DE3446268C2

DE3446268C2 -

Info

Publication number: DE3446268C2
Application number: DE3446268A
Authority: DE
Inventors: Seiji Kawasaki Kanagawa Jp Isobe; Seiji Yokohama Kanagawa Jp Okubo
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1983-12-21
Filing date: 1984-12-19
Publication date: 1992-01-23
Also published as: NL8403742A; DE3446268A1; US4607229A; JPS60132412A

Description

Die Erfindung geht aus von einer Phasenschieberanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei Phasenschieberanordnungen konventioneller Ausführungen handelt es sich, wie z. B. aus "Industrial Electronics Handbook" McGraw-Hill Book Company, Inc., 1958, Seiten 4-68 und 4-69 ersichtlich, im wesentlichen um Schaltungen mit Laufzeitketten oder um Schaltungen mit kapazitätsvariablen Dioden. Eine große Veränderung in der Phasenschiebung kann jedoch nur mit einer Schaltung erzielt werden, die mit Laufzeitketten oder Verzögerungsgliedern arbeitet. Mit kapazitätsvariablen Dioden arbeitende Schaltungen ermöglichen zwar eine kontinuierliche Veränderung der Phasenschiebung, jedoch sind große Phasenverschiebungen mit derartigen Schaltungen nicht möglich.

Soll jedoch aus zwei gegeneinander phasenverschobenen Signalen, die zwei Eingängen der Phasenschieberanordnung aufgeschaltet werden, ein Nutzsignal erzeugt werden, welches gegenüber einem der zugeführten Signale um 180° phasenverschoben ist, so sind Phasenschieber notwendig, deren Schaltung aus einer Kombination von Laufzeitketten, Verzögerungsgliedern und kapazitätsvariablen Dioden besteht.

In der DE-OS 28 28 329 ist ein Breitbandphasenschieber aufgezeigt, der einen Mischer offenbart, welcher über einen Filter mit einem Rückmischer verbunden ist, wobei sowohl der Mischer als auch der Rückmischer über einen Oszillator angesteuert werden, der auf den Mischer über einen Phasenschieber einwirkt, welcher eine Phasenverschiebung um 90° bewirkt. Eine Verarbeitung und Zusammenfassung zweier Signale ist hier nicht vorgesehen.

Die DE-OS 30 29 249 A1 offenbart ein Verfahren zur Synchronisation eines gestörten Empfangssignals mit dem dazugehörigen Sendesignal, nach dem ein Phasendiskriminator einen Filter so beeinflußt, daß die Phasendifferenz zwischen dem gestörten Empfangssignal und dem zugehörigen Sendesignal verschwindet. Das heißt, nach diesem Verfahren soll eine Phasendifferenz von 0° eingeregelt werden. Eine Phasenverschiebung um 180° wird nach diesem Verfahren nicht erreicht.

Aus der DE-OS 31 10 602 A1 ist eine Amplituden-Phasen-Steuerschaltung bekannt, deren Aufgabe es ist, Störsignale zu kompensieren, indem die Amplitude eines ersten Eingangs-Störsignales an die Amplitude eines zweiten Eingangs-Störsignales angeglichen und die Phase des ersten Eingangs-Störsignales um 180° gegenüber der Phase des zweiten Eingangs-Störsignales verschoben wird, so daß diese sich aufzuheben vermögen. Nachteilig ist bei dieser Schaltung jedoch, daß der Aufbau einer solchen Amplituden-Phasen-Steuerschaltung aufwendig und damit teuer ist.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine Phasenschieberanordnung zu schaffen, die bei einem von zwei mit einer Phasendifferenz ihr aufgeschalteten Signalen dessen Phasenlage derart auf einfache, kostengünstige Weise verschiebt, daß diese Phasenlage zur Phasenlage des anderen Signals entgegengesetzt ausgerichtet ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Phasenschieberanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 durch dessen Merkmale im kennzeichnenden Teil gelöst.

Weiterführende Erfindungsmerkmale können den Ansprüchen 2 und 3 entnommen werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt das Schaltbild einer Phasenschieberanordnung.

Die in der Zeichnung dargestellte Phasenschieberanordnung weist zwei Eingänge 2, 4 und einen Ausgangsanschluß 8 auf. Mit dem Eingang 2 ist eine 90°-Phasenteilerschaltung 40A verbunden, die auf zwei Mischkreise 41 und 42 arbeitet. Die Mischkreise 41 und 42 sind weiterhin mit einer 0°-Phasenteilerschaltung 40 verbunden, deren Eingang mit dem Eingangsanschluß 4 gekoppelt ist. Die Ausgänge der Mischkreise 41, 42 sind über Tiefpaßfilter 51, 52 auf Verstärker 54, 53 und weiterhin auf Mischkreise 26, 27 geschaltet. Der Eingang 4 ist über eine 90°-Phasenteilerschaltung 25 ebenfalls mit den Mischkreisen 26 und 27 gekoppelt. Die Ausgänge der Mischkreise 26 und 27 sind mit einer Kombinatorschaltung 28 verbunden, deren Ausgang auf den Ausganganschluß 8 geführt ist.

Nachstehend wird die Funktion der Phasenschieberanordnung näher erläutert.

Den Eingangsanschlüssen 2 und 4 werden ein erstes und ein zweites Signal e₁ und e₂, zwischen denen ein Unterschied in der Phasenlage besteht, aufgeschaltet. Das erste Signal e₁ wird der 90°-Phasenteilerschaltung 40A zugeführt und dort in die beiden Signale e₁₁ und e₁₂ aufgeteilt. Das Signal e₁₁ ist mit dem Signal e₁ in gleicher Phase, wohingegen das Signal e₁₂ eine gegenüber der Phasenlage des ersten Signals e₁ um 90° verschobene Phasenlage aufweist. Die von der Phasenteilerschaltung 40A erzeugten Signale e₁₁ und e₁₂ werden jeweils den beiden symmetrisch geschalteten Mischkreisen 41 und 42 zugeführt. Das an einem Knoten N abgezweigte Signal e₂ wird als drittes Signal e₃ einer 0°-Phasenteilerschaltung 40 aufgeschaltet, wo es in die beiden gleichphasigen Signale e₃₁ und e₃₂ aufgeteilt wird. Diese Signale werden dann jeweils den Mischkreisen 41 und 42 zugeführt und dort mit den Signalen e₁₁ und e₁₂ gemischt.

An den Ausgängen der Mischkreise 41 und 42 stehen die Mischsignale und an, deren Frequenzen gleich der Summe bzw. der Differenz der den Mischkreisen 41 und 42 zugeführten beiden Signale sind. Die Mischsignale und werden jeweils über die Tiefpaßfilter 51 und 52 den Verstärkern 54 und 53 zugeführt. Der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 54 beträgt -A, während der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 53 +A beträgt. Von den Verstärkern 54 und 53 aus werden die verstärkten Ausgangssignale EI und EQ den symmetrischen Mischkreisen 26 und 27 zugeführt.

Das der 90°-Phasenteilerschaltung 25 aufgeschaltete Signal e₂ wird in zwei Signale e₂₁ und e₂₂ aufgeteilt. Die Signale e₂₁ und e₂ weisen die gleiche Phasenlage auf, wohingegen die Phasenlage des Signals e₂₂ gegenüber der Phasenlage des Signals e₂ um 90° verschoben ist. Die Signale e₂₁ und e₂₂ werden jeweils den Mischkreisen 26 und 27 zugeführt.

In den Mischkreisen 26 und 27 werden das Signal EI mit dem Signal e₂₁ und das Signal EQ mit dem Signal e₂₂ gemischt. Die Ausgangssignale eI und eQ der Mischkreise 26 und 27 werden in einer als Additionsschaltung ausgebildeten Kombinatorschaltung 28 miteinander gemischt. Am Ausgang der Kombinatorschaltung 28 ist ein Ausgangssignal e₀ abgreifbar.

Anschließend wird die Funktion der Phasenschieberanordnung anhand eines Rechenbeispiels beschrieben. Dabei wird angenommen:

e₁ = cos wt, und

e₂ = cos (wt + R)

Für das Ausgangssignal des Mischkreises 41 ergibt sich die folgende Gleichung:

Wird das Ausgangssignal durch den Tiefpaßfilter 51 geführt, so erhält man das Ausgangssignal mit der folgenden Gleichung:

Das Ausgangssignal EI des mit einem Verstärkungsfaktor von -2 betriebenen Verstärkers 54, der mit dem Ausgangsanschluß des Tiefpaßfilters 51 verbunden ist, erhält man mit der nachstehend angeführten Gleichung:

EI = - cos R.

Das Ausgangssignal des Mischkreises 42 kann mit der nachstehend angeführten Gleichung wiedergegeben werden:

Wird dieses Ausgangssignal dem Tiefpaßfilter 52 zugeführt, so ergibt sich die folgende Gleichung:

Wird das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 52 dem Verstärker 53 aufgeschaltet, der mit einem Verstärkungsfaktor von +2 arbeitet, ergibt sich die folgende Gleichung:

EQ = sin R

Im Mischkreis 26 wird das Ausgangssignal EI mit dem Signal e₂₁ gemischt. Zur Berechnung des Ausgangssignals eI des Mischkreises 26 kann die nachstehend angeführte Gleichung herangezogen werden:

eI = - cos R · cos (wt + R)

Andererseits werden im Mischkreis 27 das Ausgangssignal EQ und das Signal e₂₂ miteinander vermischt. Das Ausgangssignal eQ dieses Mischkreises 27 kann mit nachstehender Gleichung berechnet werden:

eQ = sin R · (wt + R + π/2)

eQ = - sin R · sin (wt + R)

Die Ausgangssignale eI und eQ werden in der Kombinatorschaltung 28 miteinander addiert. Das Ausgangssignal e₀ der Kombinatorschaltung kann mit der nachstehend angeführten Gleichung berechnet werden:

e₀ = - cos R · cos (wt + R) - sin R · (wt + R)

e₀ = - cos wt

Daraus folgt, daß das Ausgangssignal der Phasenschieberanordnung eine Phasenlage hat, die zur Phasenlage des ersten Signals e₁ entgegengesetzt ist.

Für den Fall, daß der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 54 positiv gewählt wird, muß das Signal e₂₁ negiert werden, bevor es dem Mischkreis 26 zugeführt werden kann.

Claims

1. Phasenschieberanordnung zur Gewinnung eines Nutzsignales aus zwei gegeneinander phasenverschobenen, jeweils einem von zwei Eingängen (2, 4) zugeführten Signalen, bei der das erhaltene Nutzsignal gegen eines der zugeführten Signale um 180° phasenverschoben ist, unter Benutzung von Mischkreisen mit diesen nachgeordneten Filtern, wobei das Nutzsignal (e₀) in einer als Additionsschaltung ausgebildeten Kombinatorschaltung (28) gewonnen wird, der die Ausgangssignale eines dritten sowie eines vierten Mischkreises (26, 27) aufgeschaltet sind, welchen Steuersignale sowie über einen Phasenteiler (25) das dem zweiten Eingang (4) zugeführte Signal (e₂) im Falle des dritten Mischkreises (26) ohne Phasendifferenz und in dem des vierten Mischkreises (27) um 90° phasenverschoben aufgegeben werden, gekennzeichnet durch

a) einen ersten Mischkreis (41), der beide Eingangssignale (e₁, e₂) zur Erzeugung eines dem dritten Mischkreis (26) zuzuführenden Steuersignales (EI) mischt,
b) einen ersten Phasenteiler (40A), der zur Erzeugung eines ersten phasenverschobenen Signals (e₁₂) eines der Eingangssignale (e₁) um 90° phasenverschiebt,
c) einen zweiten Mischkreis (42), der das erste phasenverschobene Signal (e₁₂) mit dem dem zweiten Eingang (4) zugeführten Signal (e₂) zur Erzeugung eines dem vierten Mischkreis (27) zuzuführenden Steuersignals (EQ) mischt,
d) und daß eines der beiden Steuersignale (EI bzw. e₂₁) des dritten Mischkreises (26) negiert ist.

2. Phasenschieberanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten und dem dritten Mischkreis (41, 26) sowie dem zweiten und dem vierten Mischkreis (42, 27) jeweils ein Verstärker (54, 53) mit einem mit diesem in Reihe geschalteten Tiefpaß (51, 52) vorgesehen sind.

3. Phasenschieber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärker (53, 54) einander entgegengesetzte Verstärkungsfaktoren aufweisen.