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Verfahren zur Beseitigung des durch Umwandlung von Ampli-
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tuden in - Frequenzmodulation bei der Übertragung von Nachrichten
mittels FM-FlM entstehenden verständlichen Nebensprechens Die vorliegende Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Beseitigung des durch unerwünschte Umwandlung von Amplituden-
in Frequenzmodulation bei der Übertragung von Nachrichten mittels wM-2DM (frequency
modulationfrequency division multiplex) erzeugten verständlichen Nebensprechens.
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Es ist bekannt, Nachrichten in Form elektrischer Signale mittels FM-FDM
in mehreren sog. Trägerfrequenz-Kanälen zu übertragen, die unterschiedliche Frequenzbänder
belegen. Dabei wird das in einem Trägerfrequenz-Kanal übertragene Signal sendeseitig
folgendermaßen erzeugt: Die Signale unterschiedlicher Signalquellen, z.B. Sprachkanäle,
werden
durch Modulation in sog. TF-Kanäle (Trägerfrequenz-Kanäle) unterschiedlicher Frequenzlage
umgesetzt. Mit der üblicherweise als TF- oder FDM-Signal bezeichneten Summe dieser
umgesetzten Signale wird eine Trägerschwingung frequenzmoduliert. Die so modulierte
Trägerschwingung bezeichnet man als FM-FDM-Signal.
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Empfangsseitig wird mit IIilfe eines FM-1)emodulators das FDM-Signal
und daraus nach Bedarf das Signal einzelner oder mehrerer F-Kanäle gewonnen.
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Das Ausgangssignal des FM-Demodulators enthält im allgemeinen Störungen
unterschiedlicher Art und Herkunft.
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Besonders unangenehm ist davon eine Störung, die als "verständliches
Nebensprechen" bezeichnet wird und die darin besteht, daß dem FDM-Signal das FDM-Signal
mindestens eines benachbarten RF-Kanals additiv überlagert ist, im allgemeinen gefiltert
durch einen frequenzabhängigen Dämpfungs- und Phasengang, der von den Eigenschaften
der Übertragungseinrichtungen abhängt.
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Diese Störung entsteht durch eine unerwünschte Umwandlung von Amplitudenmodulation
(AM) in Frequenzmodulation (FM), zufolge un/erwünschter nichtlinearer Verzerrungen
im FM-Demodulator. Die Amplitudenmodulation entsteht ihrerseits durch lineare Verzerrungen;
derjenige Anteil, der über die AM-FM-Umwandlung zu verständlichem Nebensprechen
führt, entsteht dadurch, daß die im Empfänger enthaltenen Filter die Signale benachbarter
Trägerfrequenz-Kanäle nicht vollkommen voneinander trennen können, so daß dem FM-FDM-Signal
am Demodulationseingang ein unausgefilteter Rest mindestens eines FM-FDM-Signals
eines benachbarten Trägerfrequenz-Kanals additiv überlagert ist.
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Häufig wi:i:d der Vorgang der Umwandlung von AM in FM als "Umwandlung
von Amplituden-in Phasenmodulation (PM)" bzw.
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"AM-PM-Umwandlung" bezeichnet. Es handelt sich hierbei deshalb nur
um zwei verschiedene Bezeichnungen des gleichen Vorgangs, weil jede Modulation der
Phase einer Trägerschwingung mit einem bestimmten modulierenden Signal auch als
Modulation der (Kreis-) Frequenz der Trägerschwingung mit der zeitlichen Ableitung
des gleichen Signals betrachte t werden kann, so daß also der Unterschied zwischen
FM und PM lediglich auf der Definition des modulierenden Signals beruht.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zur vollständigen oder teilweisen Beseitigung des durch die AM-FM-Umwandlung verursachten
verständlichen Nebensprechens anzugeben.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß von dem am FM-Demodulatorausgang
abgegebenen gestörten Signal ein tompensationssignal subtrahiert wird, das aus dem
Eingangssignal des FM-Demodulators mit Hilfe eines Amplitudendemodulators mit quadratischer
logarithmischer Kennlinie und eines nachgeschalteten linearen Filters erzeugt wird.
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Unter einem Amplitudendemodulator mit quadratischer logarithmischer
Kennlinie wird hier ein Amplitudendemodulator verstanden, dessen Ausgangssignal,
als Funktion des Logarithmus der Rinhüllenden des zu demodulierenden Eingangssignals
dargestellt, mindestens ein quadratisches Glied (ggf. auch andere Glieder, z.B.
ein konstantes, lineares, kubisches etc. Glied) enthält.
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Ein Amplltudendemodulator mit quadratischer logarithmischer Kennlinie
kann auch durch Kettenschaltung eines beliebigen Amplitudendemodulators mit einem
geeigneten nichtlinearen
Vierpol realisiert werden. Ferner ist es
vorteilhaft, Signalanteile, die nichtquadratischen Gliedern der logarithmischen
Kennlinie entsprechen, zu unterdrücken, z.B. einen konstanten Signalanteil mittels
eines Koppelkondensators.
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Das lineare lilter hat die Aufgabe, den Frequenzgang des Kompensationssignals
in Dämpfung und Phase dem Frequenzgang des störenden verständlichen Nebensprechens
anzugleichen.
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Der Frequenzgang des linearen Filters muß also dem Unterschied zwichen
dem Frequenzgang des verständlichen Nebensprechens und dem Frequenzgang des ohne
Filter gewonnenen Kompensationssignals in Dämpfung und Phase angeglichen werden.
Dieser Unterschied hängt von den Eigenschaften der Empfängerschaltung und der in
den RF-Kanälen übertragenen Signale ab und kann durch Messung ermittelt werden.
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In vielen Fällen wird es genügen, das lineare Filter als Differenzierglied
mit vor- oder nachgeschalteten Verstärker auszuführen.
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Besonders vorteilhaft ist es, das lineare Filter einstellbar auszuführen
und es während der Nachrichtenübertragung oder der Übertragung eines Gestsignals
auf minimales verständliches Nebensprechen abzugleichen. Dieser Abgleich kann auch
automatisch erfolgen. Automatisch abgleichbare Filter werden als "adaptiv" bezeichnet.
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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der
Figuren 1 bis 3 erläutert.
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Figur 1 zeigt ein Blocksdialtdiagrainni einer erfindungsgemäßen Schaltung,
Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des in Figur 1 dargestellten linearen Filters,
Figur
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Amplitudendemodulators mit quadratischer Kennlinie
geinäß Figur 1.
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In Figur 1 ist 1 ein FM-Demodulator, 2 ein Differenzverstärker, 3
ein Amplitudenmodulator und 4 ein lineares, ggf. einstellbares Filter.
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Dem Eingang von 1 wird ein FM-FDM-Signal zugeleitet, dem ein nicht
ausgefilterter Rest mindestens eines FM-FDM-Signals aus einem benachbarten Trägerfre
quenz-Kanal anal additiv überlagert ist, wodurch eine Amplitudenmodulation entsteht.
Infolge einer AM-FM-Umwandlung, die durch nichtlineare Verzerrungen im FN-Demodulator
1 verursacht wird, entsteht verständliches Nebensprechen im Ausgangs signal des
FM-Demodulators 1. Dieses wird dem ersten Eingang 5 eines Differenzverstärkers 2
zugeleitet. Dem zweiten Eingang 6 von 2 wird das Eingangssignal von 1 über einen
Amplitudendemodulator mit quadratischer logarithmischer Kennlinie 3 sowie ein lineares
Filter 4 zugeleitet. Am Ausgang 7 von 2 kann das entstörte Signal als verstärkte
Differenz der Eingangssignale von 5 und 6 entnommen werden.
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Figur 2 zeigt die Schaltung eines Differenziergliedes mit vorgeschaltetem
regelbarem Verstärker 8, Kapazität 9 und Widerstand 10 als Beispiel eines einstellbaren
linearen Filter 4.
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Figur 3 zeigt ein Schaltungsbeispiel eines Amplitudendemodulators
mit quadratischer logarithmischer Kennlinie gemäß der in der Erfindung gegebenen
Definition, bestehend aus einem konventionellen Amplitudendemodulator 11 und einem
in Kette geschalteten nichtlineaien Vierpol 12. Im Beispiel ist 11 repräsentiert
durch eine Diode 13 und ein RC-Glied 14, dessen Zeitkonstante so bemessen ist, daß
die Trägerschwingung ausgefiltert wird, die Amplitudenschwan-
kungen
jedoch übertragen werden. Ferner ist ein Trennverstärker 15 vorgesehen.
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Der nichtlineare Vierpol 12 ist repräsentiert durch einen Kopplungskondensator
16, der einen konstanten Anteil im Ausganssignal des Amplitudendemodulators weitgehend
unterdrückt und ein Iialbglied mit einer Diode 17 im Längsweig und einen Widerstand
18 im Querzweig, an dem das Eingangssignal für den zweiten Eingang 6 des Differenzverstärkers
2 abgenommen. werden kann.
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Der Aussteuerungsbereich der Diode 17 sollte vorteilhafterweise in
den Bereich größter Kennlinienkrümmung zusammenfallen.
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5 Patentansprüche 3 Figuren