DE3716061C2

DE3716061C2 - Modulator zur Erzeugung eines frequenzmodulierten HF-Signals

Info

Publication number: DE3716061C2
Application number: DE19873716061
Authority: DE
Inventors: Joerg Dipl Ing Logemann; Ferdinand Dipl Ing Sigloch; Ernst Dipl Ing Pauloehrl
Original assignee: Daimler Benz Aerospace AG
Current assignee: Telefunken Radio Communication Systems GmbH and Co KG
Priority date: 1987-05-14
Filing date: 1987-05-14
Publication date: 1997-01-23
Anticipated expiration: 2007-05-15
Also published as: DE3716061A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Modulator zur Erzeugung eines fre quenzmodulierten HF-Signals.

Verfahren zur Frequenzmodulation und Schaltungen für entsprechende Modulatoren sind seit langem bekannt. Für eine genaue Einstellung des Frequenzhubs und für flexible Betriebsweise des Modulators mit Veränderung des Frequenzhubs und evtl. auch der Modulationskennlinie ist bei den bekannten Modulatoren aber ein hoher Schaltungsaufwand erforderlich.

So ist aus der DE-AS 19 64 249 ein numerisch gesteuerter, fre quenzmodulierbarer Generator bekannt, dessen Programmsteuerung den Generator unter anderem über einen digitalen Vergleicher ansteuert. Bei dieser Lösung beeinflußt ein mit einer vorgegebenen Folge von Zählimpulsen beaufschlagter Impulszähler über seine nacheinander markierten Ausgänge durch Schrittbefehle entsprechend angeordnete Steuereingänge des Generators, wobei eine über die Schrittbefehle ausgelöste Folge von Umschalt- bzw. Auswahlvorgängen eine Folge von Frequenzschritten hervorruft, die unter Berücksichtigung des gegenseitigen zeitlichen Abstandes der vorgegebenen Zählimpulse so klein bemessen sind, daß die Kontinuität der Frequenzmodulation gewährleistet ist.

Die Digitalisierung analoger Modulationssignale mittels eines Analog/Digital-Wandlers bzw. die Rückwandlung des digitalisierten Modulationssignals in ein analoges Signal mittels eines Digital/Analog-Wandlers ist aus der DE 29 14 814 A1 bekannt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen Modulator zur Erzeugung eines frequenzmodulierten HF- Signals anzugeben, der einfach aufgebaut und flexibel einsetzbar ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale. Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung.

Der erfindungsgemäße Modulator macht vorteilhaften Gebrauch von an sich bekannten numerisch gesteuerten Oszillatoren (number controlled Oszillator = NCO). Ein solcher NCO gibt in Verbindung mit einem ausgangsseitigen D/A-Wandler ein HF-Signal ab, dessen Frequenz durch ein an den Steuereingang angelegtes digitales Steuersignal mit hoher Genauigkeit eingestellt und durch Verändern des digitalen Steuersignals sehr schnell verändert werden kann. Die Ableitung der digitalen Steuersignale kann durch direkte Ansteuerung des Oszillators durch das digitalisierte NF-Modulationssignal, bevorzugterweise aber unter Zwischenschaltung eines Lesespeichers erfolgen.

Der Platzbedarf des erfindungsgemäßen Modulators ist wesentlich geringer als bei bisher bekannten Modulatoren. Der Aufbau ermöglicht eine sehr flexible Betriebsweise, wozu bei einer bevorzugten Ausführungsform durch Ver wendung von EPROM-Speicherbausteinen auch bei nach träglicher Änderung der Betriebsarten keine Veränderungen am Schaltungsaufbau vorgenommen werden müssen.

Der Modulator ist nachfolgend unter Bezugnahme auf die Abbildung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels veranschaulicht.

Um unter Verwendung eines numerisch gesteuerten, vor stehend im Prinzip beschriebenen Oszillators ein F3- moduliertes Hochfrequenz (HF)-Signal zu erzeugen, wird zunächst das niederfrequente analoge Modulationssignal NF_A in einem Verstärker 11, der vorzugsweise als geregelter Verstärker ausgeführt ist, verstärkt und danach im A/D-Wandler 10 digitalisiert. Für das Beispiel sei für das digitalisierte Signal NF_D eine Wortlänge von acht Bit angenommen. Diese könnten, gleiche Kodierung (binär, BCD o. ä.) vorausgesetzt, direkt an acht zusammenhängende Bitstellen des Frequenzsteuereingangs St des Oszillators 1 angeschlossen werden. Da der Steuereingang des NCO für wesentlich größere Wortlängen, beim genannten ST-1172 sind es 28 Bit, ausgelegt ist, als bei der Digitalisierung des Modulationssignals sinnvoll, könnte in einer solchen Ausführung je nachdem, an welche Bitstellen das digi talisierte Signal NF_D angeschlossen ist, der Frequenzhub eingestellt und durch Verschieben der Bitstellen verändert werden. Durch die gegenüber den durch das NF_D-Signal belegten Bitstellen höherwertigen Stellen des Steuer eingangs wäre dann im wesentlichen die Mittenfrequenz des frequenzmodulierten Ausgangssignals bestimmt.

Eine bevorzugte Ausführung sieht aber die Zwischen schaltung eines Lesespeichers 9 zwischen Ausgang des A/D-Wandlers 10 und Steuereingang ST des Oszillators 1 vor. Der Lesespeicher besteht aus mehreren EPROM-Speicher bausteinen 7, 8, deren parallelgeschaltete Adreßeingänge durch das digitalisierte Modulationssignal adressiert werden. In den EPROMs sind mehrere Tabellen abgespeichert, die jeweils einem bestimmten Wert des Adreßsignals NF_D einen Ausgangswert zuordnen. Die Ausgänge der ver schiedenen EPROMs sind getrennt mit den verschiedenen Bitstellen des Steuereingangs des Oszillators 1 verbunden, so daß man mit zwei EPROMs mit je 8 Bit-Ausgängen bereits 16 Bits des Steuereingangs des A/D-Wandlers beeinflussen kann. Um Laufzeitfehler in der NCO-Ansteuerung und damit verbundene kurzfristige Frequenzfehler (Spikes) zu ver meiden, sind zwischen Speicherausgang und Steuereingang des Oszillators noch Latches 5, 6 geschaltet, die über das Taktsignal CL, das auch den Oszillator 1 taktet, ange steuert werden. In den EPROM-Speichern 7, 8 sind mehrere verschiedene Tabellen mit unterschiedlichen Zuordnungen von digitalisiertem Modulationssignal NF_D abgelegt, die z. B. verschiedene Frequenzhübe oder eine Signalvorver zerrung (zur Dynamikkompression, Signalverschleierung mit Pseudozufallsfolge o. ä.) durch eine nichtlineare Modulationskennlinie repräsentieren. Je nach gewünschter Betriebsart wird eine dieser Tabellen durch ein digitales Steuersignal Mod, das an weiteren Adreßeingängen der EPROMs anliegt, ausgewählt.

Das am Ausgang des Oszillators 1 abgegebene digitale Hochfrequenzsignal HF_D wird im D/A-Wandler 2 in ein analoges Hochfrequenzsignal HF_A umgeformt, welches nach Durchlaufen des Filters 3 und des Verstärkers 4 als das gewünschte frequenzmodulierte HF-Signal am Ausgang des Modulators zur Verfügung steht.

Claims

1. Modulator zur Erzeugung eines frequenzmodulierten HF-Signals mit folgenden Merkmalen:

a) ein niederfrequentes Modulationssignal (NF_A) wird in einem A/D-Wandler (10) digitalisiert,
b) aus den Digitalwerten des digitalisierten Modulationssignals (NF_D) werden digitale Steuersignale für einen numerisch gesteuerten Oszillator (1) abgeleitet, dergestalt,
- ba) daß zwischen den Ausgang des A/D-Wandlers (10) und den Steuer eingang (St) des Oszillators (1) ein Lesespeicher (9) geschaltet ist, der durch die Ausgangssignale des A/D-Wandlers (10) adressiert ist und der aus einer gespeicherten Tabelle ein Steuersignal auf den Steuereingang (St) des Oszillators (1) gibt,
- bb) daß mehrere verschiedene Tabellen in dem Lesespeicher (9) enthalten sind,
- bc) daß der Lesespeicher (9) weitere Adreßeingänge aufweist,
- bd) daß über die weiteren Adreßeingänge eine der Tabellen auswählbar ist, indem diesen ein Steuersignal (Mod) zugeführt ist,
c) der Oszillator (1) erzeugt ein HF-Signal (HF_D), dessen Frequenz durch das aus dem Lesespeicher (9) ausgelesene und auf den Steuereingang (St) des Oszillators (1) gegebene Steuersignal festgelegt ist.

2. Modulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wortlänge des Steuersignals größer ist als die Wortlänge des digi talisierten Modulationssignals (NF_D) und daß die Digitalwerte des Modulationssignals (NF_D) direkt in zusammenhängende Bitstellen des Steuersignals (St) übernommen werden.

3. Modulator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der zusammenhängenden Bitstellen im Steuersignal (St) zur Veränderung des Frequenzhubs verschiebbar sind.

4. Modulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lese speicher (9) Tabellen mit nichtlinearer Zuordnung von Steuerwert zu Adreßwert enthält.

5. Modulator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß der Lesespeicher (9) aus mehreren parallelen Einzelspeichern (7, 8) besteht, die mit denselben Adressen beaufschlagt werden und deren Ausgänge mit verschiedenen Bitstellen des Oszillator-Steuereingangs (St) verbunden sind.

6. Modulator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lesespeicher (9) ein oder mehrere EPROMs (7, 8) enthält.