DE2605306C2 - Verfahren und Schaltungsanordnung zum störungsfreien Empfang des Basisbandes eines Basisband-Vocoders - Google Patents
Verfahren und Schaltungsanordnung zum störungsfreien Empfang des Basisbandes eines Basisband-VocodersInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 und eine zugehörige Schaltungsanordnung. Ein derartiges Verfahren :?t in der
DE-PS 23 09 987 beschrieben.
Basisband-Vocoder sind an sich bekannt Es sei hierzu auf die kurze Zusammenfassung auf Seiten 331 und
des Buches von Dr.-Ing. E. Hölzler und Dr.-lng.
D. Thierbach: »Nachrichtenübertragung, Grundlagen und Technik«, Berlin 1966, und den ausführlicheren
Aufsatz von M. R. Schröder und E. E. David: »A vocoder for transmitting 10 Kc/s speech over a 3,5 Kc.'s
channel« in der Zeitschrift »Acustica«, Vol. 10 (1960), S. J5 ... 43, verwiesen. Die DE-PS 23 09 987 behandelt
nun die Frage der Kompatibilität eines Basisband-Vocodersignals für den Empfang des Basisbandes allein
durch einen Empfänger ohne Decodierungseinrichtungen. Es wird hier die Lehre gegeben, die Signale für die
codierte Übertragung des oberen Frequenzbandes und die Synchronisierungssignale mit so weit herabgesetztem
Pegel zu übeftfägen, daß sie durch die Signale des Basisbandes verdeckt werden und akustisch nicht mehr
wahrnehmbar sind. So wird dann mit einem Empfänger ohne Decodierungseinrichtungen akustisch nur das
Basisband allein wahrgenommen und die darüberliegenden Übertragungsanteile bleiben verdeckt. Da die
Synchronisierungssignale auch während der Pausen des
Nutzsignals übertragen werden müssen, also zu Zeilen, da keine Basisbandkomponenten /um Verdecken vorhanden
sind, muß ihr Pegel so niedrig sein, daß sie akustisch auch dann nicht störend wahrnehmbar sind. Das
heißt in der Praxis aber, daß ihr Pegel dann kleiner oder ■ gleich dem des Systemrauschens sein muß.
Die vorliegende Erfindung stellt sich zur Aufgabe bei einem kompatiblen Basisband-Vocoder ein Verfahren
für eine einfache und sichere Synchronisierung bei einer Übertragung der Augenblickswerte der Energie- ii
verteilung im Zeitmultiplex und die dazu benötigte Schaltungsanordnung anzugeben. Die Lösung der Aufgabe
ist den Ansprüchen I und 6 zu entnehmen.
Die Erfindung soll nun an Hand der in den Figuren dargestellten Beispiele ausführlich beschrieben wer- ι
den. Es zeigt dabei
Fig. 1 ein Blockschaltbild der Sendeseite eines kompatiblen
Basisband-Vocoders mit der erfindungsgemäßen Erzeugung des modulierten Hilfsträgers und des
iiiigciiicquciiicii SvtiLiiiuuisicisigiiais, _ί
Fig. 2 ein Blockschaltbild der Empfangsseite eines kompatiblen Basisband-Vocoders, in dem die erfindungsgemäßen
Demodulationseinrichtungen für den modulierten Hilfsträger und das trägerfrequente Synchronisiersignal
nur angedeutet sind, >'
Fig. 3 als Blockschaltbild den Modulatorteil der 1 ig. I mehr im Detail,
Fie. 4 als Blockschaltbild den Demodulatorteil der
Fig. 2.
F i g. 5 bis 9 Realisationen für den Phasenschieber PS 3i
in den Fig. 1.3 und 4,
Fig. 10 als Blockschaltbild ein Beispiel für die Ableitung
der benötigten Frequenzen von der eines gemeinsamen Generators durch Teilung auf der Sendeseite.
In Fig. 1, die die Sendeseite eines kompatiblen Basisband-Vocoders
als Blockschaltbild zeigt, wird aus dem zu übertragenden breitbandigen Musik- oder Sprachsignal
mittels eines Tiefpasses LP das Basisband ausgefiltert. Bandpässe BPX . . . BPn teilen das darüberliegende
obere Frequenzband in η Kanäle auf, von denen w
die Augenblickswerte der Energieverteilung durch Gleichrichtung mittels Pegeldetektoren LDl ... LDn
gewonnen werden. Die Ausgänge dieser Pegeldetektoren sind mit den Schaltstufen 1 ... η eines Abtastschalters
SS verbunden, der die Pegeldetektoren se- -13 quentiell abtastet und die Abtastwerte dann einem Modulator
Λ/1 im Zeitmultiplex: als Modulationssignal anliefert. Dieser Modulator ΛΠ erhält seinen Träger
von einem Hilfsgenerator PG. Der modulierte Hilfsträger wird einem Summierglied SD zugeführt. Wenn er ;n
als Einseitenbandsignal übertragen werden soll, hat er vorher noch ein .vicht dargestelltes Einseitenbandfilter
durchlaufen. An einem anderen Eingang des Summiergliedes SD liegt das vom Ausgang des Tiefpasses
LP gelieferte Basisband an.
Einem Taktgenerator TG wird das Taktsignal zum Weiterschallen des Abtasischatters entnommen. Da auf
der Empfangsseite ein Verteiler synchron zu diesem Abtastschalter betrieben werden muß, muß ein Synchronisiersignal
mit ausgesendet werden. Hierzu wird Oo das Taktsignal in einem Frequenzteiler FDS durch den
Faktor 2 η geteilt und mittels eines Tiefpasses LPS aus
dem Ausgangssignal des Frequenzteilers FDS die Grundwelle ausgesiebt Nach dem Hauptpatent
23 09 987 sollte diese Grundwelle dann ebenfalls dem -,=;
Hilfsträger aufmoduliert werden, was aber auf der Empfangsseite infolge des geringen zulässigen Pegels für das
Synchronisiersignal die Demodulation erschwerte. ErllndungsgemäU
wird deshalb in einem zweiten Modulator Λ/2 das um 90° in der Phase verschobene Hillssignal
mit dem Synchronisiersignal moduliert. In der Figur ist das durch den Phasenschieber ZiS- versinnbildlicht. Das
Aiisgangssignal des zweiten Modulators Ml wird ebenfalls einem Eingang des Summiergliedes SD zugeführt.
Es hätte hierbei nahegelegen, für die getrennte Übertragung von Augenblickswerten und Synchronisiersignalen
die sogenannte Quadrature-Modulation gemäß DE-PS 10 83 336 oder der DE-OS 24 13 500 einzusetzen, was
jedoch auch eine exakte 90°-Phasenverschiebung der relativ breitbandigen Augenblickswertsignale erfordert
hätte. Ohne dadurch gegenüber dem angewandten Verfahren ins Gewicht fallende Vorteile erzielen zu können,
hätte dieses zu einer nicht unbeträchtlichen Aurwandvergrößerung geführt, was insbesondere auf der
Empfangsseite ins Gewicht gefallen wäre.
Fig. 2 zeigt nun die Empfangsseite eines kompatiblen Basisband-Vocoders, bei der die erfindungsgemäßcn
DcrNü
DcrNüiiümtiünscinrichturigeri für den modulierten
Hilfsträger und das trägerfrequente Synchronisiersignal nur angedeutet sind. Da ja voraussetzungsmäßig die
Pegel vom modulierten Hilfsträger und Synchronisiersignal so niedrig sind, daß sie von den Basisbandsignalen
verdeckt werden und so akustisch nicht mehr hörbar sind, kann cmpfangsseitig das ganze empfangene Band
einem Eingang eines Summiergliedes SD zugeführt werden. Außerdem werden durch einen Bandpaß BP
der mo.iulierte Hilfsträger und das Synchronisiersignal
ausgefiltert und in einer Demodulationseinheit DME die Augenblickswerte der Energieverteilung und das
Synciiionisiersignsl durch Zusatz der wiedergewonnenen,
um 90° gegeneinander versetzten Träger von einander getrennt zurückgewonnen. Die Augenblickswerte der Energieverteilung werden dem Mittenkontakt
eines Verteilers D zugeführt, der sie synchron zur Sendeseite in die den einzelnen Kanälen 1... «jeweils
zugeordneten Speicher Sp! Spn einspeichert. Der Synchronlauf wird dadurch sichergestellt, daß der Takt
für die Verteilerweiterschaltung von den mitübertragenen Synchronisierzeichen abgeleitet wird, wozu Modulator
KS, Tiefpaß LPS. steuerbarer Taktgenerator TG und Frequenzteiler FDS dienen. In bekannter Weise
wird dann durch den Speicherinhalt der Speicher SpI ... Spn mittels der Modulatoren Ml ... Mn die Lautstärke
von den Ersatzstromquellen EGl ... EGn eingestellt und die so erhaltenen Ersatzsignale an die anderen
Eingänge des Summiergliedes DS angelegt, an dessen Ausgang dann das wiederhergestellte breitbandige
Signal abgenommen und über einen nicht dargestellten Verstärker einem Lautsprecher zugeführt wird.
Fig. 3 zeigt nun das Modulatorteil der in Fig. 1 dargestellten
Sendeseite eines erfindungsgemäßen kompatiblen Basisband-Vocoders mit mehr Details. Für mit
denen der F i g. 1 übereinstimmende Baugruppen werden die gleichen Bezugszeichen verwendet Mit® ist in
beiden Figuren, Fig. 1 und 3, der Modulationseingang
des Modulators Λ/l, an dem die Ausgangssignale des
Abtastschalters SSanliegen, bezeichnet,® ist der Punkt
des Abstandschalters SS, an den die Taktfrequenz für das Weiterschalten angelegt ist, und © der Ausgang des
Summiergliedes SD, dem das Vocodersignal entnommen wird. Nur in F i g. 3 ist nun mit © der Eingang des
90°-Phasengliedes PS, mit © der Trägereingang des Modulators Ml und der des Modulators Ml mit ®
bezeichnet.
Das Ausgangssigna] des Hilfsgenerators PG liegt nun einmal am Trägereingang φ des Modulators AfI an, in
dem es durch die am Modulationseingang © dieses Modulators anliegenden, durch den Abtastschalter SS
im Zeitmultiplex angeordneten Abtastwerte der η Pegeldetektoren
LDl ... LDn moduliert wird. Ferner liegt das Ausgangssignal des Hilfsgenerators PGam Eingang ί
des Phasengliedes PS, das es um 90° in der Phase dreht und dann dem Trägereingang © des Modulators Ml
zuführt. Aus dem Ausgangssignal des Hilfsgeneraiors wird r;iittels eines Frequenzteilers FDT das Taktsignal
für den Abtastschalter und aus diesem dann mittels des Frequenzteilers FDSund des Tiefpaßfilters LPSdas Synchronisiersignal
gewonnen, was später an Hand der Fig. 10 ausführlich beschrieben wird.
Fig. 4 zeigt nun das Demodulatorteil der in Fig. 2 dargestellten Empfangsseite eines erfindungsgemäßen
kompatiblen Basisband-Vocoders als Blockschaltbild. Auch hier werden für mit denen der F i g. 2 übereinstimmende
Baugruppen die gleichen Bezugszeichen verwendet. In beiden Figuren, F i g. 2 und 4, ist mit © der
Eingang für das zu demoduiierende Signal der beiden Demodulatoren DMl und DMl bezeichnet sowie mit
© bzw. © der Ausgang des dem Demodulator DMl bzw. DMl nachgeschalteten Tiefpasses LPl bzw. LPl.
Mit φ ist der Eingang eines 90°-Phasengliedes PS und mit © bzw. ® der Trägereingang des Demodulators λ>
DMl bzw. DMl bezeichnet. Für das Demodulatorteil der Empfangsseite sei dabei unterstellt, daß von der
Sendeseite das die Abtastwerte der π Pegeldetektoren im Zeitmultiplex als Modulation enthaltende Signal als
Einseitenbandsignal mit unterdrücktem Träger aus- jo gesendet wird, dagegen das die Synchronisierfrequenz
als Modulation enthaltende Signal als Zweiseitenbandsignal mit mitübertragenem Träger. Aus dem trägerfrequenten
Synchronisiersignal muß dann auf der Empfangsseite der Träger wiedergewonnen werden, der r>
dann nach 90° Phasendrehung auch zur Demodulation des Einseitenbandsignals verwendet wird. Deshalb wird
bei der Anordnung nach Fig. 4 mittels des Bandpasses
4 aus dem empfangenen Signalgemisch modulierte Hilfsträger mit den Amplitudenwerten im Zeitmultiplex
und trägerfrequentes Synchronisiersignal ausgefiltert und dem Eingang ® der beiden Demodulatoren
DMl und DMl zugeführt. Dem Trägereingang © des Demodulators DMl wird das Ausgangssignal eines
regelbaren Oszillators VCO zugeführt, an dessen Stell- ;;
eingang über einen sehr schmalbandigen Tiefpaß LP3 von etwa 0,5 Hz Bandbreite der von der Phasenlage
zwischen Träger des zu demodulierenden Signals und Demodulationsträger abhängige Gleichstromanteil des
Demodulationsproduktes anliegt und so den Phasenun- vi
terschied auf den Wert Null bis auf einen unvermeidbaren geringen Regelschlupf nachstellt Dem Ausgang©
des Tiefpasses LPl mit etwa 40 Hz Bandbreite wird dann das demodulierte Synchronisiersignal entnommen.
Das Ausgangssignal des regelbaren Oszillators VCO liegt ferner am Eingang © des 90°-Phasengliedes
PS. so daß es auch mit dieser Phasenverschiebung am Trägereingang ® des Demodulators DM2 anliegt Dem
Ausgang dieses Demodulators ist ein Tiefpaß LPl mit etwa 400 Hz Bandbreite nachgeschaltet, dessen Ausgang
© die demodulierten Abtastwerte der sendeseitigen Pegeldetektoren entnommen und dem Verteiler D
der F i g. 2 zugeführt werden. Da es sich bei dem Demodulationsvorgang
in beiden Demodulatoren DMl und DMl um eine Synchrondemodulation handelt, bleiben
die Modulationsprodukte weitgehend von Siörfrequenzen unbeeinflußt, was auch jeweils für den modulierten
Hilfsträger und die trägerfrequenten Synchronisierzeichen, deren Träger ja in Quadratur zueinander stehen,
zutrifft.
Die Fig. 5 bis9 zeigen nun Beispiele fürdie Realisierung
des 90°-Phasengliedes PS in den F i g. 1,3 und 4. Da
nur eine einzige, sich in ihrer Lage nicht ändernde Frequenz um 90° in der Phase verschoben werden soll,
kann die eingesetzte Anordnung sowohl analog wie auch digital arbeiten. Fig. 5 zeigt nun die Grundform
eines an sich bekannten analogen Phasenschiebers, der z. B. in dem Artikel: »Wideband Phase Shift Networks«
von R. B. Dome in der Zeitschrift »Electronics«, Dezember 1946, beschrieben wurde. Basierend auf dieser
Grundform lassen sich an Hand der in dem Artikel gegebenen Lehren eine Reihe von auch für den Wert
90° geeignete Varianten finden. Nachteil dieser Anordnung ist nun aber, daß alle Streuungen der verwendeten
Bauelemente, sei es infolge von Auslieferungstoleranzen oder infolge Änderung durch Alterung, sich auf den
Wert des Phasenwinkels bemerkbar machen. An den Punkt © wird die sendeseitig vom Hiifsgenerator PG
bzw. empfangsseitig vom regelbaren Oszillator VCO gelieferte Frequenz angelegt und an den Punkt© diese
ohne und am Punkt © mit Phasenverschiebung entnommen. Die Punkte ©, © und © entsprechen dabei
hier, wie auch bei den weiteren Figuren, den gleichbezeichneten Punkten in der Fig. 3 bzw. 4.
Eine weitere Möglichkeit zeigt Fig. 6. Am Punkte© liegt wieder die vom Hiifsgenerator PG bzw. vom Oszillator
VCO gelieferte Frequenz an. Ein Wellenformwandler 57; z. B. ein Schmitt-Trigger, wandelt die Sinuswelle
in eine Rechteckwelle um, die nun einmal dem Punkte © zugeführt wird, außerdem aber auch am Eingang
einer monostabilen Schaltstufe MMl anliegt. Bei Auftreten einer positiv ansteigenden Flanke an ihrem
/!-Eingang steuert die Schaltstufe durch und liefert an ihrem Q-Ausgang einen Impuls von '/, Perioden Dauer.
Auf diese Standzeit muß die Schaltstufe abgeglichen werden. Dieser Impuls liegt nun am 5=Eingar.g einer
zweiten monostabilen Schaltstufe MMl an, die bei Auftreten einer negativ abfallenden Flanke an diesem Eingang
für V2 Perioden Dauer durchschaltet. Hierdurch
entsteht am Q-Ausgang der zweiten monostabilen Schaltstufe MMl ein Rechteckwellenzug, der zu dem am
A-Eingang der ersten monostabilen Schaltstufe um 90° phasenverschoben ist. Auch bei dieser Schaltung hängt
der Wert des Phasenwinkels und die Symmetrie der Rechteckwelle von dem Abgleich der Standzeiten der
beiden monostabilen Schaltkreise und damit von der Toleranz und Konstanz der Werte der Bauelemente und
auch Versorgungsspannungen ab.
In Fig. 7 ist nun eine Anordnung dargestellt, die nicht von der Frequenz des Hilfsträgers selbst, sondern
von einer Rechteckwelle mit der doppelten Folgefrequenz ausgeht, die von einem Muttergenerator MG
geliefert und dem Punkte © zugeführt wird. Diese Rechteckwelle wird nun dem Takteingang T einer
ersten bistabilen Schaltstufe für Daten FFl direkt und über eine Inverterstufe /dem Takteingang reiner zweiten
ebensolchen Schaltstufe zugeführt Der Q-Ausgang der ersten_Schaltstufe FFl führt zum Punkte ©, während
der Q-Ausgang mit dem D-Eingang der zweiten Schaltstufe FFl verbunden ist, deren Q-Ausgang zum
Punkte ® führt Es bedarf wohl keiner weiteren Erläuterung,
daß diese Anordnung nicht mehr von den verwendeten Bauelementen abhängt, solange die Signallaufzeiten
in der Inverterstufe / und den beides bistabilen Schaltstufen /Fl und FFl veraachlässigbar klein bleiben.
Frequenzkonstanz und Symmetrie des Mutter-
generators bestimmen allein die beiden Trägerspannungen. Für den Muttergenerator kann beispielsweise
sendeseitig eine Anordnung nach DE-AS 20 38 435.4 zweckmäßig eingesetzt werden.
Die Anordnungen nach Fig. 8 und 9 gehen nun von
dem Vierfachen der Frequenz des Hilfsträgers aus, das
als Rechteckwelle von einem Muttergenerator MG dem Punkt® angeliefert wird. In F i g. 8 ist nun dieser Punkt
mit dem Γ-Eingang eines bistabilen Schaltkreises FF\ verbunden, dessen Q-Ausgang jpit dem Γ-Eingang
eines zweiten FFl und desssn Q-Ausgang mit dem Γ-Eingang eines dritten bistabilen Schaltkreises FFi
verbunden ist. Der Q-Ausgang der beiden Schaltkreise FFl bzw. FF3 führt zu dem Punkt © bzw. ®. Für die
Anordnung nach Fig. 9 werden bistabile JK-Schaltkreise
eingesetzt, wodurch sich die Anordnung mit 2 Schaltkreisen aufbauen läßt. Der Ausgang des Muttergenerators
MG ist über den Punkt φ mit den T-Eingängen der beiden Schaltkreise FF\ und FFl verbunden.
Der /-Eingang des ersten Schaltkreises FFi isi mii dem C-Ausgang des zweiten und der A'-Eingang des ersten
mit dem Q-Ausgang des zweiten Schaltkreises FFl verbunden. Der ./-Eingang des zweiten Schaltkreises ist
dagegen mit dem Q-Ausgang des ersten und der ^-Eingang
des zweiten mit dem Q-Ausgang des ersten Schalt-
kreises verbunden. Ferner ist der Q-Ausgang des ersten bzw. des zweiten Schaltkreises mit dem Punkte © bzw.
© verbunden.
Fig. 10 zeigt schließlich, obwohl in Fig. 3 bereits weitgehend enthalten, einzeln die Ableitung der auf der
Sendeseite benötigten Frequenzen wie Taktfrequenz für den Abtastschaker SS, Synchronisiersignal, Hilfsträger
und Träger für das trägerfrequente Synchronisiersignal.
Je nach eingesetztem Phasenglied schwingt der dargestellte Generator entweder auf der Frequenz des
Hilfsträgers oder deren Doppelten bzw. Vierfachen. Sein Ausgangssignal wird einmal dem Punkte © des
Phasengliedes PS zugeführt und ferner dem Eingang des Frequenzteilers FDT. Der Teilerfaktor m dieses Teilers
ist so gewählt, daß sich durch die Teilung die Schaltfrequenz des Abtastschalters SSergibt, die diesem über
den Punkt® zugeführt wird. In einem nachfolgender. Frequenzteiler FDS wird diese Schaltfrequenz nochmals
um den Faktor 2 η geteilt, wobei η die Anzahl der
Stufen des Autastschalters ist. Mittels eines Tiefpasses
LPS werden aus dem Ausgangssignal des Frequenzteilers /T)SaIIe Frequenzen oberhalb der Grundfrequenz
ausgesperrt und diese dem Modulator Ml als Modulationssignal zugeführt.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (14)
1. Verfahren zur Übertragung breitbandiger Tonsignale
über einen Übertragungskanal mit verminderter Übertragungsbandbreite, bei dem nach Art s
eines Vocoders sendeseiiig das zu übertragende Tonsignal in das den unteren Signalbereich umfassende
Basisband und einen oberen Signalbereich unterteilt wird, der obere Signalbereich mit Hilfe
von Filtern in eine Anzahl von Teilbereichen aufgeteilt wird und in jedem Teilbereich die Augenblickswerte
der Energieverteilung bestimmt werden, worauf diese Information auf einen Hilfsträger
aufmoduliert, im Frequenz- oder Zeitmultiplex unter Hinzufugen des von einem Tiefpaß abgege- π
benen unveränderten Basisbandes über den Übertragungskanal übermittelt werden, bei dem empfangsseitig
aus dem Frequenz- oder Zeitmultiplexsignal die Informationen über die Augenblickswerte
der Energieverteilung in den einzelnen Teilbereichen wieuergewonnen und damit Ersatzgeneratoren
gesteuert werden und aus den hierdurch gewonnenen
Ersatzsignalen und dem direkt übertragenen Basisband durch Addition ein Tonsignal geformt
wird, das mit dem ursprünglichen breitbandigen Tonsignal gleich klingt, bei dem zum störungsfreien
Empfang des Basisbandes mittels konventioneller Empfangseinrichtungen, welche keine Einrichtungen
zur Ersatzsignalgewinnung aufweisen, sendeseitig bei der Modulation des von einem Generator
gelieferten Hilfsträger in einem Modulator mit den Augenblic*· werten der Energieverteilung der von
den als Bandpässe ausgebildeten Filtern gelieferten Teilbereiche die Amplitude des Hilfsträger proportional
zur Amplitude tier Augenblickswerte mitgesteuert wird, bei dem der Pegel des im Modulator
modulierten Hilfsträgers um mindestens 1OdB unter den Pegel des zeitlichen Mittelwertes des vom
Tiefpaß abgegebenen und direkt übertragenen Basisbandes abgesenkt wird und bei dem bei Übertragung
der Augenblickswerte der Energieverteilung im Zeitmultiplex ein Synchronisiersignal mit übertragen
wird, welches durch Frequenzteilung des einen rotierenden Abtastschalter schrittweise steuernden
Ausgangssignals eines Taktgenerators in einem Frequenzteiler gewonnen wird, wobei die
Folgefrequenz des Synchronisierungssignals gleich der halben Rotationsfrequenz des Abtastschalters
und seine Amplitude während der Tonsignalpausen höchstens gleich dem Pegel des Systemrauschens
ist, nach Patent 2309987, dadurch gekennzeichnet, daß sendeseitig aus den Augenblickswerten und dem Hilfsträger ein moduliertes Hilfssignal
gewonnen wird, daß ein frequenzgleicher, jedoch um 90° gegenüber dem Hilfsträger phasenverschobener
zweiter Träger mit dem Synchronisiersignal moduliert wird, wobei bei einem der beiden
Signale, moduliertem Hilfssignal bzw. trägerfrequentem Synchronisiersignal, der Träger unterdrückt
wird, und daß aus dem Basisband, dem eo modulierten tiilfssignal und dem trägerfrequenten
Synchronisiersignal durch Addition das zu übertragende Signalgemisch gebildet wird, daß empfangsseitig
durch Filtermittel aus diesem Signalgemisch das modulierte Hilfssignal und das trägerfrequente *>5
Synchronisiersignal ausgefiltert und durch Zusatz der wiedergewonnenen, um 90° gegeneinander versetzten
Träger durch Demodulation die Augenblickswerte der Energieverteilung und das Synchronisiersignal
voneinander getrennt wiedergewonnen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das modulierte Hilfssignal ein Einseitenbandsignal und das trägerfrequente Synchronisiersignal
ein Zweiseitenbandsignal ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das modulierte Hilfssignal und das trägerfrequente
Synchronisiersignal Zweiseitenbandsignale sind.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Pegel des trägerfrequenten
Synchronisiersignals den Pegel des Systemrauschens nicht überschreitet.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Pegel des trägerfrequenten
Synchronisiersignals um mindestens 10 dB unter dem Pegel des zeitlichen Mittelwertes
der Amplituden des Basisbandsignals liegt, in dessen Signalpausen jedoch den Pegel des Systemrauschens
nicht überschreitet
6. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sendeseitig an den Signaleingang eines ersten Modulators (Ml) durch einen Abtastschalter
(SS) die Augenblickswerte der Energieverteilung in den oberen Teilbereichen sequentiell angelegt werden,
an dessen Trägereingang das von einem Hilfsgenerator (PG) gelieferte Hilfssignal anliegt, daß an
den Signaleingang eines zweiten Modulators (Ml)
die von einem Taktgenerator (TG) gelieferte Taktfrequenz, durch die der Abtastschalter (SS) stufenweise
weitergeschaltet wird, nach Teilung um den Faktor 2 η mittels eines Frequenzteilers (FDS) angelegt
wird, an dessen Trägereingang das um 90° phasenverschobene Hilfssignal anliegt, daß die Ausgangssignale
der beiden Modulatoren (Ml, Ml), also das modulierte Hilfssignal und das trägerfrequente Synchronisiersignal,
sowie das ve. 1 einem Tiefpaß gelieferte Basisband den Eingängen einer Summierstufe
(SD) zugeführt werden, deien Ausgängen das zu übertragende Signalgemisch entnommen wird, daß
empfangsseitig mittels eines Bandpasses (BP) vom empfangenen Signalgemisch das modulierte Hilfssignal
und das trägerfrequente Synchronisiersignal entnommen und an die Eingänge zweier Demodulatoren
(Z)AZl, DMl) angelegt werden, daß ein Trägersignal
dabei dem Trägereingang des einen Demodulators (DMl bzw. DMl) direkt und dem des anderen
Demodulators (DM 1 bzw. DMl) mit 90° Phasenverschiebung zugeführt wird, daß dem Ausgang des
einen Demodulators (DMl) über einen ersten Tiefpaß (LPl) die Augenblickswerte der Energieverteilung
und dem Ausgang des anderen Demodulators (DMl) über einen zweiten Tiefpaß (LPl) das Synchronisiersignal
entnommen wird, daß ferner ein steuerbarer Oszillator (VCO) durch ein über einen
sehr schmalbandigen drii'en Tiefpaß (LPi) vom
Ausgang desjenigen Demodulators (DMl bzw. DMl), dem das Trägersignal direkt zugeführt wird,
entnommenes Steuersignal auf den sendeseitig mitausgesandten Träger des trägerfrequenten Synchronisiersignals
bzw. des modulierten Hilfssignals synchronisiert wird.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sende- und/oder empfangsseitig
die 90°-Phasenvurschiebung des zweiten
Trägers mittels eines Phasenschiebers (PS) erfolgt,
daß dieser Phasenschieber aus einer Phasenumkehrstufe besteht, deren Kollektor und Emitter Ober die
Reihenschaltung eines Kondensators (C) und eines Widerstandes (R) miteinander verbunden sind, daß
die unverschobene Trägerspannung dem Emitter und die um 90° phasenverschobene Trägerspannung
dem Verbindungspunkte von Kondensator (C) und Widerstand (R) entnommen wird (Fig. 5).
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß sende- und/oder empfangsseitig
die 90°-Phasenverschiebung des zweiten Trägers mittels eines Phasenschiebers (PS) erfolgt,
daß dieser Phasenschieber aus der Kaskadenschaltung eines Schmitt-Triggers (ST) und zweiter mono- is
stabilen Multivibratoren (AfAiI, MMl) besteht, daß
hierin der Schmitt-Trigger (ST) die Eingangssinusspannung in eine Rechteckspannung umwandelt,
durch deren ansteigende Flanke der erste monostabile Multivibrator (MMl) angestoßen wird, der
darauf einen Impuls von V, Periode Dauer abgibt, daß crurch die ahfallende Flanke dieses Impulses der
zweite monostabile Multivibrator (MMV- angestoßen wird, der darauf einen impuls von V2 Periode
Dauer abgibt, so daß an seinem Ausgang eine gegenüber der Eingangssinusspannung bzw. gegenüber
der Ausgangsspannung des Schmitt-Triggers (ST) um 90° phasenverschobene Rechteckwelle entsteht
(Fig. 6).
9. Schaltungsanordnung nach einem der An- jo spräche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sende-
und/oder empfangsseitig die beiden gegeneinander um 90° in der Phase verschobenen Träger von einem
gemeinsamen Muttergenerator (MG) durch digitale Frequenzteilung seines Rechteckwellen-Ausgangssignals
mittels bistabiler Schaltstufen (FFl, FFl, FFi) gewonnen werden.
10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, da· durch gekennzeichnet, daß sende- und/oder empfangsseitig
die beiden Träger durch Frequenzhalbierung aus 'lern Rechteckwellen-Ausgangssignal des
Muttergenerators (MG) dadurch gewonnen werden, daß seine Rechteckspannungsfolge einmal dem
7"-Eingang einer bistabilen Teiler-Kippschaltung (FFl) und nach Inversion in einer Inverterstufe (I)
dem Γ-Eingang einer bistabilen Daten-Kippschaltung (FFl) zugeführt wird, daß ferner das Signal
vom invertierten Ausgang (Q) der bistabilen Teiler-Kippschaltung (FFl) an dem Dateneingang (D) der
bistabilen Daten-Kippschaltung (FFl) anliegt, daß schließlich die beide.? gegeneinander um 90° in der
Phase versetzten Träger als Rechteckspannungsfolgen den nicht invertierten Ausgängen (Q) der beiden
bistabilen Kippschaltungen entnommen werden (Fig. 7).
11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9 oder
10, dadurch gekennzeichnet, daß sende- und/oder empfangsseitig die beiden Träger durch Frequenzvierteilung
aus dem Rechteckwellenausgangssignal des Muttergenerators (MG) dadurch gewonnen werden,
daß seine Rech.eckspannungsfolge eine erste bistabile Teiler-Kippschaltung (FFl) steuert, die an
ihren beiden Ausgängen, nicht invertiertem Ausgang (Q) und invertiertem Ausgang (Q), zwei zueinander
invertierte Rechteckspannungsfolgen haiber Folgefrequenz liefert, daß jeweils eine dieser
Rechteckspannungsfolgen eine weitere bistabile Teiler-Kippschaltung 'JTl, FFl) steuert und daß den
nicht invertierten Ausgängen (Q) dieser beiden Teiier-Kippschaltungen
(FFl, FF3) nach erneuter Frequenzhalbierung die beiden gegeneiainder um 90°
in der Phase versetzten Träger als Rechteckspannungsfolgen entnommen werden (Fig. 8).
12. Schaltungsanordnung nach einem der Anspräche 9 bis II, dadurch gekennzeichnet, daß
sende- und/oder empfangsseitig die beiden Träger durch Frequenzvierteilung aus dem Rechteckwellenausgangssignal
des Muttergenerators (MG) dadurch gewonnen werden, daß seine Rechteckspannungsfolge
an den Takteingängen (T) zweier bistabiler J-K Kippschaltungen (FFl, FFl) anliegt,
daß der nicht invertierte Ausgang (Q) der ersten Kippschaltung (FFl) mit dem Af-Eingang der zweiten
Kippschaltung (FFl) und der nicht invertierte Ausgang (Q) der zweiten Kippschaltung (FFl) mit
dem ./-Eingang der ersten Kippschaltung (FFl), dagegen
der invertierte Ausgang (Q) der ersten Kippschaltung (FFl) mit dem /-Eingang der zweiten
Kippschaltung (FFl) und der invertierte Ausgang (Q) der zweiten Kippschaltung (FFl) mit dem
Äf-Eingang der ersten Kippschaltung (/Fl) verbunden
ist, daß schließlich den nicht invertierten Ausgängen (Q) der beiden bistabilen Kippschaltungen
(FFl. FFl) die gegeneinander um 90° in der Phase versetzten Träger entnommen werden (Fig. 9).
13. Schaltungsanordnung nach einem der Anspräche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß
sendeseitig von der Ausgangsfrequenz des Hilfsgenerators
(PG) auch die Taktfrequenz für den Abtastschalter (SS) sowie das Synchronisiersignal
duch Teilung abgeleitet wird.
14. Schaltungsanordnung nach einem der Anspräche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß
sendeseitig aus dem Ausgangssignal des Muttergenerators (MG) auch die Taktfrequenz für den
Abtastschalter (SS) und das Synchronisiersignal abgeleitet wird.
Priority Applications (8)
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---|---|---|---|
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