DE2547242B2

DE2547242B2 - Entzerreranordnung zur Minderung von Intermodulationsstörungen

Info

Publication number: DE2547242B2
Application number: DE19752547242
Authority: DE
Inventors: Jochen 7150 Backnang Junghanß; Herbert Weber
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Bosch Telecom GmbH
Priority date: 1975-10-22
Filing date: 1975-10-22
Publication date: 1981-04-02
Also published as: DE2547242C3; DE2547242A1

Description

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einer Entzerreranordnung zur Minderung von Intermodulationsstömngen bei der Übertragung frequenzmodulierter Signale bei Richtfunksystemen in der Zwischenfrequenzlage durch Zwischenschalten mindestens dreier Entzerrglieder zwischen die Zwischenfrequenzstufen, wobei das erste Entzerrglied eine positive oder negative, das letzte Entzerrglied eine negative oder positive Laufzeit, die proportional dem Quadrat der Frequenz ist, und das mittlere Entzerrglied eine Schräglage ausgleichen, die von beispielsweise aus dem Amplituden- oder dem Phasenverlauf mit einer AM-PM-Umwandlung eines Vierpols entstandenen Amplitudenverzerrungen herrührt und das erste und letzte Entzerrglied aus überbrückten T-Gliedern bestehen.

Eine Anordnung'zum Kompensieren von Verzerrungen bei der Übertragung von amplitudenmodulierten Signalen ist aus der DE-AS15 91128 bekannt Und zwar wird hierbei zunächst das amplitudenmodulierte, mit Verzerrungen behaftete Eingangssignal in ein frequenzmoduliertes Signal umgesetzt anschließend dieses Signal entzerrt und schließlich das entzerrte frequenzmodulierte Signal wieder in ein amplitudenmoduliertes rückumgesetzt

Bei der Übertragung von Signalen mit Frequenzmodulation über eine Richtfunkanlage treten Verzerrungen nach Phase und Amplitude auf, die zu Intermodulationsgeräuschen führen.

Die Forderung nach immer höheren Kanalzahlen im Basisband und die immer weitere Verdichtung der Frequenzbänder bei gleichzeitiger Verbesserung der Übertragungsqualität macht es notwendig, nicht nur eine Kompensation der Phasenfehler, sondern auch einen Ausgleich der Amplitudenfehler mit durchzuführen.

Der kubische Verlauf eines Amplitudenfehlers in der Übertragungskennlinie des Systems, bzw. der kubische Phasenfehler mit anschließender AM-PM-Umwandlung, bewirkt ein Störgeräusch im Basisband in der K2-Lage. Die Störung bleibt auch dann, wenn das Übertragungssignal über einen Begrenzer läuft In diesem Fall ist die Störung mit Hilfe einer Analyse der Amplitude in der Zwischenfrequenzebene nicht zu erkennen.

Meßbar wird eine solche Störung mit dem Verfahren einer Linearitätsmeßanordnung, wenn man die Spaltfrequenz dieser Meßanordnung genügend hoch wählt. Gemessen wird bei diesem Verfahren die Differentielle Verzerrung AS/S. Diagramme, mit diesem Verfahren ermittelt, sind in den F i g. 1 bis 2 der Zeichnung aufgezeigt

Die F i g. 1 a zeigt den Kurvenverlauf von Intermodulationsstörungen durch Amplitudenfehler &(Ω). In einem Linearitätsmeßgerät wird diese lntermodulationsstörung gemäß der Fig. la in einem in dem

Diagramm der Fig,Ib wiedergegeben Verlauf als schrSgliegende Gerade /JS/Sabgebildet,

Die Fig,? zeigt Diagramme von Intermodulationsstörungen, entstanden durch Phasenfehler (F i g, 2a); als Laufzeitstörung in der K3-Uge, wobei die durch s Störungen verursachte Laufzeit den Verlauf einer quadratischen Funktion besitzt und in der Fig,2c mit einer AM-PM-Umwandlung Kp als Ljnearitätsstörung AS/S, gemessen mit einem Linearitätsmeßgerät,

Die mathematischen Zusammenhänge dieser Diagramme gehen aus den unter diesen Diagrammen aufgezeichneten Formeln hervor.

Diese in den F i g. 1b und 2c dargestellten Intermodu-Iationsstörungen können auf zwei verschiedenen Wegen beseitigt werden. Der erste Weg besteht darin, daß is man diese Kurvenverläufe mit umgekehrten Vorzeichen nachbildet Man erzeugt also mit Hilfe von zwischengeschalteten Kreisen aus induktivität, Kapazität und Widerstand zwischen Zwischenfrequenzverstärkerstufen angeordnet Zusatzfehler, die den entgegengesetzten Diägrammverlauf haben. Dieses Verfahren bringt für die heutigen Forderungen nicht hinreichend gute Ergebnisse und läßt eine ausreichende Kompensation der entstandenen Fehler nicht zu.

Daraus stellt sich von selbst die Aufgabe zu der vorliegenden Erfindung, die darin besteht, eine Entzerrung von Intermodulationsstörungen zu schaffen, die geeignet ist, mit einfachen Mitteln einen den heutigen Forderungen an ein Übertragungssystem entsprechenden Weg zu finden, die noch vorhandenen Intermodulationsstörungen zu beseitigen.

Diese Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung gelöst und die Lösung besteht darin, daß das erste Entzerrglied das ihm zugeführte, mit Phasen- und Amplitudenmodulationsverzerrungen behaftete, frequenzmoduiierte Signal in eine Amplitudenmodulation, das mittlere Entzerrglied die Amplitudenmodulation in eine Phasenmodulation .umwandelt und das letzte Entzerrglied diese Phasenmodulation kompensiert, deren Restamplitudenmodulation in einem nachfolgenden Begrenzer begrenzt wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform gemäß Anspruch 4 ist das erste Entzerrglied aus einer Sendebzw. Empfangsweiche gebildet, wobei das dritte Entzerrglied aus bereits im Empfänger vorhandenen Entzerrgliedern besteht

Eine zweckmäßige Ausführungsform des mittleren EntzerrgKedes kann gemäß Arupruch 5 oder 6 verwirklicht werden. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Eingänge der Differenzverstärker so angeschlossen werden, wie dies in Anspruch 7 dargelegt ist

In den Unteransprüchen 8 und 9 sind vorteilhaft Details angegeben für die Ausbildung der Schaltungsanordnung.

Mit dieser Erfindung ist eine den geforderten Ansprüchen gemäße Anordnung gefunden, die die Intermodulationsstörungen soweit beseitigt, daß sie keine Nachteile für das Übertragungssystem mehr darstellen. Weiter wird mit dieser Anordnung ein sehr einfacher Abgleich des gesamten Übertragungssystems erreicht Man kann mit nur einem Parameter das Übertragungssystem auf seinen besten Übertragungswert abgleichen. Durch die Verwendung heute handelsüblicher integrierter Baugruppen wird auch die Realisierung dieser Anordnung sehr verbilligt.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben.

Die F i g. la zeigt den Kurvenverlauf der Interrnodu-

iBttonsütörungen, entstanden durch Amplitudenfehler und die

Fig, Ib die Darstellung der Amplitudenfehler durch das Unearitltsmeßgerftt, Die

Fig.2a zeigt den Kurvenvertauf von Jntermoduiationsstörungen, entstanden durch Phasenfehler und die

F i g. 2b die mit einem Uufzeitmeßgerät gemessene Laufzeit und die

Fig.2c die bei der AM-PM-Umwandlung Kp vorhandene Nicht-Linearität, gemessen mit einem Linearitätsmeßgergt Die

Fig/3 stellt das Prinzip der gesamten Entzerreranordnung im Blockschaltbild dar. Die

F i g. 4 gibt die Schaltungsanordnung ihrem Prinzip nach und die

Fig,5 das erweiterte Schaltbild wieder, bei dem das Schaltbild der Differenzverstärker, als integrierte Baugruppen ausgeführt, in seinen Einzelheiten dargestellt sind. ;

Die F i g. 1 und 2 wurden bereits zum Stand der Technikerläutert.

Die in der Fig.3 dargestellte Fjuzerreranordnung besteht aus folgenden Bausteinen:

Am Eingang Ewird das verzerrte Zwischenfrequenzsignal zugeführt und in einem ersten Begrenzer Bi begrenzt In einer folgenden ersten Allpaßanordnung AP1 wird ein Phasenverlauf erzeugt, der das darunter abgebildete, positive oder negative quadratische Laufzeitverhalten (τ₂= B ΔΩ²) hat In diesem Allpaß APi wird durch das ankommende Zwischenfrequenz-Eingangssignal mit seinem frequenzmodulierten Signal eine Amplitudenmodulation erzeugt die in dem nachfolgenden Begrenzer B 2 mit einer einstellbaren AM-PM-Umwandlung APU in eine Phasenmodulation umgewandelt werden' kann. Diese in dem Zwischenfrequenzsignal nunmehr vorhandene Phasenstörung wird durch den folgenden zweiten Allpaß AP2 wieder kompensiert Die hierbei neu entstandene Amplitudenmodulation wird in dem folgenden dritten Begrenzer B 3 wieder unterdrückt. Am Ausgang A steht dann ein entzerrtes frequenzmoduliertes Zwischenfrequenzsignal für die Demodulation zur Verfugung.

Diese Einheit kann zur Kompensation von Intermodulationsstörungen einer Sende-Empfangseinheit mit der im Gerät eigenen Lasufzeit oder als zusätzliche Baugruppe verwendet werden, die dann jeweils in Funkfeldern hintereinandergeschaltet werden. Es ist aber weiter möglich, die Entzerrung jeweils nach drei bis sechs Funkfeldern gemeinsam durchzuführen.

Die Fig.4 gibt die Schaltungsanordnung ihrem Prinzip nach wieder und entspricht der Anordnung des Begrenzers mit dem AM-PN-Umwandler APU in der Fig.3. Der Klemme E, dem Eingang, wird das ankommende Zwischenfrequenzsignal zugeführt u.id dem ersten Eingang des ersten Differenzverstärkers OVx zugeleitet Die Eingänge 1 und 2 des ersten Differenzverstärkers DVi sind über die Widerstände Rl und R 5 und der Eingang 2 des zweiten Differenzverstärkers direkt an eine Referenzspannung, die von dem Spannungsteiler aus den Widerständen Ä13 und /f 14 hergeleitet wird, angeschlossen. Der Ausgang 3 des ersten Differenzverstärkers DVi steht mit dem Eingang 1 des zweiten Differenzverstärkers DV2 in Verbindung.

Die erfindungsgemäße, einstellbare AM-PM-Umwandlung erfolgt entweder durch eine veränderliche Gegenkopplung eier durch eine Änderung des Gleichstromarbeitspunktes. Diese Schaltung besteht

aus der Serienschaltung eines ersten Kondensators Ci, der Diode Dt und dem zweiten Kondensator Cl und ist zwischen dem Ausgang 3 und dem zweiten Eingang 2 des ersten Differenzverstärkers OVl angeordnet. Dieser Diode L) 1 wird ihren beiden Anschlußklemmen über je eine Drossel OrI und Dr2 in Durchlaßrichtung eine durch den Widerstand R 12 regelbare Spannung zugeführt, die ihren Stromfluß steuert. Die in diesem Fall zweckmäßigerweise verwendete pin-Diode hat bei hohen Frequenzen die Eigenschaft, keine geknickte Kennlinie zu besitzen, sondern sie wirkt als veränderbarer linearer Widerstand, der vom Stromfluß durch die Diode abhängig ist. Durch die Anwendung dieser Diode DI in dieser Schaltungsweise ist es möglich, die Gegenkopplung in dem ersten Differenzverstärker DVl zwischen den Klemmen 3 und 2 zu beeinflussen.

Auf diese Weise ist es möglich, die in dieser Verstärkeranordnung der beiden Differenzverstärker OVl, DV2 bestehende AM-PM-Umwandlung zwischen einem positiven oder negativen Wert so zu verändern, daß die Schräglage der Kennlinie, wie sie durch das LinearitätsmeBgerät in der F i g. 2c abgebildet wird, kompensiert werden kann.

In der F i g. 5 ist die Prinzipschaltung der F i g. 4 noch detailliert wiedergegeben. Der Differenzverstärker DVl wird dargestellt durch die Transistoren 7Ί und T2 mit dem Ausgang 3', der über eine zusätzliche Verstärkerstufe mit dem Transistor T3 mit dem Ausgang 3 erweitert ist. Der zweite Differenzverstärker besteht aus den Transistoren TA und TS mit seinem Zusatzverstärker, dargestellt durch den Transistor 76. Die Referenzspannung für die Eingänge der Differenzverstärker DVl und DV2 wird aus einer Stabilisierungsanordnung, bestehend aus dem Transistor 77 und den beiden Dioden D2und D3, hergeleitet.

Claims

Patentansprüche;

1. Entzerreranordnung zur Minderung γοη Intermodulationsstörungen bei der Übertragung frequenzmodulierter Signale bei Riobtfunksystemen in der Zwischenfrequenzlage durch Zwischenschalten mindestens dreier Entzerrglieder zwischen die Zwischenfrequenzstufen, wobei das erste Entzerrglied eine positive oder negative, das letzte ι ο Eptzerrglied eine negative oder positive Laufzeit, die proportional den; Quadrat der Frequenz ist, und das mittlere Entzerrglied eine Schräglage ausgleichen, die von beispielsweise aus dem Amplitudenoder dem Phasenverlauf mit einer AM-PM-Um- is Wandlung eines Vierpols entstandenen Amplitudenverzerrungen herrührt, und das erste und letzte Entzerrglied aus überbrückten T-Gliedern bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Entzerrglied (APl) das ihm zugeführte; mit Phasen- und Amplitudenmodulationsverzerrungen behaftete, frequenzxnpdulierte Signal in eine Amplitudenmodulation, das mittlere Entzerrglied (B2+APLy die Amplitudenmodulation in eine Phasenmodulation umwandelt und das letzte Entzerrglied (AP 2) diese Phasenmodulation kompensiert, deren Restamplitudenmodulation in einem nachfolgenden Begrenzer (BS) begrenzt wird.

2. Entzerreranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Entzerrglied (/4Pl) aus einer Sende bzw. Empfangsweiche besteht

3. Entzerreranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Entzerrglied (AP2) aus vorhandenen Entzerrgliedern im Empfänger besteht

4. Entzerreranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste- Entzerrglied (APi) aus einer Sende- bzw. Empfangsweiche und das dritte Entzerrglied (AP 2) aus vorhandenen Entzerrgliedern im Empfänger bestehen.

5. Entzerreranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung zur Umwandlung der Amplitudenmodulation in eine Phasenmodulation in df-m mittleren Entzerrglied (B 2+APU) aus einem zwischen zwei Differenzverstärkern (OVl, DV 2) angeordneten Gegenkopplungszweig, der mit einer Klemme an den zweiten Eingang (2) des ersten (DVi) und mit der anderen Klemme an den ersten Eingang (1) des zweiten (DV2) Differenzverstärkers so angeschlossen ist und aus der Serienschaltung eines Kondensators (Cl), einer Diode (Dl) und eines zweiten Kondensators (C2) besteht, wobei den beiden Anschlüssen der Diode (D X) über je eine Drossel (Dr 1, Dr 2) eine regelbare (R 12) Spannung zur Veränderung des Stromflusses zugeführt wird.

6. Entzerreranordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung zur Umwandlung der Amplitudenmodulation in eine Phasenmodulation in dem mittleren Entzerrglied (B2+APU) in der veränderbaren Referenzspannung des ersten Differenzverstärkers (DVX) besteht

7. Entzerreranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste (1) und der zweite (2) es Eingang des ersten Differenzverstärkers (DVX) über je einen Widerstand (R 1, RS) und der zweite Eingang (2) des zweiten (DV2) Differenzverstärkers direkt an eine Referenzspannung -,',geschlossen sind,

8_T Entzerrerrniordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diode (D X) die Kennlinie einer pin-Diodehftt,

9, Entzerreranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzspannung eine stabilisierte Gleichspannung ist