DE2707116A1

DE2707116A1 - Sinusgenerator mit digitaler frequenz- oder phasenmodulierung

Info

Publication number: DE2707116A1
Application number: DE19772707116
Authority: DE
Inventors: Jean Le Coeur; Jean Cottin
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1976-02-20
Filing date: 1977-02-18
Publication date: 1977-11-10
Also published as: FR2341983A1; FR2341983B1; GB1575629A; IT1077976B

Description

PATENTANWÄLTE DIETRICH LEWINSKY

HEINZOOACHIM H'JSEÄ 5

REINER PRIETSCH

MÖNCHEN 2 1 18.2.1977

GOTTHARDSTR. 81 9355-V/Nl

Thomson-CSF, Bl. Haussmann 173, Paris (Prankreich)

"Sinusgenerator mit digitaler Frequenzoder Phasenmodulierung"

Priorität: 20. Februar 1976, Frankreich, 76 04842

Die Erfindung betrifft einen Sinusgenerator mit digitaler Frequenz- oder Phasenmodulierung.

Aufgabe eines derartigen Generators 1st es, ein elektrisches Sinussignal zu erzeugen, dessen Frequenz oder Phase in Abhängigkeit von einer äußeren Steuergröße verstellbar 1st.

Die Verwendung eines derartigen Generators ist für die Informationsübertragung von Bedeutung, wo die zu übertragenden Informationen eine Trägerwelle hinsichtlich ihrer Frequenz oder ihrer Phase modulieren. Die Informationsübertragung kann über Telefonleitungen, Radiotelefon, ganz allgemein drahtlos, oder durch Jedes andere Mittel erfolgen, das zur Übertragung eines Signales geeignet ist.

Auf dem Gebiet der Informationsübertragung, auf das sich die Erfindung bezieht, wird im allgemeinen eine Folge von binären Infor-i mat Ionen (Zustände Voder Ί⁴^ über einen Funkkanal übertragen. Die Bandbreite des Übertragungskanals entspricht indessen meistens nicht dem Frequenzspektrum des zu übertragenden Signales. Beispielsweise kann das zu übertragende Signal eine Gleichkomponente enthalten, während das Frequenzband eines Fernsprechkanals eine ι

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untere Grenzfrequenz von 300 Hz aufweist.

Um diesen Schwierigkelten zu begegnen, wird häufig eine Trögerwelle herangezogen, auf die das zu übertragende Signal aufmoduliert wird, so daß das Signalspektrum Im Frequenzband des Übertragungskanals enthalten 1st.

Diese Modulation kann in einer Änderung der Frequenz der Trägerschwingung bestehen, wobei eine Frequenz fo dem Zustand "0" entspricht, während eine andere Frequenz dem Zustand "1" entspricht. Der übergang von der Frequenz fo auf die Frequenz fl und umgekehrt muß kontinuierlich erfolgen, um eine Verbreiterung des Spektrums zu vermeiden.

Diese Modulation kann auch in einer Änderung der Phase der Trägerwelle bestehen, wobei das Beibehalten der Phasenlage dem Zustand "0" und das Ändern der Phasenlage um einen bestimmten Wert dem Zustand "1" entspricht. Die Änderung der Phasenlage muß dabei so vorgenommen werden, daß das Spektrum nicht verbreitert wird.

Für die beiden betrachteten Modulationsmöglichkeiten scheint ein Übergangssignal mit variabler Frequenz erforderlich. Die Einheit, die eine auf diese Welse modulierte Trägerwelle erzeugt, wird Modulator genannt, während ein Demodulator die Informationen auf der Empfangsseite wieder aufbereitet.

Modulatoren und Demodulatoren sind in der Analogtechnik und in der Analogdigitaltechnik bekannt.

Im Fall der Analogtechnik wird die sinusförmige Trägerwelle direkt von einem Schwingkreis erzeugt und die Änderung der Frequenz erfolgt durch Änderung der Kapazität, der Induktivität oder des Widerstandes des Schwingkreises.

Bei Vorrichtungen, die mit Phasenmodulation arbeiten, wird eine bewertete Summe von phasenverschobenen Signalen gebildet, deren

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AmplitudenverhSltnisse die Phasenlage des Sununensignales bestimmen.

Im Pall der Analogdigitaltechnik wird die Frequenz durch das Ausgangssignal eines digitalen Frequenzteilers oder eines von einem digitalen Oszillator gespeisten Zähler^ bestimmt, der ein Rechtecksignal mit bestimmter Frequenz liefert. Die Frequenzmodulation erfolgt dabei durch Änderung des Teilverhältnisses des digitalen Teilers in Abhängigkeit von der zu übertragenden Information. Aus Gründen der Bandbreite und aus Gründen der empfängerseitigen Wiedergabegenauigkeit ist die Frequenz des von dem Digitalteiler erzeugten Rechtecksignals wesentlich höher als die Frequenz der an den Übertragungskanal gelieferten Trögerwelle. Bei der Frequenzmodulation muß daher ein Zusatzoszillator oder ein Zusatzteiler, ein Mischer, Filter und eine Schaltung zur Unterdrückung der Seltenbänder verwendet werden. Dieser zweite Teil, In dem eine amplitudenabhängige Verarbeitung durchgeführt wird, ist analogtechnisch ausgeführt.

Alle Geräte zum Stande der Technik, die mit Analog- oder mit Analogdigitaltechnik arbeiten, weisen Nachteile auf, die vor allem auf die enthaltenen Analogelemente, wie Oszillatoren, Mischer und Filter zurückzuführen sind. Diese Nächtelle bestehen darin, daß werkseitlg Abgleicharbeiten vorgenommen werden müssen, die die Herstellungskosten der Geräte erhöhen. Nachteilig ist ferner, daß die Analogteile einer Temperaturdrift und einer zeltlichen Drift unterworfen Bind, die ihre Funktion beeinträchtigen und ständige Nachstellarbeiten erfordern, wobei durch Wiederherstellung des Abgleiche störende Amplituden und Phasenverzerrungen beseitigt > werden. ■

i Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sinusgenerator , mit digitaler Frequenz- oder Phasenmodulation zu entwickeln, der sich unter anderem durch große Betriebsstabilität auszeichnet.

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Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Patentansprüchen beschrieben.

Erfindungsgemäß wird die Bestimmung der Frequenz und/oder der Phase mit logischen Schaltkreisen durchgeführt, wobei die wenig empfindlichen Analogkreise am Ausgang des Gerätes liegen.

Gemäß der Erfindung besteht sowohl ein Sinusgenerator mit digitaler Phasenmodulation als auch ein Sinusgenerator mit digitaler Frequenzmodulation aus einem Oszillator, einem Frequenzteiler zur Teilung der Frequenz der vom Oszillator erzeugten Schwingung, einer Quelle mit zu übertragenden Informationen, die an den Frequenzteiler angeschlossen ist, und einem D/A-Wandler (Digital/ Analog-Wandler),der das in Abhängigkeit?9er zu übertragenden Information frequenz- oder phasenmodulierte Signal liefert.

Ein Sinusgenerator nach der Erfindung erfordert im Vergleich zu bekannten Sinusgeneratoren weniger Abgleicharbeiten. Er besitzt tine größere Stabilität, d.h. Frequenzdrift sowie Phasen- und Amplitudenverzerrungen werden verringert.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Figuren 1 und 2 Kurven zur Demonstration, wie ein

sinusförmiges Signal aus diskreten Werten zusammengesetzt werden kann

Figur 3 ein Blockschaltbild eines Modulators

gemäß der Erfindung

Figur U ein Blockschaltbild eines Generators

zur Erzeugung einer frequenzumgetasteten Trägerwelle

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Figur 5 ein Blockschaltbild eines Generators

zur Erzeugung einer phasenumgetasteten Trägerwelle

Figur 6 verschiedene Signale, die sich auf die Schaltungen zur Phasenumtastung nach den Figuren 5 und 7 beziehen.

Wie bereits erwähnt, werden erfindungsgemäß logische Schaltkreise verwendet, um ein sinusförmiges Signal zu erzeugen, dessen Frequenz oder dessen Phase in Abhängigkeit einer zu übertragenden Information geändert wird. Im folgenden wird mit Hilfe der Figuren 1 und 2 gezeigt, wie diese Modulation, insbesondere die Frequenzmodulation erzielt wird.

Ein Sinussignal läßt sich allgemein darstellen in der Form: (1) v=V. sinU)t, wobei V eine Konstante ist. Die Frequenzänderung erfolgt durch eine Änderung der KreisfrequenzW = 2 TIf, Indem man einsetzt: Θ - UJt, wird aus der Beziehung (1): (2) ν = V . sinö .

In dieser Gleichung kann der Wert νοηθ zu einem Zeitpunkt t als Summe gleicher ElementeAB angesehen werden, die konstanten aufeinanderfolgenden ZeitintervallenAt entsprechen. Unter Beibehaltung dieser Elemente oder WinkelschritteA© kann eine Änderung der

lg

KreisfrequenztC= £~_ erzielt werden, Indem die zur Erreichung des ElementsAθ notwendigen Zeitintervalle geändert werden. Wenn der trigonometrische Kreis in ρ gleiche Teile Δ θ geteilt wird und die ρ Werte von βΙηΔθ, sin 2 Δθ _t sin 3ΔΘ... sin ρΔθ in einen Speicher eingelesen sind, kann man am Ausgang des Speichers ein aus diskreten Werten angenähertes Sinussignal erzeugen, indem man den Speicher schrittweise, d.h. fortschreitend von einem Speicherplatz zum nächsten, alle Δt Sekunden ausliest.

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«fr

Die Frequenz eines auf diese Weise entstandenen Signales hängt ab von dem zum Auslesen des Speichers verwendeten Wertet. Je größer die Zahl ρ ist, umso besser nähert sich die Kurve einer reinen Sinusform. Andererseits verursacht die Vergrößerung von ρ eine Vergrößerung der Speicherplätze des Speichers. Diese hängt von den an das Gerät gestellten Anforderungen ab. Bei der Erzeugung des Signales durch diskrete Werte entstehen im Frequenzspektrum zusätzlich Linien durch das Quantifizierungsrauschen. Diese Linio-i

und gegenüber dem Spektrum der reinen Trägerfrequenz um einen Wert verschoben, der im wesentlichen gleich 1/Ät ist. Sie sind daher weit genug vom Nutzsignal entfernt, um mit einem einfachen Passivfilter unterdrückt werden zu können.

In Fig. 3 ist ein Blockschaltbild eines in der erfindungsgemäßen Weise arbeitenden Modulators dargestellt. Er besteht aus einem Oszillator 1 mit konstanter Frequenz und Amplitude, einem Teiler 2 mit variablem Teilverhältnis, der von einer Schaltung 3 die zu übermittelnden Daten erhält, einem binären Vorwärts-Rückwärts-Zähler, der von dem Teiler 2 angesteuert wird und dem ein Speicher 5 nachgeschaltet ist, in welchem Speicher in binärer Form die gewünschten Werte gespeichert sind, und einemD/A-Wandler 6. Dieser D/A-Wandler 6 ist über einen Umschalter 8 mit einem Filter 9 verbunden. Durch den Umschalter 8 kann erforderlichenfalls ein Inverter 7 zwischengeschaltet werden. Der Umschalter wird von dem Vorwärts-Rückwärts-Zähler Ί gesteuert. Am Ausgang des Filters 9 wird das gewünschte modulierte Signal erhalten.

Der Oszillator 1 liefert Impulse mit konstanter Frequenz und diese Frequenz wird entsprechend der zu übertragenden Information in einem variablen Teilverhältnis geteilt. Der Vorwärts-Rückwärts-Zähler zählt wahlweise aufwärts oder abwärts die vom Teiler ausgehenden Impulse und der Inhalt des Zählers wird fortlaufend an den Speicher 5 übermittelt, in dem in binärer Form die verschiedenen der Sinusfunktion entsprechenden Werte, das heißt die verschiedenen diskreten Werte, deren Gesamheit die Sinuskurve der

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Trägerwelle wiedergibt, gespeichert sind. Der Vorwärts-Rückwärts-Zähler steuert auf diese Weise die Adressierung des Speichers 5· Der D/A-Wandler, der diesem Speicher nachgeschaltet ist, dient dazu die Kurve zusammenzusetzen. Es müssen lediglich die Werte von θ für das Intervall zwischen Null undic/2 gespeichert sein. Die restlichen Werte der Schwingungsperiode sind durch die Beziehung sin (ir- θ)= sin θ und sin (-Θ)= -sin θ gegeben.

Unter diesen Umständen ist es offensichtlich, daß der Zähler Ί als Vorwärtszähler arbeitet, solange die Werte von

Null bis Tt/2 aus dem Speicher ausgelesen werden und anschließend als Rückwärtszähler für den Bereich von 7f/2 bis Null sowie anschließend erneut als Vorwärtszähler. Der Speicher 5 besitzt in diesem Fall pM Speicherplätze. Ein binärer Null-Dekoder {Dekoder für den Wert Null) und ein binärer TC/2-Dekoder befinden sich am Ausgang des Zählers 4 um über eine Kippschaltung die Funktion des Zählers als Vorwärts- oder als Rückwärtszähler zu steuern.

Der Null-Dekoder setzt den Analoginverter 7 mit Hilfe des Umschalters 8 in Betrieb. Der D/A-Wandler 6 liefert ein Analogsig nal, das seinem digitalen Eingangssignal entspricht. Der Speicher ist ein Festwertlesespeicher (ROM), ein programmierbarer Lesespeicher (PROM) oder ein einmalig programmierbarer Speicher (FROM).

Es kann auch gleichermaßen die Beziehung sin (3Τ-Θ) = sin θ verwendet werden. In diesem Fall zählt der Vorwärts-Rückwärts-Zähler nur die Hälfte p/2 der Impulse p, die dem Winkelintervall von - -k/2 bis + -X/2 entsprechen. Ein - X/2-Dekoder und ein ♦ tf/2-Dekoder befinden sich am Ausgang des Zählers um nacheinander über eine Kippschaltung die Funktion des Zählers als Vorwärts- oder als Rückwärtszähler zu steuern. Die Funktion des Analoginverters 7 und des Umschalters 8 wird unterdrückt.

Es kann auch ein Zähler verwendet werden, die die Gesamtzahl der

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Impulse ρ zählt, der entsprechend seiner Kapazität die Werte von θ im Bereich von Null bis 2<κ entwickelt und danach bei Erreichen seiner Sättigung auf den Wert Null zurückspringt. In diesem Fall sind der Inverter 7 und der Umschalter 8 überflüssig. Außerdem kann ein einfacher Zähler anstelle eines Vorwärts-Rückwärts-Zählers verwendet werden.

Fig. 4 ist ein Blockschaltbild eines Generators nach der Erfindung, der eine durch Frequenzumtastung modulierte Trägerwelle erzeugt.

DerModulator besteht aus einem Quarzoszillator 1, der eine Rechteckspannung mit konstanter Freqeunz F erzeugt, einem Teiler 2 mit zwei Teilverhältnissen l/n_Q und IZn₁ (bei Kodierung mit Zweierfrequenzen), welcher Teiler 2 die Rechteckspannung erhält. Der Teiler kann bestehen aus einem Binärzähler mit einem nachgeschalteten Binärdekoder für die Zahl n_Q, der eine Frequenz f_Q= F/n_Q erzeugt und einem nachgeschalteten Binär-Dekoder für die Zahl n-, der eine Frequenz f* = F/n., erzeugt. Diese Schaltungen sind in dem Blockschaltbild nicht dargestellt. Die Auswahl der beiden Signale erfolgt über UND-Glieder 10 und 11, die mit einer ODER-Schaltung 12 verbunden sind. Die Auswahl wird bestimmt durch den logischen Zustand "0" oder "1", der zu übermittelnden Information des Schaltkreises 3 am Eingang des Modulators. Zur Steuerung der UND-Schaltung 11 entsprechend dem Zustand "0" wird ein Inverter 13 verwendet.

Ein binärer Vorwärts-Rückwärts-Zähler empfängt die Rechtecksignale mit den Frequenzen f« oder fj, je nach gegebenem Fall, über die ODER-Schaltung 12 und liefert parallel zu seinen Ausgängen die Zahl der empfangenen Impulse in binärer Kodierung. Wie vorher bereits erwähnt hängt die Kapazität des Zählers von der Zahl p/k der zur Erzeugung der Sinuskurve Botwendigen Winkelschritte Δ θ ab, die zwischen Null und jit/2 liegen. In diesem Fall ist am Ausgang des Vorwlrte-Rückwärts-Zählers 4 ein Binär-Dekoder 16 für die Zahl Null und ein weiterer 17 für die Zahl ρΜ vorgesehen, über diese Dekoder steuert das Ausgangssignal des Vorwärtβ-Rück-

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wärtszählers 4 eine bistabile Kippschaltung mit zwei komplementären Ausgängen Q und Q, die die Punktion des Zählers ¹J als Vorwärts- oder als Rückwärtszähler steuern. Zum Beispiel versetzt ein vom Null-Dekoder 16 erzeugter Impuls den Ausgang Q der Kippschaltung 18 in den Zustand "1" und den Ausgang Q in den Zustand "0", während ein Signal des Dekoders 17 den umgekehrten Effekt bewirkt. Das Ausgangssignal Q der Kippschaltung 18 wählt den Zählereingang so, daß der Zähler als Vorwärtszähler arbeitet und das Auegangssignal Q bewirkt das Rückwärtszählen, und zwar über UND-Schaltungen l¹» und 15, deren genaue Wirkungsweise hier nicht erörtert zu werden braucht.

Wie anhand von Fig. 3 bereits erwähnt wurde, enthält der Modulator der Pig. H einen Speicher 5 für die Sinuswerte, einen D/AWandler 6, gefolgt von einem Inverter 7, der erforderlichenfalls durch einen Umschalter 8 in Betrieb gesetzt wird und ein Filter 9, das das modulierte Signal liefert.

Der Speicher 5 ist ein Pestwertlesespeicher oder ein programmierbarer Pestwertlesespeicher, mit einem Speichervermögen von pM + Wörtern von jeweils k bits, wobei das Wort "0" miteingeschlossen ist. Die Zahl k hängt ab von der für die Sinuserzeugung gewünschten Genauigkeit. Dieser Speicher empfängt die Ausgangssignale des Binärzählers, die den Werten von θ entsprechen und erzeugt binär kodiert die entsprechenden Sinuswerte.

Der D/A-Wandler 6 empfängt die Ausgangssignale des Speichers 5· Der Analoginverter 7» der auch als Verstärker mit Verstärkungsfaktor -1 bezeichnet werden kann, ist dem D/A-Wandler 6 nachgeschaltet und wird durch einen Analogumschalter 8 in Betrieb gesetzt. Dieser Analogumschalter kann aus einer Feldeffekt-Torschaltung bestehen, die voneiner Kippschaltung 19 (Flip-Flop) angesteuert wird, welche Kippschaltung 19 ausgangsseitig mit dem Ausgang des Null-Dekoders 16 verbunden ist.

Die Bandbreite des Verstärkers 9» der das Analogsignal vom Umschalter 8 empfängt, ist begrenzt, wodurch die Sinuskurve geglät-

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tet und gleichzeitig für die übertragung verstärkt wird.

Für einen frequenzumgetasteten Modulator mit einer Umtastfolge von 1200 Baud, einer Modulationsfrequenzm_Q= 2100 Hz und einer Modulationsfrequenz In₁= 1300 Hz können folgende Daten angegeben werden:

ΔΘ =	2 1T/6O	60	(P =	60)	Hz
^fo -	2100 χ	60	= 126	000	Hz
^fl =	1300 χ		= 78	000
ⁿo =	13
ⁿl =	21	1638 kHz
F =

Kapazität des Vorwärts-Rückwärtseählers = p/4 + 1 = 16, das sind 4 bits.

Kapazität des D/A-Wandlers = 8 bits.

Qrenztfrequenz des Tiefpaßfilters: F„ = 4 kHz, Steilheit 12 dB/Oktave.

Fig. 5 ist ein Blockschaltbild eines phasenumgetasteten Modulatorsj

i Im allgemeinen besteht bei einem Phasenmodulator das Eingangssignal aus einer binären Folge von Signalen und das Ausgangssignal j ist eine Sinusschwingung, deren Phasenlage relativ zu einer Trägerschwingung sich entsprechend den Werten des Eingangssignales ändert. Die Änderung der Phase erfolgt durch eine vorübergehende Änderung der Frequenz während einer Übergangszeitf , die zu BeginneeAnes, der übertragung eines Wertes entsprechenden Zeitintervalles, liegt.

Beispielsweise folgen bei einem Modulator mit 2100 Baud die Eingangsdaten mit einer Geschwindigkeit von 2400 bits pro Sekunde und die bits werden paarweise zu Doppelbits zusammengefaßt. Dies gibt 1200 Boppelbite pro Sekunde.

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Die Frequenz des Modulatorausgangssignales ist 18OO Hz. Die Phase des Doppelbits ist in Bezug auf die Phase des vorausgegangenen Doppelbits bestimmt. Die nachfolgende Tabelle gibt beispielhaft den "Phasenwert" eines Doppelbits an

Wert des Doppelbits Phasenverschiebung gegenüber dem

vorausgegangenen Doppelbit

00 + i»5°-

01 + 135^£

11 + 225^£ = 360° - 135°

10 + 315- = 360° - 45°

Um das Frequenzspektrum klein zu halten, erfolgt die Änderung der Phase zwischen jeweils zwei Doppelbits nicht abrupt, sondern kontinuierlich während einer Übergangsperiode mit der Dauert* zu Beginn des zwischen zwei aufeinanderfolgenden Doppelbits definierten Zeitintervalls.

Die Frequenz am Ende dieses Zeitintervalls ist immer konstant Fq.

Die Änderung der Phase ΔΦ zwischen zwei Doppelbits erfolgt dadurch, daß während einer Übergangszeit^ eine von F_Q verschiedene Frequenz F benützt wird. Der Wert von F kann aus folgender Beziehung berechnet werden:

2* FT - 21t F₀T =Δ*Ρ.

^p = ^Fo

Dabei kann Λf vier verschiedene Werte annehmen, die durch die vorausgegangene Tabelle definiert sind: + i»5°, ♦ 135°, - 135°, - ¹J5°. Es ist folglich notwendig, zusätzlich zur Frequenz F_Q, die am Ende eines jeden Doppelbits zur Anwendung kommt, vier weitere zusätzliche Frequenzen zu haben: F₁, Fp, F,, F₁., die jeweils am Anfang jedes Doppelbits während der Dauert: angewandt und entsprechend dem Wert des Doppelbits ausgewählt wird. Zum Beispiel, wenn

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P₀ = 1800 Hz und T = Ο,Ί ms ist, wird durch Δ? = + r/1, P₁ bestimmt zu F₁ = 2 112,5 Hz, 3fM, F₂ bestimmt zu F₂ = 2 737,5 Hz, - 5tf4, F, bestimmt zu F, = 862,5 Hz. und Af= - «fi, P₁, bestimmt zu F₂, = 1 487,5 Hz.

Wenn die Zahl der Elemente Δθ während einer vollständigen Periode des Ausgangssignales ρ ist^die Frequenz des Eingangssignales des Vorwärts-Rückwärtsaählers ρ mal so groß:

^fo^=pPo» ^fl^{= pP}l» ^f2^{= pF}2» ^f3^{= pP}3» ^und *V ^pFV

Die Auswahl der verschiedenen Frequenzerzeuger erfolgt über eine Steuerschaltung, die die zu übertragende Information erhält und folgende Funktionen erfüllt:

- Die paarweise Zusammenfassung der bits zu Doppelbits

- Das Inbetriebsetzen des Generators, je nach Wert des Doppelbits, für die Frequenz fj, f₂, f, oder f^ während der Dauenc

- Das Inbetriebsetzen des Generators der Frequenz f am Ende des Doppelbits.

Der Modulator der Fig. 5 besteht aus einem Oszillator 1, der an eine Reihe von Frequenzteilereinheiten 22 bis 26 angeschlossen ist, die jeweils die Frequenzen f_Q, fj, f₂, f, und f^ liefern. Diese Teilereinheiten sind parallel geschaltet und versorgen über einen Umschalter 27 einen von einem Speicher 5 und einem D/A-Wandler 6 gefolgten Zähler 4. Die zu übertragende Information wird von einem Schaltkreis 3 geliefert und gelangt in eine Steuereinheit 28, die zum Zwecke der Frequenzauswahl den Umschalter 27 ansteuert.

Eine Möglichkeit zur Verwirklichung der Steuereinheit 28 ist anhand des Blockschaltbildes der Fig.7 dargestellt. Die von der Quelle 3 kommende Information wird an eine aus zwei Zellen bestehende Registriereinheit 29 zur Festlegung der Phasenverschiebung

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übertragen, welche Registriereinheit von einem Taktsignal H angesteuert wird. Die beiden gleichzeitig registrierten Zustandswerte werden von einem l-aus-M D/A-Dekoder gelesen. Die Lesefolge des Dekoders 31 wird durch das Taktsignal H bestimmt, dessen Frequenz mit Hilfe des Teilers 30 halbiert wird.

Dieses frequenzmäßig halbierte Taktsignal löst eine monostabile Kippschaltung 33 mit der Haltezeit ^ aus.

Die Ausgangssignale des Dekoders 31 und der monostabilen Kippschaltung 33 steuern die Wählschaltung 32, die aus logischen Torschaltungen besteht.

Die WählBchaltüng 32, übermittelt an den Umschalter 27 der Fig.5 den Befehl, während einer Zeitc* eine der Frequenzen f* , fp, f, oder fjj auszuwählen und anschließend auf die Frequenz f umzuschalten. Der Umschalter 27 kann aus einfachen logischen UND-Gliedern bestehen.

Im Ausführungsbeispiel der Figur wird die Informationsübertragung mit vier Zustandswerten durchgeführt, nämlich mit einerMittenfrequenz F und vier Frequenzen, auf die umgetastet wird (F₁, F-, ^3> Fjj)· Die Frequenzsprünge finden, wie gesagt, während Zeitintervallent; statt und die Auswahl der Frequenz erfolgt zu Beginn des Intervalls durch die Steuereinheit 28, je nach dem Wert des Doppelbits. Wenn nach der ausgewählten Frequenz die gewünschte Phasenverschiebung erreicht ist, wird die Mittenfrequenz bis zum Ende des Doppelbits eingestellt.

In Fig. 6 sind die verschiedenen erhaltenen Signale veranschaulicht:

Die Kurve a gibt die Informationsdaten während fünf aufeinanderfolgenden Doppelbits wieder.(I, II, III, IV und V).

Die Kurve b veranschaulicht die Frequenzen, die entsprechende Phasenverschiebungen verursachen.

Die Kurve c gibt die Veränderungen der Phasenlagen wieder.

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7 0 9 8 4 5/0 6~72

In der Zeile d sind die Werte der relativen Phasenverschiebungen zwischen aufeinanderfolgenden Doppelbits aufgeführt.

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Claims

PATENTANWÄLTE 270711fi

DIETRICH LEWINSKY ' ^MO

HEINZ-JOACh'liV! HUBER REINER PRIETSCH

MÜNCHEN 2 1 18.2.1977

GOTTHARDSTR. 81 9355-V/Ni

Thomson-CSF

Patentansprüche:

( 1.J Sinusgenerator mit digitaler Frequenz- oder Phasenmodulierung, dadurch gekennzeichnet ^_daß er einen Oszillator (1), einen Frequenzteiler (2, 22 bis 26) zur Teilung der Frequenz der vom Oszillator (l) erzeugten Schwingung, eine an den Frequenzteiler angeschlossene Quelle (3) zu übertragender Information, einen an den Frequenzteiler (2) angeschlossenen Zähler (4) und einen Digital/Analog-Wandler (6) umfaßt, der das sinusförmige elektrische, entsprechend der zu übertragenden Information frequenz- oder phasenmodulierte Analogsignal liefert.

2. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das TeilverhSltnis des Frequenzteilers (2) wählbar ist.

3- Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (¹J) ein Vorwärts-Rückwärts-Zähler ist und ein Speicher (5) zwischen den Vorwärts-Rückwärts-Zähler und den Digital/ Analog-Wandler geschaltet ist.

¹J. Generator nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Frequenz oder die Phase des Signals des Oszillators (1) in Abhängigkeit der digitalen vorliegenden zu übermittelnden Information ändert.

5. Generator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Teiler (2) zwei Signale mit unterschiedlichen Frequenzen, die Teilfrequenzen der Frequenz der vom Oszillator (1) erzeugten

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Schwingung darstellen, erzeugt, wobei jede der beiden Frequenzen einem bestimmten Wert der zu übermittelnden Information entspricht.

Generator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen den Oszillator (1) und den Zähler (4) geschaltete Frequenzteiler (2) aus einer Mehrzahl von Frequenzteilereinheiten (22 bis 26) besteht, von denen jede ein Signal mit einer Teilfrequenz der Frequenz des Oszillatorsignales (1) liefert, daß ein mit der Quelle (3) verbundener Umschalter (27) vorgesehen ist, der mehrere Eingänge aufweist und daß die Wahl der Frequenz durch die Phasenverschiebung des zu Obertragenden Signales bestimmt wird.

Generator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß, unter Verwendung der Beziehung sin (Ti -Θ) = sin Θ , der Vorwärts-Rückwärts-Zähler die Impulse zählt, die in dem Winkelintervall von -Π/2 bis +7Γ/2 enthalten sind, daß der Vorwärts-Rückwärtszähler ausgangsseitig an einen Binär-Dekoder für den Wert tT/2 und einen Binär-Dekoder für den Wert -TT/2 angeschlossen ist, wobei beide Binär-Dekoder an zwei Eingängen einer Kippschaltung (l8) liegen, deren Ausgangssignale Q und Q die Funktion des Zählers (Ί), je nach Fall, als Vorwärts-oder Rückwärts-Zähler steuern, wobei diese Steuerung über UND-Glieder (I¹*, 15) erfolgt, deren jeweils zweite Eingänge mit dem Ausgang des Teilers (2) verbunden sind.

Generator nach Anspruch 3 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß, unter Verwendung der Beziehung sin (-Θ) = - sin θ und sin (η-Θ) = sin θ, der Vorwärt s-Rückwärts-Zähler (i») die Impulse zählt, die in dem Winkelintervall von O bis Ή72 enthalten sind, daß der Vorwärts-Rückwörts-Zähler ausgangsseitig an einen Binär-Dekoder für den Wert O (16) und an einen Binär-Dekoder für den Wert Ti/2 (17) angeschlossen ist, wobei beide Binär-Dekoder an zwei Eingängen einer Kippschaltung (18) liegen, deren Ausgangssignale Q und Q die Funktion des Zählers, je nach Fall, als

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Vorwärts- oder als RückwSrts-Zähler steuern, daß diese Steuerung über UND-Glieder (I¹I, 15) erfolgt, deren jeweils zweite EingSnge mit dem Ausgang des Teilers (2) verbunden sind und daß der BinSr-Dekoder für den Wert 0 (16) über eine Kippschaltung (19) einen Analog-Inverter (7) steuert, der mit dem Ausgang des Digital/Analog-Wandlers (6) verbunden ist.

9. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er an seinem Ausgang ein Filter (9) aufweist, das Frequenzen, die durch das Quantifizierungsrauschen verursacht werden, eliminiert .

10.Generator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzwähler (28) eine an die Quelle (3) angeschlossene und durch ein Taktsignal H gesteuerte Schaltung (29) zur Registrierung der gewünschten Phasenverschiebung und einen an diese Schaltung (29) angeschlossenen Dekoder (31) aufweist, daß der Dekoder durch das über einen Frequenzteiler (30) geführte Taktsignal angesteuert wird, daß gleichermaßen eine monostabile Kippschaltung (33) angesteuert wird und daß der Dekoder (3D und die monostabile Kippschaltung (33) an eine Wählschaltung (32) angeschlossen sind, die den Umschalter (27) steuert.

11.Generator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zu übertragende binäre Information paarweise zu Doppelbits zusammengefaßt ist, daß das Inbetriebsetzen der verschiedenen Frequenzteilereinheiten (22 bis 26) entsprechend der gewünschten Phasenverschiebung während einer Übergangszeit (T) erfolgt, die einen Bruchteil der Zeitdauer der Übermittlung eines Doppel* bits einnimmt, wogegen die Frequenzteilereinheit zur Erzeugung der Trägerfrequenz während der restlichen Zeltdauer in Betrieb -ist.

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12. Generator nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammenfassung der zu übertragenden Information zu Doppelbits In der Registrierschaltung (29) erfolgt.

13· Generator nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die monostabile Kippschaltung (33) die Länge der Übergangszeit (T) bestimmt.

I¹J. Vorrichtung zur Informationsübertragung, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Sinusgenerator mit digitaler Frequenz- oder Phasenmodulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 enthält.

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