DE3525174A1 - Transmitter circuit for generating frequency-modulated signals - Google Patents
Transmitter circuit for generating frequency-modulated signalsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Senderschaltung zur ErzeugungThe invention relates to a transmitter circuit for generating
frequenzmodulierter Signale.frequency modulated signals.
Zur übertragung von mehreren Signalen, insbesonders von Digitalsignalen, über einen gemeinsamen ttbertragungskanal werden bevorzugt Frequenzmultiplexsysteme eingesetzt. Das für die übertragung digitaler Signale verwendete Modulationsverfahren der Frequenzumtastung (FSK) beruht darauf, daß je nach logischem Zustand des zu übertragenden Signales, zwischen (mindestens) zwei Ausgangsfrequenzen umgetastet wird.For the transmission of several signals, especially digital signals, Frequency division multiplex systems are preferred over a common transmission channel used. The modulation method used to transmit digital signals the frequency shift keying (FSK) is based on the fact that depending on the logic state of the to transmitted signal, keyed between (at least) two output frequencies will.
Jedes zu übertragende Signal wird in einer Senderschaltung bestehend aus einem Modulator und nachgeschalteter Filterschaltung umgesetzt. Die Ausgangssignale aller dieser Senderschaltungen werden addiert und über den Ubertragungskanal zum Empfänger übertragen.Each signal to be transmitted is made up of a transmitter circuit implemented from a modulator and a downstream filter circuit. The output signals all of these transmitter circuits are added and over the transmission channel to Transfer recipient.
Filterschaltungen zur Begrenzung des Spektrums des Ausgangssignales der einzelnen Senderschaltungen sind im allgemeinen notwendig, weil das Spektrum eines frequenzmodulierten Signales theoretisch unendlich breit ist, und daher, um gegenseitige Beeinflussungen benachbarter Kanäle zu verhindern, begrenzt werden muß.Filter circuits to limit the spectrum of the output signal the individual transmitter circuits are generally necessary because of the spectrum of a frequency-modulated signal is theoretically infinitely wide, and therefore, um to prevent mutual interference of neighboring channels, are limited got to.
Bei bekannten Systemen dieser Art, besonders zur übertragung von digitalen Signalen ist die Sendefrequenz der Senderschaltung (=Kanalfrequenz) durch frequenzbestimmende Bauelemente fest vorgegeben; die rnaxinale Taktrate des zu übertraaenden Diaitalsianaies kann uom Betreiber der Senderschaltunq nicht erhöht werden.In known systems of this type, especially for the transmission of digital Signals is the transmission frequency of the transmitter circuit (= channel frequency) by frequency-determining Components firmly specified; the maximum clock rate of the Diaitalianaies to be transmitted cannot be increased by the operator of the transmitter switching.
Für den Hersteller von solchen Ubertragungssystemen ergab sich dadurch der Nachteil, daß pro Kanalfrequenz und Übertragungsgeschwindigkeit je eine verschiedene Sendertype vorhanden sein müßte. In der Praxis bedeutete das bei einer typischen Anzahl von 24 Kanalfrequenzen bei 50 Baud und 5 verschiedenen Taktraten (50, 100, 200, 600 und 1200 Baud), daß insgesamt 46 verschiedene Sender- typen hergestellt und auf Lager gelegt werden müßten. Auch für den Anwender war diese große Typenvielfalt mit Nachteilen verbunden, da bereits bei der Projektierung einer Anlage die endgültige Konfiguration festgelegt werden mußte und im Nachhinein nur sehr schwer veränderbar war.This resulted in the manufacturer of such transmission systems the disadvantage that for each channel frequency and transmission speed a different Sender type should be available. In practice that meant for a typical Number of 24 channel frequencies at 50 baud and 5 different clock rates (50, 100, 200, 600 and 1200 baud) that a total of 46 different transmitter types would have to be manufactured and stocked. This was also for the user large variety of types associated with disadvantages, since a Plant the final configuration had to be determined and only afterwards was very difficult to change.
Eine Vereinfachung bei der Projektierung von derartigen Ubertragungssystemen ergab sich daraus, daß sogenannte ~frequenzneutrale" Senderschaltungen konstruiert wurden, bei denen der Anwender die Sendefrequenz durch Umlegen von Schalt- Brücken am fertigen Gerät einstellen konnte. Durch die Maßnahme war die Reduktion des Typenspektrums auf eine Type pro übertragungsgeschwindigkeit, unabhängig von der Kanalfrequenz, möglich. Die übertragungsgeschwindigkeit selbst ist auch bei diesen Senderschaltungen fest, da die Filterschaltungen nur jeweils für eine bestimmte übertragungsgeschwindigkeit ausgelegt werden konnten.A simplification in the planning of such transmission systems resulted from the fact that so-called "frequency-neutral" transmitter circuits were constructed where the user can set the transmission frequency by moving jumpers on the finished device. The measure reduced the range of types to one type per transmission speed, regardless of the channel frequency, possible. The transmission speed itself is also with these transmitter circuits fixed, since the filter circuits only each for a certain transmission speed could be interpreted.
Die Änderung der übertragungsgeschwindigkeit ist auch bei diesen Geräten nur durch Austausch der gesamten Senderschaltung oder zumindest eines Teils davon möglich.The change in the transmission speed is also with these devices just by replacing the entire transmitter circuit or at least part of it possible.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Senderschaltung zu realisieren, bei welcher die Trägerfrequenz des Sendersignais kontinuierlich und/oder in Stufen einstellbar ist und bei der die Taktrate des zu übertragenden Modulationssignals variabel ist.The object of the invention is to implement a transmitter circuit, at which the carrier frequency of the transmitter signal is continuous and / or in steps is adjustable and at which the clock rate of the modulation signal to be transmitted is variable.
Dies wird bei einer Senderschaltung zur Erzeugung frequenzmodulierter Signale erfindungsgemäß erreicht durch eine Modulatorschaltung an deren Eingang das Modulationssignal (UE) anliegt und bei welcher an zwei Ausgängen jeweils ein Ausgangssignal der Form bzw. In a transmitter circuit for generating frequency-modulated signals, this is achieved according to the invention by a modulator circuit at the input of which the modulation signal (UE) is applied and at which two outputs each have an output signal of the form or
abgreifbar ist, wobei WH eine beliebig wählbare, den Modulationsindex festlegende Hilfskreisfrequenz der Modulatorschaltung, UE tr) das Modulationssignal, W beliebig wählbare, konstante Phasenwinkel sind, wobei gilt mit n=...o, +/-1,+/-2,+/-3 usw., durch eine an jeden Ausgang der Modulatorschaltung angeschlossene Multiplizierschaltung welche jeweils das Ausgangssignal (UA1 bzw. UA2) der Modulatorschaltung mit einer harmonischen Schwingung einer Kreisfrequenz wK multipliziert, wobei die harmonische Schwingung der einen Multiplizierschaltung gegenüber der harmonischen Schwingung der anderen Multiplizierschaltung eine konstante Phasenverschiebung aufweist, und durch eine Summierschaltung , bei welcher an jeweils einem Eingang der Ausgang einer Multiplizierschaltung angeschlossen ist und an deren Ausgang das frequenzmodulierte Sendersignal (UA) anliegt.can be tapped, where WH is an arbitrarily selectable, the modulation index defining auxiliary angular frequency of the modulator circuit, UE tr) the modulation signal, W are any selectable, constant phase angle, where the following applies with n = an angular frequency wK, the harmonic oscillation of one multiplier circuit having a constant phase shift compared to the harmonic oscillation of the other multiplier circuit, and by a summing circuit in which the output of a multiplier circuit is connected to one input and the frequency-modulated transmitter signal (UA ) is present.
Die Frequenz wK der harmonischen Schwingungen, mit welchen die Ausgangssignale (UA1,UA2) der Modulatorschaltung (1) in den Multiplizierschaltungen (4,5) verknüpft werden, gibt die Trägerfrequenz des erzeugten frequenzmodulierten Signals an.The frequency wK of the harmonic oscillations with which the output signals (UA1, UA2) of the modulator circuit (1) linked in the multiplier circuits (4,5) indicates the carrier frequency of the generated frequency-modulated signal.
Eine Ausführungsform der Erfindung kann daher darin bestehen, daß jede Multiplizierschaltung einen Schwingungsgenerator umfaßt, welcher eine harmonische Schwingung mit der Kreisfrequenz wK erzeugt.An embodiment of the invention can therefore consist in that each multiplier circuit comprises an oscillation generator which is a harmonic Oscillation with the angular frequency wK generated.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung kann darin bestehen, daß bei jeder Multiplizierschaltung der jeweils zweite Eingang (so1, SM2) herausgeführt ist, und daß an jeden dieser Eingänge eine extern erzeugte harmonische Schwingung mit der Kreisfrequenz wK angelegt wird. Dadurch kann auf besonders einfache Weise eine Variation der Trägerfrequenz erreicht werden.Another embodiment of the invention can consist in that the second input (so1, SM2) is brought out at each multiplier circuit is, and that at each of these inputs an externally generated harmonic oscillation is applied with the angular frequency wK. This can be done in a particularly simple manner a variation of the carrier frequency can be achieved.
Der Modulationsindex des erzeugten frequenzmodulierten Signals, beziehungsweise der Frequenzhub bei digitalen Modulationssignalen wird durch die Hilfskreisfrequenz WH der Modulatorschaltung bestimmt. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kann daher darin bestehen, daß die Modulatorschaltung einen Steuereingang (S1) aufweist, über welchen die Hilfskreisfrequenz WH des Modulators steuerbar ist, wodurch der Modulationsindex einstellbar ist, und somit in weiten Grenzen beliebige übertragungsgeschwindigkeiten bei einer erfindungsgemäßen Senderschaltung möglich sind.The modulation index of the generated frequency-modulated signal, respectively the frequency deviation for digital modulation signals is through the Auxiliary circular frequency WH of the modulator circuit is determined. A preferred embodiment of the invention can therefore consist in the modulator circuit having a control input (S1), via which the auxiliary angular frequency WH of the modulator can be controlled, whereby the modulation index is adjustable, and thus arbitrary within wide limits transmission speeds possible with a transmitter circuit according to the invention are.
Nachstehend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Es zeigen: Figur 1 das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Senderschaltung; Figur 2aa - 2ac Liniendiagramme der Ausgangssignale der Modulatorschaltung einer Senderschaltung nach Fig. 1; Figur 3 eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Modulatorschaltung in Analogtechnik; Figur 4 Liniendiagramme der Ein- und Ausgangssignale einer Schaltung nach Fig. 3; Figur 5a, b digitale Realisierungen einer erfindungsgemäßen Modulatorschaltung und Figur 6 den Zeitaufwand zweier interner Signale und der Ausgangssignale einer Schaltung nach Fig. 5a.Below is the invention with reference to the drawings for example described. They show: FIG. 1 the block diagram of an inventive Transmitter circuit; Figure 2aa-2ac line diagrams of the output signals of the modulator circuit a transmitter circuit according to FIG. 1; Figure 3 shows a possible embodiment of an inventive Modulator circuit in analog technology; Figure 4 line diagrams of the input and output signals a circuit according to FIG. 3; Figure 5a, b digital implementations of an inventive Modulator circuit and FIG. 6 shows the time required for two internal signals and the output signals a circuit according to Fig. 5a.
Die Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Senderschaltung zur Erzeugung eines frequenzmodulierten Sendersiganales.1 shows the block diagram of a transmitter circuit according to the invention for generating a frequency-modulated transmitter signal.
Das zu übertragende Signal UE wird an einen Eingang E einer Modulatorschaltung 1 geführt, welche zwei Ausgangssignale UAl und UA2 erzeugt. Uber einen weiteren Eingang S, der Modulatorschaltung kann der Frequenzhub des in der Senderschaltung erzeugten frequenzmodulierten Sendersignals eingestellt werden.The signal to be transmitted UE is at an input E of a modulator circuit 1, which generates two output signals UAl and UA2. About another Input S, the modulator circuit, the frequency deviation of the in the transmitter circuit generated frequency-modulated transmitter signal can be adjusted.
Der Steuereingang S1 kann entfallen, wenn der Frequenzhub des Sendesignales nicht veränderbar sein muß.The control input S1 can be omitted if the frequency deviation of the Transmission signal does not have to be changeable.
jeder Ausgang1 bzw. A2 der Modulatorschaltung 1 ist jeweils über eine Filterschaltung 2 bzw. 3 an den Eingang einer Multiplizierschaltung 4 bzw. 5 geführt. Die gleichartigen Tiefpaßfilterschaltungen 2,3 dienen zur Begrenzung des Spektrums des frequenzmodulierten Signals und sind i.a. nur notwendig, um Vorschriften der Fernmeldebehörden zu erfüllen; kommen derartige Vorschriften bezüglich der maximalen spektralen Breite des Sendesignales nicht zur Anwendung, oder wenn das Eingangssignal UE gewisse Kriterien erfüllt, so können die Filterschaltungen 2,3 entfallen.each output 1 or A2 of the modulator circuit 1 is in each case via one Filter circuit 2 or 3 is fed to the input of a multiplier circuit 4 or 5, respectively. The similar low-pass filter circuits 2, 3 serve to limit the spectrum of the frequency-modulated signal and are i.a. only necessary to regulations of the To meet telecommunications authorities; come such regulations regarding the maximum spectral width of the transmission signal not applicable, or when the input signal If if certain criteria are met, the filter circuits 2, 3 can be omitted.
In der Multiplizierschaltung 4 bzw. 5 wird das Produkt aus dem jeweiligen Eingangssignal der Multiplizierschaltung und je einer zu der der anderen Multiplizierschaltung phasenverschobenen, jedoch gleichfrequenten harmonischen Schwingung gebildet das j ewe i 1 ige Produktsignal liegt am Ausgang AMa bzw. AMz an. Die harm>nische Schwingung kann dabei entweder in der Multiplizierschaltung 4 bzw. 5 selbst erzeugt werden, wobei gegebenenfalls über jeweils einen Steuereingang 5M1 bzw. 5M2 die Frequenz der Schwingung eingestellt werden kann, oder sie kann extern in einem gemeinsamen, wiederum steuerbaren Generator erzeugt und über eine nachgeschaltete Phasensplitterschaltung über den Steuereingang SM1 bzw. SM2 an die Multiplizierschaltung 4 bzw. 5 geführt sein.In the multiplier circuit 4 or 5, the product of the respective Input signal of the multiplier circuit and one each to that of the other multiplier circuit phase-shifted, but equal-frequency harmonic oscillation formed the each 1 ige product signal is present at the output AMa or AMz. The harmonic one Vibration can either be generated in the multiplier circuit 4 or 5 itself the frequency the oscillation can be adjusted, or it can be external in a common, in turn generated controllable generator and via a downstream phase splitter circuit via the control input SM1 or SM2 to the multiplier circuit 4 and 5, respectively be.
Die beiden Ausgänge AM1, AM2 der Multiplizierschaltungen 4,5 werden an die Eingänge einer Summierschaltung 6 geführt und dort zum Ausgangssignal der Senderschaltung UA additiv-verknüpft, welches am Ausgang A der Summierschaltung 6 anliegt.The two outputs AM1, AM2 of the multiplier circuits 4,5 are to the inputs of a summing circuit 6 and there to the output signal of the Transmitter circuit UA additively linked, which is connected to output A of the summing circuit 6 is present.
Im Folgenden soll zuerst die Gesamtfunktion der Senderschaltungen an hand des Blockschaltbildes in Fig.1 beschrieben werden.In the following, the overall function of the transmitter circuits will be discussed first can be described with the aid of the block diagram in FIG.
Das Eingangssignal UE soll allgemein durch die Zeitfunktion UE(t) beschrieben sein. Für die Übertragung von digitalen Signalen kann die Eingangsfunktion UE, je nach dem Logikzustand mit UE =1 oder UE=-1 angenommen werden.The input signal UE should generally be given by the time function UE (t) be described. For the transmission of digital Signals can the input function UE, assumed with UE = 1 or UE = -1, depending on the logic state will.
In der Modulatorschaltung werden zwei Ausgangssignale erzeugt, gehorchen.Two output signals are generated in the modulator circuit, to obey.
Dabei ist wH eine beliebig wählbare, konstante Hilfskreisfrequenz, welche den Modulationsindex X des frequenzmodulierten Signals,bzw. im Falle von digitalen Eingangssignalen UE, den Frequenzhub des erzeugten FSK Signals angibt.WH is an arbitrarily selectable, constant auxiliary circuit frequency, which the modulation index X of the frequency-modulated signal, or. in case of digital input signals UE, indicating the frequency deviation of the generated FSK signal.
Die beiden Phasenwinkely 1 82 sind prinzipiell frei wählbar, solange sie sich nicht um ganzzahlige Vielfache von voneinander unterscheiden. Vereinfachend werden für die folgende Beschreibung die beiden Phasenwinkel mit #1 =0 und # = #/2 angenommen.The two phase angles 1 82 can in principle be freely selected as long as they do not differ from one another by integer multiples of. Simplifying the two phase angles with # 1 = 0 and # = # / 2 are used for the following description accepted.
Damit berechnen sich die Ausgangssignale der Modulatorschaltung Wird für die nachfolgende Betrachtung der Einfluß der Tiefpaßfilterschaltung 2,3 vernachläßigt, so liegen diese Signale an den Eingängen der Multiplizierschaltung 3,4 an. An deren Ausgängen werden die Signale UAMl und UAg2 abgegeben. This is how the output signals of the modulator circuit are calculated If the influence of the low-pass filter circuit 2, 3 is neglected for the following consideration, then these signals are present at the inputs of the multiplier circuit 3, 4. The signals UAM1 and UAg2 are emitted at their outputs.
Damit eraibt sich das Ausaanassianal des Summierers 6 zu: In obiger Gleichung kann UE jede beliebige Abhängigkeit von t haben. Nachstehend werden die in der erfindungsgemäßen Schaltung bevorzugt auftretenden konstanten Logik zustände UE =+1 und UE=-1 eingesetzt.The Ausaanassianal of the adder 6 is thus: In the above equation, UE can have any desired dependence on t. The constant logic states UE = + 1 and UE = -1, which preferably occur in the circuit according to the invention, are used below.
Bei UE=+1 für t größer to wird UA (t)= sin [(wk+wH).t+#o] Bei UE=l für t größer to wird UA (t)= sin [(wK-wH).t+#o] Anhand obiger Gleichungen ist zu erkennen, daß es sich bei der Ausgangsspannung UA um ein frequenzmoduliertes Signal handelt. Die Mittenfrequenz des Signals (=Kanalfrequenz) wird durch die Frequenz der im Multiplizierer 4 bzw. 5 verwendeten harmonischen Schwingung mit der gegebenenfalls über die Steuereingänge S1, 5M2 veränderlichen Kreisfrequenz wK bestimmt. Der symmetrische Frequenzhub wird durch die im Modulator verwendete und gegebenenfalls über den Steuereingang S1 veränderbare Kreisfrequenz wH bestimmt. Im Modulator wird durch die Eingangsspannung UE =+/-1 der Frequenzhub um umdie Mittenfrequenz wK=0 erzeugt. Bei dieser Umschaltung zwischen +wH und -wH entstehen im Signalverlauf der Ausqangssignale U, und UA2 des Modulators zwar Unstetigkeiten aber keine Sprünge.With UE = + 1 for t greater than to, UA (t) = sin [(wk + wH) .t + # o] With UE = l for t greater to, UA (t) = sin [(wK-wH) .t + # o] Using the above equations, is recognize that the output voltage UA is a frequency-modulated signal acts. The center frequency of the signal (= channel frequency) is determined by the frequency the harmonic oscillation used in the multiplier 4 or 5 with the, if applicable The variable angular frequency wK is determined via the control inputs S1, 5M2. The symmetrical one Frequency deviation is determined by the one used in the modulator and, if necessary, by the control input S1 variable angular frequency wH is determined. In the modulator is determined by the input voltage UE = + / - 1 the frequency deviation generated around the center frequency wK = 0. With this switchover between + wH and -wH arise in the signal curve of the output signals U, and UA2 des Modulator discontinuities but no jumps.
Um die Vorgänge im Modulator 1 und der gesamten Senderschaltung besser verständlich zu machen, werden in den Fig.2aa bis 2ac die Liniendiagramme der Ausgangssignale UA1 und UA2 der Modulatorschaltung für die Schaltzeitpunkte #,7 # /4 und 5 # /4 gezeigt.To the processes in the modulator 1 and the entire transmitter circuit better To make it understandable, the line diagrams of the output signals are shown in FIGS. 2aa to 2ac UA1 and UA2 of the modulator circuit for the switching times #, 7 # / 4 and 5 # / 4 shown.
Entsprechend der Phasenlage nach diesen Umschaltzeitpunkten von UE=+1 auf UE=-1 ergibt sich entsprechend der oben ange-E führten Gleichung jeweils folgende Ausgangsspannung: Beispiel 1 (Fig.2aa): UE von +1 auf -1 nach lt für UE = +1: UA (t) = sinwKt.coswHt + coswKt.sinwHt = sin (wK+wH) t für UE = -1: UA (t) = sinwKt.coswHt-coswKt.sinwHt = sin (wK-w4) t Beispiel 2 (Fig. 2ab): UE von +1 auf -1 nach 7#/4 für UE = +1: UA (t) = sinwKt .coswHt+coswKt . sinwHt = sin (wK + wH) t für UE = -1: UA (t) = - coswKt.coswHt-sinwKt.sinwHt = -cos (wK-wo) t Beispiel 3 (Fig.2ac): UE von +1 auf -1 nach 5#/4 für UE = +1: UA (t) = sinwKt.coswHt+coswKt.sinwHt = sin (wK+wH) t für UE = -1: = sinwKt.sinwHt + coswKt.coswHt = cos (wk-wH) t Es soll hier angeführt werden, daß die erfindungsgemäße Senderschaltung nicht auf Modulatorschaltungen beschränkt ist, deren Ausgangssignale UA1 und UA2 90° Phasenverschiebung zueinander aufweisen; auch von 90° abweichende, jedoch. konstante Phasenverschiebungen der beiden Signale sind möglich. Ebenso ist die Phasendifferenz der harmonischen Schwingungen, mit denen die Signale UAl bzw. U in den Modulatorschaltungen 4 bzw.5 ver-A2 knüpft werden nicht auf den Wert 900 eingeschränkt. Dieser Wert führt jedoch zu einer besonders anschaulichen mathematischen Beschreibung der Funktion der erfindungsgemäßen Senderschaltung.According to the phase position after these switching times from UE = + 1 on UE = -1, the equation given above results in the following in each case Output voltage: Example 1 (Fig. 2aa): UE from +1 to -1 according to for UE = +1: UA (t) = sinwKt.coswHt + coswKt.sinwHt = sin (wK + wH) t for UE = -1: UA (t) = sinwKt.coswHt-coswKt.sinwHt = sin (wK-w4) t Example 2 (Fig. 2ab): UE from +1 to -1 after 7 # / 4 for UE = +1: UA (t) = sinwKt .coswHt + coswKt. sinwHt = sin (wK + wH) t for UE = -1: UA (t) = - coswKt.coswHt-sinwKt.sinwHt = -cos (wK-wo) t example 3 (Fig. 2ac): UE from +1 to -1 to 5 # / 4 for UE = +1: UA (t) = sinwKt.coswHt + coswKt.sinwHt = sin (wK + wH) t for UE = -1: = sinwKt.sinwHt + coswKt.coswHt = cos (wk-wH) t Es it should be stated here that the transmitter circuit according to the invention is not based on modulator circuits is limited, whose output signals UA1 and UA2 are 90 ° phase shift to each other exhibit; also deviating from 90 °, however. constant phase shifts of the both signals are possible. Likewise, the phase difference of the harmonic oscillations is with which the Signals UAl and U in the modulator circuits 4 or 5 linked-A2 are not restricted to the value 900. This value leads however, to a particularly clear mathematical description of the function the transmitter circuit according to the invention.
In Fig.3 zeigt das detaillierte Blockschaltbild einer beispielhaften Realisierung einer Modulatorschaltung in Analogtechnik.3 shows the detailed block diagram of an exemplary Realization of a modulator circuit using analog technology.
Das Eingangssignal UE wird an den Integrationseingang eines Integrators 7 und an einen Vorzeicheneingang eines Komparators 8 geführt. An zwei weiteren Eingängen des Komparators liegen zwei feste Werte UK und Ux an, die die Grenzen des Integrationsbereichs des Integrators angeben. Der Ausgang des Integrators ist an den Vergleichseingang des Komparators geführt, der Ausgang des Komparators ist mit dem Rückstelleingang des Integrators verbunden. An den Ausgang des Integrators sind weiters die Eingänge zweier Funktionsgeneratoren 9,10 angeschlossen, deren Ausgänge die Ausgangssignale UAl und UA2 liefern.The input signal UE is applied to the integration input of an integrator 7 and fed to a sign input of a comparator 8. At two other entrances of the comparator there are two fixed values UK and Ux which are the limits of the integration range of the integrator. The output of the integrator is connected to the comparison input of the comparator, the output of the comparator is connected to the reset input of the integrator. The inputs are also at the output of the integrator two function generators 9, 10 connected, the outputs of which are the output signals Deliver UAl and UA2.
Die Fig.4a zeigt einen typischen Zeitverlauf eines digitalen Eingangssignals UE; Fig.4b zeigt das Ausgangssignal U1 des Integrators 7 und Fig.4c bzw. Fig.4d stellen die entsprechenden Ausgangssignale der Funktonsgeneratoren 9,10 dar.4a shows a typical time curve of a digital input signal UE; FIG. 4b shows the output signal U1 of the integrator 7 and FIG. 4c or FIG. 4d represent the corresponding output signals of the function generators 9, 10.
Im folgenden wird anhand von Fig.3 und Fig.4 die grundsätzliche Funktion des Modulators beschrieben: Das Eingangssignal UE (Eingangsdaten) wird dem Integrator 7 und als Vorzeichenerkennungssignal dem Komparator 8 zugeführt.The basic function is described below with reference to FIG. 3 and FIG of the modulator: The input signal UE (input data) is sent to the integrator 7 and supplied to the comparator 8 as a sign recognition signal.
Die Integrationsrichtung wird durch das Vorzeichen der Eingangsspannung festgelegt. Die Grenzen für die Ausgangsspannung des Integrators werden durch die am Komparator fest anliegenden Spannungen UK+ und UK vorgegeben. Bei positiver Eingangsspannung UE wird vor UK+ bis UK integriert, bei negativer Eingangsspannung wird von UK bis UK+ integriert (Fig.4a,b).The direction of integration is determined by the sign of the input voltage set. The limits for the output voltage of the integrator are determined by the Voltages UK + and UK that are firmly applied to the comparator are specified. With positive input voltage UE is integrated before UK + to UK, with negative input voltage from UK to UK + integrated (Fig. 4a, b).
Die Eingangsspannung UE, die Zeitkonstante des Integrators und die Grenzen des Integrationsbereiches UK+ und # UK werden so abgestimmt, daß die gewünschte Periodendauer 28 /wH der vom Integrator abgegebenen Sägezahnspannung UI erreicht wird.The input voltage UE, the time constant of the integrator and the The boundaries of the integration area UK + and # UK are coordinated so that the desired Period of 28 / wH of the sawtooth voltage UI emitted by the integrator is reached will.
Die periodische Sägezahnspannung UI wird vorzugsweise zwei Funktionsgeneratoren zugeführt, welche die periodische Sägezahnspannung UI in periodische Ausgangsspannungen UA1, UA2 mit gleicher Periodendauer wie UI umwandeln und UA2 phasenverschoben ist. Vorzugsweise wird, wie in Fig.4c und Fig.4d dargestellt, die Spannung UI in einem Funktionsgenerator 9 (10) in eine Sinusspannung UAl und in einem anderen Funktionsgenerator 10 (9) in eine Cosinusspannung UA2 umgewandelt.The periodic sawtooth voltage UI is preferably two function generators fed, which converts the periodic sawtooth voltage UI into periodic output voltages Convert UA1, UA2 with the same period as UI and UA2 is out of phase. Preferably, as shown in Fig.4c and Fig.4d, the voltage UI in one Function generator 9 (10) in a sinusoidal voltage UAl and in another function generator 10 (9) converted into a cosine voltage UA2.
Die Fig.Sazeigt eine beispielsweise Realisierung einer Modulatorschaltung in Digitaltechnik.The Fig.Sa shows an example implementation of a modulator circuit in digital technology.
Das (digitale) Eingangssignal UE wird an den Zählrichtungseingang eines Vorwärts-Rückwärts-Zählers 11 angelegt; am Takteingang des Zählers liegt ein Taktsignal S1 an, das entweder in einem internen Taktgenerator 12 erzeugt wird, oder extern erzeugt und über den Steuereingang S1 zugeführt wird.The (digital) input signal UE is sent to the counting direction input an up-down counter 11 applied; there is a at the clock input of the counter Clock signal S1, which is either generated in an internal clock generator 12, or generated externally and fed via the control input S1.
Die parallelen Ausgangsleitungen des Zählers 11 bilden den Datenbus B1 der an den Adreßeingängen eines ersten Analog-Multiplexers 13 anliegt und über eine Addierschaltung 15 an die Adreßeingänge eines zweiten Analogmultiplexers 14 geführt ist.The parallel output lines of the counter 11 form the data bus B1 which is applied to the address inputs of a first analog multiplexer 13 and above an adding circuit 15 to the address inputs of a second analog multiplexer 14 is led.
In der Addierschaltung 15 wird zu dem jeweiligen Digitalwort auf dem Bus B1 ein fester Wert, der von dem Kodierschalter 18 erzeugt wird und an den zweiten Eingängen der Addierschaltung 15 anliegt, addiert.In the adding circuit 15, the respective digital word on the Bus B1 a fixed value which is generated by the coding switch 18 and to the second Inputs of the adding circuit 15 is present, added.
Jeder der Analogeingänge des einen Multiplexers ist mit dem entsprechenden Eingang des anderen Multiplexers paarweise verbunden und an einen Abgriff einer Widerstands- Spannungsteilerkette 17 geführt, welche von einer Spannungsquelle 16 gespeist wird.Each of the analog inputs of a multiplexer is connected to the corresponding one Input of the other multiplexer connected in pairs and to a tap of a Resistance voltage divider chain 17 out, which from a voltage source 16 is fed.
Im folgenden wird anhand von Fig.5a und Fig.6 die Funktion des Modulators in digitaler Ausführung beschrieben.In the following, the function of the Modulator described in digital form.
Der Zähler 11 zählt in Abhängigkeit von den Polarität der Eingangsspannung UE aufwärts oder abwärts und erfüllt somit die Funkton eines Integrators. Die Integrationszeitkonstante kann mit der Taktfrequenz des Taktgebers 12 festgelegt werden.The counter 11 counts depending on the polarity of the input voltage UE upwards or downwards and thus fulfills the function of an integrator. The integration time constant can be set with the clock frequency of the clock generator 12.
Durch das überlaufen des Zählers nach der Periodendauer 2t w wird in einfacher Weise am Datenbus B1 eine quasi- Sägeza#nfunktion erreicht, weil nach der Binärzahl IIII der Zähler wieder mit der Binär zahl 0000 zu zählen beginnt. Funktionell entspricht die Signalfolge am Datenbus B1 dem Signal U1 in Fig.4b.By overflowing the counter after the period 2t w becomes A quasi-sawtooth function is achieved in a simple manner on the data bus B1, because after the binary number IIII the counter starts counting again with the binary number 0000. Functionally, the signal sequence on the data bus B1 corresponds to the signal U1 in FIG. 4b.
Das Datenbussignal B 1 wird einerseits einem2lultiplexer 13 und andererseits einem Addierer 15 zugeführt. Der Multiplexer 13 wandelt dieses Signal in bekannter Weise in eine periodische Ausgangsspannung UAl um, welche vorzugs-2t weise als Sinusspannung mit der Periodendauer wt ausgebildet wH wird.The data bus signal B 1 is on the one hand a 2-multiplexer 13 and on the other hand an adder 15 is supplied. The multiplexer 13 converts this signal into a known one Convert into a periodic output voltage UAl, which is preferably a sinusoidal voltage is formed with the period wt wH.
Um am Ausgang des zweiten Multiplexers 14 eine zu UAl phasenverschobene Spannung UA2 zu erreichen, wird am Eingang des Multiplexers 14 über den Datenbus B2 ein Zahlenwert eingegeben, der sich von dem Zahlenwert des Datenbus B1 um jenen Wert unterscheidet, cer die gewünschte Phasenverschiebung bewirkt. In einfacher Weise wird dies dadurch erreicht, daß zu dem Wert in B1 mit dem Addierer 15jene gewünschte Zahl addiert wird, die durch den Codierschalter 18 v#orgegeben wird.In order to have a phase shifted to UAl at the output of the second multiplexer 14 To achieve voltage UA2, is at the input of the multiplexer 14 via the data bus B2 entered a numerical value that differs from the numerical value of the data bus B1 by that Value differs, cer causes the desired phase shift. In simple This is achieved by adding that to the value in B1 with the adder 15 desired number is added, which is given by the coding switch 18.
In Fig.6 ist dargestellt, wie entsprechend den Datenbussignalen B1 und B2 die quasi-Sinusspannung an UAl beziehungsweise die quasi-Cosinusspannung an UA2 treppenformig gebildet wird. Es ist weiters erkennbar, daß der Phasenverschiebung zwischen UA1 und UA2 eine Zahlenwertdifferenz von binär 0100 zwischen B1 und B2 entspricht.In Figure 6 it is shown how the data bus signals B1 and B2 the quasi-sine voltage at UAl or the quasi-cosine voltage is formed in a step shape at UA2. It can also be seen that the phase shift between UA1 and UA2 a numerical value difference of binary 0100 between B1 and B2 is equivalent to.
Auch ist in Fig.6 ähnlich wie in Fig.4c und 4d dargestellt, wie die Ausgangsspannung UAl und UA2 verlaufen, wenn zum Zeitpunkt 2tL WH , das Eingangssignal UE von +1. auf -1 wechselt.It is also shown in FIG. 6 in a manner similar to that in FIGS. 4c and 4d the Output voltage UAl and UA2 run if the input signal is at time 2tL WH UE of +1. changes to -1.
2# Bis zum Zeitpunkt -- zälht der Zähler 11 Aufwärtsrichtung wH und an den Ausgang UA1 entsteht eine quasi Sinuspannung. Ab dem Zeit-2# punkt wH zählt der Zähler 11 in Abwärtsrichtung und an den UA entsteht eine quasi - minus - Sinusspannung. 2 # Until the time - the counter 11 counts upwards direction wH and A quasi sine voltage arises at the output UA1. From the time 2 # point wH counts the counter 11 in the downward direction and a quasi - minus - sinusoidal voltage is created at the UA.
Dabei ist die in Fig.5a gezeigte Schaltung nur beispielhaft.The circuit shown in Figure 5a is only an example.
Das gleiche Prinzip kann in digitaler Technik auch anders gelöst werden. Z.B. können entsprechend der Fig.5b an Stelle der beiden Multiplexer 13 und 14 Digital-Analogwandler GO r 21 eingesetzt werden, welche über vorgeschaltete, in einem Speicher abgelegte Konversionstabellen 18, 19 das Datenbussignal B1 in das gewünschte Ausgangssignal UA1 bzw. UA2 umformen.The same principle can also be solved differently in digital technology. For example, instead of the two multiplexers 13 and 14, digital-to-analog converters can be used in accordance with FIG GO r 21 are used, which are stored in a memory via upstream Conversion tables 18, 19 convert the data bus signal B1 into the desired output signal Form UA1 or UA2.
Nicht zuletzt kann sowohl die Grundschaltung nach Fig.1, die Modulatorgrundschaltung nach Fig.3 als auch eine digitale Modulatorschaltung nach Fig.5 a bzw. b als Grundlage für die Programmierung eines Mikroprozessors herangezogen und somit eine Realisierung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung in Mikroprozessortechnik erreicht werden.Last but not least, both the basic circuit according to FIG. 1 and the basic modulator circuit according to FIG. 3 as well as a digital modulator circuit according to FIG. 5 a or b as the basis used for programming a microprocessor and thus a realization the circuit arrangement according to the invention can be achieved in microprocessor technology.
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2443128A1 (en) * | 1974-09-09 | 1976-03-25 | Siemens Ag | LASER BEAM COUPLING ARRANGEMENT |
DE3113800A1 (en) * | 1980-04-16 | 1982-03-11 | Naamloze Vennootschap Philips' Gloeilampenfabrieken, 5621 Eindhoven | FREQUENCY MODULATOR |
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2443128A1 (en) * | 1974-09-09 | 1976-03-25 | Siemens Ag | LASER BEAM COUPLING ARRANGEMENT |
DE3113800A1 (en) * | 1980-04-16 | 1982-03-11 | Naamloze Vennootschap Philips' Gloeilampenfabrieken, 5621 Eindhoven | FREQUENCY MODULATOR |
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