DE2746979C2 - Anordnung zur Synchrondemodulation eines zweiseitenbandamplitudenmodulierten Signals mit oder ohne Trägerfrequenzkomponente - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Synchrondemodulation eines zweiseitenband-amplitudenmodu« lierten Signals mit oder ohne Trägerfrequenzkomponente nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Anordnung ist aus der US-PS 37 92 364 bekannt. Sie ist insbesondere geeignet zur Verwendung in Fernspi'echstationen von Trägerfrequenzanlagen, die ein Gespräch zwischen mehr als zwei Teilnehmern

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gestatten.

Bekanntlich benötigen übliche Synchrondemodulatoren nicht nur eine genaue Synchronisierung zwischen der Trägerfrequenz des zweiseitenband-amplitudenmoduljerten Signals und der bei dem Empfang erzeugten Trägerfrequenz für die Durchführung der Demodulation, sondern erfordern auch ihre Gleichphasigkeit, da sonst die Amplitude des empfangenen Modulationssignals stark schwankt und sogar Null werden kann.

Es ist bekannt, eine korrekte Phasenbeziehung mit Hilfe einer auf der mit dem Modulationssignal demodulierten Gleichstromkomponente basierenden Folgeregelung zu erhalten, wenn ein gewisser Wert einer Komponente mit der Frequenz des Trägers zu den beiden Modulationsseitenbändern des zu empfangenden modulierten Signals hinzugefügt wird. Die Amplitude dieser Gleichstromkomponente ist von der Phasendifferenz zwischen dem Träger des empfangenen Signals und dem beim Empfang erzeugten abhängig. Es ist einfach, die Phase dieses letzteren so nachzuregeln, daß diese Komponente Null wird, woraus ein maximaler Modulationssignalwert, der am Ausgang des Demodulators erhalten wird, resultiert, wenn die Komponente mit der Trägerfrequenz, die beim Senden wieder hinzugefügt wird, um 90° gegen den unterdrückten ursprünglichen Träger des modulierten Signals phasenverschoben ist In dem Fall, in welchem sie in Phase ist, ist es bekannt, zwei Synchrondemodulatoren zu benutzen, von denen der eine ein empfangsseitiges Trägersignal empfängt, das gegenüber dem durch den anderen empfangenen um 90° phasenverschoben ist, wobei einer der Demodulatoren die Entnahme des Modulationssignals und der andere die Entnahme der Gleichstromkomponente, die Null zu machen ist, vornimmt

Diese Lösungen erfordern aber alle eine Folgeregeleinrichtung, die vor allem einen veränderlichen Phasenschieber und ein schmalbandiges Filter enthält weiche eine große Verzögerung der Synchronisation verursachen und sich daher schlecht für die schnelle Übernahme von aufeinanderfolgenden Teilnehmern eignen, welche getrennte Fernsprechstationen benutzen, wie es häufig in einer Konferenzschaltung der Fall ist, oder bei der Möglichkeit der Hinzuschaltung eines Dritten. Solche Einrichtungen sind außerdem teuer, beeinträchtigen die Zuverlässigkeit der Anlage und erfordern das Vorhandensein eines bestimmten Pegels einer Komponente mit der Frequenz des Trägers in den gesendeten Signalen.

Bei der Anordnung zur Synchrondemodulation nach der US-PS 37 92364 ist es nicht erforderlich, daß das empfangsseitig erzeugte trägerfrequente Signal phasensynchron und genau frequenzsynchron mit dem modulierten Träger ist Bei dieser Anordnung sind zwei Synchrondemodulatoren vorgesehen, an deren Eingänge das modulierte Signal und ein empfangsseitig erzeugtes, trägerfrequentes Signal mit 90° Phasenverschiebung gegeneinander angelegt werden. Auf den Ausgang jedes Synchrondemodulators folgt eine Quadrierschaltung, die das demodulierte Signal quadriert. Die quadrierten, demodulierten Signale werden in einem Summierer summiert, und anschließend wird aus dem -Summensignal durch Bildung der Quadratwurzel das Ausgangssignal gewonnen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Anordnung wesentlich zu vereinfachen und dennoch zu gewährleisten, daß für beliebige Phasenwinkel zwischen dem empfangenen modulierten Träger und dem empfangsseitig erzeugten trägerfrequenten Signal

das am Ausgang der Anordnung gewonnene Signal höchs\erts eine Dämpfung von 3 dB erföUrt-

Dtese Aufgabe wird durch die Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteranspröchen angegeben.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgender unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild der SynchrondemoduJationsanordnung qach der Erfindung, und die

Fig.2 und 3 bevorzugte Ausführungsformen von gewissen Teilen des Blockschaltbildes von F ΐ g, 1.

Gemäß Fi g. 1 empfangen zwei gleiche Synchrondemodulatoren 2 und 3, deren Ausgangssignale an is Ausgangsklemmen 20 bzw. 30 abgegeben werden, an ersten Eingängen ein an eine Eingangsklemme 1 angelegtes amplitudenmoduliertes .Signal und an zweiten Eingängen das von einem, in der Fig. 1 als Generator bezeichneten Oszillator 4 abgegebene Ausgangssignal, welches dem Synchron-Demodulator 3 direkt und dem Synchron-Demodulator 2 über einen 90°-Phasenschiebers zugeführt wird.

Die Ausgangsklemmen 20 und 30 sind parallel >nit den beiden Signaleingängen einer Multiplizierschaltung 50 und mit den beiden Signaleingängen einer Verarbeitungsschaltung 60 verbunden, welche einen dritten Eingang hat, der das an dem Ausgang 10 der Multiplizierschaltung 50 abgegebene Signal empfängt

Die Verarbeitungsschaltung 60 enthält eine Summierschaltung 6 und eine Subtrahierschaltung 7, von welchen jeweils zwei Eingänge mit den Ausgangsklemmen 20 und 30 verbunden sind und deren dritter Eingang mit dem einen bzw. mit dem anderen Ausgang eines Umschalters 8 verbunden sind, der einen mit dem Ausgang 10 verbundenen Eingang hat

Sie enthält außerdem eine Addierschaltung 9, die die von der Summierschaltung 6 und von der Subtrahierschaltung 7 abgegebenen Signale empfängt Die Ausgangsklemme 40 der Addierschaltung 9 ist die Ausgangsklemme der Demodulationsanordnung.

A sin ωί · sir. Qt sei ein Signal mit der Amplitude A und mit der Trägerkreisfrequenz ω, das durch ein Signal niedriger Frequenz mit der Kreisfrequenz Ω mit Trägerunterdrückung zweiseitenband-amplitudenmoduliert ist

Der Oszillator 4 gibt an den Synchron-Demodulator 3 ein Signal

Wenn

S sin (ωί + φ),

wobei B seine Amplitude und 91 seine Phase ist, und an den Synchron-Demodulator 2 wegen des 90°-Phasenschiebers 5 ein Signal

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Bs\n

\n(at 2-

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Der Synchrondemodulator 3 enthält ein Tiefpaßfilter und liefert daher lediglich das Niederfrequenzsignal

AB

sin Ω t cos φ.

Ebenso liefert der Synchrondemodulator 2 das Signal

AB . _ .

—-— sin Ω/ sinfi.

gesetzt wird, kann für das durch die Summierscbaltung 6gelieferte Signal geschrieben werden;

+ sine») = Ä'/Icos (^- -φ) (1) V 4 /

und für das durch die Substrahierschaltung 7 gelieferte Signal:

- sin ψ) = KVTsin (— -φ\ (2)

Man stellt fest daß der Absolutwert des Ausdruckes (1) sich nur um 3 dB (von K bis fiX) für Intervalle des

Wertes von ψ ändert, die zwischen 0 und joder zwischen π und—liegen, d.h. für Werte, für die όο$ Produkt K²

sin ψ cos ψ der beiden Signale positiv oder an der Grenze der Intervalle Null ist Dagegen ändert sich der Ausdruck (2) nur um 3 dB für

φ zwischen-fund π oder zwischen—und 2n, d. h. für

Werte, für die das Produkt K² sin φ cos φ negativ oder an der Grenze der Intervalle Null ist

Die Multiplizierschaltung 50 gibt an ihrem Ausgang 10 ein Signal mit dem Wert 1 ab, wenn das Produkt der Signale negativ ist und ein Signal mit dem Wert 0, wenn es positiv ist

Dieses Digitalsignal wird durch den Umschalter 8 ausgenutzt der die Subtrahierschaltung 7 sperrt und die Summierschaltung 6 entsperrt, wenn sie ein Signal mit dem Wert 0 empfängt und die umgekehrten Operationen ausführt wenn sie ein Signal mit dem Wert 1 empfängt

Die Unbestimmtheit die sich in dem Wert des Signals ergibt das von der Multiplizierschaltung 50 geliefert wird, wenn das Produkt der Signale Null ist

d.h. für ρ = 0,"!-

ist ohne Bedeutung, da die Absolutwerte der Summe und der Differenz der Signale ein und denselben Wert haben, der gleich K ist

Ungeachtet des Wertes von φ wird die Addierschaltung 9 deshalb das Modulationssignal mit Änderungen liefern, die höchstens gleich 3 dB betragen, und zwar ohne die Zuhilfenahme einer Regelschleife und mit einfcchfcf elektronischer Umschaltung, die äußerst schnell erfolgen kann.

Die Anordnung eignet sich dann für einen korrekten Fernsprechbetrieb zwischen mehr als zwei Gesprächsteilnehmern, beispielsweise wenn sich als Dritter eine Telefonistin einschaltet oder wenn eine Konferenzschaltung hergestellt wird. Die Umschaltung, die durch das stärkste empfangene Signal gesteuert wird* kann im Verlauf des Gespräches häufig die Position wechseln, aber aufgrund ihrer Geschwindigkeit bringt sie keine empfindliche Störung mit sich.

Die Ferr.'iprechstation bevorzugt daher den mit dem stärksten Peeel empfangenen Gesprächsteilnehmer,

ohne indessen die anderen Gesprächsteilnehmer zu eliminieren, die erfaßt bleiben, allerdings mit Pegeln, die veränderlich und vorübergehenden Schwunderscheinungen ausgesetzt sind.

F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Multiplizierschaltung 50.

In F i g. 2 versorgen die mit den Ausgangsklemmen 20 und 30 verbundenen Eingänge der Multiplizierschaltung 50 Begrenzer-Verstärker 21 bzw. 31, deren Ausgänge mit den beiden entsprechenden Eingängen einer to EXKLUSIV-ODER- oder Antivalenzschaltung 11 verbunden sind, deren Ausgang 10 der Ausgang der Multiplizierschaltung 50 ist.

Die Begrenzer-Verstärker 21 und 31 liefern ein Rechteckausgangssignal, das für das augenblickliche Vorzeichen des an sie angelegten Eingangssignals kennzeichnend ist.

Prinzipiell gibt die Antivalenzschaltung 11 an ihrem Ausgang 10 ein Signal mit dem Wert I ab, wenn ihre Eingänge Signale entgegengesetzten Vorzeichens empfangen, d. h. Signale, deren Produkt negativ ist, und gibt umgekehrt ein Signal mit dem Wert 0 ab, wenn ihre Eingänge Signale desselben Vorzeichens empfangen, deren Produkt daher positiv ist.

Ein einfaches Ausführungsbeispiel der Verarbeitungsschaltung 60 wird im folgenden beschrieben.

Gemäß Fig. 3 empfängt ein Differenzverstärker 41. dessen Ausgang mit der Ausgangsklemme 40 verbunden ist, an einem seiner beiden Eingänge das an den ersten, rait der Ausgangsklemme 20 verbundenen Eingang der Verarbeitungsschaltung 60 angelegte Signal und an seinem anderen Hingang das von der Ausgangsklemme 30 gelieferte Signal in der Stellung feines Umschalters 23, der durch das an dem dritten, mit dem Ausgang 10 verbundenen Eingang der Verarbeitungsschaltung 60 empfangene Signal gesteuert wird.

Der Umschalter 23, der in Form eines mechanischen Umschalters dargestellt ist, ist in Wirklichkeit ein elektronischer I nschalter von beliebiger Bauart. In der Stellung (a) verbindet er die Ausgangsklemme 30 mit der Ausgangsklemme 20.

Wenn das Produkt der empfangenen demodulierten Signale negativ ist. bringt das an dem Ausgang 10 anliegende Signal mit dem Wert 1 den Umschalter 23 in die Stellung (b), und der Differenzverstärker 41 liefert die Differenz der empfangenen Signale.

Im gegenteiligen Fall versorgen die empfangenen Signale über eine nicht dargestellte Anpassungsschaltung denselben Eingang des Differenzverstärkers 41. der dann ihre Summe liefert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche;

1. Anordnung zur Syncbrondemodulation eines zweiseitenband-amplitudenmodulierten Signals mit oder ohne Trägerfrequenzkomponente, mit zwei Synchrondemodulatoren (2,3), an die das modulierte Signal und um 90" gegeneinander phasenverschoben ein durch einen empfangsseitigen Oszillator (4) erzeugtes trägerfrequentes Signal angelegt sind, und jo mit einer Summierschaltung (6), deren Eingänge mit den Ausgangsklemmen (20,30) der Synchrondemodulatoren (2, 3) verbunden sind, gekennzeichnet durch

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— eine Subtrahierschaltung (7), deren Eingänge mit den Ausgangsklemmen (20, 30) der Synchrondemodulatoren (2,3) verbunden sind;

— eine Schaltung zum Bestimmen des Vorzeichens des Produktes der Signale an den Ausgangsklemmen (20,30) der Synchrondemodulajqren (2, 3), die am Ausgang (10) ein Steuersignal abgibt, das einen von zwei Zuständen einnimmt, je nachdem, ob die Signale an den Ausgangsklemmen (20, 30) der Synchrondemodulatoren (2,3) dasselbe Vorzeichen oder entgegengesetzte Vorzeichen aufweisen; und

— einen Umschalter (8), der durch das Steuersignal gesteuert ist und die Ausgangsklemme (40) der Anordnung je nach dem Zustand des Steuersignals mit dem Ausgang der Summierschaltu-ig (6) oder mit dem Ausgang der SubtrahierschaUung (7) verbindet

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2. Anordnung nach Ansprurb 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung zur Bestimmung des Vorzeichens zwei Begrenzerverstärker (21, 31) umfaßt, deren Eingänge mit den Ausgangsklemmen (20, 30) der Synchrondemodulatoren (2, 3) verbunden sind und deren Ausgänge mit den Eingängen einer Antivalenzschaltung (11) verbunden sind, die an ihrem Ausgang (10) das Steuersignal abgibt

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Summierschaltung (6) und die Subtrahierschaltung (7) durch einen Differenzverstärker (41) gebildet sind, an dessen nichtinvertierenden Eingang das Ausgangssignal des einen Syn* chrondemodulators (2) angelegt ist und dessen Ausgang die Ausgangsklemme (40) der Anordnung bildet, und daß der Umschalter (23) die Ausgangsklemme (30) des anderen Synchrondemodulators (3) je nach dem Zustand des Steuersignals entweder mit dem nichtinvertierenden Eingang des Differenzversiärkers (41) oder mit dem invertierenden Eingang desselben verbindet