DE3741610C2

DE3741610C2 - Anordnung zur Demodulation von Einseitenbandsignalen

Info

Publication number: DE3741610C2
Application number: DE19873741610
Authority: DE
Inventors: Friedemann Ing Grad Kombrink; Roland Hahn
Original assignee: Daimler Benz Aerospace AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1987-12-09
Filing date: 1987-12-09
Publication date: 1995-09-21
Anticipated expiration: 2007-12-10
Also published as: DE3741610A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Demodulation von Einseitenbandsignalen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie die Verwendung einer solchen Anordnung als Sendemodulator. Eine solche Demodulationsanordnung ist aus dem Artikel von G. R. Liedtke: "Kompatible AM-Demodulationsverfahren"; in Funkschau 1968, Heft 17, S. 527-528 bekannt.

Wie diesem Artikel zu entnehmen ist, werden beim Empfang von Einseitenbandsignalen aufgrund guter Selektionseigenschaften häufig Doppelsuperhet-Empfänger eingesetzt (der Aufbau solcher Doppelsuperhet-Empfänger ist beispielsweise bei Meinke/Gundlach: "Taschenbuch der Hochfrequenztechnik", 4. Auflage (Springer- Verlag, Berlin, 1986), S. Q4-Q6 und Q49-Q50 allgemein beschrieben). Hierbei wird auf einer ersten hohen Zwischenfrequenz eine relativ breitbandige Vorselektion und nach Umsetzung auf eine zweite, niedrige Zwischenfrequenz die schmalbandige Hauptselektion durchgeführt. Für Einseitenbandempfang sind Zwischenfrequenzen und Hauptselektionsfilter (Seitenbandfilter), z. B. ein Quarz filter, so aufeinander abgestimmt, daß am Ausgang des Seitenbandfilters nur der Signalanteil aus einem Seitenband zu einer im Empfänger eingestellten Trägerfrequenz auftritt. Dieses Seitenbandsignal wird durch Überlagerung mit einem Festfrequenzsignal im Demodulator in die Basisbandlage abgemischt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Anordnung mit geringem Aufwand dahingehend zu ergänzen, daß auch das jeweils andere Seitenband empfangen werden kann und daß eine solche Anordnung möglichst auch als Sendemodulator betrieben werden kann.

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

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Abbildung skizzierten Beispiels noch weiter veranschaulicht.

Das im nicht eingezeichneten Empfängereingangsteil in die erste Zwischenfrequenzlage umgesetzte Empfangssignal e(t) wird in einem ersten fest abgestimmten Vorselektionsfilter Fi1 breitbandig gefiltert. Das Ausgangssignal des Filters Fi1 enthält dann Signalanteile um die feste Zwischenfrequenz ZF1. Im ersten Mischer M1 wird dieses Signal auf der ersten Zwischenfrequenz mit einem Festfrequenzsignal f1 überlagert. Aus den in die niedrigere Zwischenfrequenzlage ZF2 umgesetzten Signalanteilen wird durch das schmalbandige Hauptselektionsfilter (Quarzfilter) Fi2 ein Seitenband ausgefiltert und durch Überlagerung in einem zweiten Mischer M2 mit einem zweiten Festfrequenzsignal f2 ins Basisband abgemischt.

Die quantitative Betrachtung der Frequenzlagen in den verschiedenen Stufen des Signalwegs ergibt, daß die im Eingangsteil des Empfängers eingestellte Trägerfrequenz eines zu demodulierenden Einseitenbandsignals nach Umsetzung in die erste Zwischenfrequenzlage bei der Frequenz ZF1 liegt. Der Schwerpunkt des in des ersten Zwischenfrequenzlage oberen Seitenbandes liege dann bei ZF1 + Δf. Nach Frequenzumsetzung im Mischer M1 mit dem Festfrequenzsignal f1, das im Beispielsfall höherfrequent sei als ZF1, liegt die Trägerfrequenz bei ZF2 = f1 - ZF1 und das betrachtete Seitenband bei f1 - (ZF1 + Δf) = ZF2 - Δf. Zur Ausfilterung des durch die invertierende Umsetzung im Mischer M1 nunmehr untenliegenden Seitenbandes muß die Filtermitte des Hauptselektionsfilters Fi2 ebenfalls bei ZF2 - Δf und die zweite Festfrequenz zur Abmischung ins Basisband bei f2 = ZF2 liegen. Das gewünschte, in der ersten Zwischenfrequenzlage obere Seitenband wird also demoduliert, wenn die Bedingung

f1 - (ZF1 + Δf) = f2 - Δf

erfüllt ist. Die beiden Festfrequenzsignale werden vorteilhafterweise aus einem gemeinsamen Frequenznormal abgeleitet. Bis zu diesem Umfang entspricht die skizzierte Anordnung noch den gebräuchlichen Einseitenbandempfängen.

Ein naheliegender Weg zum Empfang des anderen Seitenbandes wäre, ein zweites Quarzfilter mit im Beispielsfall bei ZF2 + Δf liegendem Durchlaßband parallel zum ersten Quarzfilter anzuordnen und je nach gewüschtem Seitenband den Signalweg zwischen den beiden Filtern umzuschalten. Besonders bei bereits auf den Empfang nur eines Seitenbandes entworfenen und fertig konstruierten Geräten steht einer solchen Lösung aber häufig der für den Aufbau eines zweiten Quarzfilters doch erhebliche Platzbedarf entgegen.

Gemäß der Erfindung wird mit äußerst geringem Aufwand aus den für den Empfang des einen Seitenbands bereits vorhandenen Festfrequenzsignalen ein weiteres Festfrequenzsignal erzeugt, das, wenn anstelle des ersten Festfrequenzsignals dem ersten Mischer zugeführt, zur Ausfilterung und Demodulation des anderen Seitenbandes führt.

Hierzug wird das zweite Festfrequenzsignal f2 zusätzlich einer Frequenzverdopplungsstufe M3 zugeführt und der Signalanteil mit der doppelten Frequenz 2 f2 wird durch das Filter Fi4 ausgefiltert und an den einen Eingang eines Mischers M4 gelegt. Am anderen Eingang des Mischers M4 liegt das erste Festfrequenzsignal f1 an. Im Ausgangssignal des Mischers M4 sind neben anderen Signalanteile bei der Summenfrequenz f1 + 2 f2 und bei der Differenzfrequenz f1 - 2 f2 enthalten. Mittels des Filters Fi3 wird einer dieser beiden Signalanteile ausgefiltert, und zwar bei über ZF1 liegender Festfrequenz f1 der Anteil bei der Differenzfrequenz, bei unter ZF1 liegender Festfrequenz f1 der Anteil bei der Summenfrequenz. Zur Umschaltung des Seitenbandes wird über die Schaltmittel S und S′ der mittels des Filters Fi3 ausgefilterte Signalanteil als weiteres Festfrequenzsignal f3 anstelle des ersten Festfrequenzsignals f1 dem ersten Mischer zugeführt.

Die quantitative Betrachtung der Frequenzlagen ergibt nun, daß das in der ersten Zwischenfrequenzlage obere Seitenband bei ZF1 + Δf nach Umsetzung mit dem weiteren Festfrequenzsignal f3 bei f3 = f1 - 2 f2 in der zweiten Zwischenfrequenzlage nicht mehr in das Durchlaßband des Quarzfilters bei 2f - Δf fällt, daß hingegen das in der ersten Zwischenfrequenzlage untere Seitenband bei ZF1 - Δf nach Umsetzung mit f3 in der zweiten Zwischenfrequenzlage mit (ZF1 - Δf) - f3 in das Durchlaßband des Quarzfilters fällt, da durch

(ZF1 - Δf) - (f1 - 2 f2) = f2 - Δf

die bereits genannte Bedingung erfüllt ist, wie sich durch einfache Umformung zeigen läßt.

Der gegenüber der Anordnung zum Empfang nur eines Seitenbandes zusätzliche Schaltungsaufwand ist äußerst gering, da für die Frequenzverdopplerstufe M3 und den weiteren Mischer gewöhnliche Mischerdioden genügen. Da an die Filter Fi3 und Fi4 nur geringe Selektionanforderungen gestellt sind, können einfache LC-Glieder eingesetzt werden. Auch eine eventuell erforderliche Verstärkerstufe für f3 kann äußerst einfach aufgebaut sein.

Die Anforderung kann vorteilhafterweise auch für Zweiseitenbandempfang eingesetzt werden, wenn die Schalter S und S′ gleichzeitig geschlossen sind und dadurch sowohl das erste Festfrequenzsignal f1 als auch das weitere Festfrequenzsignal f3 an dem ersten Mischer M1 anliegen.

Die für den Empfangsfall ausführlich beschriebene Anordnung kann in völlig äquivalenter Weise auch als Sendemodulator eingesetzt werden, wenn das modulierende Signal auf der Basisbandseite eingespeist wird. Da das Hauptselektionsfilter Fi2 den Träger unterdrückt, muß für Einseitenband-Amplitudenmodulation ein Signalanteil des zweiten Festfrequenzsignals f2 zwischen Hauptselektionsfilter Fi2 und erstem Mischer M1 zugefügt werden.

Claims

1. Anordnung zur Demodulation von Einseitenbandsignalen, bei welcher die auf eine erste feste Zwischenfrequenz (ZF1) umgesetzten und vorgefilterten (Fi1) Signale in einem ersten Mischer (M1) mit einem ersten Festfrequenzsignal (f1) auf eine zweite Zwischenfrequenz (ZF2) umgesetzt und nach Hauptselektion in einem schmalbandigen Seitenbandfilter (Fi2) mit einem zweiten Festfrequenzsignal (f2) ins Basisband umgesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Festfrequenzsignal (f2) zusätzlich einer Frequenzverdopplerstufe (M3) zugeführt ist, daß das Ausgangssignal der Frequenzverdopplerstufe in einer weiteren Mischstufe (M4) mit dem ersten Frequenzsignal (f1) gemischt und aus dem Ausgangssignal der weiteren Mischstufe (M4) bei über der ersten Zwischenfrequenz (ZF1) liegender erster Festfrequenz (f1) das Differenzfrequenzsignal, andernfalls das Summenfrequenzsignal als weiteres Festfrequenzsignal (f3) ausgefiltert wird (Fi3) und daß über Schaltmittel (S, S′) wahlweise das erste (f1) oder das weitere Festfrequenzsignal (f3) dem ersten Mischer (M1) zuführbar ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für Zweiseitenbandempfang das erste (f1) und das weitere Festfrequenzsignal (f3) über die Schaltmittel (S, S′) gleichzeitig dem ersten Mischer zuführbar sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Festfrequenzsignal aus einem gemeinsamen Grundfrequenzsignal abgeleitet sind.

4. Verwendung einer Anordnung als Sendemodulator für Einseitenbandbetrieb.

5. Verwendung einer Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Sendesignal im Signalweg zwischen Seitenbandfilter (Fi2) und erstem Mischer (M1) ein Signalanteil des zweiten Festfrequenzsignals (f2) zufügbar ist.

6. Verwendung einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Schaltmittel PIN-Dioden vorgesehen sind.