnung beschrieben, bei der sendesettig mit Hilfe eines Hochpasses die niedrigen Frequenzen ausgesiebt werden. Anschließend wird ein definierter Trägerrest zugesetzt und empfangsseilig müssen die niedrigen Frequenzen nach Gleichrichtung des Trägerrests durch eine entsprechende Schaltung wieder hergestellt werden. Der sendeseitig zugesetzte Trägerresi wird empfangsseitig, jedoch lediglich zur Synchronisation eines auf der Empfangsseite zugesetzten Trägers verwendet

Wie aus Seite 256, Zeile 4 ff. dieser Druckschrift zu entnehmen ist, bringt die Wiederherstellung der unteren Frequenz des Datensignals bei dieser Methode erhebliche Schwierigkeiten mit sich, vor allem dann, wenn Laufzeitverzerrungen auftreten. Deshalb werden in dem Buch »Data Transmission« weitere Schaltungen vorgeschlagen, durch die die Rückgewinnung der unteren Frequenzen verbessert werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zur Trägerrückgewinnung bei trägerfrequenten Video- und Datenübertragungssystemen mit ÜbermoduIaCwn zu schaffen.

Gemäß der Erfindung wird die Schaltungsanordnung zur Trägerrückgewinnung derart ausgebildet, daß der Hochpaß im Sendeumsetzer eine Preemphaseanordnung ist die so dimensioniert ist daß sie die niedrigen Frequenzen so stark bedämpft, daß sich im trägerfrequenten Signal bei trägernahen Frequenzen ein Modulationsgrad kleiner einhundert ergibt und daß dem Empfangsumsetzer eine Deemphaseanordnung nachgeschaltet ist und daß das Bandpaßfilter ein im linearen Frequenzmaßstab symmetrisches Filter ist

Durch diese Maßnahmen erhält man den Vorteil, daß das vorstehend bereits beschriebene Trägerrückgewinnungsverfahren auch bei Restseitenbandübertragung und bei Übermodulation zur Trägerrückgewinnung beibehalten werden kann. Im Gegensatz zu der in dem Buch »Data Transmission« beschriebenen Anordnung werden bei der erfindungsgemäßen Anordnung die dort genannten Schwierigkeiten von vornherein vermieden, da durch die Verwendung von Preemphasis und Deemphasis anstelle eines Hochpasses und einer Gleichstromwiederherstellungsschaltung hierbei das Übertragungssignal Ln der Nähe der Trägerfrequenz nicht vollständig unterdrückt werden muß, so daß auch die Wiederherstellung dieses Frequenzbereichs auf der Empfangsseite nicht durch die bei der bekannten Anordnung gegebenen Fehler beeinflußt ist Zudem brauchen für die Aussiebung keine so steilen Filter verwendet werden, wodurch die gesamte Einrichtung nicht nur einfacher wird, sondern wodurch es überhaupt erst ermöglicht wird, bei einem Verfahren mit Restseitenbandübertragung die gleiche Methode der Trägerrückgewinnung anzuwenden wie bei einer Zweiseitenbandübertragung, ohne daß der Aufwand hierzu unverhältnismäßig groß wird.

Bildet man den Bandpaß als n-Pfad-Filter aus, so erhält man, wenn die Steuerfrequenz des η-Pfad-Filters mit der Trägerfrequenz identisch ist, eine im linearen Frequenzmaßstab zur Trägerfrequenz symmetrische Dämpfungskennlinie.

Zur Anhebung des Rauschabstandes bei Tiefenfrequenzen IaDt sich der Preemphaseanordnung eine

Klemmschaltung nachsehaJten,

Dimensioniert man die Preemphaseanordnung so, daß sie bei keiner Frequenz eine höhere Dampfung hat als die Störspannungsdämpfung der Klemmschaltung, so kann der durch die Preemphase verringerte Rauschabstand von der nachgeschalteten Klemmschaltung voll ausgeglichen werden.

Weiterhin kann in der Einrichtung zur Trägerrückgewinnung eine Phasenregeleinrichtung vorgesehen sein. Diese regelt einerseits absolute Phasenfehler aus und kann andererseits auch Frequenzmodulationen, wie sie z. B. durch Trägerreste der Modulatoren im n-Pfad-Filter verursacht werden, ausregeln.

An Hand der Ausführungsbeispiele nach den F i g. 1,4 und 7 sowie der Diagramme nach den F i g. 2,3,5 und 6 wird die Erfindung näher erläutert Es zeigt dabei

F i g. 1 ein Prinzipschaltbild der Anordnung,

F i g. 2 sin Diagramm für die Bedämpfung addierter Störspannungen mit Kennlinien für Klemmschaltung und Preemphase,

F i g. 3 ein Diagramm des Modulationsgrades, Fig.4einn-Pfad-Filter,

Fig.5 Kennlinien für Preemphase, Tiefpaß, im n-Pfad-FiIter und Summendämpfung,

Fig.6 ein Diagramm für den Modulationsgrad am Ausgang des n-Pfad-Filters,

F i g. 7 eine Anordnung zur Trägerrückgewinnung mit n-Pfad-Filter und Phasenregelung.

F i g. 1 zeigt das Prinzipschaltbild der Anordnung.

Im Sendeumsetzer SU wird das Videosignal über die jo Preemphase t an den Modulator 2 mitTrägerunterdrükkung gelegt In der Gabel 3 wird dem trägerfrequenten Signal ein in Amplitude und Phasenlage zum Modulationsträger definierter Trägerrest addiert Das Nyquist-Filter 4 erzeugt das Restseitenband. Dieses träger-fre- J5 quente Signal wird, eventuell nach weiterer Umsetzung, übertragen und kommt im Empfangsumsetzer EU an den Demodulator 7 und die Trägerrückgewinnung (Bandpaß 5 und Begrenzer 6), die ihrerseits den Demodulator 7 steuert Die Deemphase 8 sorgt für richtigen Frequenzgang und die Klemmschaltung 9 für ausreichenden Rauschabstand bei tiefen Frequenzen.

In F i g. 2 ist die Bedämpfung addierter Störspannungen durch eine Klemmschaltung dargestellt, wobei die durchgezogene Linie das Diagramm für die Klemmschaltung und die strichlierte Linie das Diagramm einer vorteilhaften Dimensionierung für die Preemphase darstellt. Es ist dabei die Dämpfung in Dezibel über die Frequenz in Hertz aufgetragen. Dimensioniert man die Preemphase so, daß sie bei keiner Frequenz eine höhere Dämpfung hat als die Störspannungsdämpfung der Klemmschaltung, so kann der durch die Preemphase verringerte Rauschabstand von der Klemmschaltung voll ausgeglichen werden.

Wählt man den Trilgerrest kleiner als es dem Bild-Austastsignal entspricht, z. B.

a_TrR = 20Ig

U.

= 15dB,

so erhält man in Abhängigkeit von der Video-Frequenz den in F i g, 3 dargestellten Modulationsgrad.

Der Modulationsgrad ist bei tiefen Frequenzen etwa 18%, wird bei 80 Hz 100% und bei Frequenzen Ober ! Hz etwa 550%, Wird ein Videosignal mit 3 dB Überpegel eingespeist (ßne = 18 dB), so steigt der Modulationsgrad bei tiefen Frequenzen auf 25% an.

Der Bandpaß in der Trägerrückgewinnung hat die Aufgabe, die Seitenbänder des trägerfrequenten Signales so zu bedampfen, daß der Modulationsgrad auch bei höheren Video-Frequenzen kleiner als 100% wird. Außerdem muß er das vom Nyquist-Filter gebildete Einseitenbandsignal unterdrücken, das jedoch im trägernahen Bereich so klein ist daß sich dies in vielen Fällen bei Einhaltung der ersten Forderung von selbst ergibt Auf jeden Fall muß dieser Bandpaß in Bezug auf den Träger im linearen Frequenzmaßstab symmetrisch sein.

Dies läßt sich vorteilhaft mit einem n-Pfad-Filter erreichen. Im folgenden wird daher die Ausführung mit einem n-Pfad-Filter beschrieben.

Ein n-Pfad-Filter, wie z. B. das in X ig.4 gezeigte, ist ein bezogen auf die Steuerfrequenz im linearen Frequenzmaßstab symmetrischer Bandpaß. Werden die Tiefpässe im n-Pfad-Filter als einfache ÄC-Tiefpässe mit der Kennlinie Fig.5 ausgeführt, so erhält man die ebenfalls, in Fig.5 strichliert dargestellte Summendämpfung von Preemphase PE und Tiefpaß TP (voll ausgezogene Kurven), die für den Modulationsgrad am Ausgang des n-Pfad-Füters verantwortlich ist (F i g. 6).

Unter der Voraussetzung, daß die Steuerfrequenz des n-Pfad-Filters mit der Trägerfrequenz identisch ist erhält man am Ausgang des n-Pfad-Filters ein Zweiseitenbandsignal, dessen Modulationsgrad auch bei 3 dB Überpegel des Videosignales kleiner 25% ist Aus diesem Signal wird der Träger durch Begrenzen gewonnen.

Dabei treten Phasenfehler auf, wie z. B. Langzeitfehler sowie solche Phasenfehler, die vom Trägerrest der Modulatoren des n-Pfad-Filters und vom zweiten Seitenband des n-Pfad-Filters verursacht werden. Da diese Phasenfehler nur bei tiefen Frequenzen auftreten, können sie mit Hilfe einer Phasenregelschaltung ausgeregelt werden.

F i g. 7 zeigt das Blockschaltbild der Trägerrückgewinnung mit n-Pfad-Filter und Phasenregelung.

Das TF-Signal wird in einer Anordnung zur Phasendrehung 11 einstellbar um etwa 90° in der Phase gedreht und an den Phasendiskriminator 12 gelegt, der von dem Träger gesteuert wird, der auch den Demodulator steuert Der Phasendiskriminator 12 steuert über den Tiefpaß 13 (die Kennlinie entspricht in etwa F i g. 5) das Phasenstellglied 14, das die Phase des TF-Signals regelt und an das n-Pfad-Filter 15 bis 22 legt Der Tkfpaß 23 filtert die höheren Modulationsprodukte des n-Pfad-Filters weg.

Der Begrenzer 1ä erzeugt den Demodulationsträger.

Das Verfahren ist bei allen Breitbandsignalen (z. B. Datensignalen) anwendbar, bei denen bei tiefen Frequenzen ein kleinerer Rauschabstand zulässig ist oder eine Klemmschaltung eingesetzt werden kann.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   l. Schaltungsanordnung zur Trägerrückgewinnung bei trtgerfrequenten Video- und Datenübertragungssystemen mit Sende- und Empfangsumsetzern mit Übermodulation, bei der im Sendeumsetzer, der einen Modulator mit Trägerunterdrückung sowie ein nachgeschaltetes Nyquist-Filter zur Erzeugung eines Restseitenbandes enthält, ein in Phase und Amplitude definierter Trägerrest einge- ι ο speist wird und dem ein Hochpaß vorgeschaltet ist und daß der Empfangsumsetzer aus einer Einrichtung zur Trägerrückgewinnung mit einem Bandpaß-Filter besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochpaß im Sendeumsetzer eine Preem-Phaseanordnung (1) ist, die so dimensioniert ist, daß sie die niedrigen Frequenzen so stark bedämpft, daß sich im trägerfrequenten Signal bei trägernahen Frequenzen ein Modulationsgrad kleiner einhundert ergibt und daß dem Empfangsumsetzer eine Deemphaseanordnung (8) nachgeschaltet ist und daß das Bandpaßfilter ein im linearen Frequenzmaßstab symmetrisches Filter ist
2. 2.Schaltungsanordnung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß der Deemphaseanordnung eine Klemmschaltung nachgeschaltet ist, die so dimensioniert ist, daß sie durch Dämpfung der Additionssignale den erforderlichen Rauschabstand wieder herstellt
3. 3. Schaltungsanordnung nach einem der vorherge- jo henden Anspräche, dadurch gekennzeichnet daß die Preemphaseanordnung (1) so dimensioniert ist, daß sie bei keiner Frequenz eine höiiere Dämpfung hat als die Störspannungsdäupiung der Klemmschaltung (9). η