DE2849447C2 - - Google Patents

Description

Die im Langwellen-, Mittelwellen- und Kurzwellenbereich ar­ beitenden Rundfunksender strahlen fast ausschließlich ampli­ tudenmodulierte Sendungen aus. Insbesondere im Kurzwellenbe­ reich ist die Qualität der Übertragungsstrecke großen Schwan­ kungen unterworfen. Einerseits beobachtet man, daß die Ampli­ tude des gesamten ausgestrahlten Frequenzspektrums schwankt, andererseits können die Spektralanteile unterschiedlicher Dämpfung unterworfen sein. Derartige Signale werden mit üb­ lichen Hüllenkurvendemodulatoren nicht mehr einwandfrei de­ moduliert. Es kommt zu mehr oder weniger großen Verzerrungen. Um allgemein eine verzerrungsärmere Wiedergabe zu erzielen, und im besonderen bei Trägerschwund noch die Nutzsignale ein­ wandfrei demodulieren zu können, eignet sich ein Synchronde­ modulator, der zur Demodulation statt des vom Sender ausge­ strahlten Trägers einen im Gerät erzeugten Hilfsträger be­ nutzt.

Prinzipiell eignen sich zur Erzeugung eines solchen Hilfs­ trägers passive Schaltungen wie z. B. solche mit Schwingkrei­ sen 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 Os­ zillators zugeführt. Dieser Oszillator wird so gesteuert, daß am Komparator zwischen den beiden Eingangssignalen eine konstante Phasenbeziehung erzielt wird. Wegen der großen Zeit­ konstante des Tiefpaßes haben Störungen und kurzzeitige Phasen- und Frequenzabweichungen kaum Einfluß auf die Phase und Frequenz des Hilfsträgers. Bei länger dauernden Abweichun­ gen erfolgt aber eine Nachsteuerung. Dieses Verhalten der Schaltung ist für den oben beschriebenen Anwendungszweck un­ erwünscht.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, eine Schaltung zu schaffen, bei der die Phase und die Frequenz des Hilfsträgers bei Störungen oder bei einem Aus­ fall des Referenzträgers ihre Werte beibehalten und eine Nachsteuerung nur dann erfolgt, wenn bei vorhandenem Referenz­ träger dessen Frequenz und Phase von dem Hilfsträger abweicht. Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Überlagerungsempfänger nach dem Oberbegriff durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausfüh­ rungsformen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.

Es ist auch ein Überlagerungsempfänger nach dem Oberbegriff des An­ spruchs 1 bekannt (US-PS 39 39 424), bei der durch Steuerung des Fangbereiches der PLL-Schleife mit einer verstellbaren Dämpfung zwischen dem AM-ZF-Ausgang und dem Eingang der Pha­ senvergleichsstufe der PLL-Schaltung verhindert wird, daß bei der Abstimmung benachbarte Sender mit großer Feldstärke die PLL-Schaltung falsch einrasten lassen. Diese Schaltung dient somit einer anderen Aufgabe als die vorliegende Erfin­ dung. Ein Frequenzvergleich zwischen dem durch die PLL-Schal­ tung erzeugten, zur Synchrondemodulation dienenden Hilfsträ­ ger und dem im empfangenen modulierten Signal vorhandenen Referenzsignal und eine davon abhängige Steuerung der Wirk­ samkeit der PLL-Schleife sind dort nicht vorgesehen.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung an einem Ausführungs­ beispiel erläutert.

Die Figur zeigt einen Synchron-Demodulator (Produkt-Demodulator) in einem Überlagerungsemp­ fänger, der anstelle des üblichen Hüllkurvendemodulators ein­ setzbar ist und zwischen der letzten ZF-Stufe und der ersten NF-Stufe angeordnet ist.

In der Figur gelangen die modulierten ZF-Signale über eine Eingangsklemme 1 zu einem Eingang 4 des Produktdemodu­ lators 3. Dieser Produktdemodulator übernimmt die eigentli­ che Demodulation der Nutzsignale. Die Niederfrequenzsignale sind an einer Ausgangs­ klemme 2 abgreifbar. Der zu Demodulation erforderliche Hilfs­ träger wird in einem Quarzoszillator 11 gewonnen, mittels eines Teilers 13 auf den Wert der Zwischenfrequenz herunter­ geteilt und einem Eingang 5 des Produktdemodulators 3 zuge­ führt. 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 Frequenzkomparators in Form eines D-Flip-Flops 7 als auch dem Eingang 15 eines Komparators 14 zugeführt. Einem Takteingang 9 des D-Flip-Flops 7 und einem weiteren Eingang 16 des Kom­ parators 14 wird der Hilfsträger zugeführt. Der Ausgang des D-Flip-Flops 7 ist mit dem Eingang des nachtriggerbaren Mono-Flops 10 verbunden. Ein invertierender Ausgang ist mit je einem Eingang zweier UND-Verknüpfungsglieder 19 und 29 ver­ bunden. Der Komparator 14 ist ein Frequenz-Phasen-Komparator, der einen ersten Ausgang 17 und einen zweiten Ausgang 18 auf­ weist. 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 Ein­ gangssignale 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 Verknüpfungs­ gliedes 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 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. Die 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 Seiten­ bänder aufweist. Die Demodulation dieses ZF-Signals erfolgt in dem Produktdemodulator 3. Gegenüber einem üblichen Hüll­ kurvendemodulator vermag der Produktdemodulator auch noch solche Signale zu verarbeiten, die einen Modulationsgrad bis zu 100% aufweisen. Außerdem wird ein erheblich geringerer Klirr­ faktor bei allen Modulationsgraden erzielt.

Der zur Demodulation erforderliche Hilfsträger, der in Fre­ quenz 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 Ver­ gleich zwischen dem Referenzträger und dem Hilfsträger be­ züglich Frequenz und Phasenlage wird in dem Komparator 14 vor­ genommen. Dazu wird dem Komparator einerseits der auf den Wert der Zwischenfrequenz heruntergeteilte Hilfsträger und anderer­ seits das begrenzte ZF-Signal zugeführt. Sofern das an der Ein­ gangsklemme 1 anliegende ZF-Eingangssignal eine solche Ampli­ tudenverteilung seiner Spektralanteile aufweist, bei der der Referenzträger den größten Anteil besitzt, entspricht das am Ausgang des Begrenzers 6 erscheinende Signal dem Referenzträ­ ger. 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 Kom­ parators 14 aktiviert. Bei einer Abweichung wird jedoch ein Korrektursignal abgegeben. Dies geschieht dadurch, daß einer der Ausgänge 17 oder 18 aktiviert wird. Welcher Ausgang je­ weils aktiviert wird, richtet sich nach der Richtung der Ab­ weichung. Entsprechend wird dann über den Transistor 21 und die Phasenumkehrstufe mit dem Transistor 24 der Ladekonden­ sator 26 aufgeladen oder über den Transistor 31 entladen. Die Ladespannung des Kondensators 26 dient als Steuer­ spannung für den Oszillator 11. Über die genannte Steuerspan­ nung wird der Oszillator 11 soweit und so lang geregelt, bis Frequenz- und Phasengleichheit zwischen Hilfsträger und Referenz­ träger 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 Kom­ parators auf Grund der Bearbeitung des Signals durch den Be­ grenzer 6 ein von der Frequenz des Referenzträgers abweichen­ des Signal zugeführt. An sich 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-Verknüp­ fungsgliedern 19 und 29. Solange die Signale am Eingang 8 und am Takteingang 9 des D-Flip-Flops in der Frequenz noch übereinstimmen, werden dem nachtriggerbaren Monoflop 10 keine Impulse zuge­ führt. Das Monoflop nimmt dann seinen stabilen Zustand ein, was bewirkt, daß über den Ausgang die UND-Verknüpfungs­ glieder 19 und 29 geöffnet sind. Korrektursignale des Kom­ parators 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 die UND-Verknüpfungsglieder 19 und 29 für die Korrektursignale aus dem Komparator 14. Eine fehlerhafte "Korrektur" des Hilfsträgers kann somit bei fehlendem Refe­ renzträger nicht mehr erfolgen. Dieser Schaltzustand wird so­ lange beibehalten, bis die Signale am Eingang 8 und Taktein­ gang 9 des D-Flip-Flops 7 wieder übereinstimmen, und die Ver­ zögerungszeit des nachtriggerbaren Monoflops 10 abgelaufen ist.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen zusätzlichen Frequenzkomparators 7 in einem Über­ lagerungsempfänger 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.

Claims (3)

1. Überlagerungsempfänger mit einem Synchrondemodulator (3) für wenigstens zeitweise mit einem Referenzsignal übertragene modulierte amplitudenmodulierte Signa­ le, und einem einen Hilfsträger für den Synchrondemodulator (3) erzeugenden Oszillator (11), der mittels einer PLL-Schal­ tung (14-31) durch das Referenzsignal synchronisiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu der PLL-Schal­ tung (14-31) ein Frequenzkomparator (7) vorgesehen ist, dessen einem Eingang (8) das übertragene modulierte ZF-Signal und dessen anderem Eingang (9) der Hilfsträger zugeführt ist, und daß der Frequenzkomparator (7) über eine Schalteranordnung (10, 19, 29) bei Frequenzgleichheit die PLL-Schleife schließt und bei Frequenzungleichheit die PLL-Schleife öffnet.

2. Überlagerungsempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Frequenzkomparator ein D-Flip-Flop (7) dient, dessen D-Eingang (8) das in seiner Amplitude begrenzte Signalgemisch aus den modulierten ZF-Signalen und dem Referenzsignal und dessen Takteingang (9) der Hilfsträger zugeführt ist.

3. Überlagerungsempfänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Frequenzkomparator eine nachtriggerbare monostabile Kippstufe (10) nachgeschaltet ist, deren Eingang mit dem Ausgang des Frequenzkomparators (7) verbunden ist und die bei Frequenzungleichheit nachgetriggert wird und deren Ausgang über logische Verknüpfungsglieder (19, 29) mit einer Steuer­ schaltung für die PLL-Regelspannung in der Weise verbunden ist, daß im stabilen Zustand der Kippstufe die Steuerschal­ tung freigegeben und im instabilen Zustand blockiert ist.