-
Überlagerungsempfänger mit einem Synchrondemodulator
-
Die im Langwellen-, Mittelwellen- und Kurzwellenbereich arbeitenden
Rundfunksender strahlen fast ausschließlich amplitudenmodulierte Sendungen aus.
Insbesondere im Kurzwellenbereich ist die Qualität der Übertragungsstrecke großen
Schwankungen unterworden. Einerseits beobachtet man, daß die Amplitude des gesamten
ausgestrahlten Frequenzspektrums schwankt, andererseits können die Spektralanteile
unterschiedlicher Dämpfung unterworfen sein. Derartige Signale werden mit üblichen
Hüllenkurvendemodulatoren nicht mehr einwandfrei demoduliert. Es kommt zu mehr oder
weniger großen Verzerrungen.
-
Um allgemein eine verzerrungsärmere Wiedergabe zu erzielen, und im
besonderen bei Trägerschwund noch die Nutzsignale einwandfrei demodulieren zu können,
eignet sich ein Synchrondemodulator, der zur Demodulation statt des vom Sender ausgestrahlten
Trägers einen im Gerät erzeugten Hilfsträger benutzt.
-
Prinzipiell eignen sich zur Erzeugung eines solchen ftilfsträgers
passive Schaltungen wie z.B. solche mit Schwingkreisen
oder Quarzfilter
und aktive Schaltungen wie z.B. an sich bekannte PLL-Schaltungen.
-
Bei einer üblichen PLL-Schaltung wird ein durch Frequenz- und Phasenvergleich
gewonnenes Steuersignal über einen Tiefpaß dem Steuereingang eines in Frequenz und
Phase steuerbaren Oszillators zugeführt. Dieser Oszillator wird so gesteuert, daß
am Komparator zwischen den beiden Eingangssignalen eine konstante Phasenbeziehung
erzielt wird. Wegen der großen Zeitkonstante des Tiefpasses haben Störungen und
kurzzeitige Phasen- und Frequenzabweichungen kaum Einfluß auf die Phase und Frequenz
des Hilf strägers. Bei länger dauernden Abweichungen erfolgt aber eine Nachsteuerung.
Dieses Verhalten der Schaltung ist für den oben beschriebenen Anwendungszweck unerwünscht.
-
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin,
eine Schaltung zu schaffen, bei der die Phase und die Frequenz des Hilf strägers
bei Störungen oder bei einem Ausfall des Referenzträgers ihre Werte beibehalten
und eine Nachsteuerung nur dann erfolgt, wenn bei vorhandenem Referenzträger dessen
Frequenz und Phase von dem Hilfsträger abweicht.
-
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung
gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen
wiedergegeben.
-
Die Erfindung wird nun an Hand eines Ausführungsbeispiels, das in
der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert.
-
Die Zeichnung bezieht sich auf einen Demodulator in einem Uberlagerungsempfänger.
Die Schaltung gemäß dem Ausführungsbeispiel ist anstelle des üblichen Hullkurvendemodulators
einsetzbar und wird zwischen der letzten ZF-Stufe und der ersten NF-Stufe angeordnet.
-
Die modulierten ZF-Signale gelangen über eine Eingangsklemme 1 zu
einem Eingang 4 eines Produktdemodulators 3. Dieser Produktdemodulator übernimmt
die eigentliche Demodulation der
Nutzsignale. Die Niederfrequenzsignale
sind an einer Ausgangsklemme 2 abgreifbar. Der zur Demodulation erforderliche Hilf
sträger wird in einem Quarzoszillator 11 gewonnen, mittels eines Teilers 13 auf
den Wert der Zwischenfrequenz heruntergeteilt und einem Eingang 5 des Produktdemodulators
3 zugeführt. Die an der Eingangsklemme 1 anliegenden ZF-Signale werden außerdem
einem Begrenzer 6 zugeführt. Das am Ausgang des Begrenzers 6 erscheinende amplitudenkonstante
ZF-Signal wird sowohl dem Eingang 8 eines D-Flip-Flops 7 als auch dem Eingang 15
eines Komparators 14 aufgeführt. Einem Takteingang 9 des D-Flip-Flops 7 und einem
weiteren Eingang 16 des Komparators 14 wird der Hilfsträger zugeführt. Der Ausgang
des D-Flip-Flops 7 ist mit dem Eingang eines nachtriggerbaren Mono-Flops 10 verbunden.
Ein invertierender Ausgang Q ist mit je einem Eingang zweier UND-Verknüpfungsglieder
19 und 29 verbunden. Der Komparator 14 ist ein Frequenz-Phasen-Komparator der einen
ersten Ausgang 17 und einen zweiten Ausgang 18 aufweist. Entsprechend der Richtung
der Abweichung zwischen den Signalen an den Eingängen 15 und 16 wird entweder der
Ausgang 17 oder der Ausgang 18 aktiviert. Bei Phasengleichheit der Eingangssignale
wird keiner der Ausgänge aktiviert. Der Ausgang 17 ist mit einem zweiten Eingang
des Verknüpfungsgliedes 19 und der Ausgang 18 mit einem zweiten Eingang des Verknüpfungsgliedes
29 verbunden. Der Ausgang des Verknüpfungsgliedes 19 steuert über einen Widerstand
20 einen Transistor 21 an der Basis. Das Verknüpfungsglied 29 steuert über einen
Widerstand 30 einen Transistor 31 an der Basis. Die Emitter der beiden Transistoren
sind mit einer Bezugsspannung (Masse) verbunden.
-
Der Kollektor des Transistors 21 steuert über einen Widerstand 22
eine Phasenumkehrstufe mit dem Transistor 24, dem Basis-Widerstand 23 und dem Kollektorwiderstand
25. Der Widerstand 23 ist dabei mit dem Emitter an eine positive Bezugsspannung
(+) angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 24 ist über einen Widerstand 25
und der Kollektor des Transistors 31 über einen Widerstand 27 mit einem Ladekondensator
26 verbunden.
-
J)ie am Ladekondensator 26 anstehende Spannung wird über einen Widerstand
28 einem Steuereingang 12 des Quarzoszillators 11 zugeführt.
-
Es wird zunächst davon ausgegangen, daß ein moduliertes ZF-Signal
an der Eingangsklemme 1 anliegt, das neben einem Referenzträger ein oder zwei, die
Information tragende Seitenbänder aufweist. Die Demodulation dieses ZF-Signals erfolgt
in dem Produktdemodulator 3. Gegenüber einem üblichen Hüllkurvendemodulator vermag
der Produktdemodulator auch noch solche Signale zu verarbeiten, die einen Modulationsgrad
bis zu 100 % aufweisen. Außerdem wird ein erheblich ger3n#rer Klirrfaktor bei allen
Nodulationsgraden erzielt.
-
Der zur Demodulation erforderliche Hilfsträger, der in Frequenz und
Phase exakt mit dem Referenzträger übereinstimmen muß, wird in dem Oszillator 11
erzeugt und über den Teiler 13 auf den Wert der Zwischenfrequenz heruntergeteilt.
Der Vergleich zwischen dem Referenzträger und dem Hilfsträger bezüglich Frequenz
und Phasenlage wird in dem Komparator 14 vorgenommen. Dazu wird dem Komparator einerseits
der auf den Wert der Zwischenfrequenz heruntergeteilte Hilfsträger und andeerseits
das begrenzte ZF-Signal zugeführt. Sofern das an der Eingangsklemme 1 anliegende
ZF-Eingangssignal eine solche Amplitudenverteilung seiner Spektralanteile aufweist,
bei der der Referenzträger den größten Anteil besitzt, entspricht das am Ausgang
des Begrenzers 6 erscheinende Signal dem Referenzträger. Für diese Betrachtung können
die Schaltungselemente 7 und 10 unberücksichtigt sein. Stimmen die den Eingängen
15 und 16 des Komparators 14 zugeführten Träger bezüglich Frequenz und Phase überein,
so wird keiner der Ausgänge 17, 18 des Komparators 14 aktiviert. Bei einer Abweichung
wird jedoch ein Korrektursignal abgegeben. Dies geschieht dadurch daß einer der
Ausgänge 17 oder 18 aktiviert wird. Welcher Ausgang jeweils aktiviert wird, richtet
sich nach der Richtung der Abweichung. Entsprechend wird dann über den Transistor
21 und die Phasenumkehrstufe mit dem Transistor 24 der Ladekondensator 26 aufgeladen
oder über den Transistor 31 entladen. Die Ladespannung des Kondensators26 dient
gleichzeitig als Steuerspannung für den Oszillator.11. Über die genannte Steuerspannung
wird der Oszillator 11 soweit und so lang geregelt, bis Frequenz und Pasengleichheit
zwischen Hilfsträger und Referenzträger
erzielt sind.
-
Wenn sich die Amplitudenverteilung des ZF-Signals in der Weise ändert,
daß die Amplituden der Seitenbänder größer sind als die Amplitude des Trägers, so
erhält der Eingang 15 des Komparators auf Grund der Bearbeitung des Signals durch
den Begrenzer 6 ein von der Frequenz des Referenzträgers abweichendes Signal zugeführt.
Ansich würde hierdurch eine Nachregelung der Frequenz und Phase des Oszillators
11 ausgelöst. Dies hätte zur Folge, daß sich die Frequenz des Hilfsträgers für den
Produktdemodulator von dem richtigen Wert entfernen und entsprechende Verzerrungen
und Frequenzverwerfungen beim NF-Signal hörbar würden. Zur Verhinderung dieser Erscheinung
dient die Schaltungsanordnung mit dem D-Flip-Flop 7, dem nachtriggerbaren Monoflop
10 sowie den beiden UND-Verknüpfungsgliedern 19 und 29. Solange die Signale am Eingang
8 und am Takteingang 9 des D-Flip-Flops noch übereinstimmen, werden dem nachtriggerbaren
Monoflop 10 keine Impulse zugeführt. Das Monoflop nimmt dann seinen stabilen Zustand
ein, was bewirkt, daß über den Ausgang Q die UND-Verknüpfungsglieder 19 und 29 geöffnet
sind. Korrektursignale des Komparators 14 können somit wirksam werden. Sobald eine
starke Frequenzabweichung zwischen den Signalen am Eingang 8 und am Takteingang
9 auftritt, werden durch das D-Flip-Flop Triggerimpulse an das nachtriggerbare Monoflop
abgegeben.
-
Das Monoflop kippt in den instabilen Zustand und sperrt über den Ausgang
Q die UND-Verknüpfungsglieder 19 und 29 für die Korrektursignale aus dem Komparator
14. Eine fehlerhafte "Korrektur" des Hilfsträgers kann somit bei fehlendem Referenzträger
nicht mehr erfolgen. Dieser Schaltzustand wird solange beibehalten, bis die Signale
am Eingang 8 und Takte in gang 9 des D-Dlip-Flops 7 wieder übereinstimmen, und die
Verzögerungszeit des nachtriggerbaren Monoflops 10 abgelaufen ist.
-
Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Schaltung in einem Überlagerungsempfänger
sind natürlich besondere Anforderungen an dessen Frequenzkonstanz zu stellen. Es
ist jedoch möglich, den Quarzoszillator für die Hilfsträgergewinnung auch mit Hilfe
einer
PLL-Schaltung zur Nachsteuerung des Mischoszillators zu verwenden.
-
Leerseite