DE2359585C3 - Trägerwellenumsetzeinrichtung - Google Patents

Description

55

Eine Trägerwellenumsetzewichtung zum Umsetzen ies freqüenzmodulierten Signals mit einer Trägerwelim Eingang in ein entsprechendes amplitudenmodurtes Signal mit einer zweiten Trägerwelle ist durch die Γ-PS 8 80 326 bekanntgeworden. Bei dieser Einrichng wird das frequenzmodulierte Signal in ein ederfrequenzsignal demoduliert, worauf eine weitere ägerwelle mit konstanter Amplitude mit Hilfe des 6;; ederfrequenzsignals amplitudenmoduliert wird, wot sich ein amplitudenmoduliertes Signal ergibt. Bei ;ser Einrichtung müssen mehrere Verstärker vorgesehen werden welche die Einrichtung kompliziert machen und wobei sich ein schlechter Wirkungsgrad der Einrichtung ergibt. .

Durch die DT-AS Π 30 013 ist weiter die Diodenmischung von Frequenzen in einem üblichen Frequenzumsetzer bekannt Bei dieser Diodenmischung wird entsprechend der Summe oder Differenz einer eingehenden Frequenz und einer festen Osz.llatorfrequenz ein Ausgangssignal erzeugt, welches eine nicht stabile oder variierende Funktion hat.

Die Trägerwellenumsetzeinrichtung der Erfindung ist besonders für die Verwendung in einem Fernsehempfänger für ein Satelliten-Fernsehfunksystem vorgesehen Bei bekannten Trägerwellenumsetzemrichtungen in dem Empfänger eines Satellitei.-Fernsehfunksystems wird die frequenzmodulierte SHF-Welle erst mit Hilfe eines SHF-UHF-Umsetzers in ein UHF-FM-Signal umgesetzt Das so erhaltene UHF-FM-Signal wird mit einer Verstärkungs- und Amplitudenbegrenzungsschaltung verstärkt und in der Amplitude begrenzt und dann unter Verwendung eines Frequenzdiskriminators in ein Videosignal demoduliert. Dieses Videosignal wird dazu verwendet, mit Hilfe eines Modulators eine von einem Oszillator im VHF-Bereich abgeleitete VHF-Trägerwelle in der Amplitude zu modulieren

Ein derartiges bekanntes System hat ebenfalls den Nachteil, daß es kompliziert ist und eine große Zahl von einzelnen Stufen aufweist.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Trägerwellenumsetzeinrichtung mit einfacherem Aufbau zu schaffen, welche eine direkte Trägerwellenumsetzung einer modulierten Signalwelle durchführen kann, d.h. welche z.B. das erwähnte UHF-FM-Signal direkt in ein stabilisiertes VHF-AM-Signal umsetzen kann, während die Verwendung eines Frequenzdiskriminators und des Amplitudenmodulators wie bei bekannten Trägerwellenumsetzeinrichtungen nicht mehr erforderlich ist.

Es ist nun möglich, ein stabilisiertes amplitudenmoduliertes Signal konstanter Frequenz trotz Frequenzänderungen der ursprünglichen Trägerwelle unmittelbar aus einem frequenzmodulierten Signal zu erhalten.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der F i g. 1 bis 13 erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer bekannten Trägerwellenumsetzeinrichtung,

Fig.2a ein Schaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Trägerwellenumsetzeinrichtung,

Fig.2b ein vereinfachtes Schaltbild zum Erläutern der Wirkungsweise der in F i g. 2a gezeigten Schaltung,

Fig.3a, 3b und 3c Wellenformen in der Schaltung nach F i g. 2a,

Fig.4a ein Ausführungsbeispiel einer praktischen Schaltung für einen Teil der in Fig. 2a gezeigten Schaltung,

Fig.4b eine Wellenform zum Erläutern der Wirkungsweise der in F i g. 4a gezeigten Schaltung,

Fig. 5 ein Frequenz-Amplituden-Vektor-Diagramm der in der Schaltung nach Fig.2a fließenden Signalkomponenten,

Fig.6 ein erläuterndes Diagramm zur Darstellung der Zeitabhängigkeit eines in der Schaltung nach F i g. 2a fließenden Stroms,

Fig. 7 ein Ersatzschaltbild der in Fig. 2a gezeigten Schaltung,

Fig. 8 eine Stromspannungskennlinie einer Tunnel-

diode,

Fig.9 eine Leitwertspannungskennlinie der Tunneldiode,

F i g. 10 ein Schaltbild eines anderen Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Trägerwellenumsetzeinrichtung,

Fi g. 11 ein Ersatzschaltbild der in F i g. 10 gezeigten Schaltung und

Fig. 12 und 13 erläuternde Schaltbilder für zwei weitere Ausführungsformen der Erfindung. ,

Fig. 1 zeigt in einer Darstellung als vereinfachtes Blockschaltbild eine Trägerwellenumsetzeinrichtung konventioneller Art.

In F i g. 1 ist ein Umsetzer A zum Umsetzen von SHF in UHF gezeigt, welchem eine frequenzmodulierte SHF-Welle (SHF-FM) ζ .geführt wird. In dem Umsetzer A wird die SHF-FM-Welle in eine UHF-FM-Welle umgesetzt, und diese UHF-FM-Welle wird in einer Schaltung B zum Verstärken und Begrenzen verstärkt und in ihrer Amplitude begrenzt. Das so verstärkte und verarbeitete UHF-FM-Signal wird durch einen Frequenzdiskriminator C in ein Videosignal demoduliert. Das Videosignal wird dazu verwendet, eine VHF-Trägerwelle, welche von einem VHF-Oszillator E zugeführt wird, in ihrer Amplitude zu modulieren, und eine amplitudenmodulierte VHF-Welle (VHF-AM) am Ausgang zu erhalten. Wie oben erläutert, enthält diese Trägerwellenumsetzeinrichtung einen Frequenzdiskriminator C und einen Modulator D, welche die Einrichtung kompliziert machen. Die vorliegmde Erfindung soll die Notwendigkeit des Frequenzdiskriminators C und des Modulators D eliminieren und eine neue Einrichtung realisieren, mit der es möglich ist, ein VHF-AM-Signal mit stabiler Frequenz direkt aus dem UHF-FM-Signal zu erzeugen.

F i g. 2a zeigt ein Schaltbild einer Ausführungsform der Trägerwellenumsetzeinrichtung entsprechend der Erfindung, bei weicher ein nichtlineares Element verwendet wird, dessen Leitwert sich entsprechend dem durch das Element fließenden Strom ändert.

Die Schaltung enthält Anschlüsse 1, 2, 3 und 4 und einen Erdanschluß G. Dem Anschluß 3 wird ein UHF-FM-Eingang zugeführt. Das UHF-FM-Signal wird in einer addierenden Schaltung Q für Amplitudenmodulation, welche in Fig.4a in ihren Einzelheiten gezeigt ist, auf eine später zu beschreibende Weise verarbeitet, und das Signal erhält eine Amplitudenmodulation und tritt am Anschluß 4 als UHF-AM-Signal auf. Die Schaltung zwischen den Anschlüssen 1,2,4 und G stellt den wesentlichen Teil der Trägerwellenumsetzeinrichtung gemäß der Erfindung dar.

Die Schaltung Q ist erforderlich, um eine VHF-AM-Welle von einer UHF-FM-Welle zu erhalten, welche aus einer SHF-FM-Welle umgesetzt sein kann. Daher ist die Schaltung Q für eine Umsetzung einer UHF-AM-Welle in eine VHF-AM-Welle nicht erforderlich.

Wie in F i g. 2a dargestellt, weist die Trägerwellenumsetzschaltung einen Serienresonanzkreis F₁1 für VHF-Band, einen Parallelresonanzkreis F^ für VHF-Band, einen Parallelresonanzkreis F_u\ für UHF-Band, ein nichtlineares Element c/für die Trägerwellenumsetzung, welches z. B. eine Diode mit variablem Widerstand, wie in einem normalen Mischer verwendet, sein kann, und eine Spannungsquelle V, zu welcher ein Kondensator parallel geschaltet ist, zum Vorspannen der Diode c/auf.

Zunächst soll die Funktion der addierenden Schaltung Q für die Amplitudenmodulation erläutert werden. Diese Schaltung C? ist eine Schaltung zum Modifizieren der Amplitude einer frequenzmodulierten UHF-Welle, deren Anschluß 3 im Eingang eine Welle mit einer Wellenform wie z. B. in F i g. 3a gezeigt zugeführt wird, um eine Amplitude wie in Fig.3b gezeigt, zu erhalten, d. h. eine größere Amplitude bei höherer Frequenz und eine kleinere Amplitude bei geringerer Frequenz zu erhalten. F i g. 4a zeigt eine praktische Ausführungsform einer Schaltung, welche die obenerwähnte modulierende Funktion hat. Unter der Voraussetzung, daß eine frequenzmodulierte Welle eines Fernsehsignals eine Frequenz h beim Spitzenwert des Synchronisiersignals und eine Frequenz f\ beim Weißsignal des Bildes, wie in Fig.4b gezeigt, erhält, wobei f\ < /·>, und daß die Mittenfrequenz /jdes in Fig.4a gezeigten Parallelabstimmkreises q so gewählt ist, daß sie der Beziehung fd > Λ genügt, wird die in Fig. 3a gezeigte UHF-FM-Welle durch die geneigte Natur der Übertragungscharakteristik des Abstimmkreis, wie in F i g. 4b gezeigt, so amplitudenmoduliert, daß sie eine größere Amplitude bei der höheren Frequenz /■> und eine kleinere Amplitude bei der geringeren Frequenz /i hat und daß sich das in F i g. 3b dargestellte Signal ergibt. Beispielsweise läßt sich durch Zuführen eines von einem Fernsehsignal frequenzmodulierten Signal zu der Schaltung Q, wie in Fig. 2a gezeigt, ein amplitudenmoduliertes FM-Signal erhalten, welches eine größere Amplitude in der Spitze des Synchronisiersignals und eine kleinere Amplitude und geringere Frequenz im Weißsignal hat, wie es beispielsweise in F i g. 3c dargestellt ist.

Als nächstes soll die Arbeitsweise des Teils der Trägerwellenumsetzschaltung, wie in Fig. 2a gezeigt, näher erläutert werden. Um die Erklärung zu vereinfachen, wird zunächst der Fall betrachtet, bei welchem eine UHF-Welle f„ der Diode d mit variablem Widerstand über einen Anschluß 6 und eine VHF-Welle Z₁ der gleichen Diode düber einen Anschluß 5 zugeführt wird. Fig. 2b zeigt ein vereinfachtes Schaltbild für diesen Fall. Unter der Annahme, daß die Amplitude der VHF-Welle /Ϊ wesentlich kleiner als die Amplitude der UHF-Welle f„ ist, wird die an dem Anschluß der Diode d mit variablem Widerstand neben der VHF-Welle /', und der UHF-Welle f_u auftretende Hauptsignalkomponente enthalten eine Zwischenfrequenzkomponente:

f, = t_u - U ,
einen Summenfrequenzkomponente:

f! = f„ + Λ-
und die Bildfrequenzkomponente:

L - 2f„ - f_v

unter den allgemeinen Komponenten, welche siel ausdrücken lassen durch:

mf„ ± πΛ .

F i g. 5 zeigt die Spektralverleilung der Signalkompo nenten. Wenn die Frequenz /"„450 MHz und /V 100 MH sind, werden /",350 MHz, C, 550 MHz und /"„,800 MHz. Ii dem Fall, in dem die Amplitude der UHF-Welle / größer als die der VHF-Welle l\ wie bei der vorliegenden Ausführungsbeispiel bereits angcnomnie ist. wird ein Strom mit einer Periode von Ml₁, wie i F i g. 6 gezeigt, durch die Diode d fließen. Knisprechen wird sich der Leitwert Gh der Diode d nach eint periodischen Funktion mit der Periode l/L «ie i F i g. 6 gezeigt, geändert. Der Leitwert C;, kann dadurc als Gleichung ausgedrückt werden, daß die obig

Gleichung mit der Periode !//"„wie folgt ergänzt wird:

^c'b =

, e '■■'".

Dabei ist g,_w der Lastleitwerl der Diode d für die Frequenz f_u gesehen von außen.

Im allgemeinen kann bei einer solchen Frequenzumsetzung in einem Überlagerungssystem die Summenfrequenzkomponente ff eine wesentlich höhere Frequenzkomponente verglichen mit der Frequenz der anderen Komponenten werden, und zwar infolge der Tatsache, daß die örtliche Schwingungszahl, welche der obenerwähnten Frequenz /,- entspricht, so ausgewählt ist, daß sie die gleiche Größenordnung wie die Trägerfrequenz hat, welche der obenerwähnten Frequenz f_u entspricht, und daß die Zwischenfrequenz /> als Differenzfrequenzkomponente aus beiden eine niedrige Frequenz hat, welche vorteilhaft für die Verstärkung und die Auswahl der Signale verwendet wird. Folglich wird unter der Annahme, daß beide Enden der Diode d eine Kurzschlußimpedanz bei der Frequenz ff erhalten, die der Diode d zugeführte Spannung Vdie Komponenten fv, fu, f_h f_m enthalten, und es ergibt sich folgende Gleichung:

K = Ke'"¹'' +

■""■'

+ K„e^'

(2)

Andererseits gut folgende Beziehung:

B„ ■ ν = i
,· = K + K*

(3)

(4)

Y_n = So ~

Y_ri = g. -

V« = So -

Yu + g,

Si*² go+*

go

Su²

so

(5)

Hierbei sind #, und y,„ Lastleitwert und Lastadmiitam gesehen von der Diode c/nach außen bei der Frequenz / bzw. fm.

In der in Fig. 2a gezeigten Schaltung werden der Parallelresonanzkreis F_u\ mit der Resonanzfrequenz f, und der Parallelresonanzkreis F₁₂ mit der Resonanzfrequenz A, bei den Frequenzen f, und /',„ beide Kurzschlußimpedanzen. Andererseits wird der Serienresonanzkreis F₁) mit der Resonanzfrequenz /', bei den Frequenzen fj und f,„ eine offene Impedanz. Dementsprechend nehmen g, und y,„ nach Gleichung (5) bei den obigen Frequenzen den Wert unendlich an, d. h.. man erhält folgende Gleichung:

Der durch die Diode d fließende Strom / enthält allgemein neben den Hauptkomponenten A, L f, und f_m hochfrequente Komponenten, welche durch mf_u + nf_v ausgedrückt werden können. Vernachlässigt man jedoch die hochfrequenten Komponenten, so kann der Strom /durch folgende Gleichung ausgedrückt werden:

40

45

Unter Verwendung der Gleichungen (1), (2). (3) und (4) kann die Eingangsadmittanz y_v auf folgende Weise berechnet werden:

55

60 s, -

In diesem Zustand erscheinen die Komponenten / und fm nicht an dem Anschluß 2 im Ausgang, da sie kurzgeschlossen sind. Daher erhält man durch Einführen der Gleichung (6) in die Gleichung (5) folgende einfache Beziehung:

= ä„

In der obigen Gleichung bedeutet g₀ physikalisch der " Mittelwert des Leitwerts der Diode d, welcher sich entsprechend der Änderung des Diodenstroms als periodische Funktion mit der Periode \/f,„ wie in F i g. 6 gezeigt, ändert. Wenn sich die Amplitude der Komponente /■„ ändert, ändert sich der Dioderistrom entsprechend und ebenso der Mittelwert g₀ des Leitwertes der Diode d Der Zusammenhang zwischen den Änderungen ist folgender:

Amplitude der Komponente f_u groß— g₀ groß,
Amplitude der Komponente/"„klein— g₀ klein.
Entsprechend wird ein Ersatzschaltbild der in F i g. 2a gezeigten Schaltung in bezug auf das VHF-Band wie in F i g. 7 dargestellt In F i g. 7 ist ρ die Innenimpedanz der nicht gezeigten VHF-Trägerwellenquelle, gö der Leitwert der Diode mit variablem Widerstand, und R die Eingangsimpedanz der nicht gezeigten Ausgangsschaltung auf der Ausgangsseite. In dem Fall, daß die Diode mit variablem Widerstand, welche das nichtlineare Element für die Trägerwellenumsetzung bildet, beispielsweise eine Tunneldiode ist, ist die Stromspannungskennlinie wie in Fig.8 und die Beziehung zwischen Leitwert und Spannung wie in F i g. 9 gezeigt. In einem Bereich größerer Amplituden der L) H F-WeIIe nimmt dabei g₀ einen negativen Wert an, und in einem Bereich kleinerer Amplitude der UHF-Welle nimmt g_t einen positiven Wert an. Wie mit dem in Fig.7 gezeigten Ersatzschaltbild verständlich wird, wird die VHF-Bandwelle im Bereich größerer Amplitude der UHF-Welle verstärkt, wird jedoch im Bereich kleinerer Amplitude der UHF-Bandwelle nicht verstärkt Basierend auf diesem Prinzip wird die von dem Anschluß 1 im Eingang zugeführte VHF-Trägerwelle entsprechend der Amplitude der UHF-AM-Welle amplitudenmoduliert und kann von dem Anschluß 2 im Ausgang als VHF-AM-Welle abgenommen werden. In anderer Hinsicht kann festgestellt werden, daß die Amplitudenmodulation der dem Anschluß 6 der Diode 0 zugeführten UHF-AM-Welle auf die VHF-Trägerwelle übertragen wird. In diesem Falle ist die Verwendung einer Tunneldiode recht vorteilhaft, da die Schaltung gut anwendbar ist, fur den Fall erheblich geringer Emgangssignalleistung der UHF-Welle, z. B. -10 dBm,

so daß die Trägerwellenumsetzung nur in den Hochfrequenzstufen bewirkt werden kann.

Bei der obigen Erläuterung wurde der Fall betrachtet, bei welchem eine VHF-AM-WeIIe, wie sie im gewöhnlichen Fernsehfunk Verwendung findet, aus einer SHF-FM-Welle, wie sie im Satellitenfunksystcm Verwendung findet, erhalten wird, so daß die Umsetzung in folgender Reihenfolge erfolgt:

SHF-FM- UHF-FM-* UHF-AM- VHF-AM.

IO

Es ist jedoch zu bemerken, daß die Umsetzung von SHF-FM in UHF-FM kein Konstruktionsmerkmal der Erfindung darstellt.

Ein weiteres Beispiel derTrägerwellenumsetzeinrichtung unter Verwendung eines nichtlinearen Elements wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 10 dargestellt werden.

In der in Fig. 10 gezeigten Trägerwellenumsetzeinrichtung wird der UHF-AM-Eingang von dem Anschluß 4 im Eingang und der VHF-Trägerwelleneingang von dem Anschluß 1 im Eingang zugeführt. Ein Serienresonanzkreis F,„ mit der Bildfrequenzkomponente f,„ als Resonanzfrequenz und ein Serienresonanzkreis F₁ mit der Zwischenfrequenzkomponente /) als Resonanzfrequenz wird parallel zu der Diode d mit variablem Widerstand geschaltet, um die Diode d bezüglich der Komponenten f„, und f, kurzzuschließen. Der amplitudenmodulierte VHF-AM-Ausgang tritt über einen Parallelresonanzkreis F_v auf und kann von dem Anschluß 2 abgenommen werden. Ein Ersatzschaltbild der in Fig. 10 gezeigten Schaltung in bezug auf die VHF-Komponente ist in Fig. 11 dargestellt. In Fig. 11 ist der Leitwert go der Diode d in Reihe zwischen die Impedanz ρ der VHF-Trägerwellenquelle und R einer äußeren Schaltung auf der Ausgangsseite geschaltet. Der Leitwert go der Diode d ändert sich entsprechend der Änderung der Amplitude der UHF-AM-Weüe. Auch bei dieser Ausführungsform ändert sich die Amplitude der VHF-Trägerwclle entsprechend der Änderung des Leitwerts der Diode d, so daß sich eine Amplitudenmodulation der VHF-Trägerwelle ergibt.

Um eine weitere Verbesserung der Trägerwellenumsetzeinrichtung zum Umsetzen einer amplitudenmodulierten Welle eines bestimmten Trägerfrequenzsignals in eine amplitudenmodulierte Welle eines anderen Trägerfrequenzsignals durch Verwendung eines nichtlinearen Elements und Ausnutzung der Leitwertänderungen des nichtlinearen Elements entsprechend der Amplitude des durch das Element fließenden Stroms zu erzielen, ist es möglich, zusätzlich ein nicht reversibles Element im Eingangs-Ausgangskreis der Einrichtung zu verwenden.

Die Fig. 12 und 13 zeigen verschiedene Schaltungen einer solchen modifizierten Trägerwellenumsetzeinrichtung. In den Fig. 12 und 13 sind die den Elementen in den Fi g. 2a oder 10 entsprechenden Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet Die Amplitudenumsetzfunktion des nichtlinearen Elements ist die gleiche wie im Zusammenhang mit den F i g. 2a und 10 erläutert, so daß eine ausführliche Erläuterung des Schaltungsteils mit dem nichtlinearen Element hier unterbleiben kann.

Die in Fig. 12 gezeigte Ausführungsform enthält einen -3-dB-Richtkoppler 15 zwischen den Anschlüssen 1 und 2 der in den Fig.2a oder 10 gezeigten Schaltung. In dieser Schaltung ist Ro ein Absorptionswiderstand

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das amplitudenmodulierte UHF-Eingangssignal der Diode d über den Anschluß 4 zugeführt. Der Leitwert der Diode d ändert sich entsprechend der Amplitude des UHF-Eingangssignals. Der VHF-Trägerwelleneingang wird über den Anschluß 1 im Eingang und den —3-dB-Richtkoppler 15 der Diode d zugeführt. Die Signaländerung des Leitwerts der Diode d wird von dem Anschluß 2 über den - 3-dB-Richtkoppler 15 abgenommen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind, da der — 3-dB-Richtkoppler 15 verwendet wird, die in den F i g. 2a und 10 gezeigten Resonanzkreise F,i, F,3 oder F, nicht erforderlich.

Bei dem anderen, in Fig. 13 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Zirkulator 16 zwischen die in den F i g. 2a oder 10 gezeigte Schaltung urd die Anschlüsse 1 und 2 der Schaltung eingeführt. Auch in diesem Ausführungsbeispiel wird ein amplitudenmoduliertes UHF-Eingangssignal der Diode über den Anschluß 4 zugeführt und ändert den Leitwert der Diode d entsprechend der Amplitude des UHF-Eingangssignals, während der VHF-Trägerwelleneingang von dem Anschluß 1 im Eingang zugeführt wird. Die Richtung, in welcher der Zirkulator 16 leitend ist, ist in F i g. 13 durch einen Pfeil angedeutet. Damit wird die VHF-Trägerwelle im Eingang der Diode d zugeführt, hier amplitudenmoduliert und von dem Anschluß 2 über den Zirkulator 16 abgenommen. Auch in diesem Falle können die in den Schaltungen in Fig. 2a und 10 enthaltenen Resonanzkreise Fii, F,q oder F„ weggelassen werden.

Wie oben erläutert, nützt die beschriebene Triigerwellenumsetzeinrichlung unter Verwendung des nichtlinearen Elements die Änderung des Leitwertes eines nichtlinearen Elements, wie z, B. einer Diode mit variablem Widerstand, aus, wobei der Diode eine Signalkomponente des amplitudenmodulierten Stroms und gleichzeitig ein zu modulierender Trägerwellenkomponentenslrom zugeführt wird, um eine Änderung des Trägerwellenkomponentenstroms durch Änderung des Leitwerts der Diode entsprechend der Amplitudenänderung der amplitudenmodulierten Signalwelle zu erhalten, um das Amplitudenmodulationsprodiikt zu erhalten und zur gleichen Zeit die unerwünschten Komponenten wie die Bildfrequenzkomponente f„ und die Zwischenfrequenzkomponente /i. welche gleichzeitig erzeugt werden, mit Hilfe der Filterfunktionen einer mit der Diode kombinierten Resonanzschaltung zu entfernen. Dementsprechend ist der übliche Schaltungsaufbau zum Umsetzen der Trägerfrequenz von einer FM-Welle in eine AM-Welle unter Verwendung von Einrichtungen zum Demodulieren der modulierten Signalwelle und durch Ausnutzung des modulierten Ausgangs der erforderlichen Trägerwelle der gewünschten Frequenz wesentlich vereinfacht. Weiter erfolgt die Signalumsetzung in Hochfrequenzstufen mit niedrigem Signalpegel, so daß die bei der Demodulation und Modulation des Signals erforderlichen Signalverstärkungsstufen weitgehend reduziert werden kön nen. Die Einrichtung hat weiter den Vorteil, daß in der Erfassungsstufen kein zusätzlicher Verlust auftritt.

Übliche Systeme, bei welchen lediglich die Trägerfre quenz mit Hilfe eines einfachen Überlagerungssystem! und ohne Änderung des Signalmodulationssystems wi< z. B. AM umgesetzt wird, haben den Nachteil, daß dii amplitudenmodulierte Trägerfrequenz im Ausganj Änderungen der Trägerfrequenz in dem Fall enthaltei kann, daß die Trägerfrequenz der ursprünglich© amplitudenmodulierten Welle Abweichungen aufweis Bei dem vorliegenden System kann jedoch di Trägerfrequenz auf der Ausgangsseite völlig unabhär

609652/27

gig von der Trägerfrequenz im Eingang der Schaltung gewählt werden. Dementsprechend kann das Signal immer bei einer bestimmten Trägerfrequenz dadurch übertragen werden, daß lediglich eine stabile Schwingungsquelle für die Ausgangsträgerwelle verwendet wird.

Weiter ist bei der vorliegenden Trägerwellenumsetzeinrichtung selbst im Falle einer Umsetzung von einer amplitudenmodulierten UHF-Welle, welche aus einer ursprünglich frequenzmodulierten Frequenzwelle erhal- _]0 ten ist, in eine amplitudenmodulierte Welle einer anderen Trägerfrequenz der Einfluß der ursprünglichen frequenzmodulierten Komponente in der verarbeiteten amplitudenmodulierlen Welle völlig getrennt gegenüber einem Eingehen in die Trägerwelle der Ausgangs- _IS seite, so daß sich zusätzlich zu der Vereinfachung der Schaltung der große Vorteil einer stabilisierten Trägerfrequenz erreichen läßt. Insbesondere kann bei zusätzlicher Verwendung einer nichtreziproken Schaltung wie eines Zirkulators oder eines Richtkopplers in der Eingangs-Ausgangs-Schaltung die Zufuhr der VHF-Trägerwelle im Eingang zu dem nichtlinearen Element und die Abgabe des modulierten VHF-Signals sehr gleichförmig bewirkt werden, so daß die Brauchbarkeit der Trägerwellenumsetzeinrichtung unter Ver-Wendung eines nichtlinearen Elements noch verbessert werden kann. Mit anderen Worten wird sich durch Anpassen des Eingangs-Ausgangs-Widerstands des Zirkulators und der Variation des Widerstands der Diode aneinander eine Amplitudenmodulation mit selbst einem Verhältnis 100% erreichen lassen.

Bei dem derzeitigen Fernsehfunksystem, bei welchem ein Funksatellit ein mehrkanaliges Funksignal in einer elektromagnetischen Welle mit einem Kanalabstand überträgt, sind örtliche Schwingungssignale einer den Kanälen entsprechenden Zahl erforderlich, und die Frequenz des entsprechenden örtlichen Schwingungssignals muß beispielsweise durch Verwendung einer Kristallsteuerung für jeden Kanal stabilisiert werden. Im Gegensatz hierzu muß bei dem vorliegenden System auf der Empfangsseite nur ein frequenzstabilisierter Oszillator selbst im Falle eines Mehrkanal-Funksystems vorgesehen werden, und die Auswahl des Empfangskanals kann dadurch bewirkt werden, daß selektiv ein Filterkreis mit geeigneten Selektionseig^nschaften auf sehr einfache und qualitativ hochwertige Weise in eine Stufe der Umsetzung SHF in UHF eingefügt wird.

Weiter wird bei dem vorliegenden System der nichtlineare Effekt auf einmal ausgenützt, so daß die Schaltung vereinfacht werden kann und zur gleichen Zeit die Verluste verringert worden sind und die Funktion verbessert werden kann, verglichen mil dei üblichen Art von Umsetzung, bei welcher das FM-Signal zunächst in ein Videosignal demoduliert und die andere Trägerwelle unter Verwendung des Videosignals erneut moduliert wird, d. h. unter doppelter Verwendung des nichtlinearen Effekts.

In dem konventionellen System ist, wenn eine Amplitudenmodulation eine gewünschte Trägerwelle erhalten soll, für die Modulation ein Signal mit einem Pegel von etwa 1OdBm erforderlich, so daß für das Modulationssignal ein Videoverstärker verwendet werden muß. Im Gegensatz hierzu ist es ausreichend, ein UHF-Signal mit etwa -1OdBm zu verarbeiten, so daß die Zahl der aktiven Elemente verringert werden kann.

Das vorliegende System ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen begrenzt und verscniedene Modifikationen sind möglich. Zum Beispiel kann neben der obenerwähnten Tunneldiode eine Schottkydiode als nichtlineares Element für die Trägerwellenumsetzung verwendet werden. Weiter kann, wenn die UHF-Signalleistung in der Größenordnung von +10 dBm ist, eine gewöhnliche Detektordiode verwendet werden. Schließlich ist die Diode nicht auf eine Diode variablen Widerstands begrenzt, sondern es kann auch eine Diode variabler Kapazität, wie z. B. ein Varaktor usw, verwendet werden.

In den beschriebenen Ausführungsformen ist eine Umsetzung von UHF-AM zu VHF-AM dargestellt worden. Das vorliegende System ist jedoch nicht aui den Fall beschränkt, daß das Eingangssignal eine UHF-Welle und ein Ausgangssignal eine VHF-WeIIe ist sondern kann jede Umsetzung von einer amplitudenmodulierten Welle in jede Art von amplitudenmodulierter Welle jeder Frequenz verwendet werden, solange sich die Komponenten fi, f_m in einem trennbaren Verhältnis zueinander befinden.

Weiter ist in der obigen Erläuterung bei der Umsetzung von einer FM-WeIIe ein Fall beschrieben worden, bei welcher.i die Bandcharaktcristik der Modulationsfrequenz linear ist. In diesem Falle sollte die Impedanz in dem Modulationsfrequenzband gesehen von der Diode t/zu der Schaltung so klein wie möglich gemacht werden. Wenn jedoch für die Bandcharakteristik der Modulationsfrequenz eine geeignete Form unter dem Gesichtspunkt der Entzerrung usw. gewählt wird, kann durch Wählen der Impedanz im Modulationsfrequenzband gesehen von der Diode zu der Schaltung jede gewünschte Bandcharakteristik zugeteilt werden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Trägerwellenumsetzeinrichtung zum Umsetzen eines frequenzmodulierten Signals mit einer Trägerwelle im Eingang in ein entsprechendes amplitudenmoduliertes Signal mit einer zweiten Trägerwelle, gekennzeichnet durch eine Schaltung (Q), welche die Amplitude der frequenzmodulierten Trägerwelle im Eingang variiert, um ein amplitudenvariiertes Trägersignal zu erzeugen, dessen Amplitudenvariation der Frequenzmodulation der Trägerwelle im Eingang entspricht, wobei die amplitudenvariierte Trägerwelle als eine erste Trägerwelle zu verwenden ist, durch ein nichtlineares Element (d), Einrichtungen zum gleichzeitigen Zuführen der ersten und zweiten Trägerwelle zu dem nichtlinearen Element (d) und Einrichtungen zum Abnehmen der amplitudenmodulierten zweiten Trägerwelle, welche entsprechend einer Variation des Leitwerts des nichtlinearen Elements (d) moduliert ist, wobei die Variation der Amplitudenvariation der amplitudenvariierten ersten Trägerwelle entspricht, derart, daß die zweite Trägerwelle entsprechend der Amplitudenvariation der ersten Trägerwelle amplitudenmoduliert ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtlineare Element eine Diode (d)m\t variablem Widerstand ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Trägerwellen durch Serien- und/oder Parallelresonanzkreise voneinander getrennt sind, welche in Reihe und/oder parallel mit dem nichtlinea;en Element (^geschaltet sind.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtlineare Element (d) mit einem ersten Anschluß eines niclitreziproken Elements (15,16), welchem die erst; Trägerwelle zugeführt ist, verbunden ist, die zweite Trägerwelle einem zweiten Anschluß des nichtreziproken Elements (15, 16) zugeführt und über das nichtreziproke Element (15,16) zu dem nichtlinearen Element (d) weitergeführt ist, und daß die amplitudenmodulierte zweite Trägerwelle an einem dritten Anschluß des nichtreziproken Elements (15, 16) abnehmbar ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtreziproke Element ein Zirkulator (16) ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtreziproke Element ein -3-dB-Richtkoppler(15) ist.