DE2713086A1

DE2713086A1 - Signalverarbeitungseinrichtung

Info

Publication number: DE2713086A1
Application number: DE19772713086
Authority: DE
Inventors: Charles William Bethards
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1976-03-25
Filing date: 1977-03-24
Publication date: 1977-09-29
Also published as: BR7701670A; MY8100296A; US4110699A; GB1563271A; CA1079362A; MX144183A; IT1112125B; HK1181A; JPS52117008A

Description

2713086 Dipl.-Phys. O.E. Weber ο-β Mönchen 71

Patentanwalt Hofbrunnstraße 47

Telefon: (089)7915050

Telegramm: monopolweber manchen

H 4-78

MOTOROM, ING.
East Algonquin Road Schaumburg, 111. 60196, USA

Signalverarbeitungseinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Signalverarbeitungseinrichtung und bezieht sich insbesondere auf elektronische Signalüresser. Die Erfindung betrifft speziell einen NF-Presser zur Verwendung in einem amplitudenmodulierten Sender.

Verstärker mit einer Signalpressung bzw. Verstärker mit einer Dynamikregelung sind grundsätzlich bekannt. Solche Verstärker werden üblicherweise in Niederfrequenzeinrichtungen verwendet, wenn der Dynamikbereich eines Niederfrequenzsignals derart gepreßt werden soll, daß das Signal einer bestimmten Punktion angeDaßt werden soll. Beispielsweise werden derartige Einrichtungen bei der Aufzeichnung von Musik auf ein Band oder eine Platte verwendet. Insbesondere werden NiederfrenuenzOresser in

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Hochfrequenz-Sendern verwendet, um einen vorgegebenen Modulationsindex in dem HP-Signal beizubehalten. Somit wird in amplitudenmodulierten HF-Sendern der Versuch unternommen, auf diese Weise den Modulationsindex unter einer vorgegebenen Maximalgrenze zu halten.

Bei derartigen amplitudenmodulierten Sendern tritt das Problem auf, daß der Modulationsindex eine Funktion einer Gleichvorspannung oder Steuerspannung für die HF-Verstärkerstufe ist. Wenn allgemein die Gleichvorspannung für einen HF-Verstärker der Klasse G abnimmt, moduliert ein vorgegebenes Niederfrequenzsignal den HF-Verstärker auf einen höheren Modulationsindex. Wenn hingegen die Gleichvorspannung zunimmt, nimmt der Modulationsindex ab. Dieses Problem ist insbesondere dann störend, wenn ein Sender in einem tragbaren Gerät betrieben wird, bei welchem die Gleichvorspannung oder Steuerspannung ihren Wert verhältnismäßig stark ändern kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Niederfrequenzpresser der oben näher erläuterten Art zu schaffen, dessen Arbeitscharakteristik sich einem verändernden Gleichvorspannungspotential anpaßt.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen insbesondere die im Patentbegehren niedergelegten Merkmale.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß ein Verstärker vorgesehen ist, welcher an seinem Eingang die Wechselspannungssignale aufnimmt und an seinem Ausgang verstärkte \usgangssignale liefert, daß weiterhin eine Dämpfungseinrichtung vorhanden ist, welche dazu dient, den Pegel der WechselsDannungssignale an dem Verstärkereingang in Reaktion auf ein Steuersignal zu steuern, daß weiterhin eine erste Fühlereinrichtung vorhan-

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den ist, welche dazu dient, die Gleichspannung abzutasten und ein für diese Gleichspannung repräsentatives Signal zu erzeugen, daß weiterhin eine zweite Fühlereinrichtung vorhanden ist, welche dazu dient, den ^egel des Wechselsoannungssignals abzutasten, welches am Verstärkerausgang erzeugt wird, und ein dafür repräsentatives Signal zu erzeugen, daß weiterhin eine oteuersignaleinrxchtung vorhanden ist, um diejenigen Signale abzutasten, welche von der ersten und der zweiten Fühlereinrichtung erzeugt werden, und um in Reaktion darauf ein vorgegebenes Steuersignal zu erzeugen, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche dazu dient, das erzeugte Steuersignal an die Dämpfungseinrichtung zu führen, wodurch der Pegel der V/echselspannungssignale, welche an dem Verstärkerausgang erzeugt werden, für die Gleichspannung repräsentativ ist.

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Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt die einzige Figur ein Schaltschema eines amplitudenmodulierten Senders, welcher einen erfindungsgemäßen Dynamikpresser aufweist.

In der Fig. 1 ist ein amplitudenmodulierter Sender dargestellt, der insbesondere für tragbare Geräteausführungen geeignet ist, und es werden in diesem Sender die Signale, welche über einen HP-Träger übertragen werden sollen, von einem Mikrophon 12 erzeugt. Die Niederfrequenzsignale werden dann im Verstärker 14 verstärkt, werden weiterhin im Niederfrequenzverstärker 16 verstärkt und über den Kondensator 18 kapazitiv mit der Primärwicklung 22 eines Leistungs-Modulationsübertragers 20 gekoppelt. Die Sekundärwicklung 24 des Modulationsübertragers 20 ist zwischen einer mit A+ bezeichneten Energieversorgungsquelle, welche einen entsprechenden Gleichstrom liefert, und einem Steuereingang 28 eines HF-Leistungsverstärkers 26 angeordnet.

Der HF-Leistungsverstärker 26 erzeugt normalerweise an seiner Ausgangsklemme einen HF-Träger, der von einem Oszillator 3O erzeugt und in einem Erreger 32 verstärkt wird, bevor er dem Eingang des HF-Leistungsverstärkers 26 zugeführt wird. Die NF-Signale auf der Primärwicklung 22 des Übertragers 20 modulieren die Vorspannung A+ für den HF-Leistungsverstärker 26, wodurch das Ausgangssignal von dem HF-Leistungsverstärker zu einem amplitudenmodulierten HF-Trägersignal wird. Der amplitudenmodulierte Träger wird mittels eines Filters 34 gefiltert, welches derart ausgebildet ist, daß es nur Signale in einem gewünschten Frequenzbereich durchläßt, d.h., es wird ein sogenanntes Bandpaßfilter verwendet, so daß dadurch Signale unterdrückt werden, die nicht in dem gewünschten Frequenzband liegen und durch Nichtlinearitäten im System erzeugt worden sind. Das Ausgangssignal des Filters wird einer Antenne 38 zugeführt.

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Bei einem derartigen Amplitudenmodulationssystem bewirkt der Wert der Gleichvorspannung A+ an dem Gleichspannungs-Vorspannungseingang 28 des HF-Verstärkers 26 eine Veränderung in der Modulation des HF-Trägers. Insbesondere bei tragbaren Geräten, bei welchen die Tendenz besteht, daß sich die Gleichvorspannung A+ ändert, ist die Modulation sehr stark von dieser Vorspannung abhängig. Dies ist deshalb unerwünscht, weil für die Modulation Grenzen bestehen und weil das in einem Empfänger aufgenommene Signal in seiner Qualität davon abhängt, in welchem Maß die Modulation konstant bleibt.

Um Veränderungen in der Gleichvorspannung oder in der Steuersoannung zu kompensieren, wird ein spezieller Dynamikpresser verwendet, der eine Rückführschaltung 40 aufweist. Das Eingangssignal für den Presser wird von einem Spannungsteiler abgegriffen, der aus einem Paar von in Reihe geschalteten Widerständen 42 und 44 besteht. Das freie Ende des Widerstandes 42 ist mit der mit A+ bezeichneten Vorspannungsklemme verbunden, wahrend das freie Ende des Widerstandes 44 mit dem Ausgang des NF-Verstärkers 16 verbunden ist und damit auch mit der Primärwicklung 22 des Übertragers 20. Die Verbindung ist auf der negativen Seite des Kondensators 18 hergestellt, und es ist daher das freie Ende des Widerstandes 44 gleichspannungsraäßig im wesentlichen geerdet, da die Primärwicklung 22 des Übertragers 20 auf Erdpotential liegt. Die gemeinsame Verbindung 46 der Widerstände erzeugt eine Gleichspannung, welche für das Gleichvorspannungspotential A+ repräsentativ ist, und weiterhin eine Wechselspannung, welche für den Wechselspannungssignalpegel am Ausgang des Verstärkers 16 repräsentativ ist. Somit läßt sich die Spannung an der Verbindung 46 folgendermaßen ausdrücken:

_v _ ^R44 ' ^A+ , ^Vac · ^R42
46 R^₂ + R^ ^R42 ^{+ R}44

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wobei V der Wechselspannungspegel an der Primärwicklung 22

StC

des Übertragers 20 ist. Die Wecnselsoannungssignale werden durch einen Gleichrichter 48 gleichgerichtet und durch einen Kondensator 50 gefiltert. Die sich dabei ergebende Gleichspannung wird über eine Diode 48 dem Eingang eines Verstärkers 52 zugeführt. Der Verstärker 52 weist ein Paar von NPN-Transistoren 54 und 56 auf, wodurch der Transistor 54 in Emitterschaltung geschaltet ist, während der Transistor 56 als Spannungsfolger arbeitet. Beide Transistoren haben Lastwiderstände, welche mit einem gemeinsamen Vorspannungswiderstand verbunden sind, der seinerseits mit einem Vorspannungspotential beaufschlagt ist. Außerdem ist der Transistor 54 mit einem Emitterwiderstand ausgestattet, der mit dem Erdüotential verbunden ist. Das Ausgangssignal vom Veistärker 52 wird am Emitter des Transistors 56 abgegriffen und wird durch einen Filterkondensator 58 gefiltert und über einen Spannungsteiler, der aus einem Reihenwiderstand 60 und einem Shuntwiderstand 62 gebildet ist, der Basis eines Dämpfungstransistors 64 zugeführt. Der Transistor 64 ist über seinen Kollektor mit dem Eingang des Verstärkers 16 verbunden, und sein Emitter ist mit dem Erdpotential verbunden. Steuersignale an der Basis des Transistors 64 bewirken, daß das Dämpfungsglied entweder in seiner Impedanz zunimmt oder abnimmt, so daß dadurch zunehmende bzw. abnehmende Wechselspannungs-Eingangssignale an den Verstärker 16 geführt werden. Somit hängt der Pegel der Wechselspannungssignale, welche am Ausgang des Verstärkers 16 auftreten sowie an der Primärwicklung des Transformators bzw. Übertragers 20, von dem Steuersignal ab, welches an der Basis des Transistors 24 vorhanden ist, was wiederum von dem Verstärker 52 abhängt und von den Abfühlspannungen, welche an der gemeinsamen Verbindung 46 des Soannungstellers 42, 44 vorhanden sind. Von dem Ausgang des Verstärkers 52 ist ein Rückführwiderstand 66 an dessen Eingang hingeführt, so daß die Gleichvorspannung der Basis des Transistors 54 zugeführt wird, so daß etwa 1,0 Volt am Emitter des Transistors 56 liegen. Die

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'4ο-

Widerstände 60 und 62 bilden einen Spannungsteiler für diese Spannung von 1 Volt, so daß diese Spannung derart geteilt wird, daß eine Spannung erzeugt wird, die nicht dazu ausreicht, das Dämpfungsglied 64 einzuschalten.

Für Spannungen an der Basis des Transistors 54, welche unter dem Einschaltwert liegen (etwa 0,650 Volt für einen Siliziumtransistor), erzeugt der Verstärker diesen konstanten Spannungspegel von 2,0 Volt an seinem Ausgang.

Durch eine Approximation der Schwellenspannung an der gemeinsamen Verbindung 46, bei welcher der Transistor 54 wie bei 0 Volt abschaltet, läßt sich die obige Gleichung folgendermaßen schreiben:

^Vac

Polglich hängt die Arbeitsweise des Pressers direkt von dem Gleichspannungs-Vorspannungspegel A+ ab. Durch entsprechende Festlegung des Widerstandsverhältnisses von R^₂, zu R^- kann eine beliebige Wechselspannung V erzeugt werden, um einem

ac

vorgegebenen Gleichspannungs-Vorspannungspotential A+ angepaßt zu werden.

Wenn das Gleichspannungs-Vorspannungspotential A+ somit die Tendenz zeigt, daß der Modulationsindex abnimmt, und zwar bei demselben Pegel eines NF-Eingangssignals, so reagiert aufgrund der Rückführachleife 40 das System in der Weise, daß die Spannung an der Basis des Transistors 54 ein größeres Wechselspannungssignal am Ausgang des Verstärkers 16 erfordert, um die Dynamikregelung ansprechen zu lassen bzw. den Presser in Funktion zu setzen. Dies führt zu einem stärkeren NF-Signal am Ausgang des Verstärkers 16, welches die Abnahme im Gleichspannungs-Vorspannungspotential A+ exakt kompensiert, so daß dadurch der Modulationsindex erhalten bleibt. Wenn

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- sr -

hingegen das GIeichspannungs-Vorspannungspotential A+ abnimmt, wird die Spannung an der Basis des Transistors 54- näher an die Sperrspannung herangeführt, wodurch das Steuersignal auf dem Transistor 64 dessen Kollektorimpedanz vermindert, wodurch der NF-Signalpegel am Ausgang des Verstärkers 16 abnimmt.

Es ist zu bemerken, daß durch die erfindungsgemäße Schaltung der Pressungspegel automatisch verändert wird, und zwar in Abhängigkeit von dem Energieversorgungspegel A+, ohne daß der Pressungsbereich verändert wird. Weiterhin ist die erfindungsgemäße Schaltung in außerordentlich weiten Grenzen tempeiEturunempfindlich, weil Veränderungen in der Einschaltspannung des Transistors 54- durch eine entsprechende Änderung in der Diode 48 kompensiert werden.

Gemäß der Erfindung wird somit eine NF-Pressung durchgeführt, welche auf Veränderungen im Gleichspannungs-Vorspannungspegel anspricht, um dadurch die Pressungscharakteristik zu verändern. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Modulationsindex eines amplitudenmodulierten Senders mit besonders guter Genauigkeit auf einem konstanten Wert gehalten.

- Patentansprüche -

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/Sb L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche

Λ J Si^^alverarbeitungseinrlchtung, welche auf eine Gleichsoannuiig anspricht, um Mechselspannungssignale zu verarbeiten» dadurch gekennzeichnet , daß ein Verstärker (16) vorgesehen ist, welcher an seinem Eingang die Wechselspannungssignale aufnimmt und an seinem Ausgang verstärkte Ausgangssignale liefert, daß weiterhin eine Dämofungseinrichtung- (64) vorhanden ist, welche dazu dient, den ?egel der Wechselspannungssignale an dem Verstärkereingang in Reaktion auf ein Steuersignal zu steuern, daß weiterhin eine erste Fühlereinrichtung (^2,44-) vorhanden ist, welche dazu dient, die Gleichspannung abzutasten und ein für diese Gleichspannung repräsentatives Signal zu erzeugen, daß weiterhin eine zweite Fühlereinrichtung (42,44-,48,5Q) vorhanden ist, welche dazu dient, den Pegel des Wechselspannungssignals abzutasten, welches am Verstärkerausgang erzeugt wird, und ein dafür repräsentatives Signal zu erzeugen, daß weiterhin eine Steuersignaleinrichtung (52) vorhanden ist, um diejenigen Signale abzutasten, welche von der ersten und der zweiten FSihlereinrichtimg erzeugt werden, und um in Reaktion darauf ein vorgegebenes Steuersignal zu erzeugen, und daß eine Einrichtung (60,62) vorgesehen ist, welche dazu dient, das erzeugte Steuersignal an die Dämpfungseinrichtung zu führen, wodurch der Pegel der Mechselspannungssignale, welche an dent Yerstärkerausgang erzeugt werden, für die Gleichspannung repräsentativ ist.

2- Amplitudenmodulationssender, bei welchem ein Niederfrenuenzsignal einen HF-Träger moduliert und bei welchem der Modulationsindex des HF-Trägers eine Funktion einer Gleichsoannungs-Versorgung ist, dadurch gekennzeichnet , daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche dazu dient, den Pe-

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gel der Gleichspannungsversorgung abzutasten und in Abhängigkeit davon den Pegel des Hiederfreauenzsignals auf einem im v;esentlichen konstanten Modulationsindex zu halten.

Sender nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zur Abtastung der Versorgungsgleichspannung weiterhin eine Einrichtung aufweist, welche dazu dient, den Niederfrequenzsignaloegel abzutasten und in Abhängigkeit davon den Niederfrequenzpegel derart einzustellen, da3 der Modulationsindex innerhalb einer vorgebbaren Grenze bleibt.

Sender nach Anspruch ;>, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hiederfrenuenzverstärker vorgesehen ist, der an seinem Eingang ein Niederfrequenzsignal aufnimmt, dieses Signal mit einem festen Verstärkungsfaktor verstärkt und an seinem Ausgang des verstärkte Signal abgibt, daß weiterhin ein Spannungsteiler vorgesehen ist, der ein Paar von in Reihe geschalteten Widerständen aufweist, daß das freie Ende eines dieser Widerstände mit der Gleichspannungsversorgung verbunden ist, daß das freie Ende des anderen Widerstandes ntit dem Verstärkerausgang verbunden ist, daß weiterhin eine Einrichtung vorhanden ist, welche dazu dient, diejenigen Wechselspannungssignale gleichzurichten und zu filtern, welche an der Verbindung zwischen den Widerständen vorhanden sind, daä weiterhin ein Rückführveidtärker vorgesehen ist, der einen vorgegebenen Aktivierungsoegel aufweist, daß der Rückführverstärkerausgang in einen» konstanten Status bleibt, solange die Eingangssignale unter dem Aktivierungspegel liegen, daß der Rückfährverstärker andernfalls ihm am Eingang zugeführte Signale in der Weise verarbeitet, daß ein vorgegebenes Ausgangssignal erzeugt; wird, welches zu dem Eingangssignal in einer bestimmten Beziehung steht, daß weiterhin eine Einrichtung vorhanden ist, welche dazu dient, den Verbindungsounkt zwischen den Widerständen und die gleichgerichteten und gefilterten Wechselspannungs-

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ο-

signale dem Eingang des Rückführverstärkers zuzuführen, so daß der Verstärker über einen vorgegebenen Bereich von Gleichspannungs- und gleichgerichteten Wechselspannungssignalen in seinem konstanten Status bleibt, daß weiterhin ein signalgesteuertes Dämpfungsglied vorgesehen ist, um die Größe bzw. Amplitude der Eingangssignale für den Verstärker in Reaktion auf empfangene Steuersignale zu beeinflussen, und daß schließlich eine Einrichtung vorhanden ist, welche dazu dient, die Ausgangssignale von dem Rückführverstärker der Dämpfungseinrichtung zuzuführen, um deren Dämpfungsmaß zu beeinflussen, so daß dann, wenn sich der Rückführverstärker in seinem konstanten Status befindet, die Dämpfungseinrichtung auf eine minimale Dämpfung eingestellt ist, während die Dämofungseinrichtung in ihrem Dämpfungsmaß mit zunehmenden Rückführveratärkersignalen oberhalb des Aktivierungsstatus zunimmt.

Sender nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß ein mit einer Gleichspannung steuerbarer HF-Verstärker vorgesehen ist, um den HP-Träger zu führen, und daß ein Modulationstransformator vorgesehen ist, welcher eine Primärwicklung aufweist, die zwischen dem Ausgang des Niederfrenuenzverstärkers und einem Bezugspotential angeordnet ist, während die Sekundärwicklung zwischen der GleichspannungsVersorgung und dem HP-Verstärker liegt, um diesen mit einer Gleichvorspannung zu versorgen, wodurch die Niederfrequenzsignale auf der Primärwicklung des Transformators den HP-Träger modulieren.

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