DE2363289A1

DE2363289A1 - Anordnung zum durchschalten zwischen frequenzmodulierten uebertragungssystemen unterschiedlicher bandbreite

Info

Publication number: DE2363289A1
Application number: DE2363289A
Authority: DE
Inventors: Joseph Baer; David Manuel Sacks
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1973-01-02
Filing date: 1973-12-19
Publication date: 1974-07-04
Also published as: JPS49102218A; FR2212716B3; FR2212716A1; US3866122A

Description

Patentanwalt

Dipl.-Phys.Leo Thul

7 Stuttgart 30 2363289

Kurze Straße 8

J.Baer-D.M.Sacks 1-1

INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, NEW YORK

Anordnung zum Durchschalten zwischen frequenzmodulierten Übertragungssystemen unterschiedlicher Bandbreite

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Durchschalten zwischen frequenzmodulierten Übertragungssystemen unterschiedlicher Bandbreite durch Umformen des modulierten Signales des einen Systems in ein zu der Bandbreite des anderen Systems passendes Signal, insbesondere zum Durchschalten zwischen Richtfunk- und Satellitensystemen.

Bisher wurde in solchen Fällen das Signal des einen Übertragungssystems bis zum Basisband demoduliert und mit diesem Demodulationsprodukt dann das andere Übertragungssystem moduliert. Hierbei entstehen durch Demodulation und erneute Modulation unvermeidbare Verzerrungen, die wenigstens zu einem Teil vermieden werden können, wenn die Durchschaltung in hochfrequenter oder zwischenfrequenter Frequenzlage erfolgen kann.

Dr.Le/Scho

17.12.1973 409827/0726

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Die vorliegende Erfindung setzt sich nun zur Aufgabe eine solche Anordnung zum Durchschalten in hoch- bzw. zwischenfrequenter Lage anzugeben, wobei die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe den Ansprüchen zu entnehmen ist.

Die Erfindung soll nun anhand der in den Figuren dargestellten Beispiele eingehend beschrieben werden. Es zeigt dabei:

Fig.l als Blockschaltbild Nieder Erfindung zu Grunde liegenden Aufgabe;

Fig.2 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Fubdehners; Fig.3 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Hubpressers;

Fig.4 eine Modifikation eines Teiles der Anordnung nach Fig.3;

Fig.5 eine weitere Ausgestaltung einer Anordnung für einen • Hubpresser nach Anordnung 3 und 4.

In Fig.¹* ist als Blockschaltbild ein Frequenzmodulations-übertragungssystem dargestellt, worin 1 der Empfänger eines FM-Richtfunksystems mit geringem Frequenzhub bewirkt durch einen kleinen Modulationsindex ist. 'Ein zweites FM-System, z.B. ein Satelliten-System 2 weist einen großen Frequenzhub auf, bewirkt durch einen hohen Modulationsindex zur Verminderung des Signal- zu Rausch-Verhältnisses. Dieses Satelliten FM-System enthält einen Sender 3, einen Nachrichtensatelliten 4 und einen Empfänger 5. Ein drittes FM-System ist wieder ein Richtfunksystem mit geringem Frequenzhub bei kleinem Modulationsindex, das mit dem Satelliten-System 2 zusammenarbeiten soll, und enthält einen Empfänger S-. Infolge der unterschiedlichen Modulationsindices der drei FM-

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Systeme, können diese hochfrequenzmäßig nicht miteinander arbeiten. - "

Erfindungsgemäß wird· ein-direkter übergang in der hochfrequenten oder zwischenfrequenten Ebene zwischen dem Empfänger des Richtfunk- FM-Systems· und dem Satelliten PM-System mittels eines Hubdehners 7 ermöglicht. Der Hubdehner 7 weist Einrichtungen zum Zusetzen von Signalen wie Dienstkanälen und anderen örtlichen BetriebssigHlen auf, die von einer Signalquelle 8 geliefert werden und mit denen der am Ausgang des Dehners 7 und damit auch des Senders 3 anstehende Träger in der Frequenz moduliert wird.

Auf der anderen Seite, der Empfangsstelle wird ein Hubpresser

- - anderen

zwischen Empfänger 5 des Systems 2, und Sender 6 desVSystems eingesetzt. Der Hubpresser 9 arbeitet in hochfrequenter bzw. zwischenfrequenter Lage und komprimiert den hohen Frequenzhub des Systems 2 zu dem niedrigen des Senders 6. Der Hubpresser 9 enthält Einrichtungen um örtliche Signale abzuspalten und diese dann in einer Einheit 10 zu verarbeiten.

Fig.2 zeigt nun als Blockschaltbild den Hubdehner 7 der Fig.l. Der Hubdehner 7 vergrößert den Frequenzhub in Hoch- bzw. Zwisehenfrequenzlage ohne vorherige Demodulation und erneute Modulation und fügt zusätzliche frequenzmodulier^eVxn das Nachrichtenband ein. Als Beispiel dehnt Hubdehner 7 den Hub einer Richtfunkstrecke in der Zwischenfrequenzlage vor, daß er mit dem des Satellitensystems 2 kompatibel ist. Gleichzeitig wird ein Dreiecksignal zusätzlich aufmoduliert, wie es für die Ener-.gieausstrahlungsverteilung bei Satellitensystemen erwünscht ist; Ebenso kann ein Dienstkanal oder ein modulierter Unterträger zugeführt werden. "

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Vom Empfänger 1 wird ein frequenzmoduliertes Signal einem Prequenzvervielfaeher geliefert, der mit der Frequenz auch den absoluten Betrag des Hubes vervielfacht. Da das Ausgangssignal des Frequenzvervielfachers 11 viele Harmonische enthält, durchläuft es einen Bandpaß 12, der so ausgelegt ist, daß die gewünschte für die Dehnung des Hubes auf den des Systems 2 als Multiplikationsfaktor notwendige Harmonische herausgefiltert wird. Diese wird in einem Gegentaktmischer I^ mittels einer von einem durch eine Spannung in seiner Frequenz einstellbaren Oszillator 13 gelieferten Frequenz umgesetzt. Die Ausgangsfrequenz des Oszillators 13 ist dabei gleich dem vervielfachten Eingangsträger abzüglich der Frequenz des gewünschten Ausgangsträgers. Die Arbeitsweise mit einer Frequenz unterhalb der des vervielfachten Trägers ist zum Vermeiden einer Invertierung des Bandes notwendig. Eine solche Inversion tritt auf, wenn die Frequenz des Oszillators 13 gleich dem vervielfachten¹ Eingangsträger zuzüglich der Frequenz des gewünschten Ausgangsträgers ist. Das Ausgangssignal der Mischstufe 1*1 hat nun die Trägerlage und den Modulationsindex des FM-Systems 2. über einen Verstärker 15 wird dieses Signal an einen geeigneten Punkt des Senders 3 angelegt.

Die Ausgangsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators liegt am Phasenkomparator 16 an und wird verglichen mit der Frequenz eines quarzstabilisierten Oszillators 17· Das Ausgangssignal des Phasenkomparator 16 durchläuft ein Tiefpaßfilter 18 bevor es an den Steuereingang des Oszillators gelangt. Diese Anordnung bildet eine Regelschleife zur starren Phasenregelung der Frequenz des Oszillators 13· Die zusätzlichen Signale der Signalquelle 8 werden den Ausgangssignalen des Tiefpasses zugesetzt und modulieren so den Oszillator 13. Das Tiefpaßfilter 18 muß eine Grenzfrequenz unterhalb der niedrigsten Frequenz der zusätzlichem Modulationssignale haben.

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Der Hubpresser 9 dient zum Verringern des Frequenzhubes in der Hochfrequenz- oder Zwischenfrequenzlage ohne vorherige Demodulation und erneute Modulation. Der am Ausgang des Hubpressers 9 auftretende Frequenzhub entspricht dem für das FM-System mit dem Sender 6 benötigten Efub. Beispielsweise wird der Hubpresser dafür eingesetzt, um durch Hubverminderung ein Satelliten-FM-übertragungssystem an ein übliches Richtfunksystem anzupassen. Ebenso ermöglicht der Hubpresser 9 die Entnahme der zusätzlichen Signale wie z.B. des Dienstkanals.

In Fig.3 ist nun der Hubpresser 9 als Blockschaltbild dargestellt. Dieses enthält eine Gegentaktmischstufe 19, der vom Empfänger 5 das FM-modulierte Signal in hochfrequenter oder zwischenfrequenter Lage und das Ausgangssignal eines in der Frequenz modulierbaren Oszillators 20 zugeführt wird. Die Summen- bzw. Di-fferenzspannungj je nach Wunsch, wird in einem Begrenzerverstärker 21 verstärkt und amplitudenbegrenzt. Das Ausgangssignal dieses Verstärkers liegt dann einmal an einer Frequenzumsetzereinheit 22 und ferner an einem Frequenzdiskriminator 23 an.

Im Frequenzdiskriminator 23 wird das vom Empfänger 5 gelieferte Signal demoduliert und das Demodulationsprodukt wird nach Verstärkung in einem pegelabhängigen Verstärker 2H und nach Durchlaufen eines Tiefpasses 25 an den Steuereingang des in der Fre- · quenz modulierbaren Oszillators 20 angelegt. Diskriminator 23, Verstärker 24 und Filter 25 bilden den Rückführungsweg über den Oszillator 20, in der Art freqeunzmoduliert wird, daß nach Mischung ,mit denrSignal vom Empfänger 5 in der Gegentaktmischstufe 19 eine Gegenmodulation des ankommenden Signals erfolgt und dadurch der Modulationsindex verringert oder die Modulation sogar ganz unterdrückt wird. Das Maß der Hubpressung ist dabei direkt proportional derUmlaufverstärkung der beschriebenen Anordnung und damit hauptsächlich vom Verstärker 2k abhängig .

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Das Ausgangssignal des Filters 2.5 entspricht genau dem ursprünglichen Modulationssignai, sodaß hier die zusätzlichen örtlichen Signale wie Dienstkanal, modulierte Zwischenträger usw. entnommen und im Signalempfänger 10 verarbeitet werden können.

Das Ausgangssignal des Begrenzerverstärkers 21 liegt ebenfalls am Eingang der Prequenzumsetzereinheit 22 an, die aus einer Gegentaktmischstufe 27 und einem quarzgesteuerten Oszillator besteht. In dieser Anordnung wird das Signal mit dem verminderten Frequenzhub in die gewünschte hochfrequente oder zwischenfrequente Frequenzlage des Richtfunksystems umgesetzt und wird über einen Bandpaß 29 und einen Verstärker 30 an den Sender 6 angelegt.

Der Frequenzumsetzerteil 22 rechts der punktgestrichelten Linie A-A der Fig.3 kann durch die in Fig.^ als Blockschaltbild dargestellte Anordnung ersetzt werden_S/ um eine bessere Frequenzstabilität zu erhalten. Für gewisse Schmätoandübertragungssysteme kann diese notwendig werden. Diese besteht dann aus einer Regelschleife zur starren Phasenregelung mit einem in der Frequenz spannungsgesteuerten Oszillator 31, dessen Ausgangssignal an der Gegentaktmischstufe 27 anliegt, an derem anderen Eingang das Ausgangssignal des Verstärkers 21 liegt. Das Ausgangssignal dieser Mischstufe durchläuft den Bandpaß 29 und gelangt über den Verstärker 30 zum Sender "6. Weiterhin wird das Ausgangssignal des Bandpasses 29 in einem Phasenkomparator 33 mit dem eines Quarzgenerators 32 verglichen, dessen Frequenz gleich der gewünschten Mittenfrequenz ist. Das Ausgangssignal des !Comparators 37 durchläuft ein integrierendes Tiefpaßfilter 34 und steuert den spannungsgesteuerten Oszillator 31· Diese Phasenregelschleife arbeitet mit einer gegenüber der'niedrigsten Modulationsfrequenz langsamen Nachstellzeit und stellt so die Mittenfrequenz des Ausgangssignales der Mischstufe 27 auf die

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Frequenz des Quarzoszillators 27 nach.

In Pig.5 ist nun das Blockscheltbild einer weiteren Ausführungsform des Hubpressers 9 der Pi?.1 dargestellt. Diese Anordnung enthält alle Baugruppen der Fig.3 links der punktgestrichelten Linie A-A zur Hubpressung auf den für das System mit dem Sender 6 zulässigen Wert. Zusätzlich enthält sie-alle Baugruppen der Fig.4 um die Frequenz in die gewünschte Frequenzlage umzusetzen. Zu den aus Fig.3 und ü bekannten Baugruppen kommen solche, durch die eine zusätzliche Dreieckmodulation unterdrückt werden kann. Eine solche Anordnung wird"dann eingesetzt, wenn über das Satelliten-System ein Videosignal mit Svnchronisationsimpulsen für die Vertikalablenkung mitübertragen wurde und bei einem Übergang auf ein Richtfunksyster· diese zusätzliche Modulation nicht erwünscht ist.

Die'Anordnung zur Unterdrückung dieser Modulation enthält einen Synehrondetektor und Generator für Impulse variabler Phasenlage■35 und einen Dreieckwellengenerator 36· Der Eingang des Detektors und Generators 35 ist mit dem Ausgang des Tiefpaßfilters 25 verbunden, wobei die Synchronisierungsimpulse empfangen und abgespalten werden. Diese Impulse· werden regeneriert und um einen Wert verzögert, der der Laufzeit durch den Hubpresser einschließlich Mischstufe 19, Verstärker 21 und 24, Diskriminator 23, Filter 25 und Oszillator 20 entspricht. Diese so. verzögerten Impulse triggern den Generator 36, der die gleiche Dreieckwellenform, wie die am Eingang des Systems hervorgerufene, erzeugt. Mit dieser wird der Oszillator 31 mit entgegengesetzter Phase moduliert, wie sie das hubkomprimierte Signal am Ausgang des Verstärkers 21 aufweist. Die Amplitude wird dabei so gewählt, daß die ankommende Dreieckmodulation im Mischer 27 völlig gelöscht wird und keine mehr zum Sender 6 gelangen kann.

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Claims

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Patentansprüche

, Anordnung zum Durchschalten zwischen frequenzmodulierten Übertragungssystemen unterschiedlicher Bandbreite durch Umformen des modulierten Signals des einen Systems, in ein zu der Bandbreite des anderen Systems passendes Signal, insbesondere zum Durchschalten zwischen Richtfunk- und Satellitensystemen, dadurch gekennzeichnet, daß für den übergang von einem Schmalbandauf ein Breitbandsystem die vom Empfänger (1) des Schmalbandsystems empfangenen Signale in der hoch- oder zwischenfrequen- · ten Lage mittels eines Frequenzvervielfachers (11) auf den gewünschten Hub gedehnt und darauf mittels eines aus einem Gegentaktmodulator (14) und einem örtlichen Trägergenerator (13) bestehenden Frequenzumsetzers in die gewünschte Frequenzlage umgesetzt und dem Senderf 3) des Breitbandsystems zugeführt werden, daß für den übergang von einem Breitband- auf ein Schmalbandsyst-em in der hoch- bzw. zwischenfrequenten Lage der Hub der vom Empfänger (53 des Breitbandsystems empfangenen Signale durch Frequenzgegenkopplung mittels eines Modulators (19) vermindert wird, wobei einmal die empfangenen Signale und ferner die eines örtlichen durch die Ausgangssignale eines am Ausgang des Modulators (19) liegenden Frequenzdiskriminators (23) in der Frequenz modulierten Oszillators (20) den Eingängen des Modulators (19) zugeführt werden, und daß das Ausgangssignal dieses Modulators mittels eines aus einem weiteren Modulator (?7i und aus einem weiteren Trägergenerator (31) bestehenden Frequenzumsetzers in die gewünschte Frequenzlage umgesetzt und dem Sender (6) des Schmalbandsystems zugeführt wird.

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2· Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Übergang von einem Schmalband- auf ein Breitbandsystem dem Frequenzvervielfacher (il) ein Bandpaß (12) nachgeschaltet ist, und daß der örtliche Trägergenerator (13) des Frequenzumsetzers aus einem in der Frequenz durch eine Spannung steuerbaren Oszillator (VCO) besteht, dessen Steuerspannung durch Vergleich seiner Ausgangsfrequenz mit einer von einem quarzstabilisierten Oszillator (17) gelieferten Peferenzfrequenz in einem Phasenkomparator (16) gewonnen wird.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daP> zwischen Ausgang des Phasenkomparators (16) und Steuereingang des Trägergenerators (13) ein Tiefpaß (18) angeordnet ist, daß dem Steuereingang des Trägergenerators (13) zusätzlich zu übertragende, oberhalb der Grenzfrequenz des Tiefpasses liegende Signale zugeführt werden.

^- Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Übergang von einem. Breitband- auf ein Schmalbandsystem zwischen dem Ausgang des Frequenzdiskriminators (23) und dem Eingang des in der Frequenz modulierbaren Oszillators (20) ein Tiefpaß (25) angeordnet ist, dessen Ausgänge zusätzlich übertragene Signale entnommen'werden.

5· Anordnung nach Anspruch 1, dadurch g4cennzeichnet, daß für den Übergang von einem Breitband- auf ein Schmalbandsystem der Trägergenerator (31) des Frequenzumsetzers aus einem in der Frequenz durch eine Spannung steuerbaren oszillator (VCO) besteht, dessen Steuerspannung durch Vergleich der am Ausgang eines dem Modulator (27) nachgeschalteten Bandpasses (29) anstehenden Frequenz mit der Ausgangsfrequenz eines quarzstabilisierten Generators (32) in einem Phasenkomparator (33) gewonnen wird, daß zwischen Ausgang des Phasenkomparators (33) und Steuereingang des Trägergenerators (31) ein Bandpaß (3²O eingefügt ist, dessen obere Grenzfrequenz niedriger als die

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niedrigste Modulätionsfrequenz ist.

6. Anordnung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Unterdrücken vorbestimmter Signale in dem zum Schmälbandsystem durchgeschalteten Signalgemisch diese Signale dem Ausgangssignal des Tiefpasses selektiv entnommen und mittels eines Synchrondetektors und eines Pulsgenerators (36) zu Synchronisiersignalen für einen Generator (36) umgeformt werden, daß dieser Generator (36) an den Steuereingang des Trägergenerators (31) ein Modulationssignal nach Amplitude und Phase derart liefert, daß die vorbestimmten Signale im durchgeschalteten Signalgemisch ausgelöscht werden.

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