DE2416714A1 - Automatische frequenz- und korrigiervorrichtung in einem phasendifferenzdemodulator - Google Patents

Description

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SOCIETE LANNIONNAISE D'ELECTRONIQUE SIE-CITEREL Route de Perros-Guirec, 22304 LANNION (Frankreich.)

AUTOMATISCHE FREQUENZ- UND KORRIGIERVORRICHTUNG IN EINEM PHASENDIFFERENZDEMODULATOR

Die Erfindung gehört in den Bereich der Datenübertragung durch Phasensprungmodulation oder Phasendifferenzmodulation einer Trägerwelle. Sie "betrifft eine Entzerrvorrichtung, mit der beim Empfang die demodulierte Frequenz automatisch auf den Nominalwert exakt eingeregelt wird; diese Einregelung ist notwendig, damit die Demodulation richtig abläuft; die Entzerrung erfolgt durch eine Frequenzsteuerung eines lokalen Oszillators ausgehend von einem Fehlersignal, das einem Frequenzdiskriminator mit Hilfe einer Verarbeitung dekodierter logischer Signale entnommen wird.

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Bei der Phasendifferenzmodulationsübertragung erfordert die Demodulation zur Gew'ährleistung eines zuverlässigen Funktionierens eine grosse Stabilität der in dem Modulator eintreffenden Frequenz, weil der Demodulator Verzögerungsleitungen enthält, die so ausgelegt sind, dass sie eine genaue Phasenverschiebung zur Nominalfrequenz ergeben: wenn die Frequenz vom Nominalwert abweicht, erhält man nicht die nominale Phasenverschiebung und der Demodulator arbeitet fehlerhaft. Da die ausgesendete Frequenz sich verschieben kann, ist eine automatische Frequenzkorrektur notwendig.

Eine bekannte Lösung zur Herstellung einer solchen Vorrichtung besteht darin, für eine auf η Phasenzustände modulierte empfangene Welle die Frequenz mit η zu multiplizieren, wodurch praktisch die Phasenmodulation in der Welle, deren Frequenz zu multiplizieren ist, aufgehoben wird; anschliessend liefert ein Frequenzdiskriminator eine Fehlerspannung, die bei einer Frequenzsteuerung mit einem lokalen Oscillator verwendet wird. Diese Lösung kann bei ihrer Ausführung zu Schwierigkeiten führen, wenn die vom Demodulator empfangene Frequenz hoch ist.

In einer verwandten Patentschrift wurde eine neuartige Frequenzenkorrigiervorrichtung beschrieben, die einen Frequenzendiskriminator enthält, der ein Fehlersignal Null liefert, wenn die Frequenz den Nominalwert aufweist. Dieser Freqtenzendiskriminator enthält im wesentlichen einen Phasendiskriminator, in dem einerseits die direkte Welle und andererseits

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die um einen Takt ' durch eine Verzögerungsleitung verzögerte Welle eintreffen. Wenn die durch die Verzögerungsleitung bewirkte Phasenverschiebung ίο T gleich einer Quadratur ist, liefert der Diskriminator ein Ausgangssignal Null, Eine Nebenvorrichtung, die an den Ausgang des Demodulators angeschlossen ist, sorgt durch eine Abtasteinrichtung für die Entnahme des Ausgangssignals des Diskriminators lediglich zu den Zeitpunkten, wo im Diskriminator normalerweise eine Quadratur erfolgt: wenn eine Frequenzabweichung vorliegt, wird also ein Fehlersignal geliefert,

Erfindungsgemäss wird ebenfalls ein Diskriminator verwendet, der ein Ausgangssignal Null abgibt, wenn die empfangene Frequenz eine genaue Quadratur in der Verzögerungsleitung hervorruft; eine eingebaute Ausgleichsvorrichtung sendet hinter dem Diskriminator dauernd ein Nullsignal mit der Nominalfrequenz aus, indem sie dekodierte logische Signale verarbeitet: dank dieser neuen Kombination wird die Abtasteinrichtung fortgelassen.

Die Verzögerungsleitung wird so ausgelegt, dass sie eine Verzögerung von einer Modulationstaktperiode (oder einer Bitzeit) liefert. Für Quadraturphasenverschiebungen zwischen •nebeneinander liegenden Bitzeiten ergibt der Diskriminator eine Ausgangsspannung Null. Für die anderen Phasenverschiebungen zwischen nebeneinander liegenden Bits liefert der Diskriminator ein erstes Ausgangssignal ungleich Null, das entweder positiv oder negativ ist: dem Demodulator wird eine einfache Vorrichtung zugeordnet, die ein zweites Signal derselben Polarität, wie sie

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das erste aufweist, herstellt: ein Subtrahierer, der das erste und zweite Signal erhält, liefert eine dauernde Ausgangsspannung Null, wenn die Frequenz den Nominalwert aufweist.

Unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren wird die Erfindung nachfolgend näher beschrieben:

Fig. 1 zeigt ein Gesamtschaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung.

Fig. 2 ist eine graphische Darstellung, mit der die Arbeitsweise eines Organs des Schaltbildes gemäss Fig. 1 erklart wird,

Fig. 3 zeigt Kurven, mit denen die Arbeitsweise von anderen Organen der erfindungsgemässen Vorrichtung erklärt wird.

Gemäss Fig. 1 gehören zum vollständigen erfindungsgemässen Gerät eine Eingangsklemme 1, auf der eine phasendifferenzmodulierte Trägerfrequenz <v 1 eintrifft', ferner eine Frequenzsteuervorrichtung 2, die am Ausgang eine korrigierte Frequenz U) ο liefert, die den Nominalwert für eine richtige Korrektur darstellt. Mit 3 wird ein Leistungsteiler bezeichnet, der seinerseits einen Leitungszweig speist, der ein Verzögerungsorgan 4, einen Frequenzdiskriminator 5, ein Tiefpassfilter 6 und einen ersten Eingang A eines Subtrahierers 7 umfasst.

Das Organ 3 speist einen zweiten Leitungszweig, der einen Demodulator 8 enthält, der aus m¹ parallelgeschalteten Einzeldemodulatoren für eine Modulation in 2^m Phasenzuständen

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gebildet wird, denen am Ausgang m demodulierte Impulsfolgen entsprechen; die Anzahl der EinzeIdemodulatoren m* ist im allgemeinen grosser als m. Mit 9 "und 10 werden zwei zusätzliche Dekodierer bezeichnet, die dem Demodulator 8 nachgeschaltet sind. Der Dekodierer 9 ist mit einem Tiefpassfilter 11, der Dekodierer 10 mit einem Tiefpassfilter 12 in Reihe geschaltet. Ein Subtrahierer 13 empfängt die Ausgangssignale der Filter 11 und 12. Der Ausgang des Subtrahierers 13 ist an einen zweiten Eingang B des Subtrahierers angeschlossen, dessen durch einen Verstärker 14 verstärktes Ausgangssignal zur Frequenz en steuervorrichtung 2 geleitet wird.

Der Frequenzendiskriminator 5 wird aus einem Leistungsteiler 51 gebildetj der direkt zu einer ersten Klemme a eines Phasendiskriminators 52 führt und über eine Verzögerungsleitung 53 niit der Verzögerung T eine zweite Klemme b des Phasendiskriminators verbunden ist.

Die Tiefpassfilter 6, 11 und 12 mit derselben Abschaltfrequenz dienen dazu, die Spektren der im Subtrahierer 7 eintreffenden Signale in Übereinstimmung zu bringen. Das Verzögerungsorgan 4. ist dazu bestimmt, die Ansprechzeiten des Demodulators 8 und der zugeordneten Schaltkreise auszugleichen.

In Fig. 2 zeigt die graphische Darstellung auf einer ersten Zeile die aufeinanderfolgenden Bits der Phase ψθ, Ϋ 2 usw., die auf der Klemme a des Phasendiskriminators 52 (Fig· 1) eintreffen,und dieselben um eine Bitzeit durch die

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Verz3gerungsleitung 53 verzögerten Bits, die auf der Klemme b eintreffen.

Fig. 3 stellt fünf Kurven (1), (1»), (2), (3) und (4) dar.

Die Kurve (1) zeigt ein angenommenes Beispiel eines an der Klemme A des Subtrahierers 7 eintreffenden Signals: bei bestimmten Taktzeiten liefert der Diskriminator 5 ein Nullsignal, bei anderen ein positives oder negatives Signal, je nach der Polarität der Phasenverschiebung zwischen aufeinanderfolgenden Bits. Wenn diese Signale einen Mittelwert ungleich Full haben (Kurve 1^f), so wird dieser von Null abweichende Wert als eine Störung der Steuerung angesehen.

Der Dekodierer 9 ist in einfacher Weise so aufgebaut, dass er ein binäres Signal liefern kann, das (beispielsweise) den positiven Störungen entspricht, (Kurve 2); der Dekodierer 10 ist so aufgebaut, dass er ein Binärsignal liefern kann, das den negativen Störungen entspricht, (Kurve 3).

Der Subtrahierer 13 fuhrt beispielsweise die physikalische Subtraktion Kurve (2) - Kurve (3) durch: er liefert daher am Ausgang ein Ergebnis, dem die Kurve (4) entspricht, die mit der Kurve (1) Übereinstimmt. Die durch den Subtrahierer 1 durchgeführte Subtraktion liefert also ein Ausgangssignal Null, wenn die Schwingungcjo den Nominalwert hat (Kurve 1), andernfalls ein Fehlersignal (Kurve 1^f).

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Die Frequenzenkorrektur wird auf diese Weise mit grosser Zuverlässigkeit und ohne Störungen mit Hilfe von einfachen und unempfindlichen Mitteln erreicht. Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann deshalb in bestimmten Fällen gegenüber Vorrichtungen mit Abtasteinrichtung und Impulsgenerator für sehr kurzzeitige Impulse bevorzugt werden, wie sie in der verwandten Patentschrift beschrieben werden, da bei hohen Frequenzen solche Organe weniger zuverlässig sind als Dekodierer oder Subtrahierer.

Die Verz'dgerungszeit T des Diskriminators kann einen beliebigen Wert zwischen Null und der Dauer einer Bitzeit annehmen, wenn nur in einem Abschnitt dieser Zeitdauer die Quadratur hervorgerufen wird.

-PatentansprUche-

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Claims (2)

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   ΡΑΤΕΪΤΤ ANSPRÜCHE

   Automatische Frequenzenkorrigiervorrichtung eines lokalen Oszillators, der zur Frequenzenumsetzung fur einen Demodulator für eine pliasendifferenzmodulierte Welle dient, wobei-die Ko rrigie rvo rri clitung einen Phasendiskriminator enthält, der auf einem ersten Eingang die modulierte Welle und auf einem zweiten Eingang dieselbe um eine Zeit ? verzögerte Welle empfängt und am Ausgang ein erstes bipolares Signal liefert, dadurch gekennzeichnet, dass hinter den Demodulator (8) ein. erster Dekodierer (9) geschaltet ist, der Binärsignale liefert, die den positiven Abschnitten des bipolaren Signals entsprechen, ferner ein zweiter Dekodierer (10), der binäre Signale liefert- die den negativen Abschnitten des bipolaren Signals entsprechen, weiterhin ein erster Subtrahierer (13)j der ein zweites bipolares Signal mit den AusgangsSignalen der Dekodierer erstellt, und schliesslich ein zweiter Subtrahierer (7)j der die Differenz zwischen dem ersten bipolaren Signal bildet, die dann über einen Verstärker (14) zur Frequenzenkorrektur des lokalen Oszillators (2) angewandt wird.
2. 2. Automatische Frequenzenkorrigiervorrichtung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an die Ausgange des Phasendiskriminators (52) und der beiden Dekodierer (9, 10) Tiefpassfilter (6, 11, 12) derselben Abschalt frequenz angeschlossen sind.

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