DE3783143T2 - Verfahren und geraet zur demodulation eines phasenumgetasteten signals. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ganz allgeinein ein Übertragungssystem zur Übertragung von Daten durch Anwendung eines phasenumgetasteten Signals (nachfolgend PSK-Signal genannt), das durch Phasenumtasten einer Trägerwelle mit einem Datensignal erhalten wird, und insbesondere ein Verfahren und ein Gerät zur Demodulation des PSK-Signals, um das Datensignal wiederzugewinnen (zu regenerieren), die zum Aufbau eines PSK-Signal-Demodulators in Form einer integrierten digitalen Schaltung geeignet sind.
• Ein zusammenhängendes Detektions-Schema, wie in Fig. 1 schaubildhaft gezeigt, ist als ein Verfahren zur Demodulation des PSK-Signals, um das Datensignal zu regenerieren, wohl bekannt. Ein digitales Datum wird differentiell kodiert, um ein Signal a in Fig. 2 zu erhalten, und ein Träger wird mit dem Signal a phasenumgetastet, um ein PSK- Signal zu bilden, das auf einer Übertragungsleitung übertragen wird. Das PSK-Signal wird durch ein Bandpaß-Filter 21 aufgenommen und durch einen Begrenzer 22 in eine Wellenform b wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, umgewandelt. Die Wellenform b verzweigt sich einerseits zu einem Träger-Regenerator 23, der von der Wellenform b den Träger regeneriert, in Fig. 1 und 2 mit c bezeichnet, der als Bezugsphase dient, und andererseits zu einem Phasenvergleicher (kohärenter Detektor) 24, der eine kohärente Detektierung der Wellenform b unter Verendung des regenerierten Trägers c durchführt. Das Ausgangssignal des Phasenvergleichers 24 nimmt eine Wellenforin d an welche Störimpulse infolge "Flatterns" enthält, hervorgerufen durch Störimpulse, die zum Signal addiert werden, bei dessen Übertragung auf der Übertragungsleitung, und infolge eines Phasenfehlers des regenerierten Trägers c. Die Störimpulse können durch ein Tiefpaß-Filter 25 und einen Begrenzer 26 entfernt werden. Auf diese Weise nimmt das Ausgangssignal des Begrenzers 26 die Wellenform e an. Ein Kodewandler 27 ist zur Dekodierung des differentiell kodierten Datensignals vorgesehen.
• Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, daß das kohärente Detektions-Schema analoge Schaltungen, wie z.B. Träger- Regenerator 23 und Tiefpaß-Filter 25, aufweist. Es wurden Anstrengungen unternommen, um die analogen Schaltungen durch digitale Schaltungen zu ersetzen, die für integrierte Form, ohne Abgleich, geeignet sind. Z.B. zeigen JP-A-51- 48959 und JP-A-55-4125 die Realisierung des Tiefpaß-Filters 25 mit einer digitalen Schaltung.
• Die beiden Beispiele des Standes der Technik sind der Realisierung des Tiefpaß-Filters 25 init einer digitalen Schaltung zugewandt, die unbedingt eine Regerierung des Trägers erfordert.
• Die Träger-Regenerierung ist im wesentlichen eine analoge Operation, die längs der Zeit-Achse durchgeführt wird. Infolgedessen war es bisher schwierig, eine vollständige Realisierung eines Demodulators mit einer digitalen Schaltung zu erzielen. In IEEE TRANSACTIONS ON COMMUNTCATIONS, Vol. COM-21, Nr. 12, Dezember 1973, Seiten 1352-1360, IEEE, New York, US, ist ein Demodulator zur Demodulation eines phasenumgetasteten Signals zur Regeneration eines Datensignals beschrieben, der Mittel zur Erzeugung eines Taktsignals aufweist, das asynchron zum Träger dieses phasenumgetasteten Signals ist; ferner Mittel zur Feststellung einer Phasenverschiebungs-Differenz zwischen diesem Taktsignal und diesem phasenumgetasteten Signal, und schließlich Mittel zur Bildung des Datensignals aufgrund der Phasendifferenz.
• In PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, Vol. 7, Nr. 158 (E-186) [1303] 12. Juli 1983; und JP-A-58 64 851 ist ein Demodulator zur Demodulation eines phasenumgetasteten Signals beschrieben, der Mittel zur Bildung n-phasiger Taktsignale aufweist, die im wesentlichen die gleiche Frequenz wie der Träger der phasenumgetasteten Signale besitzen, aber untereinander außer Phase sind; und der ferner Mittel aufweist zur Quantifizierung der Phasenunterschiede der n-phasigen Taktsignale in binäre Werte; und schließlich Mittel zur Feststellung, ob die quantifizierten Phasenunterschiede zwischen benachbarten Bits dieses Datensignals wechseln. Die in diesem Dokument zur Demodulation eines phasenumgetasteten Signals beschriebene Apparatur zur Regeneration eines Datensignals weist erste Mittel auf zur Bildung eines Taktsignals, das zur Ermittlung von Phasenunterschieden verwendet wird; zweite Mittel, die mit den ersten Mitteln verbunden sind, zur Feststellung eines Phasenunterschiedes zwischen dem eingegebenen phasenumgetasteten Signal und dem Taktsignal; dritte Mittel zur Herleitung eines Zeitmeßsignals; und vierte Mittel zur Bildung des Datensignals durch Feststellung des Vorhandenseins oder des Fehlens eines Wechsels des Phasenunterschieds.
• Die US-A-4 651 108, veröffentlicht nach dem Anmeldetag der vorliegenden Anmeldung, die aber der vorher bekannt gemachten JP-A-60 223 259 entspricht, bekannt gemacht am 7.11.1985, beschreibt einen Apparat zur Demodulation eines phasenumgetasteten Signals zur Regeneration eines Datensignals, wobei dieser Apparat erste Mittel aufweist zur Bildung n-phasiger Taktsignale, deren Frequenz gleich der des Trägers des phasenumgetasteten Signals ist, die aber 360º/n voneinander phasenverschoben sind; zweite Mittel zur Feststellung von Phasenunterschieden des phasenumgetasteten Signals, bezogen auf die n-phasigen Taktsignale; dritte Mittel zur Bildung eines Daten-Taktsignals durch Abrufen der n-phasigen Taktsignale und der ermittelten Phasenunterschiede; und schließlich vierte Mittel zur Bildung des Datensignals durch Feststellung des Vorhandenseins oder des Fehlens eines Phasenunterschiedswechsels zwischen Teilen des phasenumgetasteten Signals, die vorangehenden oder nachfolgenden Bits des Daten-Taktsignals entsprechen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• Es ist die Absicht der Erfindung, die Schwierigkeiten zu überwinden, die herkömmlich bei der Trägerregeneration auf treten, und es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und ein Gerät zur Demodulation eines PSK-Signals anzugeben, die eine vollständige Verwirklichung eines PSK-Signal-Demodulators mit einer integrierten digitalen Schaltung ermöglichen.
• Gelöst wird diese Aufgabe durch die Erfindung in erster Hinsicht durch die Merkmale des Anspruchs 1 und in zweiter Hinsicht durch die Merkmale des Anspruchs 5.
• Um ein differentiell kodiertes PSK-Signal zu dekodieren braucht man keine Kenntnis der absoluten Pase des PSK- Signals, jedoch ist es für den beabsichtigten Zweck sehr nützlich, das Vorhandensein oder das Fehlen eines Phasenunterschieds zwischen einem Bit eines Datensignals, das in einem zu demodulierenden PSK-Signal enthalten ist, und einem Bit, das diesem Bit unmittelbar vorangeht, in Erfahrung zu bringen. Genauer gesagt, ein Phasenvergleich der zwei Bits gibt an, daß das empfangene Datum "1" ist, wenn der Phasenunterschied π beträgt, und daß es "0" ist, wenn der Phasenunterschied gleich Null ist. Das Vorhandensein oder das Fehlen des Phasenunterschieds zwischen zwei Bits kann durch Herleitung eines Bit-Taktsignals oder Daten- Taktsignals festgestellt werden und durch Feststellung des Vorhandenseins oder Fehlens eines Phasenwechsels während eines Zyklus dieses Taktsignals. Früher wurde ein mit dem Träger synchronisiertes Taktsignal verwendet, um das Vorhandensein oder Fehlen eines Bit-zu-Bit-Phasenwechsels festzustellen und gegebenenfalls das Vorhandensein oder Fehlen eines Phasenunterschieds zwischen dem Taktsignal und dem PSK-Signal. Jedoch ist es zur Untersuchung eines Phasenunterschieds zwischen zwei Bits nicht notwendig, daß das Taktsignal vollständig mit dem Träger synchronisiert ist, es genügt ein Taktsignal, das eine im wesentlichen konstante Phasendifferenz bezogen auf den Träger während weg nigstens zweier Bits aufweist. Ein Taktsignal mit ungefähr 10&supmin;&sup4; Frequenzabweichung kann praktisch durch einen gewöhnlichen Kristall-Oszillator erzeugt werden, das in üblicher Weise zur Feststellung des Vorhandenseins oder Fehlens eines Phasenwechsels verwendet wird.
• Die Herleitung eines Bit-Taktsignals kann durch Abfragen eines Phasenwechsel-Takts des PSK-Signals bewirkt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• Fig. 1 ist ein schematisches Blockdiagramm, das einen üblichen PSK-Signal-Demodulator zeigt;
• Fig. 2 zeigt Wellenformen, die im Demodulator nach Fig. 1 auftreten;
• Fig. 3 ist ein schematisches Blockdiagramm, das einen PSK-Signal-Demodulator entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
• Fig. 4 bis 6 sind geeignete Diagramme zur Erklärung der Wirkungsweise des Demodulators nach Fig.3;
• Fig. 7 ist ein Blockdiagramm einer Schaltungsanordnung zur bevorzugten Realisierung des Demodulators nach Fig. 3;
• Fig. 8 zeigt Wellenformen, die in der Schaltung nach Fig. 7 auftreten;
• Fig. 9, 11 und 13 sind Schaltungsdiagramme der Funktionsblöcke der Schaltung nach Fig. 7;
• Fig. 10 zeigt Wellenformen, die in der Schaltung nach Fig. 9 auftreten; und
• Fig. 12 zeigt Wellenformen, die in der Schaltung nach Fig. 11 auftreten.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
• In Fig. 3 ist ein prinzipielles Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Wie in Form eines Diagramms gezeigt, wird eine Phasendifferenz zwischen einem Phasendifferenzdetektions-Taktsignal, geliefert vom Ausgang eines Phasendifferenzdetektions-Taktgenerators 11, und einem PSK-Signal durch einen Phasendifferenzwechsel-Detektor 12 ermittelt, und das Vorhandensein oder Fehlen eines Wechsels eines Phasenunterschieds wird durch einen Phasendifferenzwechsel-Detektor 13 festgestellt, der auf ein Daten-Taktsignal anspricht, das von einem Taktextraktor 14 ausgegeben wird. Da das Phasendifferenzdetektions-Taktsignal nicht mit dem Träger synchronisiert ist, variiert der Phasenunterschied zwischen dem Phasendifferenzdetektions- Taktsignal und dem PSK-Signal mit einer Differenzfrequenz zwischen der Phasendifferenzdetektions-Taktfrequenz und der Trägerfrequenz. Genauer gesagt, die Phasendifferenz des Phasendifferenzdetektions-Taktsignals, bezogen auf eine "0"-Phase und eine "π"-Phase des PSK-Signals, variiert mit der Differenzfrequenz zwischen der Phasendifferenzdetektions-Taktfrequenz f und der PSK-Signal-Trägerfrequenz f&sub0;, wie das in Fig. 4 graphisch dargestellt ist. Die Phasendifferenz zwischen dem PSK-Signal und dem Phasendifferenzdetektions-Taktsignal wird hier definiert wie in Fig. 5 gezeigt. Genauer gesagt, wenn ein Phasenunterschied zwischen der Vorderflanke des Phasenunterschiedsermittlungs-Taktsignals und der Vorderflanke des PSK-Signals ("0"-Phasenwellenform ist mit b&sub0; und "π"-Phasenwellenform ist mit bπ bezeichnet) ebenso wie ein Phasenunterschied zwischen der Vorderflanke des Phasendifferenzdetektions-Taktsignals und der Rückflanke des PSK-Signals in Betracht gezogen wird, wird die kleinere der zwei Phasendifferenzen ausgewählt und mit einem Zeichen Sgn multipliziert, das positiv ist, wenn sich das PSK-Signal auf "hohem" Pegel befindet zur Zeit, wo die Vorderflanke des Phasendifferenzdetektions-Taktsignals auftritt, jedoch negativ, wenn das PSK-Signal auf "niedrigem" Pegel sich befindet zur Zeit der Vorderflanke des Phasendifferenzdetektions-Taktsignals. Diese Definition kann durch die Tatsache bewertet werden, daß die Demodulation eines differentiell kodierten PSK-Signals nicht die Unterscheidung zwischen der "0"-Phase und der "π"-Phase erfordert.
• Bei der Anordnung nach Fig. 3 wird das Vorhandensein oder das Fehlen eines Phasenwechsels des PSK-Signals festgestellt als Unterschied zwischen der Phasendifferenz des "0"-Phasen PSK-Signals (Wellenform b&sub0; in Fig. 5), bezogen auf das Phasendifferenzdetektions-Taktsignal, und die Phasendifferenz des "π"-Phasen-PSK-Signals (Wellenform bπ in Fig. 5), bezogen auf das Phasendifferenzdetektions-Taktsignal. Ein solcher Unterschied wird in Fig. 4 durch den Unterschied zwischen der durchgezogenen Kurve und der gepunkteten Kurve angegeben. Wie aus Fig. 4 klar hervorgeht, wird der Unterschied in der Phasendifferenz zu Null zu den Zeitpunkten T/2, T, ...., wobei T die Periode der Differenzfrequenz ist und wo die Ermittlung des Vorhandenseins oder Fehlens eines Phasenwechsels unmöglich wird. Das heißt, daß die Fehlerrate dieses Demodulations-Schemas zur Größenordnung der Frequenzabweichung des Phasendifferenzdetektions-Taktes ansteigt.
• Um das Fehlerraten-Betriebsverhalten zu verbessern, kann das Phasendifferenzdetektions-Taktsignal vorzugsweise so modifiziert werden, daß n- (n ist eine ganze Zahl) Phasendifferenzdetektions-Taktsignale unterschiedlicher Phase angewendet werden und die auf diesen Taktsignalen basierenden Ergebnisse durch Mehrheit bestimmt werden. Die Fig. 6 zeigt ein Beispiel von drei-phasigen Taktsignalen. Die betreffenden Phasendifferenzdetektions-Taktsignale haben Phasenunterschiede Δθ&sub1;, Δθ&sub2;, und Δθ&sub3;, bezogen auf das erste (Phasen-Komponenten) Phasendifferenzdetektions-Taktsignal. Es sollte aus Fig. 6 ersichtlich sein, daß sogar zu Zeitpunkten 0, T/2, T, ...., wo das Vorhandensein oder das Fehlen eines Phasenwechsels durch Anwendung nur des Phasendifferenzdetektions-Taktsignals, repräsentiert durch Δθ&sub1;, nicht festgestellt werden kann, sich ein Unterschied in der Phasendifferenz zwischen Phasendifferenzdetektions-Taktsignal, repräsentiert durch Δθ&sub2; und Δθ&sub3;, wie durch den Pfeil A&sub1; in Fig. 6 angegeben, entwickelt. Mehrere Unterschiede der Phasendifferenz werden mit Mehrheit (Majorität) entschieden, um eine genaue Feststellung zu sichern.
• Auf diese Weise wird der Demodulator nach Fig. 3 vorzugsweise, wie in Fig. 7 gezeichnet, unter Anwendung von vielen Phasendifferenzdetektions-Taktsignalen ausgeführt. Wellenformen in Fig. 8, durch identische Bezugszeichen mit denen der Fig. 7 bezeichnet, entwickeln sich in der Schaltung nach Fig. 7.
• Nach Umwandlung in eine Wellenform b in Fig. 8 durch ein Bandpaß-Filter, wie z.B. durch Bestandteil 21 in Fig. 1, und einem Begrenzer, wie z.B. durch Bestandteil 22 in Fig. 1, wird ein PSK-Signal an den Demodulator nach Fig. 7 angelegt. Das Ausgangssignal des Kristall-Oszillators 71 wird durch einen Phasendifferenzdetektions-Taktgenerator 72 in Phasendifferenzdetektions-Taktsignale f, f' und f" der drei Phasen umgewandelt, die voneinander um 120º außer Phase sind. Das PSK-Signal b verzweigt sich auf drei Phasendifferenzdetektions-Schaltungen 73, 73' und 73", so daß es dorthin zusammen mit den drei-phasigen Phasendifferenzdetektions-Taktsignalen f, f' und f" geliefert wird. Phasendifferenzen des PSK-Signals b, bezogen auf die betreffenden Phasendifferenzdetektions-Taktsignale f, f' und f", werden in binäre Werte durch die Phasendifferenzdetektions- Schaltungen 73, 73' und 73" quantifiziert. Die binären "Hoch"- und "Niedrig"-Pegel, die durch die Quantisierung durch die Schaltungen 73, 73' und 73" resultieren, entsprechen den in Fig. 5 definierten positiven und negativen Phasendifferenzen. Die Phasendifferenzdetektion wird mit der Geschwindigkeit von einem Zyklus der betreffenden Phasendifferenzdetektions-Taktsignale f, f' und f" ausgeführt. Das empfangene PSK-Signal enthält Störsignale, die hinzugekommen sind bei dessen Ausbreitung auf der Übertragungsleitung. Diese Störsignale werden durch den Begrenzer, wie z.B. durch das Bestandteil 22 in Fig. 1, in ein "Flattern" des PSK-Signals b umgewandelt. Infolgedessen, wenn sich die Phasendifferenz des PSK-Signals, bezogen auf die entsprechenden Phasendifferenzdetektions-Taktsignale, dem Wert "0" nähert, wird die Möglichkeit einer fehlerhaften Phasendetektion größer und erzeugt so Fehler, die durch die Wellenformen g' und g" in Form von Diagrammen gezeigt sind. Genauer gesagt, enthält die Wellenform g' eine fehlerhafte Phasendetektion beim Zeitschlitz . Da die Wellenform g" nahezu eine 0º-Phasendifferenz aufweist infolge des Umstandes, daß die Vorderflanke des PSK-Signals im wesentlichen mit der des Phasendifferenzdetektions-Taktsignals f" zusammenfällt, enthält es fehlerhafte Phasendetektionen, die wiederholt bei jedem Zeitschlitz auftreten.
• Ausgangssignale g, g' und g" der Phasendifferenzdetektions- Schaltungen 73, 73' und 73" verzweigen einerseits zum Phasenwechsel-Taktdetektor 78 und andererseits zu den Tiefpaßfiltern 74, 74' und 74". Der Taktdetektor 78 detektiert eine Phasenwechselzeitmessung des PSK-Signals b aufgrund der Ausgangssignale g, g' und g" Genauer gesagt, diese Detektierung wird unter der Annahme ausgeführt, daß die Phase des PSK-Signals während eines Zyklus nur dann wechselte, wenn Pegelwechsel der betreffenden Ausgangssignale g, g' und g" der Phasendifferenzdetektions-Schaltungen 73, 73' und 73" während des einen Zyklus von irgendeinem der Phasendifferenzdetektions-Taktsignale f, f' und f" zusammen aufgetreten sind, wie dies durch die Impuls-Wellenform k angezeigt ist. Das beseitigt den Einfluß der fehlerhaften Phasendetektion, die in den Wellenformen g' und g" vorkommt. Durch die Anwendung der Impuls-Wellenform k als Bezug (Reference) extrahiert eine digitale phasengerasterte Schleifumschaltung (PLL) 79 ein Daten-Taktsignal 1. Die PLL teilt das Ausgangssignal des Kristall-Oszillators 71 und wechselt das Teilungsverhältnis aufgrund eines Ergebnisses des Phasenvergleichs zwischen dem Teiler-Ausgangssignal l und Bezugsimpuls k. Infolgedessen ist das Ausgangssignal l synchronisiert mit dem zeitlichen Verlauf des phasenwechsels des PSK-Signals b. Bei einem Zeitschlitz, bei dem kein Phasenwechsel auftritt, fällt der Taktdetektor 78 aus zur Detektion des Taktes. In diesem Fall wird die digitale PLL 79 veranlaßt, den Phasenvergleich einzustellen, jedoch das Teilerverhältnis unverändert beizubehalten. Auf diese Weise kann das Daten-Taktsignal l extrahiert werden.
• Die Wellenformen g, g' und g", die durch die Tiefpaß-Filter 74, 74' und 74" geführt worden sind, können von Störungen gesäubert werden, um Wellenformen h, h' und h" zu liefern. Die Tiefpaß-Filter 74, 74' und 74" sind digitale Integrations- und Speicherfilter, die durch das Daten-Taktsignal l rücksetzbar sind. Die Wellenformen h, h' und h" verzweigen einerseits zu den Ein-Bit-Verzögerungsschaltungen 75, 75' und 75", in denen sie um einen Zyklus des Daten-Taktsignals l verzögert werden, und andererseits zu den Phasenvergleichern 76, 76 und 76". Infolgedessen vergleichen die Phasenvergleicher 76, 76' und 76" die Wellenformen h, h' und h" mit jenen verzögerten Ausgangssignalen der Verzögerungsschaltungen 75, 75' und 75", um Ausgangssignale mit den Wellenformen i, i' und i" zu bilden. Wie in Fig. 8 veranschaulicht, wird die Wellenform i zu logisch "0", wenn die Wellenform h den gleichen logischen Pegel vor und nach der Vorderflanke des Daten-Taktsignals l annimmt, aber es wird zu logisch "1", wenn die Wellenform h verschiedene logische Pegel vor und nach der Vorderflanke des Daten-Taktsignals l annimmt. In ähnlicher Weise wird die Wellenform i' zu logisch "0" für den gleichen logischen Pegel der Wellenform h', jedoch zu logisch "1" für unterschiedliche logische Pegel der Wellenform h' vor und nach der Vorderflanke des Daten-Taktsignals l, und die Wellenform i" wird zu logisch "0" für den gleichen logischen Pegel der Wellenform h", aber zu logisch "1" für unterschiedliche Pegel der Wellenform h" vor und nach der Vorderflanke des Daten-Taktsignals l. Eine Entscheidungsschaltung 77 wählt die Mehrheit aus den Wellenformen i, i' und i" aus, um ein Datensignal j zu bilden.
• Die Funktionsweise eines jeden Funktionsblocks in Fig. 7 wird nachfolgend im einzelnen beschrieben. Die Fig. 9 zeigt ein Schaltungsdiagramm des Phasendifferenzdetektions-Taktgenerators 72, und die Fig. 10 veranschaulicht die darin vorkommenden Wellenformen. Der Phasendifferenzdetektions-Taktgenerator 72 empfängt ein Taktsignal aa von einer Frequenz, die annähernd dreimal so hoch als die Trägerfrequenz des PSK-Signals ist, und liefert dreiphasige Phasendifferenzdetektions-Taktsignale f, f' und f". Es wird angenommen, daß alle Flip-Flops 91 bis 95 im Betrieb zur Zeit to in ihren Anfangsstatus zurückgesetzt sind. Eine Vorderflanke des Eingabe-Taktsignals, die zum Zeitpunkt t&sub1; erscheint, setzt den Flip-Flop 91 (Wellenform cc in Fig. 10) und die nachfolgende Vorderflanke des Eingabe-Taktsignals, die zur Zeit t&sub2; erscheint, setzt den Flip-Flop 92 (Wellenform dd in Fig. 10). Das Eingabe-Taktsignal wird durch einen Inverter 96 invertiert und eine Vorderflanke des invertierenden Taktsignals ee, die zur Zeit t&sub3; erscheint, setzt den Flip- Flop 93, und als Ergebnis sind die Flip-Flops 91 und 92 zurückgesetzt. Die nachfolgende Vorderflanke des invertierenden Taktsignals, die zur Zeit t&sub4; erscheint, setzt den Flip-Flop zurück und bringt auf diese Weise die Flip-Flops 91, 92 und 93 in ihren Anfangsstatus zurück. Auf diese Weise wird die Frequenz des Eingabe-Taktsignals aa durch drei geteilt, um das Phasendifferenzdetektions-Taktsignal f zu liefern. Das Taktsignal f wird um einen Zyklus des Taktsignals aa beim Flip-Flop 94 versetzt, der als Schieberegister dient zur Lieferung des Phasendifferenzdetektions-Taktsignals f' und das Taktsignal f' wird um den gleichen Betrag beim Fiip-Flop 95 versetzt, der ebenso als Schieberegister dient, um das phasendifferenzdetektions-Taktsignal f" zu liefern. Nun wird in Fig. 10 ein Taktsignal bb auf einen hohen Pegel gelegt. Der Zeitpunkt t&sub5; zeigt einen Verlauf, bei dem ein Taktsignal cc in den gleichen Status wechselte, wie ein Zeitpunkt t&sub1; nach drei Zyklen des Takt signals aa. Nach dem Zeitpunkt t&sub5; werden die Verhältnisse zwischen den Zeitpunkten t&sub1; und t&sub5; wiederholt.
• Die Phasendifferenzdetektoren 73, 73' und 73" können ohne Schwierigkeit mit flankengesteuerten Flip-Flops verwirklicht werden, um festzustellen, daß die Phasendifferenz positiv ist, wenn das PSK-Signal (Wellenform b in Fig. 8) auf "hohem" Pegel ist zum Zeitpunkt, wenn die Vorderflanken des Phasendifferenzdetektions-Taktsignals f, f' und f" auftreten, aber negativ ist, wenn das PSK-Signal auf "niedrigem" Pegel zum gleichen Zeitpunkt ist.
• Die Fig. 11 zeigt ein Beispiel des Taktdetektors 78 und die Fig. 12 zeigt die dabei auftretenden Wellenformen, wobei wie vorher das PSK-Signal durch die Wellenform b angegeben ist, die Ausgangssignale der Phasendifferenzdetektions-Schaltungen 73, 73' und 73" durch die Wellenformen g, g' und g", und die dreiphasigen Phasendifferenzdetektions- Taktsignale durch die Wellenformen f, f' und f" angegeben sind. Dem Taktdetektor werden die Wellenformen f, f' und f" und die Wellenformen g, g' und g" zugeführt. Zur Vereinfachung der Erläuterung wird nur ein Kanal, bestehend aus den Flip-Flops 111, 112, 113 und einem AUSSCHLIESSLICH- ODER-Glied 114, beschrieben. Dieser Kanal reagiert auf die Wellenform g, und Wellenformen m, n und o treten darin auf. Die restlichen Kanäle, welche Flip-Flops 111', 112', 113' und ein AUSSCHLIESSLICH-ODER-Glied 114 und Flip-Flops 111", 112", 113" und ein AUSSCHLIESSLICH-ODER-Glied 114" aufweisen, arbeiten auf gleiche Weise. Die Wellenformen f' und f" wirken als Taktsignale und so, daß am Phasenwechsel- Punkt die Eingangs-Wellenform g in ein Impuls-Signal umgewandelt wird mit einer Impulsbreite gleich einem Zyklus des Trägers. Die anderen Eingangs-Wellenformen g' und g" werden in ähnlicher Weise in die Impuls-Signale p' und p" umgewandelt. Diese Impuls-Signale p, p' und p" werden mit dem UND- Glied 115 logisch multipliziert, um den Zeitgeber-Impuls k zu bilden, der für den Phasenwechsel-Punkt repräsentativ ist. Die Wellenform g ist mit einem Detektionsfehler behaftet dargestellt. Sogar im Fall des Vorhandenseins des Phasendetektionsfehlers kann die logische UND-Operation verhindern, daß der Zeitgeber-Impuls an einer falschen Stelle auftritt.
• Die Tiefpaß-Filter 74, 74' und 74" können mit Frequenzzählern ausgebildet sein. Diese Frequenzzähler sind mit ihren Taktsignaleingängen zum Empfang der Taktsignale f, f' und f" eingerichtet und mit ihren Freigabe-("enable-")Eingängen zum Empfang der Ausgangssignale der Phasendifferenzdetektions-Schaltungen 73, 73' und 73" eingerichtet. Die Frequenzzähler können nur dann die Taktsignale zählen, wenn ihre Freigabeeingänge auf "hohem" Pegel liegen, und sie werden zurückgesetzt beim Auftreten des Daten-Taktsignals l. Wenn das Zählergebnis unmittelbar vor der Rückstellung einen vorgegebenen Wert überschreitet, erzeugen die Frequenzzähler ein "Hochpegel"-Signal, aber andernfalls ein "Niedrigpegel"-Signal. Auf diese Weise arbeiten diese Zähler als Integrations- und Speicherfilter und übernehmen die Rolle von Tiefpaß-Filtern.
• Die Ein-Bit-Verzögerungsschaltungen 75, 75' und 75" können mit Schieberegistern, die das Daten-Taktsignal verwenden, aufgebaut sein.
• Die Fig. 13 veranschaulicht ein Beispiel der Entscheidungsschaltung 77. Diese Schaltung funktioniert so, daß sie ein "Hochpegel"-Ausgangssignal j nur dann bildet, wenn irgend zwei der Eingangssignale i, i' und i" auf "Hochpegel" liegen.
• Dieses Ausführungsbeispiel zieht die Störung in Betracht, die zum Signal addiert wird, wenn es auf der Übertragungsleitung übertragen wird, und weist die Tiefpaß-Filter 74, 74' und 74" auf. Bei geringen Störungen können die Tiefpaß- Filter weggelassen werden.
• Dieses Ausführungsbeispiel ist unter Verwendung der dreiphasigen Phasendifferenzdetektions-Signale beschrieben worden, aber die Anzahl der Phasen ist nicht auf drei begrenzt, es können Phasendifferenzdetektions-Signale mit mehr als drei Phasen angewendet werden.
• Wie beschrieben, kann entsprechend der Erfindung das PSK- Signal ohne Rückgriff auf eine analoge Verarbeitung auf der Zeitachse, wie z.B. einer Phasensynchronisation mit dem Träger, demoduliert werden. Es sind also analoge Bauteile, wie Träger-Regenerationsfilter und spannungsgesteuerter Oszillator, überflüssig und das PSK-Signal kann unter Verwendung digitaler Bauteile aufgebaut werden, wie z.B. mit kundenspezifischer Halbleitertechnik in Verbindung mit nur einem äußeren Bauteil, das als Oszillator zur Erzeugung des Frequenzsignals dient, das ungefähr als Frequenz ein ganzzahlig Vielfaches der Trägerfrequenz besitzt. Folglich braucht man nur eine digitale LSI und einen Oszillator, z.B. einen Quarz-Oszillator, und die Kosten können beträchtlich gesenkt werden. Es kommt noch dazu, daß der Demodulator nach der Erfindung nicht abgeglichen werden muß, was weiter zur Kostensenkung beiträgt.

Claims (6)

1. Gerät zur Demodulation eines phasenumgetasteten Signals, um ein Datensignal wiederzugewinnen, bestehend aus:

- ersten Mitteln (11) zur Erzeugung n-phasiger Taktsignale, die untereinander um 360º/n phasenverschoben sind,

- zweiten Mitteln (12) zur Detektion von Phasenunterschieden des phasenumgetasteten Signals, bezogen auf die jeweiligen n-phasigen Taktsignale,

- dritten Mitteln (14) zur Bildung eines Daten-Taktsignals, und

- vierten Mitteln (13) zur Erzeugung eines Datensignals aufgrund der Phasenunterschiede zum Daten-Taktsignal, dadurch gekennzeichnet, daß

- die ersten Mittel (71, 72) n-phasige Taktsignale bilden, die zu einer Trägerfrequenz des phasenumgetasteten Signals asynchron sind, wobei die n-phasigen Taktsignale im wesentlichen die gleiche Frequenz wie der Träger aufweisen,

- die dritten Mittel (78, 79) ein Daten-Taktsignal bilden durch Abrufen der n-phasigen Taktsignale und der detektierten Phasendifferenzen, und

- die vierten Mittel (75, 76) das Datensignal bilden durch Feststellung des Vorhandenseins oder des Fehlens der Wechsel der Phasendifferenzen entsprechend den vor ausgehenden und nachfolgenden Bits des Daten-Taktsignals.

2. Gerät nach Anspruch 1,

bei dem die zweiten Mittel Phasendifferenzdetektions-Schaltungen (73, 73', 73") aufweisen zur Quantisierung der Phasendifferenzen des phasenumgetasteten Signals, bezogen auf die jeweiligen n-phasigen Taktsignale, in binäre Werte.

3. Gerät nach Anspruch 1,

bei dem die dritten Mittel einen Taktdetektor (78) aufweisen, zur Bildung eines Bezugs-Impulssignals aus den Taktsignalen und den Phasendifferenzen, und eine PLL- Schaltung ("phase locked loop circuit"; 78) zur Bildung des Daten-Taktsignals aufgrund des Bezugs-Impulssignals.

4. Gerät nach Anspruch 1,

bei dem die vierten Mittel Phasenvergleicher (76, 76', 76") aufweisen zum Phasenvergleich zwischen jeder Phasendifferenz und einem Signal, das durch Verzögerung jeder Phasendifferenz um einen Zyklus des Daten-Taktsignals entsteht, und einem Entscheider (77) zum Auswählen der Majorität aus den Ausgangssignalen dieser Phasenvergleicher, um das Datensignal zu erzeugen.

5. Verfahren zur Demodulation eines phasenumgetasteten Signals, um ein Datensignal wiederzugewinnen, mit folgenden Schritten:

- einem ersten Schritt zur Erzeugung n-phasiger Taktsignale, die untereinander um 360º/n phasenverschoben sind,

- einem zweiten Schritt zur Detektion von Phasenunterschieden des phasenumgetasteten Signals, bezogen auf die jeweiligen n-phasigen Taktsignale,

- einem dritten Schritt zur Bildung eines Daten-Taktsignals, und

- vierten Mitteln zur Bildung eines Datensignals aufgrund der phasenunterschiede zum Daten-Taktsignal, dadurch gekennzeichnet, daß

- die n-phasigen Taktsignale mit einer Trägerfrequenz des phasenumgetasteten Signals asynchron sind, wobei die n-phasigen Taktsignale im wesentlichen die gleiche Frequenz wie der Träger aufweisen,

- das Daten-Taktsignal durch Abrufen der n-phasigen Taktsignale und der detektierten Phasendifferenzen erzeugt wird, und

- das Datensignal erzeugt wird durch die Feststellung des Vorhandenseins oder des Fehlens der Wechsel der Phasendifferenzen entsprechend den vorangehenden oder nachfolgenden Bits des Daten-Taktsignals.

6. Verfahren nach Anspruch 5,

bei dem der vierte Schritt umfaßt:

- die Verzögerung jeder Phasendifferenz um einen Zyklus des Daten-Taktsignals,

- den Vergleich jeder Phasendifferenz mit jeder verzögerten Phasendifferenz, und

- die Bestimmung der Majorität aus den Vergleichsergebnissen.