DE2547242C3

DE2547242C3 - Entzerreranordnung zur Minderung von Intermodulationsstörungen

Info

Publication number: DE2547242C3
Application number: DE19752547242
Authority: DE
Inventors: Jochen 7150 Backnang Junghanß
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Bosch Telecom GmbH
Priority date: 1975-10-22
Filing date: 1975-10-22
Publication date: 1981-11-12
Also published as: DE2547242B2; DE2547242A1

Description

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einer Entzerreranordnung zur Minderung von Intermodulationsstörungen 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 Entzerrgüed 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 Entzerrgüed aus überbrückten T-Gliedern bestehen.

Eine Anordnung zum Kompensieren von Verzerrungen bei der Übertragung von amplitudenmodulierten Signalen ist aus der DE-AS 15 91 128 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 Fig. 1 bis 2 der Zeichnung aufgezeigt.

')ic Fig. la zeigt den Kurvenverlauf von Intermodu-Uioiisstörungcn durch Amplitudenfehler rx(il). In einem Linearitälsmeßgerät wird diese Intermodulationsstörung gemäß der Fig. la in einem in dem

Diagramm der Fig. Ib wiedergegebenen Verlauf als schrägliegende Gerade Δ S/S abgebildet.

Die F i g. 2 zeigt Diagramme von Intermodulationsstörungen, entstanden durch Phasenfehler (F i g. 2a); als Laufzeitstörung in der K3-Lage, wobei die durch Störungen verursachte Laufzeit den Verlauf einer quadratischen Funktion besitzt und in der F i g. 2c mit einer AM-PM-Umwandlung Kp als Linearitätsstörung AS/S, gemessen mit eine.n Linearitätsmeßgeräu

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

Diese in den F i g. 1 b und 2c dargestellten I ntermodulationsstörungen können auf zwei verschiedenen Wegen beseitigt werden. Der erste Weg besteht darin, daß man diese Kurvenverläufe mit umgekehrten Vorzeichen nachbildet. Man erzeugt also mit Hilfe von Zwischengeschäften Kreisen aus Induktivität, Kapazität und Widerstand zwischen Zwischenfrequenzven-tärkerstufen angeordnet Zusaizfehler, die den entgegengesehen 2« Diagrammverlauf 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 Intermoduletionsstörungen 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, frequenzmodulierte 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 Entzerrgliedes kann gemäß Anspruch 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 Intermoduletionsstörungen soweit beseitigt, daß sie keine Nachteile für das Übertragungssystem mehr darstellen. Weiter wird mit dieser Anordnung ein sehr einfacher Abgleich des gesamten Übertragungssystems to erreicht. Man kann mit nur einem Parameter das Übertragungssystem auf seinen besten Übertragungswert abgleichen. Durch dij Verwendung heute handelsüblicher intcgriertei Baugruppen wird auch die Realisierung dieser Anordnung sehr verbilligt. hi

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

Die f^r i g. la zeigt den Kurvenvcrlaiif der Iniermodulationsstörungen, entstanden durch Amplitudenfehler und die

Fig. Ib die Darstellung der Amplitudenfehler durch das Linearitätsmeßgerät. Die

Fig. 2a zeigt den Kurvenverlauf von Intermodulationsstörungen, entstanden durch Phasenfehler und die

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

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

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

Fig.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 Fig. 1 und 2 wurden bereits zum Stand der Technik erläutert.

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

Am Eingang £wird das verzerrte Zwischenfrequenzsignal zugeführt und in einem ersten Begrenzer B1 begrenzt. In einer folgenden ersten Allpaßanordnung APi wird ein Phasenverlauf erzeugt, der das darunter abgebildete, positive oder negative quadratische Laufzeitverhalten (T₂^ DΔ2²) hat. In diesem Allpaß ΑΓ\ wird durch das ankommende Zwischenfrequenz-Eingangssignal mit seinem frequenzmodulierten Signal eine Amplitudenmodulation erzeugt, die in dem nachfolgenden Begrenzer Bl mi; einer einstellbaren AM-PM-Umwandlung APUm 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 S3 wieder unterdrückt. Am Ausgang A steht dann ein entzerrtes frequenzmoduliertes Zwischenfrequenzsignal für die Demodulation zur Verfügung.

Diese Einheit kann zur Kompensation von Intermodulationsstörungen einer Sende-Empfangseinheit mit der im Gerät eigenen Lasufzeit oder als zusätzliche Baugruppe verwendet werden, die dünn 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 und dem ersten Eingang des ersten Differenzverstärkers DVI zugeleitet. Die Eingänge 1 und 2 des ersten Differenzverstärkers DVl sind über die Widerstände Ri und R 5 und der Eingang 2 des zweiten Differenzverstärkers direkt an eine Referenzspannung, die von dem Spannungsteiler aus den Widerständen R13 und R14 hergeleitet wird, angeschlossen. Der Ausgang 3 des ersten Differenzverstärkers DVl steht mit dem Eingang 1 des zweiten Differenzverstärkers DV2in Verbindung.

Die erfindungsgemäße, einstellbare AM-PM-Umwandlung erfoigt entweder durch eine veränderliche Gegenkopplung oder durch eine Änderung des (ileichstromarheitspunktes. Diese Schaltung besteht

aus der Serienschaltuiig eines ersten Kondensators Ci, der Diode DX und dem zweiten Kondensator C2 und ist zwischen dem Ausgang 3 und dem zweiten Eingang 2 des ersten Differenzverstärkers DVl angeordnet. Dieser Diode D 1 wird ihren beiden Anschlußklemmen über je eine Dro el DrI und Dr 2 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 Dl 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 DVl, DV2 besiehende AM-PM-Umwandlung zwischen einem positiven oder negativen Wert so zu verändern, daß die Schräglage der Kennlinie, wie sie durch das Linearitätsmeßgerät 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 Ti und 72 mit dem Ausgang 3', der über eine zusätzliche Verstärkerstufe mit dem Transistor Γ3 mit dem Ausgang 3 erweitert ist. Der zweite Differenzverstärker besteht aus den Transistoren 74 und 75 mit seinem Zusatzverstärker, dargestellt durch den Transistor 76. Die Referenzspannung für die Eingänge der Differenz-

ij verstärker DVl und DV2 wird aus einer Stabilisierungsanordnung, bestehend aus dem Transistor 77 und den beiden Dioden D 2 und D 3, hergeleitet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Entzerreranordnung zur Minderung von Intermodulationsstörungen bei der Übertragung frequenzmodulierter Signale bei Richtfunlcsystemen 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 Amplitudenoder dem Phasenverlauf mit einer AM-PM-Um-Wandlung eines Vierpols entstandenen Amphtudenverzerrungen herrührt, und das erste und letzte Entztrrglied aus überbrückten T-Gliedern bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Entzerrgüed (APi) das ihr" zugeführte, mit Phasen- und Amplitudenmodulationsverzerrungen behaftete, frequenzmodulierte Signal in eine Amplitudenmodulation, das mittlere Entzerrglied (B 2 +APU) die Amplitudenmodulation in eine Phasenmodulation umwandelt und das letzte Entzerrglied (AP2) diese Phasenmodulation kompensiert, deren Restamplitudenmodulation in einem nachfolgenden Begrenzer (B 3) begrenzt wird.

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

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

4. Entzerreranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Entzerrglied (APX) aus einer Sende- bzw. Empfangsweiche und das dritte Entzerrgüed (AP2) aus vorhandenen Entzerrgliedern im Empfänger bestehen.

5. Entzerreranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnei, daß die Schaltungsanordnung zur Umwandlung der Amplitudenmodulation in eine Phasenmodulation in dem mittleren Entzerrglied (B2 +APU) aus einem zwischen zwei Differenzverstärkern (DVl, DV2) angeordneten Gegenkopplungszweig, der mit einer Klemme an den zweiten Eingang (2) des ersten (DVl) und mit der anderen Klemme an den ersten Eingang (1) des zweiten (DV2) Differenzverstärkers angeschlossen ist und aus der Serienschaltung eines Kondensators (Cl), einer Diode (Dl) und eines zweiten Kondensators (C2) besteht, wobei den beiden Anschlüssen der Diode (Dl) 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 (DVl) besteht.

7. Entzerreranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste (1) und der zweite (2) Eingang des ersten Differenzverstärkers (DVl) über je einen Widerstand (R 1, R 5) und der zweite Eingang (2) des zweiten (D V2) Differen/verstärkci s

direkt an eine Referenzspannung angeschlossen sind.

8. Entzerreranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diode (Dl) die Kennlinie einer pin-Diode hat

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