DE2512350A1

DE2512350A1 - Regenerator fuer traegerfrequente digitale signale

Info

Publication number: DE2512350A1
Application number: DE19752512350
Authority: DE
Inventors: Josef Ing Grad Doemer; Hans Georg Dipl Ing Haerle; Reginhard Dr Ing Pospischil
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-03-20
Filing date: 1975-03-20
Publication date: 1976-09-23
Also published as: IL49179A; IE42504L; AU502624B2; DE2512350B2; NL7602951A; FR2305074A1; DK122776A; SE405535B; NO143555C; AU1183876A; SE7601582L; BR7601659A; NO143555B; NO760878L; FR2305074B1; IE42504B1; LU74290A1; JPS51118945A; BE839819A; IT1058478B

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT München, den 2 GL MRZ 1975 Berlin und München Witteisbacherplatz 2

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Regenerator für trägerfrequente digitale Signale.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regenerierung des zur Übertragung verwendeten Seitenbandes eines trägerfrequenten digitalen Signales, das in einem pseudoternären Code vorliegt und bei dessen Erzeugung ein Träger mit einer Frequenz verwendet wird, die ein ganzzahliges Vielfaches der halben Bitfolgefrequenz des digitalen Signals ist und dessen Phase um 90° gegenüber der Phase einer Schwingung verschoben ist, die im digitalen Signal mit einer Frequenz gleich der halben Bitfolgefrequenz auftritt und auf Anordnungen zur Durchführung dieses Verfahrens.

Untersuchungen an Übertragungsstrecken für niederfrequente und trägerfrequente Signale haben ergeben, daß man über diese Übertragungsstrecken auch digitale Signale übertragen kann. Zur Vermeidung von Störungen der Niederfrequenz- und Trägerfrequenzübertragung werden die digitalen Signale zusätzlich mit einem Träger geeigneter Frequenz amplitudenmoduliert und dadurch in einen höheren Frequenzbereich umgesetzt. Zur besseren Ausnützung der Übertragungskapazität der Übertragungsstrecke wird nur ein einziges Seitenband des bei der Modulation entstehenden trägerfrequenten digitalen Signals, und zwar in der Regel das obere Seitenband, übertragen. Im Verlaufe der Übertragung über die Übertragungsstrecke sinkt durch die Streckendämpfung der Pegel der trägerfrequenten digitalen Signale, gleichzeitig steigt der Geräuschpegel durch eingestreute Störungen an. Es ist deshalb nötig, die trägerfrequenten di-

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gitalen Signale in periodischen Abständen zu regenerieren, um das Signal-Geräusch-Verhältnis auf einen optimalen Wert zu bringen.

Es ist nun denkbar, das trägerfrequente digitale Signal aus der Übertragungslage in die Basisbandlage zurück umzusetzen und das entstandene digitale Signal in einem Regenerator bekannter Art zeit- und amplitudenmäßig zu regenerieren. Für die Umsetzung in die Basislage ist ein Träger notwendig, der nicht mitübertragen wird und deshalb empfangsseitig erzeugt werden muß. Zur Sicherung der Impulsübertragung muß nicht nur die Frequenz sondern auch die Phase des empfangsseitig erzeugten Trägers mit der des Sendeträgers übereinstimmen. Für die Ableitung des Trägers wurde das im Regenerator auftretende digitale Signal benutzt. Hierbei können jedoch bei der Übertragung bestimmter Pulsfolgen mehrere stabile Phasenlagen und damit Vieldeutigkeiten auftreten, die zu einer Fehlsynchronisierung des Trägers führen können. Die Vieldeutigkeit ergibt sich dadurch, daß die Signalform des umgesetzten Signals abhängig ist von der Phasenlage des zur Umsetzung verwendeten Trägers. Wird dieser Träger vom umgesetzten Signal aber geleitet, so führen unterschiedliche Impulsfolgen zu verschiedenen Trägerphasen und damit zu fehlerhaften regenerierten Bits. Die sichere Verhinderung der Fehlsynchronisierung des Trägers bei bestimmten Impulsfolgen ist zwar durch den Einsatz spezieller Fangschaltungen möglich, diese sind jedoch sehr aufwendig.

Auch bei der Regenerierung des trägerfrequenten digitalen Signales in der Übertragungslage, die ebenfalls möglich ist, sofern das digitale Signal in einem pseudoternären Code vorliegt und bei der Trägerfrequenzmodulation ein Träger mit : einer Frequenz verwendet wird, die ein ganzzahliges Vielfaches der halben Bitfolgefrequenz des digitalen Signals ist und des-

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sen Phase um 90° gegenüber der Phase einer Schwingung verschoben ist, die im digitalen Signal mit einer Frequenz gleich der halben Bitfolgefrequenz auftritt, ergeben sich Schwierigkeiten hinsichtlich der Synchronisation der Trägerphase .

Aufgabe der Erfindung ist es also, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art zu entwickeln, das bei allen Pulsfolgen eine eindeutige Synchronisierung gestattet und dabei auf die Verwendung spezieller Fangschaltungen verzichtet. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das empfangene Seitenband entzerrt und verstärkt wird und gleichzeitig einer Modulationseinrichtung und einer Anordnung zur Takt- und Trägerableitung zugeführt wird, in der Takt- und Träger-Schwingungen, deren Frequenzen ganzzahlige Vielfache der halben Bitfolgefrequenzen sind, vom empfangenen und entzerrten Seitenband abgeleitet werden und eine erste Taktschwingung mit der niedrigsten Frequenz der Modulationseinrichtung zugeführt wird und eine zweite Taktschwingung mit einer gegenüber der ersten verdoppelten Frequenz einem Zeitregenerator "zugeführt wird, daß in der Modulationseinrichtung das empfangene und entzerrte Seitenband in ein regenerierbares digitales Signal umgewandelt wird und einem AmpIitudenregenerator zugeführt wird und daß das amplitudenmäßig regenerierte Signal dem Zeitregenerator zugeführt und zeitmäßig regeneriert wird.

Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, daß Vieldeutigkeiten bei der Trägersynchronisierung vermieden werden können, sofern die Takt- und die Trägerschwingungen aus dem empfangenen und entzerrten Seitenband, also im Signalweg vor einer Signalumsetzung mittels eines Trägers abgeleitet werden. Die Hauptvorteile des er'findungsgemäßen Verfahrens liegen darin, daß die einzelnen Verfahrensschritte vergleichsweise wenig Aufwand nach sich ziehen und wegen der sicheren Verhinderung von Fehlsynchronisationen keine zusätzlichen Maßnahmen

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getroffen werden müssen, die bestimmte unerwünschte Impulsfolgen, beispielsweise eine 1-0-1-0... Folge, ausschließen.

Die im folgenden beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens nach der Erfindung verwenden zur Übertragung jeweils das obere Seitenband des trägerfrequenten digitalen Signals, da sich hierdurch ein geringerer Störpegel in parallel laufenden Leitungen für die Niederfrequenz- und die Trägerfrequenzübertragung ergibt.

Eine erste bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich dadurch, daß das empfangene, entzerrte und verstärkte obere Seitenband zur Umwandlung in ein regenerierbares digitales Signal in der Modulationseinrichtung in die Basisbandlage umgesetzt wird. Diese bevorzugte Variante hat den Vorteil, daß das in die Basisbandlage umgesetzte digitale Signal mit den bekannten Basisbandregeneratoren amplituden- und zeitmäßig regeneriert werden kann.

Eine weitere bevorzugte Variante des Verfahrens nach der Erfindung ergibt sich dadurch, daß das empfangene, entzerrte und verstärkte obere Seitenband zur Umwandlung in ein regenerierbares digitales Signal in eine Zwischenlage, die um ein ganzzahliges Vielfaches der halben Bitfolgefrequenz gegenüber der Basisbandlage des digitalen Signals verschoben ist, umgesetzt wird. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß mit der Wahl der Zwischenlage die Frequenzebene des digitalen Signals in gewissen Grenzen wählbar und dadurch an andere "Übertra-gungseinrichtungen, beispielsweise an Funkgeräte, besser anpaßbar ist. ·

Eine dritte günstige Abwandlung des Verfahrens nach der Erfindung, bei der das Signal in der Übertragungslage verbleibt, und dadurch nach der Regenerierung keine erneute Um-

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Setzung in die Übertragungslage erforderlich ist, ergibt sich dadurch, daß aus dem empfangenen, entzerrten und verstärkten oberen Seitenband in der Modulationseinrichtung ein unteres Seitenband erzeugt und zur Bildung eines regenerierbaren digitalen Signals mit dem oberen Seitenband vereinigt wird. Für die Erzeugung des unteren Seitenbandes in der Modulationseinrichtung ist auch in diesem Falle ein empfangsseitig erzeugter Träger notwendig, so daß auch in diesem Falle eine Trägerableitung aus dem empfangenen und entzerrten Seitenband erfolgen muß.

Für zahlreiche Anwendungsfälle ist es zweckmäßig, daß zur Takt- und Trägerableitung eine Schwingung erzeugt wird, die mit dem empfangenen Seitenband synchronisiert wird.

Bei einer besonders einfachen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der zur Schwingungserzeugung benötigte Oszillator eingespart werden, indem zur Takt- und Trägerableitung aus dem empfangenen, entzerrten und gleichgerichteten Seitenband eine Schwingung der doppelten Bitfolgefrequenz ausgesiebt wird.

Eine erfindungsgemäße Anordnung zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren ergibt sich dadurch, daß an den Signaleingang über einen ersten Bandpaß ein erster Entzerrer angeschlossen ist, dessen Ausgang sowohl mit dem Eingang eine Modulationseinrichtung als auch mit dem Eingang einer Anordnung zur Takt- und Trägerableitung verbunden ist, daß der Ausgang der Modulationseinrichtung mit dem Eingang eines an 'sich bekannten Regenerators verbunden ist, der einen an den Eingang unmittelbar angeschlossenen ersten Amplitudenregenerator und einen mit dessen beiden Ausgängen unmittelbar verbundenen Zeitregenerators enthält, der an seinen beiden Ausgängen jeweils die regenerierten Impulse einer Polarität des Eingangs-

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signals des Regenerators als unipolare Impulsfolge an die Ausgangsanschlüsse abgibt, daß die Anordnung zur Takt- und Trägerableitung eine Serienschaltung aus einem mit dem Ausgang des ersten Entzerrers über den Eingang verbundenen zweiten Entzerrer, einem ersten Laufzeitglied, einem Gleichrichter, einem zweiten Amplitudenentscheider mit nur einem Ausgang, einem Phasendiskriminator, einem Generator, einem ersten Pulsformer und einem Frequenzteiler enthält und bei der der der Ausgang des zweiten Entzerrers zusätzlich mit einem ersten Ausgang, der mit dem Frequenzteiler verbundene Ausgang des ersten Pulsformers zusätzlich mit einem zweiten Ausgang, ein weiterer Ausgang des ersten Pulsformers mit dem Takteingang des Phasendiskriminators und der Ausgang des Frequenzteilers mit einem dritten Ausgang der Anordnung zur Takt- und Trägerableitung verbunden ist, der außerdem an einen Trägereingang der Modulationseinrichtung und an einen Trägerausgang angeschlossen ist, daß der zweite Ausgang der Anordnung zur Takt- und Trägerableitung über einen Takteingang des Regenerators mit einem Takteingang des Zeitregenerators und mit einem Taktausgang verbunden ist, daß ein erster Verstärker vorgesehen ist, dessen Ausgang mit dem Steuereingang des ersten Entzerrers und dessen Eingang wahlweise mit dem Ausgang des ersten Entzerrers, dem Ausgang der Modulationseinrichtung oder mit dem ersten Ausgang der Anordnung zur Takt- und Trägerableitung verbunden ist, an den außerdem ein zweiter Eingang der Modulationseinrichtung angeschlossen werden kann.

Ein besonderer Vorteil dieser erfindungsgemäßen Anordnung besteht in den definierten Anfangsbedingungen, die eine schelle Betriebsaufnahme nach dem Einschalten sichern.

Zur Umsetzung des trägerfrequenten digitalen Signals in die Basislage ist zweckmäßigerweise eine Modulationseinrichtung

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vorgesehen, die zwischen ihrem Signaleingang und ihrem Signalausgang eine Reihenschaltung aus einem ersten Modulator, einem ersten Tiefpaß und einem zweiten Verstärker enthält und bei der an den Trägereingang über eine Reihenschaltung aus einem zweiten Bandpaß, einem dritten Verstärker und einem zweiten Laufzeitglied der Trägereingang des ersten Modulators angeschlossen ist.

Bei dieser Anordnung wird also die Umsetzung in die Basisbandlage durch Modulation mit einem einzigen Träger, also mit nur geringem Aufwand/vorgenommen. Dabei sind an den ersten Tiefpaß besonders hohe Forderungen zu stellen, die beispielsweise die Forderung auf Nachstimmbarkeit mit beinhalten.

Die Umsetzung des trägerfrequenten digitalen Signals in die Basisbandlage kann auch mittels einer Doppelumsetzung mit zwei Modulatoren und zwei unterschiedlichen Trägerfrequenzen geschehen. Es ergibt sich eine etwas aufwendigere, aber dafür unkritischere Modulationseinrichtung, die zwischen ihrem Signaleingang und ihrem Signalausgang eine Reihenschaltung aus einem zweiten Modulator, einem dritten Bandpaß, einem dritten Modulator, einem dritten Tiefpaß und einem vierten Verstärker enthält und bei der der Trägereingang der Modulationseinrichtung über einen zweiten Pulsformer und einer Reihenschaltung aus einem vierten Bandpaß, einem fünften Verstärker und einem dritten Laufzeitglied mit dem Trägereingang des zweiten Modulators und über einen weiteren Ausgang des zweiten Pulsformers und einer weiteren Reihenschaltung aus einem fünften Bandpaß, einem sechsten Verstärker und einem vierten Laufzeitglied mit dem Trägereingang des dritten Modulators verbunden ist.

Zur Regenerierung des trägerfrequenten digitalen Signals in der Übertragungslage ist mittels eines zusätzlich erzeugten

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Trägers das untere Seitenband in einer Modulationseinrichtung zu erzeugen, bei der der Signaleingang über ein fünftes Laufzeitglied mit dem ersten Eingang einer Zusammenführung sschaltung und der Signaleingang über einen vierten Modulator mit dem zweiten Eingang einer Zusammenführungsschaltung verbunden ist, wenn der Signalausgang der Zusammenführungsschaltung über einen vierten Tiefpaß mit dem Eingang eines siebenten Verstärkers verbunden ist, bei der der Ausgang dieses Verstärkers mit dem Signalausgang verbunden ist und deren Trägereingang über ein sechstes Laufzeitglied an den Trägereingang des vierten Modulators, angeschlossen ist.

Anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen soll die Erfindung im folgenden näher erläutert werden. Dabei zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anordnung zur Regenerierung trägerfrequenter digitaler Signale,

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Modulationseinrichtung zur Einfachumsetzung des trägerfrequenten digitalen Signales in die Basisbandlage,

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Modulationseinrichtung zur Doppelumsetzung des trägerfrequenten digitalen Signals in die Basisbandlage und

Fig. 4 eine erfindungsgemäße Modulationseinrichtung zur Erzeugung des unteren Seitenbandes des trägerfrequenten digitalen Signals in der Übertragungslage.

Die in der Figur dargestellte Anordnung dient zur Regenerierung des zur Übertragung verwendeten oberen Seitenbandes eines trä-

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gerfrequenten digitalen Signals. Dieses obere Seitenban umfaßt den Frequenzbereich 0,5 < Ω <1,5,wobei Ω das auf die Bitfolgefrequenz.f|p bezogene Frequenzverhältnis f :f^ ist. Diesem Frequenzbereich entspricht auch der Durchlaßbereich des ersten Bandpasses BP1, der mit dem Signaleingang 1 verbunden ist und insbesondere die niederfrequenten Störungen vom Eingang des nachfolgenden ersten automatischen Entzerrers E1 fernhält. Aufgrund der mit der Frequenz zunehmenden Dämpfung des Kabels, das im vorliegenden Fall ein solches der Form 17a ist, wurde der Dämpfungsverlauf des ersten Entzerrers E1 so eingestellt, daß die Dämpfung mit zunehmender Frequenz abnimmt und sich insgesamt eine lineare Übertragung der Signalamplituden im interessierenden Frequenzbereich ergibt. Vom Ausgang des ersten Entzerrers E1 wird das entzerrte und zusätzlich verstärkte Signal sowohl dem Signaleingang A einer Modulationseinrichtung M als auch dem Signaleingang E einer Anordnung TA zur Takt- und Trägerableitung zugeführt. In der Modulationseinrichtung M wird das empfangene, entzerrte und verstärkte obere Seitenband in ein regenerierbares digitales Signal umgewandelt, wobei sich für die Umwandlung die in den Figuren 2 bis 4 näher erläuterten Möglichkeiten ergeben.

Vom' Ausgang D der Modulationseinrichtung M wird das nunmehr regenerierbare digitale Signal dem Signaleingang K des eigentlichen Impulsregenerators R zugeführt, der in bekannter Weise aus einem ersten Amplitudenregenerator AR1 und einem Zeitregenerator ZR besteht. Im ersten Amplitudenregenerator AR1 wird das zugeführte pseudoternär codierte Signal, dessen Amplitudenwerte also +1 und -1 sein können, in zwei unipolare Impulsfolgen aufgespalten und gleichzeitig die Amplituden · dieser Impulsfolgen regeneriert. Die erste unipolare Impulsfolge setzt sich dabei aus den Eingangsimpulsen mit positiver Amplitude und die zweite Impulsfolge aus den Eingangsamplituden

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mit negativer Impulsfolge zusammen. Jede dieser beiden Impulsfolgen wird getrennt von einem der beiden Ausgänge des ersten Amplitudenregenerators AR1 einem der beiden Eingänge des Zeitregenerators ZR zugeführt. Dieser Zeitregenerator, der in bekannter Weise beispielsweise aus zwei, mit jeweils einem der beiden Eingänge verbundenen D-Flipflops bestehen kann, erhält vom Takteingang L des Regenerators R eine Taktschwingung und gibt entsprechend dieser Taktschwingung an seinen beiden Ausgängen getrennt die zeitmäßig regenerierte erste und zweite unipolare Impulsfolge ab. Von diesen Ausgängen werden die unipolaren Impulsfolgen zu den Ausgängen 2, 3 des Regenerators R ,geleitet, so daß am ersten Ausgang 2 eine amplituden- und zeitmäßig entzerrte unipolare Impulsfolge entnehmbar ist, die der Folge der Eingangsimpulse mit positiver Amplitude entspricht und am Ausgang 3 die analoge, den negativen Eingangsimpulsen entsprechende Impulsfolge.

Mit den Ausgängen 2, 3 des Regenerators R können, je nachdem ob der Regenerator als Zwischen- oder als Endregenerator eingesetzt ist, die beiden Eingänge eines Modulators mit einem angeschlossenen Bandpaß oder eine Gabelschaltung mit einem angeschlossenen Bandpaß oder v/eitere Teile eines Leitungsendgerätes verbunden sein.

Bei dem ersten Entzerrer E1 handelt es sich um einen automatischen Entzerrer, dessen Dämpfungsmaß in Abhängigkeit vom Pegel des Empfangssignals gesteuert wird. Zu diesem Zweck ist an den Steuereingang des ersten Entzerrers E1 der Ausgang eines Verstärkers V1 angeschlossen, dessen Eingang im Ausführungsbeispiel mit dem Ausgang des automatischen Entzerrers verbunden ist; zur Einsparung von Verstärker stuf en kann der Eingang des ersten Verstärkers V1 aber auch mit Anschlußpunkten verbunden sein, an denen das Signal einen größeren

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Pegel besitzt, das sind beispielsweise der Ausgang D der Modulationseinrichtung M oder ein erster Ausgang N der Anordnung TA zur Takt- und Trägerableitung.

Die Anordnung TA zur Takt- und Trägerableitung besteht aus der Reihenschaltung eines zweiten Entzerrers Ξ2, eines Laufzeitgliedes T1, eines Gleichrichters GR, eines zweiten Amplitudenregenerators AR2, eines Phasendiskriminators PD, eines Generators G, eines Pulsformers RF und eines Frequenzteilers FT. Der Eingang des zweiten Entzerrers E2 ist unmittelbar an den Eingang E der Anordnung TA zur Takt- und Trägerableitung angeschlossen. Im vorliegenden Fall ist der zweite Entzerrer E2 als Hochpaß mit angeschlossenem Verstärker realisiert.

Der Ausgang des zweiten Entzerrers ist mit dem Eingang des ersten Laufzeitgliedes ΖΛ und außerdem mit einem ersten Ausgang N der Anordnung zur Takt- und Trägerableitung verbunden. An diesen Ausgang N kann wahlweise außerdem ein zweiter Eingang B der Modulationseinrichtung M angeschlossen sein.

Das erste LaufzeitgliedT1 ist in Form einer Schiebekette realisiert, es dient zum Angleichen der Laufzeit des Signals in der Anordnung TA zur Takt- und Trägerableitung an die Laufzeit des zu regenerierenden Signals in der Modulationseinrichtung M und dem Regenerator R, also zur genauen Einstellung der Phase der erzeugten Takt- und Trägerschwingungen und des zu regenerierenden Signals.

Der an den Ausgang des ersten Laufzeitgliedes τ1 angeschlossene Gleichrichter GR bewirkt eine Faltung des empfangenen, entzerrten und verstärkten oberen Seitenbandes in sich, so. daß der angeschlossene zweite Amplitudenregenerator AR2 statt pseudoternärer Impulse eine unipolare Impulsfolge erhält. In dem zweiten Amplitudenregenerator AR2 erfolgt die Amplitudenregeneration dieser unipolaren Impulsfolge, die anschließend

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dem einen Eingang des Phasendiskriminators PD zugeführt wird. An den anderen Eingang des Phasendiskriminators PD ist der Ausgang P des Pulsformers RF angeschlossen, über diesen Eingang erhält der Phasendiskriminator die erzeugte Takt- und Trägerschwingung zum Phasenvergleich. Als Vergleichsergebnis erzeugt der Phasendiskriminator PD eine pulsierende Gleichspannung, die dem Steuereingang des Generators G zugeführt wird.

Bei der Anordnung aus dem Generator G, dem Pulsformer RF und dem Phasendiskriminator PD handelt es sich also um eine sogenannte Phase-Lock-Loop-Schaltung zur Erzeugung einer nachgezogenen Schwingung. Der Generator G enthält Kapazitätsdioden, deren Kapazität sich entsprechend der zugeführten Regelspannung ändert und durch den Anschluß an den frequenzbestimmenden Schwingkreis zu einer Frequenzänderung der erzeugten Schwingungen führt. Da es sich bei dem Generator G um einen Sinusgenerator handelt, erfolgt in dem angeschlossenen Pulsformer RF in bekannter Weise eine Umwandlung der Sinusschwingungen in Rechteckimpulse. Die vom Pulsformer RF abgegebenen Rechteckimpulse bilden den Taktpuls oder Bittakt, der über den zweiten Ausgang H der Anordnung TA zur Takt- und Trägerableitung dem Takteingang L des Regenerators R und dem Taktausgang 5 zugeführt wird. Vom Taktausgang 5 können bei Verwendung als Endregenerator weitere Teile des Leitungsendgerätes mit dem Bittakt gespeist werden.

Vom Ausgang des Pulsformers RF wird der erzeugte Taktpuls auch einem Frequenzteiler FT zugeführt, der durch eine Frequenzteilung im Verhältnis 2:1 aus dem Taktpuls die Trägerschwingung erzeugt, die von dem angeschlossenem dritten Ausgang F der Anordnung TA zur Takt- und Trägerableitung dem Trägereingang der Modulationseinrichtung M und einem Trägerausgang 4 zugeführt wird. An den Trägerausgang 4 ist im Falle der Ver-

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Wendung der beschriebenen Regenerationsanordnung als Zwischenregenerator bei der Regenerierung der Impulse in der Basisbandlage oder in einer Zwischenbandlage ein Modulator angeschlossen, während bei der Regenerierung der Impulse in der Übertragungslage der Anschluß 4 freibleibt. Bei der Verwendung der beschriebenen Anordnung als Endregenerator ist bei der Regenerierung der Impulse in der einen Zwischenbandlage oder in der Übertragungslage an den Trägerausgang ein Modulator angeschlossen, während bei der Regenerierung der Impulse in der Basislage ein zusätzlicher Modulator entfallen kann und der Trägerausgang 4 frei bleibt.

Bei einer Umsetzung des empfangenen oberen Seitenbandes, das im Frequenzbereich 0,5 < Ω < 1,5 übertragen wird, in die Basisbandlage, wird von der Modulationseinrichtung M an den Regenerator R ein regenerierbares digitales Signal im Frequenzbereich 0 < Ω _< 1 abgegeben. Zur Regenerierung wird in diesem Falle ein Bittakt mit der Frequenz Ω = 1 benötigt, der von dem auf dieser Frequenz schwingenden Generator G in Verbindung mit dem Pulsformer RF erzeugt wird. Durch den Frequenzteiler FT wird der für die Umsetzung benötigte Träger mit der Frequenz Ω = 1/2 erzeugt und an den Modulator M abgegeben. Das am Ausgang P des Pulsformers RF abgegebene Ausgangssignal wird dem zweiten Eingang des Phasendiskriminators PD zugeführt,in den der Phasenvergleich auf der Frequenzebene Ω = oder Ω = 2 oder zwischen beiden stattfinden kann.

Bei einer Regenerierung des trägerfrequenten digitalen Signals in der Ubertragungslage oder in einer Zwischenlage wird vom Generator G eine Schwingung mit der Frequenz Ω = 2 erzeugt, wobei der Generator G direkt mit dieser Frequenz schwingen kann oder aber mit der Frequenz Ω = 1 schwingt und nach Verzerrung die erste Oberwelle ausgesiebt und dem Pulsformer RF zugeführt wird. Der Pulsformer RF erzeugt in diesem Falle eine

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Taktschwingung mit der Frequenz Ω = 2, die dem Regenerator R und dem Frequenzteiler FT zugeführt wird. Der Regenerator R erhält in diesem Falle ein zu regenerierendes Signal, das im Frequenzbereich O < Ω ^ 1,5 auftritt. Vom Frequenzteiler FT wird der Modulationseinrichtung M ein Träger mit der Frequenz Ω = 1 zugeführt. Die Frequenz des "benötigten Trägers ist also auch in diesem Falle halb so groß wie die Frequenz des zu Regenerierung benötigten Taktpulses. -

In den anschließend erläuterten Figuren 2, 3, 4 sind einige Modulationseinrichtungen M dargestellt, die der in der Figur dargestellten Anordnung zur Regenerierung einen universellen Einsatz sichert.

In der Figur 2 ist eine Modulationseinrichtung M dargestellt, die mit nur einem Modulator das empfangene, entzerrte und verstärkte obere Seitenband in die Basisbandlage umsetzt und dadurch ein regenerierbares digitales Signal erzeugt. Zu diesem Zweck ist an den Eingang A der Modulationseinrichtung M der Eingang des ersten Modulators M1 angeschlossen, der das im Frequenzbereich 0,5 < Ω < 1,5 empfangene obere Seitenband mit einem, seinem Trägereingang zugeführten Träger mit der Frequenz Ω = 1/2 moduliert und dadurch ein "digitales Signal im Frequenzbereich 0<S < 1 erzeugt. An den Ausgang des ersten Modulators M1 -ist ein erster Tiefpaß TP1 angeschlossen, dessen Sperrbereich bei Ω = 1 beginnt und der Reste des . Empfangssignals vom Ausgang fernhält. An den Ausgang des ersten Tiefpasses TP1 ist zur Pegeleinstellung ein zweiter Verstärker V2 angeschlossen, der das digitale Signal an den Signalausgang D der Modulationseinrichtung M abgibt. Der Trägereingang des ersten Modulators M1 erhält vom Trägereingang C der Modulationseinrichtung über einen zweiten Bandpaß BP2 mit dem Durchlaßbereich Ω = 1/2, einem dritten Verstärker V3 und einem zweiten Laufzeitglied r2 die zur Modulation

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benötigte Trägerschwingung. Das zweite Laufzeitglied f2 dient zur Feineinstellung der Phase der Trägerschwingung, es besteht ebenfalls aus einer Laufzeitkette und ergänzt das erste Laufzeitglied X Λ der Anordnung TA zur Takt- und Trägerableitung.

In der Figur 3 ist eine Modulationseinrichtung M zur Doppelumsetzung dargestellt, deren Anschlußpunkte A, D und C mit denen der Figur 1 und 2 übereinstimmen. Wie schon erläutert, ist zwar der Aufwand bei der Schaltung zur Doppelumsetzung nach der Figur 3 etwas größer als bei der Schaltung zur Einfachumsetzung nach der Figur 2, es können aber höhere Anforderungen an die Genauigkeit der Übertragung gestellt werden, bzw. bei gleichen Forderungen die Ansprüche an die einzelnen Bauteile herabgesetzt werden. So ist beispielsweise bei hohen Anforderungen an die Übertragungsqualität der in der Schaltung nach der Figur 2 enthaltene erste Tiefpaß TP1 nachstimmbar auszuführen, während dies bei dem vergleichbaren Tiefpaß TP3 in der Schaltung nach der Figur 3 nicht notwendig ist. Entsprechend der dargestellten Schaltung wird das empfangene, entzerrte und verstärkte obere Seitenband vom Signaleingang A einem zweiten Modulator M2 zugeführt, der durch Modulation mit einem Träger der Frequenz Ω = 3,5 eine erste Umsetzung des empfangenen oberen Seitenbandes bewirkt.

Dem Ausgang des ersten Modulators ist der dritte Bandpaß BP3 nachgeschaltet, der die Reste des modulierenden Eingangssignals, den Träger und das bei der Modulation erzeugte obere Seitenband sperrt, so daß nur das untere Seitenband mit einem Frequenzbereich 2<"Ω<3 an den nachgeschalteten dritten Modulator M3 abgegeben wird. Dieses untere Seitenband wird in dem dritten Modulator M3 mit einem zweiten Träger mit der Frequenz Ω = 3 moduliert.

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Dem dritten Modulator M3 ist ein dritter Tiefpaß TP3 mit einem Durchlaßbereich O< Ω < 1 nachgeschaltet, der sämtliche Modulationsprodukte bis auf das untere Seitenband sperrt. Dieses untere Seitenband ist das regenerierbare digitale Signal, das in einem angeschlossenen vierten Verstärker V4 auf den gewünschten Pegel gebracht und zum Signalausgang D der Modulationseinrichtung M geleitet wird.

Die Erzeugung des Trägers für den zweiten Modulator mit der Frequenz Ω = 3,5 und für den dritten Modulator mit der Frequenz Ω = 3 erfolgt aus einer, von der Anordnung TA zur Takt- und Trägerableitung an den Trägereingang 'C abgegebenen Schwingung mit der Frequenz Ω = 1/2. Diese Schwingung wird einem Pulsformer PF zugeführt, der aus den Rechteckschwingungen mit der Frequenz Ω = 1/2 sehr schmale und deshalb oberwellenreiche Dreieckschwingungen erzeugt, aus denen mittels eines vierten Bandpasses die sechste Harmonische mit einer Frequenz Ω = 3,5 und mittels eines fünften Bandpasses die fünfte Harmonische mit einer Frequenz Ω = 3 ausgesiebt wird. An den vierten.Bandpaß BP4 schließt sich im Signalweg ein fünfter Verstärker V5, ein drittes Laufzeitgliedr3 und der Trägereingang des zweiten Modulators M2 an, während der Träger vom fünften Bandpaß BP5 über einen·sechsten Verstärker V6 und ein viertes Laufzeitglied T4 zum Trägereingang des dritten Modulators M3 geleitet wird.

Die in der Figur 4 dargestellte Schaltung der Modulationseinrichtung M enthält neben dem Signaleingang A, dem Signalausgang D und dem Trägereingang C einen weiteren Signaleingang B. Durch die Verbindung des Signaleinganges A mit dem Ausgang des ersten Entzerrers E1 und des Signaleinganges B mit dem Ausgang des zweiten Entzerrers E2 ergeben sich in der Modulationseinrichtung M zwei Signalwege bis zur Zusammenführungsschaltung Z. Der erste Signalweg geht vom Signalein-

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gang A über ein fünftes Laufzeitglied r5 zu einem ersten Eingang der Zusammenführungsschaltung Z, während der zweite Signalweg vom Eingang B über den vierten Modulator M4 zum anderen Eingang der Zusammenführungsschaltung Z führt. Über den ersten Signalweg wird das empfangene, entzerrte und verstärkte obere Seitenband zu dem einen Eingang der Zusammenführungsschaltung Z geleitet, während durch den im zweiten Signalweg befindlichen vierten Modulator M4 das zusätzlich entzerrte obere Seitenband mit einem Träger der Frequenz Ω = 1 moduliert und dadurch das untere Seitenband erzeugt wird. Die Zusammenführungsschaltung Z ist in Form einer bekannten Gabelschaltung realisiert. Falls sich keine Rückwirkungen vom fünften Laufzeitglied v5 auf den Ausgang des Modulators M4 ergeben können, kann statt der Gabelschaltung auch eine ohmsche Verbindung der beiden Signalwege erfolgen. Am Ausgang der Zusammenführungsschaltung Z ist bereits das aus den beiden Seitenbändern bestehende trägerfrequente digitale Signal vorhanden, das über einen vierten Tiefpaß TP4 und einen siebenten Verstärker V7 zum Signalausgang D geleitet wird. Die Zuführung des Trägers mit der Frequenz Ω = 1 zum Trägereingang des vierten Modulators M4 erfolgt vom Trägereingang C der Modulationseinrichtung über ein sechstes Laufzeitglied T6, das zur genauen Phaseneinstellung des Trägers dient. Auch dieses Laufzeitglied ist als Schiebekette realisiert.

11 Patentansprüche
4 Figuren

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Claims

Patentansprüche .

η .y Verfahren zur Regenerierung des zur Übertragung verwendeten Seitenbandes eines trägerfrequenten digitalen Signals, das in einem pseudoternären Code vorliegt und bei dessen Erzeugung ein Träger mit einer Frequenz verwendet wird, die ein ganzzahliges Vielfaches der halben Bitfolgefrequenz des digitalen Signals ist und dessen Phase um 90 gegenüber der Phase einer Schv/ingung verschoben ist, die im digitalen Signal mit einer Frequenz gleich der halben Bitfolgefrequenz auftritt, dadurch gekennzeichnet, daß das empfangene Seitenband entzerrt und verstärkt wird und gleichzeitig einer Modulationseinrichtung und einer Anordnung zur Takt- und Trägerableitung zugeführt wird, in der Takt- und Trägerschwingungen, deren Frequenzen ganzzahlige Vielfache der halben Bitfolgefrequenzen sind_s vom empfangenen und entzerrten Seitenband abgeleitet werden und eine erste Taktschwingung mit der niedrigsten Frequenz der Modulationseinrichtung zugeführt wird und eine zweite Taktschwingung mit einer gegenüber der ersten verdoppelten Frequenz einem Zeitregenerator zugeführt \^ird_s daß in der Modulationseinrichtung das empfangene und entzerrte Seitenband in ein regenerierbares digitales Signal umgewandelt wird und einem Amplitudenregenerator zugeführt wird und daß das amplitudenmäßig regenerierte Signal dem Zeitregenerator zugeführt und zeitmäßig regeneriert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 unter Verwendung des oberen Seitenbandes des trägerfrequenten digitalen Signals zur Übertragung, dadurch gekennzeichnet, das das empfangene, entzerrte und verstärkte obere Seitenband zur Umwandlung in ein regenerierbares digitales Signal in der Mo-■ dulationseinrichtung in die Basisbandlage umgesetzt wird.

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3. Verfahren nach Anspruch 1 unter Verwendung des oberen Seitenbandes des trägerfrequenten digitalen Signals zur Übertragung, dadurch gekennzeichnet, daß das empfangene, entzerrte und verstärkte obere Seitenband zur Umwandlung in ein regenerierbares digitales Signal in der Modulationseinrichtung in eine Zwischenlage, die um ein ganzzahliges Vielfaches der halben Bitfolgefrequenz gegenüber der Basisbandlage des digitalen Signals verschoben ist, umgesetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 unter Verwendung des oberen Seitenbandes des trägerfrequenten digitalen Signals zur Übertragung, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem empfangenen,entzerrten und verstärkten oberen Seitenband in der Modulationseinrichtung· ein unteres Seitenband erzeugt und zur Bildung eines regenerierbaren digitalen Signals mit dem oberen Seitenband vereinigt wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß zur Takt- und Trägerableitung eine Schwingung erzeugt wird, die mit dem empfangenen Seitenband synchronisiert wird.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4,. dadurch gekennzeichnet , daß zur Takt- und Trägerableitung aus dem empfangenen ,entzerrten und gleichgerichteten Seitenband eine Schwingung der doppelten Bitfolgefrequenz ausgesiebt wird.

7. Anordnung zur Durchführung der Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Signaleingang (1) über einen ersten Bandpaß (BP1) ein erster Entzerrer (E1) angeschlossen ist, dessen Ausgang

- sowohl mit dem Eingang (A) einer Modulationseinrichtung (M) als auch mit dem Eingang (E) einer Anordnung (TA) zur Takt-

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und Trägerableitung verbunden ist, daß der Ausgang (D) der Modulationseinrichtung (M) mit dem Eingang (K) eines an sich bekannten Regenerators (R) verbunden ist, der einen an den Eingang (K) unmittelbar angeschlossenen ersten Amplitudenregenerator (AR1) und einen mit dessen beiden Ausgängen unmittelbar verbundenen Zeitregenerator (ZR) enthält, der an seinen beiden Ausgängen jeweils die regenerierten Impulse einer Polarität des Eingangssignals des Regenerators als unipolare Impulsfolge an die Ausgangsanschlüsse (2, 3) abgibt, daß die Anordnung (TA) zur Takt- und Trägerableitung eine Serienschaltung aus einem mit dem Ausgang des ersten Entzerrers (E1) über den Eingang (E) verbundenen zweiten Entzerrer (E2), einem ersten Laufzeitglied (χ·1), einem Gleichrichter (GR), einem zweiten Amplitudenentscheider (AR2) mit nur einem Ausgang, einem Phasendiskriminator (PD), einem Generator (G), einem ersten Pulsformer (RF) und einem Frequenzteiler (FT) enthält und bei der der Ausgang des zweiten Entzerrers (E2) zusätzlich mit einem ersten Ausgang (N), der mit dem Frequenzteiler (FT) verbundene Ausgang des ersten Pulsformers (RF) zusätzlich mit einem zweiten Ausgang (H), ein weiterer Ausgang (P) des ersten Pulsformers (RF) mit dem Takteingang des Phasendiskriminators (PD) und der Ausgang des Frequenzteilers (FT) mit einem dritten Ausgang (F) der Anordnung (TA) zur Takt- und Trägerableitung verbunden ist, der außerdem an einen Trägereingang (C) der Modulationseinrichtung (M) und an einen Trägerausgang (4) angeschlossen ist, daß der zweite Ausgang (H) der Anordnung (TA) zur Takt- und Trägerableitung über einen Takteingang (L) des Regenerators (R) mit einem Takteingang des Zeitregenerators (ZR) und mit einem Taktausgang (5) verbunden ist, daß ein erster Verstärker (V1) vorgesehen ist, dessen Ausgang mit dem Steuereingang des ersten Entzerrers (E1) und dessen Eingang wahlweise mit dem Ausgang des ersten Entzerrers (E1), dem Ausgang der Modulationseinrichtung (M) oder mit dem ersten Ausgang (N)

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der Anordnung (TA) zur Takt- und Trägerableitung verbunden ist, an den außerdem ein zweiter Eingang (B) der Modulationseinrichtung angeschlossen werden kann.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Modulationseinrichtung (M) vorgesehen ist, die zwisehen ihrem Signaleingang (A) und ihrem Signalausgang (D) eine Reihenschaltung aus einem ersten Modulator (M1), einem ersten Tiefpaß (TP1) und einem zweiten Verstärker (V2) enthält und bei der an den Trägereingang (C) über eine Reihenschaltung aus einem zweiten Bandpaß (BP2), einem dritten Verstärker (V3) und einem zweiten Laufzeitglied (f2) der Trägereingang des ersten Modulators (M1) angeschlossen ist.

9. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Modulationseinrichtung (M) vorgesehen ist, die zwischen ihrem Signaleingang (A) und ihrem Signalausgang (D) eine Reihenschaltung aus einem zweiten Modulator (M2), einem dritten Bandpaß (BP3), einem dritten Modulator (M3), einem dritten Tiefpaß (TP3) und einem vierten Verstärker (V4) enthält und bei der der Trägereingang (C) der Modulationseinrichtung (M) über einen zweiten Pulsformer (PP) und einer Reihenschaltung aus einem vierten Bandpaß (BP4), einem fünften Verstärker (V5) und einem dritten Laufzeitglied (f3) mit dem Trägereingang des zweiten Modulators und über einen weiteren Ausgang des zweiten Pulsformers (PF) und einer weiteren Reihenschaltung aus einem fünften Bandpaß (BP5), einem sechsten Verstärker (V6) und einem vierten Laufzeitglied (τ 4) mit dem Trägereingang des dritten Modulators (M3) verbunden ist.

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10. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Modulationseinrichtung (M) vorgesehen ist, bei der der Signaleingang (A) über ein fünftes Laufzeitglied (^5) mit dem ersten Eingang einer Zusammenführungsschaltung (Z) und der Signaleingang (B) über einen vierten Modulator (M4) mit dem zweiten Eingang einer Zusammenführungsschaltung (Z) verbunden ist, daß der Signalausgang der Zusamraenführungsschaltung (Z) über einen vierten Tiefpaß (TP4) mit dem Eingang eines siebenten Verstärkers (V7) verbunden ist, bei der der Ausgang dieses Verstärkers mit dem Signalausgang (D) verbunden ist und deren Trägereingang (C) über ein sechstes Laufzeitglied (γ 6) .an den Trägereingang des vierten Modulators (M4) angeschlossen ist.

11. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Entzerrer (E2) eine Hochpaßcharakteristik hat.

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