DE3716064A1 - Modulator zur erzeugung eines amplitudengetasteten hochfrequenzsignals - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Modulator zur Erzeugung eines amplitudengetasteten Hochfrequenzsignals aus einem un­ modulierten Hochfrequenzsignal und einem niederfrequenten Tastsignal (A 1-Modulation).

Die Amplitudentastung eines Hochfrequenzsignals durch abruptes Ein-Ausschalten des HF-Signals an den Tastflanken des Tastsignals (Telegrafiezeichen, digitale Daten) führt zu einem breiten Spektrum des amplitudengetasteten HF-Signals. Zur Einengung des Spektrums ist es bekannt, die Flanken des Tastzeichens abzurunden, wozu aber auf­ wendige und unflexible Tastfilter erforderlich sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen flexiblen und einfach aufgebauten Modulator für amplitudengetastete HF-Signale anzugeben.

Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.

Gegenüber herkömmlichen A1-Modulatoren beansprucht der erfindungsgemäß weitgehend mit Standardbauteilen der Digitaltechnik aufgebaute Modulator wesentlich weniger Platz. Er ist in einer bevorzugten Ausführungsform im Vergleich zu bekannten A1-Modulatoren wesentlich flexibler, da verschiedene Betriebsarten mit z. B. unter­ schiedlicher Baudrate, Flankenbreite, Spektrum u. ä. einfach durch mehrere im Lesespeicher abgelegte Tabellen und /oder durch Änderung des Inhalts des Lesespeichers ermöglicht werden.

Die Erfindung ist nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Abbildung noch eingehend ver­ anschaulicht.

Wesentlicher Bestandteil des skizzierten Modulators ist der D/A-Wandler 2 mit einem Widerstands (R-2R)-Netzwerk. Während bei üblicher Anwendung solcher D/A-Wandler das Widerstandsnetzwerk eine Gleichspannung (Referenz) je nach digitaler Ansteuerung mehr oder weniger stark herunter teilt, wird hier das im Hochfrequenz-Generator erzeugte unmodulierte HF-Signal an den Referenzspannungs-Eingang Ref des D/A-Wandlers 2 angelegt. Der D/A-Wandler wirkt hier als digital steuerbares HF-Dämpfungsglied und bei An­ steuerung des Digitaleingangs durch ein Tastsignal als Amplitudenmodulator. Das am Analogausgang des D/A-Wandlers 2 zur Verfügung stehende amplitudenmodulierte HF-Signal wird über ein Filter 3 und einen Verstärker 4 als Aus­ gangssignal A 1 des Modulators abgegeben und z. B. durch Frequenzumsetzung, Filterung, Verstärkung als Sendesignal einer Antenne zugeführt.

Das niederfrequent zwischen zwei Zuständen (H/L, Träger ein/aus) getastete Tastsignal Tast ist einer Logik­ schaltung 9 zugeführt, die den zwischen zwei Zählerend­ ständen zählenden Vor-Rück-Zähler 8 bei Tastung des Tast­ signals mit einem Steuerbefehl u oder d, je nach Tastung des Tastsignals, ansteuert und zum Durchlaufen des Zähl­ bereichs vom zuletzt eingenommene Zählerendstand zum anderen Zählerendstand im Zähltakt T veranlaßt und ihn auf diesem Endstand bis zur nächsten gegensinnigen Tastung des Tastsignals hält.

Ausgehend davon wäre die einfachste Art zur Erzielung einer Weichtastung die direkte Ansteuerung des D/A- Wandlers 2 mit dem Ausgang des Zählers 8, wodurch sich im amplitudengetasteten Signal A 1 eine linear ansteigende bzw. abfallende Rampe der Signalamplitude ergibt.

Bevorzugterweise wird aber, wie in der Abbildung skiz­ ziert zwischen den Zählerausgang und den Digitaleingang D/A-Wandlers 2 ein Lesespeicher 6 geschaltet, der durch das Zählerausgangssignal adressiert wird. Der Lesespeicher enthält mindestens eine Tabelle, in welcher eine Weich­ tastfunktion als Zuordnung eines Steuersignals für den D/A-Wandler 2 zu jedem Zählerstand gespeichert ist. Die Abhängigkeit des gespeicherten Werts vom Zählerstand legt den zeitlichen Verlauf der Signalamplitude am Ausgang des D/A-Wandlers fest und ist so gewählt, daß bei einer Tastung die Amplitude sich zunächst nur langsam, dann schneller und mit Annäherung an den Endpegel wieder lang­ samer ändert. Dies wird z. B. erfüllt durch eine Halbwelle einer cosinus-Funktion, durch eine Hyperbelfunktion, die aus zwei punktgespiegelten Hyperbelbögen besteht, oder ähnliche Funktionen, wobei aber der Zeitverlauf der Signalamplitude prinzipiell nicht einer bestimmten analytischen Funktion zu folgen braucht.

In dem Lesespeicher 6 können vorteilhafterweise mehrere unterschiedliche solche Tabellen abgespeichert sein, wodurch verschiedene Betriebsarten mit z. B. unterschied­ lichen Anforderungen an Flankenbreite und Spektrum berück­ sichtigt werden können. Durch ein zusätzliches Adreßsignal B für den Lesespeicher 6 kann je nach gewünschter Be­ triebsart eine dieser Tabellen ausgewählt werden. Der Lesespeicher enthält vorzugsweise einen oder mehrere EPROM-Speicherbausteine, so daß auch bei nachträglich gewünschten anderen Betriebsarten ohne Änderungen am Aufbau des Modulators die jeweils gewünschten Weichtast­ funktionen abgespeichert werden können. Um Laufzeitfehler in der Ansteuerung des D/A-Wandlers und damit verbundene kurzzeitige Amplitudenfehler zu vermeiden, ist zwischen den Datenausgang des Lesespeichers und den Digitaleingang des D/A-Wandlers noch ein Latch 5 geschaltet.

Zur besonders einfachen Anpassung an verschiedene Baudraten des Tastsignals und/oder verschiedene Flanken­ breiten des amplitudengetasteten HF-Signals ist der Zählertakt T variabel und wird durch Vorgabe der jeweils geforderten Baudrate und Flankenbreite automatisch ein­ gestellt.

Der Zählertakt T wird vorzugsweise aus einem höher­ frequenten Taktsignal CL mittels eines Teilers 7 mit einstellbarem Teilerfaktor gewonnen. Zur Veränderung des Zählertaktes T ist dann der Teilerfaktor n veränderlich einstellbar.

Da die maximale Dämpfung des als steuerbares Dämpfungs­ glied wirkenden D/A-Wandlers 2 unter Umständen nicht ausreicht, ist auch noch die Möglichkeit vorgesehen, über Schalteinrichtungen das HF-Signal vollständig abzu­ schalten, z. B. durch Abschalten des Ausgangs des HF- Generators. Hierzu gibt die Logikschaltung bei einer Tastung des Tastsignals unter Berücksichtigung des je­ weiligen Zählerstandes ein Ein-Ausschaltsignal ab, wenn der Zähler den maximaler Dämpfung (=minimaler Aus­ gangsamplitude) des D/A-Wandlers entsprechenden Zähler­ stand einnimmt. Die Logikschaltung schaltet das HF-Signal also beim Austasten des Tastsignals nach Erreichen der maximalen Dämpfung "hart" aus, bzw. bei umgekehrtem Durchlaufen der Tastflanke zu Beginn bei noch maximaler Dämpfung "hart" ein. Dieser Schaltvorgang er­ folgt bei sehr kleinen Pegeln des Ausgangssignal und hat daher keinen nennenswerten Einfluß auf das Spektrum des A1-Signals. Als HF-Generator findet vorteilhafterweise ein numerisch gesteuerter digitaler Oszillator (number vontrolled oscillator NCO) Verwendung, dessen HF-Signal besonders einfach ein- und ausschaltbar ist und aus dessen Taktsignal der Zähltakt für den Vor-Rückwärts-Zähler gewonnen werden kann.

Claims (9)

1. Modulator zur Erzeugung eines amplitudengetasteten Hochfrequenzsignals aus einem unmodulierten Hochfrequenz­ signal und einem niederfrequenten Tastsignal mit folgenden Merkmalen

• a) das unmodulierte HF-Signal ist an den Referenz­ spannungseingang eines Digital/Analog-Wandlers mit Widerstandsnetzwerk gelegt,
• b) das Tastsignal steuert über eine Logikschaltung einen Vor-Rück-Zähler so, daß dieser bei einer Tastung des Tastsignals von einem Zählerendstand den Zählbereich bis zum anderen Zählerendstand durchläuft und auf diesem Endstand bis zur nächsten Tastung des Tast­ signals stehenbleibt,
• c) aus dem Zählerausgangssignal wird ein digitales Steuersignal für den Digitaleingang des D/A-Wandlers abgeleitet derart, daß dem einen Zählerendstand eine minimale und dem anderen Zählerendstand eine maximale Dämpfung des Ausgangssignals des D/A-Wandlers gegen­ über dem unmodulierten HF-Signal entspricht,
• d) das analoge Ausgangssignal des D/A-Wandlers bildet das amplitudengetastete HF-Signal.

2. Modulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Schalteinrichtungen zur Ein-Ausschaltung des HF-Signal vorgesehen sind und die Logikschaltung bei Tastung des Tastsignals bei dem maximaler Dämpfung im D/A-Wandler entsprechenden Zählerstand ein Schaltsignal zur Betätigung der Schalteinrichtungen abgibt.

3. Modulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ableitung des digitalen Steuersignals aus dem Zähler­ ausgangssignal das letztere einen Lesespeicher adressiert, der aus einer abgespeicherten Tabelle einen dem jeweiligen Zählerstand zugeordneten Wert als Steuersignal abgibt.

4. Modulator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Tabellen gespeicherte Zuordnung von Zählerstand zu Steuersignal nichtlinear ist.

5. Modulator nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in dem Lesespeicher mehrere Tabellen wählbar vorgegeben sind.

6. Modulator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lesespeicher einen oder mehrere EPROM-Bausteine enthält.

7. Modulator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähltakt für den Vor-Rück-Zähler veränderbar ist.

8. Modulator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähltakt aus einem höherfrequenten Taktsignal mittels eines Frequenzteilers abgeleitet ist und der Teilerfaktor veränderlich einstellbar ist.

9. Modulator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des unmodulierten HF-Signals ein digitaler Oszillator vorgesehen ist und das höherfrequente Takt­ signal das Taktsignal für diesen Oszillator ist.