DE4219417A1 - Narrow-band data signal receiver from long-wave transmitter - employs Hilbert transform to produce in=phase and quadrature signal components for coordinate rotation digital computer. - Google Patents

Narrow-band data signal receiver from long-wave transmitter - employs Hilbert transform to produce in=phase and quadrature signal components for coordinate rotation digital computer.

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Abstract

The first order Hilbert sampling receiver employs three sample-and-hold circuits, and one digitiser in multiplex operation. Samples are taken at intervals corresp. to one-quarter of the carrier frequency (T) by one sampler for the in-phase and two samplers for the quadrature branch. The digitised signals are weighted and applied to a CORDIC processor which performs immediate amplitude and phase demodulation. Alternatively each of the three samples may have its own digitiser. USE/ADVANTAGE - Suitable for all kinds of modulation. In-phase and quadrature components can be produced for band pass signals in receiver.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für den Empfang von schmalbandigen Signalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for receiving narrowband Signals according to the preamble of claim 1.

Das vorgestellte Verfahren soll zur Demodulation von amplituden-, phasen- oder frequenzmodulierten Signalen oder einer Kombination der drei Modu­ lationsarten gleich gut geeignet sein.The method presented is intended for the demodulation of amplitude-, phase- or frequency-modulated signals or a combination of the three modules types of lations are equally suitable.

Es ist bekannt, daß zum störsicheren Empfang von Langwellen-Signalen besonders gut inkohärente Empfänger und insbesondere Quadratur­ empfänger geeignet sind (deutsche Patentschrift Nr. P 37 33 967.2). Als klassischer Empfänger ist hier der Quadraturüberlagerungsempfänger zu nennen (Lüke, Signalübertragung, Springer-Lehrbuch 1990, 4. Auflage, Seiten 110-113) (H.W. Schüssler, Netzwerke, Signale und Systeme, Springer- Lehrbuch 1984, 2. Auflage, Seiten 431-446). Im Anschluß an Antenne, Ver­ stärkung und Filterung wird das Eingangssignal einer Sinus- und einer Cosi­ nus-Mischstufe zugeführt. Es entstehen Inphase (I) und Quadraturphase (Q). Im sogenannten Zwischenfrequenzbereich erfolgt dann eine Filterung. Die zwei Signaläste werden zu einem komplexen analytischen Signal zusammen­ gefaßt. Dieses analytische Signal besitzt nur für positive Frequenzen Spek­ tralanteile, so daß es bei einer Unterabtastung zu keinem Aliasing durch negative Frequenzanteile kommen kann.It is known that for the interference-free reception of long-wave signals particularly well incoherent receivers and especially quadrature are suitable recipients (German Patent No. P 37 33 967.2). As The classic receiver here is the quadrature overlay receiver name (Lüke, signal transmission, Springer textbook 1990, 4th edition, Pages 110-113) (H.W. Schüssler, networks, signals and systems, Textbook 1984, 2nd edition, pages 431-446). Following antenna, ver Strengthening and filtering becomes the input signal of a sine and a cosi nus mixing stage supplied. Inphase (I) and quadrature phase (Q) are created. Filtering then takes place in the so-called intermediate frequency range. The two signal branches become a complex analytical signal composed. This analytical signal only has spectra for positive frequencies tral parts, so that there is no aliasing by undersampling negative frequency components can come.

In (deutsche Patentschrift Nr. P 37 33 967.2) ist eine digitale Variante vorge­ schlagen worden, bei der die Erzeugung der I- und Q-Phase durch eine um T/4 zur Abtastfrequenz verschobene Abtastung vorgenommen wird. Hier entsteht ebenso nach Zwischenfrequenzbereichsfilterung ein analytisches Zeitsignal.In (German Patent No. P 37 33 967.2) a digital variant is featured in which the generation of the I and Q phases by a T / 4 sampling shifted to the sampling frequency is made. Here An analytical is also created after intermediate frequency range filtering Time signal.

Eine Demodulation von amplitudenmodulierten Signalen kann hierbei durch Quadratur und Wurzelbildung erreicht werden, während zur Demodulation von phasenmodulierten Signalen eine Arcustangens-Berechnung nötig ist. Für die Frequenzdemodulation muß nach einer Phasendemodulation noch die zeitliche Ableitung gebildet werden. (Lüke, Signalübertragung, Springer- Lehrbuch 1990, 4. Auflage, Seiten 232-237) (J. Wietzke, Darmstädter Promo­ tionsschrift 1988, Kriterien zur einheitlichen Beurteilung der prinzipiellen Leistungsfähigkeit verschiedener Zeitzeichenempfänger unter Einbeziehung neuer digitaler Varianten, Seite 10) Weiterhin ist bekannt, daß die Hilbert-Transformation ein spezielles Filter darstellt, das mittels einer speziellen Frequenzcharakteristik aus der Inphasekomponente die Quadraturkomponente erzeugt (H.W.Schüssler, Netzwerke, Signale und Systeme, Springer-Lehrbuch 1984, 2. Auflage, Seiten 475-481) (Kammeyer/Kröschel, Digitale Signalverarbeitung, Teubner Studienbücher 1989, Seiten 119-122). Im Digitalbereich kann hier das zuge­ hörige Filter z. B. nach dem Verfahren der "Impulsinvarianten Transforma­ tion" oder dem "Verfahren der kleinsten Quadrate" entworfen werden.Demodulation of amplitude-modulated signals can be carried out here Quadrature and rooting can be achieved while for demodulation an arctangent calculation is necessary for phase-modulated signals. For frequency demodulation, phase demodulation still has to be done the time derivative is formed. (Lüke, signal transmission, jumper Textbook 1990, 4th edition, pages 232-237) (J. Wietzke, Darmstadt Promo tion 1988, criteria for the uniform assessment of the principle  Performance of different time signal receivers with inclusion new digital variants, page 10) It is also known that the Hilbert transform is a special filter represents that by means of a special frequency characteristic from the In-phase component generates the quadrature component (H.W. Schüssler, Networks, Signals and Systems, Springer textbook 1984, 2nd edition, pages 475-481) (Kammeyer / Kröschel, digital signal processing, Teubner Study books 1989, pages 119-122). In the digital area this can be done appropriate filters z. B. according to the method of "pulse invariant transforma tion "or the" least squares method ".

Schließlich ist das CORDIC-Verfahren als eine iterative Prozedur bekannt (Zeitschrift "IRE Transaction on Electronics Computer", Sept. 1959, J.E. Volder, The CORDIC Trigonometric Computing Technique), die zur Berechnung verschiedener trigonometrischer Funktionen geeignet ist. Im speziellen kann bei Initialisierung mit X-Register = x, Y-Register = y, Phasenregister = 0 im "Rotationsmodus" eine Berechnung von Radius R = (x2 + y2)0.5 und Phase R = arctan(y/x) erfolgen.Finally, the CORDIC method is known as an iterative procedure (magazine "IRE Transaction on Electronics Computer", Sept. 1959, JE Volder, The CORDIC Trigonometric Computing Technique), which is suitable for the calculation of various trigonometric functions. In particular, when initializing with X-register = x, Y-register = y, phase register = 0 in "rotation mode", a calculation of radius R = (x 2 + y 2 ) 0.5 and phase R = arctan (y / x) can be carried out .

Diese bekannten Verfahren haben jedoch Nachteile. Bei der Quadratur­ überlagerung und Quadraturabtastung ist in jedem Fall im Zwischenfre­ quenzbereich eine Filterung durchzuführen, was einen zusätzlichen Aufwand darstellt. Die Zwischenfrequenz wird hierbei meist fest gewählt. Dies führt, da sowohl Inphase als auch Quadraturphase ohne Aliasing entstehen müssen, zu erheblichen Einschränkungen in der Wahl der Abtastrate der (Abtast)- Mischer.However, these known methods have disadvantages. When squaring Superimposition and quadrature scanning is in any case in the intermediate frequency quenzbereich perform a filtering, which is an additional effort represents. The intermediate frequency is usually chosen to be fixed. This leads to, since both in-phase and quadrature phases must occur without aliasing, to considerable restrictions in the choice of the sampling rate of the (sampling) - Mixer.

Die Abtastung oberhalb der Nyquistrate in Verbindung mit der Hilbert- Transformation als Digitalfilter ist bei der heutigen Leistungsfähigkeit der Prozessoren nur bei tiefen Frequenzen möglich. Hierbei wird, auf die für Bandpaßsignale eingeschränkten Anforderungen an die Hilbert-Transforma­ tion, keine Rücksicht genommen.The sampling above the Nyquistrate in connection with the Hilbert With today's capabilities, transformation as a digital filter is the Processors only possible at low frequencies. Here, on the for Bandpass signals restricted requirements for the Hilbert transforma tion, no consideration.

Bei der Demodulation mit Hilfe der Inphase- und Quadraturkomponente ist für die Phasenmodulation (Arcustangens) eine direkte algebraische Berech­ nung über Reihenentwicklung sehr aufwendig.When demodulating using the in-phase and quadrature components a direct algebraic computation for phase modulation (arctangent) Development over series development very complex.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Erzeugung von Inphase und Quadraturkomponente für Bandpaßsignale in einem Universalempfänger, d. h. einem Empfänger, der für alle Modulationsarten eingerichtet ist, zu ermöglichen.The invention has for its object a generation of in-phase and Quadrature component for bandpass signals in a universal receiver, d. H. a receiver that is set up for all types of modulation enable.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren durch die kenn­ zeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This task is in a generic method by the kenn Drawing features of claim 1 solved.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung, insbesondere zur Realisierung eines universellen Demodulators, kommt entsprechend Anspruch 2 der CORDIC-Prozessor zum Einsatz, der eine Phasen und Amplitudendemodu­ lation durchführt. Wurde eine Unterabtastung entsprechend Anspruch 10 durch den Hilbert-Abtaster vorgenommen, so braucht der rotierende Träger­ frequenzzeiger nicht berücksichtigt zu werden. Für frequenzmodulierte Signale ist entsprechend Anspruch 8 eine mathematische Differenzierung über mehrere benachbarte Werte des Phasendemodulators durchzuführen. Eine Realisierung des CORDIC-Prozessors mit geringem Aufwand stellt ent­ sprechend Anspruch 5 die Zustandsmaschine dar, während für maximale Verarbeitungsgeschwindigkeit eine vollständige Pipeline-Struktur zu bevor­ zugen ist.In a further embodiment of the invention, in particular for implementation a universal demodulator, comes according to claim 2 CORDIC processor used, the one phase and amplitude demod performed. Was a subsampling according to claim 10 made by the Hilbert scanner, the rotating carrier needs frequency pointer not to be considered. For frequency modulated Signals is a mathematical differentiation according to claim 8 to carry out over several neighboring values of the phase demodulator. The CORDIC processor can be implemented with little effort speaking claim 5 represents the state machine while for maximum Processing speed before a complete pipeline structure is drawn.

Zur Frequenzdemodulation kann entsprechend Anspruch 9 unmittelbar die I- und Q-Phase benutzt werden. Hier ist die normierte Produktregel entspre­ chendFor frequency demodulation can according to claim 9 directly I and Q phases are used. Here is the standardized product rule chatting

(I dQ/dt-Q dI/dt)/(I2+Q2)(I dQ / dt-Q dI / dt) / (I 2 + Q 2 )

zu berechnen.to calculate.

Tastet der Hilbert-Abtaster entsprechend Anspruch 4 im Abstand T/4 der Signalfrequenz ab, so werden die weiteren durchzuführenden Operationen, um die I- und Q-Phase zu erzeugen, minimal.Touches the Hilbert scanner according to claim 4 at a distance T / 4 Signal frequency, so the further operations to be performed, to generate the I and Q phases, minimal.

Innerhalb dieser Impulsgruppen kann entsprechend dem Anspruch 3 durch eine Gewichtung der Abtastwerte für spezielle Verhältnisse von Bandbreite zu Mittenfrequenz durch den Hilbert-Abtaster eine gute Näherung an den Hilbert-Transformator erreicht werden. Within these pulse groups can according to claim 3 a weighting of the samples for special bandwidth ratios to the center frequency by the Hilbert scanner a good approximation to the Hilbert transformer can be achieved.  

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der Aufwand für die Hilbert-Transformation durch den Hilbert-Abtaster besonders gering wird. Die wichtigsten drei Vorteile sind:The advantages achieved by the invention are in particular that the effort for the Hilbert transformation using the Hilbert scanner becomes particularly low. The main three advantages are:

  • a) Es ist im Gegensatz zu den Quadraturempfängern keine weitere Zwischenfrequenzfilterung nötig.a) In contrast to the quadrature receivers, it is not another Intermediate frequency filtering necessary.
  • b) Bereits bei wenigen gewichteten Abtastwerten, siehe Tabelle 1-3, er­ reicht man sehr gute Resultate. So wird durch den symmetrischen Hil­ bert-Abtaster erster Ordnung bereits ein Fehler kleiner 5 * 10-5 erreicht, was dem Fehler bei einer 14-Bit-Quantisierung entspricht. Bei den Qua­ draturempfängern ist bei gleichem Verhältnis von Bandbreite zu Mitten­ frequenz der Fehler um den Faktor 1000 größer.b) Even with a few weighted samples, see Table 1-3, very good results are achieved. An error of less than 5 * 10 -5 is already achieved by the symmetrical Hilbert scanner of the first order, which corresponds to the error in 14-bit quantization. With the quadrature receivers the error is greater by a factor of 1000 with the same ratio of bandwidth to center frequency.
  • c) Durch die CORDIC-Demodulation wird vor allem bei Phasendemodula­ tion ein erheblicher Aufwandsvorteil gegenüber der direkten algebrai­ schen Berechnung erreicht.c) CORDIC demodulation is used primarily for phase demodulation tion a considerable cost advantage compared to direct algebrai calculation reached.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.Embodiments of the invention are shown in drawings and are described in more detail below.

Fig. 1 zeigt die klassische Realisierung der I/Q-Erzeugung durch Mischen mit den Signalen der Form cos(2πfmt) und -j2sin(2πfmt). Bei dieser Reali­ sierung muß im ZF-Bereich fz = f0-fm eine Bandpaß-Filterung durchge­ führt werden. Das ist in Fig. 2 im Spektralbereich veranschaulicht. Fig. 2(a) zeigt das Bandpaßsignal am Eingang des Empfängers. Nach der Multi­ plikation mit dem cos-Signal (Spektrum: S2cos(f)) bzw. dem sin-Signal (Spektrum: S-j2sin(f)) entstehen im Frequenzbereich durch Faltung die Inphasekomponente 1(f) und die Quadraturkomponente jQ(f), siehe Fig. 2(d) und (e). Diese zwei Signale werden zu einem komplexen Signal I+jQ zusammengefaßt, siehe Fig. 2(f). Abschließend muß noch die erwähnte Bandpaßfilterung ausgeführt werden. Es resultiert das Spektrum aus Fig. 2(g). Zu beachten ist, daß dieses Spektrum keine Anteile bei negativen Fre­ quenzen besitzt. Dieses Signal wird als analytisch bezeichnet (H.W. Schüssler, Netzwerke, Signale und Systeme, Springer-Lehrbuch 1984, Seite 477) (Lüke, Signalübertragung, Springer-Lehrbuch 1990, Seite 107). Die Eigenschaft ist für alle inkohärenten Empfänger mit I- und Q-Phase typisch und wird deshalb hier besonders hervorgehoben. Fig. 1 shows the classic implementation of I / Q generation by mixing with the signals of the form cos (2πf m t) and -j2sin (2πf m t). With this realization, bandpass filtering must be performed in the IF range f z = f 0 -f m . This is illustrated in Fig. 2 in the spectral range. Fig. 2 (a) shows the bandpass signal at the input of the receiver. After multiplication with the cos signal (spectrum: S 2cos (f)) or the sin signal (spectrum: S -j2sin (f)), the in-phase component 1 (f) and the quadrature component jQ ( f), see Fig. 2 (d) and (e). These two signals are combined into a complex signal I + jQ, see Fig. 2 (f). Finally, the bandpass filtering mentioned must be carried out. The spectrum from FIG. 2 (g) results. It should be noted that this spectrum has no shares at negative frequencies. This signal is referred to as analytical (HW Schüssler, networks, signals and systems, Springer textbook 1984, page 477) (Lüke, signal transmission, Springer textbook 1990, page 107). The property is typical for all incoherent receivers with I and Q phases and is therefore particularly emphasized here.

Sucht man auf direktem Weg ein Filter, welches aus einem reellen Signal ein analytisches Signal bildet, so bietet sich hierfür der Hilbert-Transformator an, siehe Fig. 3 und Fig. 4. Die Addition des mit jH(f) multiplizierten Ein­ gangssignals S(f) und des Eingangssignals selbst führt zu dem gesuchten analytischen Signal.If you are looking directly for a filter that forms an analytical signal from a real signal, the Hilbert transformer is a good choice, see Fig. 3 and Fig. 4. The addition of the input signal S (jH (f)) f) and the input signal itself leads to the analytical signal sought.

Die zugehörige Impulsantwort und Übertragungsfunktion des Hilbert-Trans­ formators ergeben sich durch einfache Berechnung mit Hilfe der Definition der Fourier-Transformation zu h(t) = 1/(πt) (H. Marko, Methoden der Systemtheorie, 2. Auflage, Springer Verlag, Seite 125) Eine Realisierung des Hilbert-Transformators ist nur näherungsweise mög­ lich, da das Spektrum Sprungstellen aufweist.The associated impulse response and transfer function of the Hilbert-Trans formators result from simple calculation using the definition the Fourier transform to h (t) = 1 / (πt) (H. Marko, methods of Systems Theory, 2nd Edition, Springer Verlag, page 125) The Hilbert transformer can only be realized approximately Lich, because the spectrum has jump points.

Für ein schmalbandiges Bandpaß-Signal ergeben sich sehr viel geringere Anforderungen an den Hilbert-Transformator als bei einem breitbandigen Signal. Hier muß lediglich sichergestellt werden, daß im Bereich Df um f0 die Hilbert-Transformationsbedingung gültig ist, siehe Fig. 5.For a narrowband bandpass signal there are much lower demands on the Hilbert transformer than for a broadband signal. It only has to be ensured here that the Hilbert transformation condition is valid in the area Df around f 0 , see FIG. 5.

Im folgenden werden Hilbert-Abtastempfänger verschiedener Näherung und Komplexität vorgestellt, deren Ordnung i sich aus der Anzahl der verwende­ ten Abtastwerte im Q-Zweig ergibt:Hilbert scanning receivers of different approximation and Complexity presented, the order i from the number of use th samples in the Q branch gives:

Ordnung i = < 2i-Abtastwerte.Order i = <2 i samples.

Die Forderung aus Fig. 5 wird schon recht gut durch eine analoge Lauf­ zeitleitung mit der Laufzeit TL = 1/(4 f0) angenähert. Dies läßt sich auch aus der zweiten Bezeichnung "90°-Phasenschieber" für einen Hilbert-Trans­ formator ableiten.The requirement of FIG. 5 is already quite time-line by an analogous run with the duration of T L = 1 / approximated (4 f 0). This can also be derived from the second name "90 ° phase shifter" for a Hilbert transformer.

Der Realteil bei diesem System wird bei f = + /- f0 identisch Null und der Imaginärteil ergibt sich bei f = + /- f0 zu Im{HBP(+/- f0} = -/+ j.The real part in this system becomes identical at f = + / - f 0 and the imaginary part results at f = + / - f 0 to Im {H BP (+/- f 0 } = - / + j.

Dieser Ansatz läßt sich leicht in den Digitalbereich transformieren, siehe Fig. 6(b).This approach can be easily transformed into the digital domain, see Fig. 6 (b).

Der Verzögerung im Q-Zweig des analogen Hilbert-Transformators ent­ spricht bei der Abtastung im Digitalbereich eine um TL voreilende Abtastung. The delay in the Q branch of the analog Hilbert transformer corresponds to a scan leading by T L when scanning in the digital range.

Da hier jeweils nur ein Abtastwert zur Realisierung des Hilbert-Transforma­ tors benutzt wird, soll dieses System mit "Hilbert-Abtaster nullter Ordnung" bezeichnet werden. Da Hilbert-Abtaster nullter Ordnung und Quadraturab­ tastempfänger nach (deutsche Patentschrift Nr. P 37 33 967.2) sehr ähnlich erscheinen, sei in Fig. 7 diese beiden Abtastprinzipien zur Verdeutlichung einander gegenübergestellt. Der Parameter M beschreibt hierbei den Faktor der Unterabtastung gegenüber einer Abtastung mit Nyquistrate d. h. Abtastrate mit dem Doppelten des höchsten Signalfrequenzanteils. M = 1 beschreibt somit eine Abtastung mit Nyquistrate. M = 2 beschreibt eine Unterabtastung um den Faktor 2 usw. Bei der Hilbert-Abtastung nullter Ordnung wird eine um 90° zur Signalperiode (TL = 1/(4 f0)) verschobene Abtastung vorgenommen, während bei der Quadraturabtastung eine zur Abtastperiode um 90° verschobene Abtastung vorgenommen wird (TL = 1/(4 fA)).Since only one sample value is used here to implement the Hilbert transformer, this system is to be referred to as "zero-order Hilbert scanner". Since Hilbert zero-order scanners and quadrature scanning receivers according to (German Patent No. P 37 33 967.2) appear very similar, these two scanning principles are compared in FIG. 7 for clarification. The parameter M describes the factor of undersampling compared to a sampling with Nyquistrate, ie sampling rate with twice the highest signal frequency component. M = 1 thus describes a sampling with Nyquistrate. M = 2 describes an undersampling by a factor of 2, etc. In the zero order Hilbert sampling, a sampling shifted by 90 ° to the signal period (T L = 1 / (4 f 0 )) is carried out, while in the quadrature sampling one by the sampling period 90 ° shifted scanning is carried out (T L = 1 / (4 f A )).

Der Hilbert-Abtaster nullter Ordnung liefert für sehr schmalbandige Signale recht gute Ergebnisse, die durch Hinzunehmen weiterer Abtastwerte (und eventuelle Gewichtung) noch verbessert werden können. Prinzipiell sind zwei verschiedene Strategien denkbar:The Hilbert zero-order scanner delivers for very narrow-band signals pretty good results by adding more samples (and possible weighting) can still be improved. Are principally two different strategies possible:

  • a) Nimmt man noch Terme mit größerer Laufzeit, die günstigerweise ungerade Vielfache der Verzögerung TL sind, hinzu, siehe Fig. 8(a), so wird eine Art Fourier-Reihenentwicklung der Hilbert-Spektralfunktion in dem betrachteten Bandpaß-Bereich durchgeführt. Diese Näherung soll als unsymmetrisch bezeichnet werden. Betrachtet man die I- Abtastung als Nullpunkt der Impulsgruppe, so liegt eine rein akausale Impulsgruppe vor.a) If terms with a longer transit time, which are favorably odd multiples of the delay T L, are added, see FIG. 8 (a), a kind of Fourier series development of the Hilbert spectral function is carried out in the bandpass range under consideration. This approximation should be called asymmetrical. If one considers the I-scan as the zero point of the pulse group, then there is a purely acausal pulse group.
  • b) Man benutzt die Tatsache, daß eine ungerade reelle Zeitfunktion ein rein imaginäres ungerades Spektrum besitzt. Da der Realteil gleich Null ist, wird auch der entsprechende Fehler identisch Null. Die durch Fig. 8(b) realisierte Abtastfolge soll als symmetrisch (sie ist genaugenommen schiefsymmetrisch) bezeichnet werden, da jede Impulsgruppe auch symmetrisch ist.b) The fact is used that an odd real time function has a purely imaginary odd spectrum. Since the real part is zero, the corresponding error also becomes zero. The scan sequence realized by Fig. 8 (b) is said to be symmetrical (strictly speaking, it is skew-symmetrical) since each pulse group is also symmetrical.

Als Verfahren zur Optimierung der Koeffizienten wurde ein modifiziertes Gradientenabstiegsverfahren benutzt, wie es z. B. in (Engeln-Müllges/Reuter, Numerische Mathematik für Ingenieure, BI Wissenschaftsverlag, 5. Auflage, Seite 170) beschrieben ist.A modified method was used to optimize the coefficients Gradient descent method used, as z. B. in (Engeln-Müllges / Reuter,  Numerical Mathematics for Engineers, BI Wissenschaftsverlag, 5th edition, Page 170).

Nun seien noch die Ergebnisse der Optimierung kurz erläutert. Die Optimie­ rung wurde für drei Signale vorgenommen, wobei das Fehlermaß folgender­ maßen gewählt wurde:Now the results of the optimization are briefly explained. The optimism tion was carried out for three signals, the error measure as follows was chosen:

Minimum des maximalen Fehlers: | HBP,n(f)-/+ j |
+/-f0-Δf/2<f< +/-f0+Δf/2.
Minimum of the maximum error: | H BP, n (f) - / + j |
+/- f 0 -Δf / 2 <f <+/- f 0 + Δf / 2.

Die Tabellen 1 bis 3 zeigen die Ergebnisse der Optimierung. Die verwende­ ten Signale waren:Tables 1 to 3 show the results of the optimization. The use The signals were:

  • a) DCF77-Signal mit f0 = 77.5 kHz und Δf = 20 Hza) DCF77 signal with f 0 = 77.5 kHz and Δf = 20 Hz
  • b) DCF77-Signal mit f0 = 77.5 kHz und Δf = 1 kHzb) DCF77 signal with f 0 = 77.5 kHz and Δf = 1 kHz
  • c) FAX-ZF-Signal mit f0 = 455 kHz und Δf = 6 kHzc) FAX IF signal with f 0 = 455 kHz and Δf = 6 kHz

Es zeigt sich im oberen Teil von Tabelle 2, daß bereits der symmetrische Hil­ bert-Abtaster erster Ordnung< (d. h. ein I-Abtastwert mit Gewicht 1 und zwei Q-Abtastwerte mit einem Gewicht von +/- 0.5 ), bei allen Beispielsignalen für eine 14-Bit-Quantisierung vollkommen ausreichend ist. Dem entspricht ein maximaler Fehler von 2-14 = 6.1 105 = 6.110-3%.It can be seen in the upper part of Table 2 that the symmetrical Hilbert scanner of the first order <(ie an I sample with a weight of 1 and two Q samples with a weight of +/- 0.5), for all the example signals for one 14-bit quantization is perfectly sufficient. This corresponds to a maximum error of 2 -14 = 6.1 10 5 = 6,110 -3 %.

Während in den Tabellen 1 und 2 die Ergebnisse einer rechnergenauen Optimierung dargestellt sind, zeigt die Tabelle 3 das Resultat einer Vereinfa­ chung für eine technisch günstige Realisierung. So kann ein Koeffizient 0.5 im binären Zahlensystem durch eine einfache Verschiebeoperation realisiert werden. Ein Koeffizient 1.5 benötigt lediglich eine Verschiebeoperation und eine Addition. Die Tabelle 3 enthält auch die maximale Bandbreite Δf in Hz: für DCF77 Signale und das Verhältnis Δf/f0 für beliebige Bandpaßsignale für verschiedene Anforderungen an die Auflösung in Bit. Ist eine n Bit Auf­ lösung gefordert, so ergibt sich eine zu tolerierende Abweichung vom idealen Hilbert-Transformator von E = 2-n = 10-n*6/20.While Tables 1 and 2 show the results of a computer-specific optimization, Table 3 shows the result of a simplification for a technically favorable implementation. A coefficient 0.5 can thus be realized in the binary number system by a simple shift operation. A coefficient 1.5 only requires a shift operation and an addition. Table 3 also contains the maximum bandwidth Δf in Hz: for DCF77 signals and the ratio Δf / f 0 for any bandpass signals for various resolution requirements in bits. If an n-bit resolution is required, there is a tolerable deviation from the ideal Hilbert transformer of E = 2 -n = 10 -n * 6/20 .

Wie im letzten Abschnitt gezeigt, läßt sich ein Hilbert-Abtastempfänger für Bandpaß-Signale mit relativ geringem Fehler und wenig Aufwand realisieren. Setzen wir nun den Hilbert-Abtaster wie in Fig. 9 ein, so ergibt sich ein komplexes analytisches Signal. Dieses Signal kann nun reduziert werden, ohne daß eine "Integer-Band"-Verletzung auftreten kann, da ja ein analyti­ sches Signal vorliegt, siehe Fig. 10. Da die Hilbert-Transformation mit einem reinen Abtastempfänger (mit gewichteten Koeffizienten) durchge­ führt wird, kann die Abtastratenreduktion M1 unmittelbar mit in die Abtastung hineingenommen werden. Im einzelnen zeigt Fig. 10(a) das (bandpaßgefilterte) Signal am Eingang des Empfängers. In Fig. 10(b) ist die Summe aus Hilbert-Transformierten und dem Eingangssignal selbst darge­ stellt, wie sie aufgrund der speziellen Lage der Abtastzeitpunkte des Hilbert- Abtasters entsteht. Da es durch A/D-Wandlung und Abtastratenreduktion um M1 durch die Unterabtastung zu einer periodischen Fortsetzung des analytischen Spektrums aus Fig. 10(b) kommt, ist im Spektralbereich eine Faltung mit D1(f) auszuführen, was Fig. 10(d) zeigt. Das nun vorliegende digitale Signal (Zeitfunktion: sdI[n] + jsdQ[n] = sd[n]; Spektrum: Sd(ej ω) kann nun in einer zweiten Dezimationsstufe um M2 weiter dezimiert werden, bis die Wiederholspektren aneinandergrenzen, siehe Fig. 10(e). Insgesamt wurde somit eine Reduktion um M = M1 M2 vorgenommen. Am Ausgang des Empfängers entsteht somit das digital dezimierte Signal sdd[n] mit zugehörigem Spektrum Sdd(ej ω).As shown in the last section, a Hilbert sample receiver for bandpass signals can be implemented with relatively little error and little effort. If we now use the Hilbert scanner as in Fig. 9, the result is a complex analytical signal. This signal can now be reduced without an "integer band" violation occurring, since there is an analytical signal, see FIG. 10. Since the Hilbert transformation is carried out with a pure scanning receiver (with weighted coefficients) , the sampling rate reduction M 1 can be included directly in the sampling. In detail, FIG. 10 (a) is the (band-pass filtered) signal at the input of the receiver. In Fig. 10 (b) the sum of Hilbert transforms and the input signal itself represents Darge, as it arises due to the special position of the sampling times of the Hilbert scanner. Since A / D conversion and sampling rate reduction by M 1 due to subsampling result in a periodic continuation of the analytical spectrum from FIG. 10 (b), convolution with D 1 (f) must be carried out in the spectral range, which is shown in FIG. 10 ( d) shows. The digital signal now present (time function: s dI [n] + js dQ [n] = s d [n]; spectrum: S d (e j ω ) can now be decimated by M 2 in a second decimation stage until the 10 (e) border repetition spectra, thus reducing the total by M = M 1 M 2. The digitally decimated signal s dd [n] with associated spectrum S dd (e j ω ) is thus produced at the output of the receiver. .

Abschließend seien zwei konkrete Ausprägungen eines Hilbert-Abtast­ empfängers erster Ordnung angegeben:In conclusion, there are two concrete versions of a Hilbert scan of the first order:

Fig. 11 zeigt den Hilbert-Abtaster erster Ordnung mit mehreren Abtastern und einem A/D-Wandler im Multiplexbetrieb, entsprechend dem Ansprüchen 1-7. Das am Empfängereingang anliegende Signal wird durch eine Vorkreis gefiltert und verstärkt. Es schließen sich ein I-Abtaster und zwei Abtaster für den Q-Zweig an. Die Abtastproben werden im Abstand T/4 der Trägerfrequenz dem Eingangssignal entnommen und in den Kondensatoren gespeichert. Anschließend wird über eine analoge Auswahl­ schaltung (Multiplexer) je ein Spannungswert dem A/D-Wandler zugeführt. Die vorliegenden digitalen Signale werden digital gewichtet und dann dem CORDIC-Prozessor zugeführt, der unmittelbar eine AM- und PM-Demodu­ lation durchführt. Fig. 11 shows the Hilbert scanner first order with a plurality of samplers, and an A / D converter in multiplex mode, in accordance with the claims 1-7. The signal at the receiver input is filtered and amplified by a pre-circuit. This is followed by an I scanner and two scanners for the Q branch. The samples are taken from the input signal at a distance T / 4 of the carrier frequency and stored in the capacitors. A voltage value is then fed to the A / D converter via an analog selection circuit (multiplexer). The digital signals are weighted digitally and then fed to the CORDIC processor, which immediately performs AM and PM demodulation.

Fig. 12 zeigt den Hilbert-Abtaster erster Ordnung mit mehreren A/D- Wandlern, entsprechend dem Ansprüchen 1-6. Das am Empfängereingang anliegende Signal wird durch eine Vorkreis gefiltert und in den einzelnen Zweigen getrennt verstärkt. Die Verstärkung kann hierbei bereits die Koeffi­ zientengewichtung enthalten. Es schließen sich ein I-A/D-Wandler und zwei A/D-Wandler für den Q-Zweig an. Die Abtastproben der Wandler werden im Abstand T/4 der Trägerfrequenz dem Eingangssignal entnommen. Die vorliegenden digitalen Signale werden dann von einem CORDIC-Prozessor eingelesen, der unmittelbar eine AM- und PM-Demodulation durchführt. Fig. 12 shows the Hilbert scanner of the first order with several A / D converters, according to claims 1-6. The signal at the receiver input is filtered by a pre-circuit and amplified separately in the individual branches. The gain can already include the coefficient weighting. This is followed by an IA / D converter and two A / D converters for the Q branch. The samples of the transducers are taken from the input signal at a distance T / 4 of the carrier frequency. The present digital signals are then read in by a CORDIC processor, which immediately performs AM and PM demodulation.

Die Vorteile des Hilbert-Abtastempfängers lassen sich folgendermaßen zusammenfassen:The advantages of the Hilbert scanning receiver are as follows sum up:

Durch die Erzeugung einer I- und Q-Phase erhält man ein komplexes analyti­ sches Signal.By generating an I and Q phase, a complex analyti is obtained signal.

Abtastempfänger sind geeigneter als der (analoge) Quadraturüberlagerungs­ empfänger zur Erzeugung der I- und Q-Phase, da die Multiplikation durch einfache Abtastung ersetzt wird.Scan receivers are more suitable than the (analog) quadrature overlay receiver for the generation of the I and Q phase, since the multiplication by simple sampling is replaced.

"Integer-Band"-Abtastung und Quadraturabtastung erfordern eine sorgfältige Wahl der Parameter M, k und fA bei Unterabtastung, damit es zu keiner "Integer-Band"-Verletzung kommt."Integer band" scanning and quadrature scanning require careful selection of the parameters M, k and f A for undersampling so that there is no "integer band" violation.

Der Hilbert-Transformator läßt sich sehr gut durch einen Hilbert-Abtaster annähern.The Hilbert transformer is very easy to use with a Hilbert scanner approach.

Der Hilbert-Abtastempfänger eignet sich besser als die Quadraturabtastung bei Unterabtastung, da keine weitere Filterung zur Erzeugung von I- und Q- Phase nötig sind und es außerdem bei der Hilbert-Abtastung zu keiner "Integer-Band"-Verletzung kommen kann.The Hilbert scanning receiver is more suitable than quadrature scanning with subsampling, since no further filtering to generate I- and Q- Phase are necessary and there is also no Hilbert scan "Integer band" violation can come.

Von besonderem Interesse für den Einsatz des CORDIC-Algorithmus als Demodulator ist die Binärzahlen-Darstellung) die das direkte Ergebnis der A/D-Wandlung ist. Weiterhin wird von der Möglichkeit, das CORDIC- Prinzip zur Transformation von rechtwinkligen in polare Koordinaten (X,Y nach R, R) einzusetzen, Gebrauch gemacht, da dies unmittelbar eine AM- bzw. PM-Demodulation darstellt. Eine klassische Berechnung der polaren Koordinaten mit R = (X2 + Y2)0.5 und R = arctan(Y/X) bedarf einer umfangreichen Berechnung und wird durch den CORDIC-Algorithmus wesentlich vereinfacht.Of particular interest for the use of the CORDIC algorithm as a demodulator is the binary number representation), which is the direct result of the A / D conversion. The option of using the CORDIC principle to transform right-angled to polar coordinates (X, Y to R, R) is also used, since this directly represents AM or PM demodulation. A classic calculation of the polar coordinates with R = (X 2 + Y 2 ) 0.5 and R = arctan (Y / X) requires extensive calculation and is significantly simplified by the CORDIC algorithm.

Der CORDIC-Algorithmus ist eine iterative Prozedur, bei der ein Zeiger in der X,Y -Ebene in jedem Schritt um einen bestimmten Winkel +/- αi rotiert wird. Hierbei unterscheidet man die Vektorisierung (X,Y nach R,R), die der Demodulation entspricht und die Rotation (R,R nach X,Y), die einer Modulation entspricht.The CORDIC algorithm is an iterative procedure in which a pointer in the X, Y plane is rotated by a certain angle +/- α i in each step. A distinction is made between vectorization (X, Y to R, R), which corresponds to demodulation, and rotation (R, R to X, Y), which corresponds to modulation.

Wir wollen uns im folgenden auf die Vektorisierung beschränken, da eine Berechnung von (R,R) zu realisieren ist. Anhand des Beispiels aus Fig. 13 sei das prinzipielle Vorgehen erläutert. Ausgangspunkt ist der Vektor "1", der als X- und Y-Koordinatenwert gegeben ist. Dieser Vektor wird nun in jedem Iterationsschritt um einen Winkel +/- αi so gedreht, daß er letztlich auf der X-Achse zu liegen kommt. Der akkumulierte Winkel Σi=1 i=nαi stellt die gesuchte Phase dar, während der Wert von Xn dem gesuchten Radius ent­ spricht. Es läßt sich zeigen (Zeitschrift "IRE Transaction on Electronics Computer)" Sept. 1959, J.E.Volder, The CORDIC Trigonometric Compu­ ting Technique), daß die Vektordrehung auf einfache arithmetische Schiebe- und Addieroperationen zurückgeführt werden kann:In the following we want to restrict ourselves to vectorization, since a calculation of (R, R) has to be realized. The basic procedure is explained using the example from FIG. 13. The starting point is the vector "1", which is given as the X and Y coordinate value. This vector is now rotated by an angle +/- α i in each iteration step so that it ultimately comes to lie on the X axis. The accumulated angle Σ i = 1 i = n α i represents the phase sought, while the value of X n corresponds to the radius sought. It can be shown (magazine "IRE Transaction on Electronics Computer" Sept. 1959, JEVolder, The CORDIC Trigonometric Computing Technology) that the vector rotation can be traced back to simple arithmetic shift and add operations:

Xi+1 = Xi-/+ Yi2-(i-2)
Yi+1 = Yi+/-Xi2-(i-2)
X i + 1 = X i- / + Y i 2 - (i-2)
Y i + 1 = Y i +/- X i 2 - (i-2)

Man erkennt, daß die Berechnungen von Xi+1 und Yi+1 schaltungstech­ nisch sehr einfach (Verschiebe-Operation und Addition) durchzuführen sind.It can be seen that the calculations of X i + 1 and Y i + 1 are very simple in terms of circuit technology (shift operation and addition).

Der CORDIC-Algorithmus läßt sich sowohl in einer Zustandsmaschine als auch in einer vollständigen Pipeline-Struktur realisieren.The CORDIC algorithm can be used in a state machine as well also realize in a complete pipeline structure.

Beide Architekturen lassen sich vorteilhaft mit einem programmierbaren Gate Array realisieren. In Fig. 14 wird eine Zustandsmaschine mit Register-Rechenwerk vorgestellt, die dann bevorzugt wird, wenn möglichst wenig Platz in dem PGA-Baustein verbraucht werden soll.Both architectures can be advantageously implemented with a programmable gate array. FIG. 14 is a state machine with register arithmetic work is presented, which is preferred when possible space will be consumed in the PGA component.

Kommt es auf maximale Verarbeitungsgeschwindigkeit an, so wird jede Berechnungsstufe des Algorithmus in Hardware realisiert, was auf eine voll­ ständige Pipeline-Struktur führt. Bei der vollständigen Pipeline-Struktur ist es möglich, daß das Phasenregister entsprechend Anspruch 11 so initialisiert wird, daß der rotierende Trägerfrequenzzeiger durch Berücksichtigung mit umgekehrten Vorzeigen in der weiteren Berechnung nicht berücksichtigt werden muß. Wird z. B. eine Nyquistabtastung vorgenommen so ist das Phasenregister abwechseln mit 0 und 180° zu initialisieren. Eine solche voll­ ständige Pipeline-Struktur, wie sie erfolgreich in einem programmierbaren Gate Array implementiert wurde, ist in Fig. 15 dargestellt.If maximum processing speed is important, each calculation level of the algorithm is implemented in hardware, which leads to a complete pipeline structure. With the complete pipeline structure, it is possible that the phase register is initialized in such a way that the rotating carrier frequency pointer does not have to be taken into account in the further calculation by taking into account the reverse presentation. Is z. B. If a Nyquist scan is carried out, the phase register must be alternately initialized with 0 and 180 °. Such a complete pipeline structure, as successfully implemented in a programmable gate array, is shown in FIG. 15.

Bild- und TabellenunterschriftenCaptions for pictures and tables

Fig. 1 Analoge Realisierung zur Erzeugung der I- und Q-Phase (Quadraturüberlagerungsempfänger)
Fig. 2 Spektrale Darstellung der analogen I/Q-Erzeugung
Fig. 3 Der Hilbert-Transformator
Fig. 4 Bildung eines analytischen Signals mit Hilfe eines Hilbert- Transformators
Fig. 5 Anforderungen an den Hilbert-Transformator bei Bandpaß- Signalen
Fig. 6 Analoger Hilbert-Transformator mit Laufzeitleitung und Hil­ bert-Abtaster nullter Ordnung
Fig. 7 Vergleich der Abtastfolgen von Hilbert-Abtaster nullter Ord­ nung und Quadraturabtastung bei Unterabtastung
Fig. 8 Abtastsequenz des Hilbert-Abtasters für den (a) unsymmetri­ schen und (b) symmetrischen Abtaster
Fig. 9 Hilbert-Abtastempfänger mit Unterabtastung
Fig. 10 Spektrale Darstellung zum Hilbert-Abtastempfänger mit Unterabtastung um den Faktor M1=2
Fig. 11 Hilbert-Abtastempfänger erster Ordnung mit A/D-Wandler im Multiplexbetrieb
Fig. 12 Hilbert-Abtastempfänger erster Ordnung mit 3 A/D-Wandlern und Koeffizientengewichtung durch Verstärkereinstellung
Fig. 13 Transformation von rechtwinkligen nach polaren Koordinaten mit Hilfe des CORDIC-Algorithmus
Fig. 14 CORDIC-Prozessor realisiert als Zustandsmaschine
Fig. 15 CORDIC-Prozessor als vollständige Pipeline-Struktur
Fig. 1 Analog implementation for generating the I and Q phase (quadrature superimposed receiver)
Fig. 2 Spectral representation of the analog I / Q generation
Fig. 3 The Hilbert transformer
Fig. 4 Formation of an analytical signal using a Hilbert transformer
Fig. 5 requirements for the Hilbert transformer with bandpass signals
Fig. 6 Analog Hilbert transformer with delay line and Hil bert scanner zero order
Fig. 7 Comparison of the scanning sequences of Hilbert scanner zero order and quadrature scanning with subsampling
Fig. 8 scanning sequence of the Hilbert scanner for the (a) asymmetrical and (b) symmetrical scanner
Fig. 9 Hilbert scanning receiver with subsampling
Fig. 10 Spectral diagram for Hilbert scanning receiver with subsampling by a factor of M 1 = 2
Fig. 11 Hilbert first order receiver with A / D converter in multiplex mode
Fig. 12 Hilbert first order receiver with 3 A / D converters and coefficient weighting by amplifier setting
Fig. 13 Transformation from rectangular to polar coordinates using the CORDIC algorithm
Fig. 14 CORDIC processor implemented as a state machine
Fig. 15 CORDIC processor as a complete pipeline structure

Tabelle 1: Koeffizienten des unsymmetrischen Hilbert-Abtastempfängers Tabelle 2: Koeffizienten des symmetrischen Hilbert-Abtastempfängers Tabelle 3: Koeffizienten einer technisch günstigen Realisierung des Hil­ bert-Abtastempfängers Table 1: Coefficients of the unbalanced Hilbert sample receiver Table 2: Coefficients of the symmetrical Hilbert scanning receiver Table 3: Coefficients of a technically favorable realization of the Hil bert scanning receiver  

Tabelle 1 Table 1

Tabelle 2 Table 2

Tabelle 3 Table 3

Claims (12)

1. Verfahren für den Empfang von schmalbandigen Signalen spezieller Langwellensender für die Datenübertragung (z. B. DCF77, DCF37, DCFS4, usw.) mit Hilfe eines Empfän­ gers, der eine Antenne, Verstärker, Filter, Abtaster und digitale Schaltungen zur Signalauswertung enthält, und bei dem das Signal in zwei Signalpfaden (I- und Q- Phase) zuerst gefiltert und abgetastet wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch geeignete Wahl der Abtastzeitpunkte und mit geeigneten Koeffizienten bei der Abtastung näherungsweise eine Hilbert-Transformation durchgeführt wird.1.Procedure for the reception of narrow-band signals from special long-wave transmitters for data transmission (e.g. DCF77, DCF37, DCFS4, etc.) with the aid of a receiver which contains an antenna, amplifier, filter, scanner and digital circuits for signal evaluation, and in which the signal is first filtered and sampled in two signal paths (I and Q phases), characterized in that a Hilbert transformation is carried out approximately by suitable selection of the sampling times and with suitable coefficients during the sampling. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Hilbert-Trans­ formation entstehenden beiden Phasen einem CORDIC-Prozessor zugeführt werden, der eine AM- und eine PM-Demodulation durchfährt.2. The method according to claim 1, characterized in that the Hilbert Trans formation of the resulting two phases are fed to a CORDIC processor, which performs AM and PM demodulation. 3. Verfahren nach Anspruch 1 + 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Abtastung spe­ zielle optimierte Koeffizienten nach den Tabellen 1, 2 und 3 verwendet werden.3. The method according to claim 1 + 2, characterized in that spe for the scanning ziale optimized coefficients according to Tables 1, 2 and 3 are used. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die (gewichteten) Abtastungen um eine Viertelperiode der Trägerfrequenz zueinander versetzt vorge­ nommen werden.4. The method according to claim 1 or 3, characterized in that the (weighted) Samples offset from each other by a quarter period of the carrier frequency be taken. 5. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der CORDIC- Prozessor in Form einer vollständigen Pipeline-Struktur oder in Form einer Zustands­ maschine realisiert ist.5. Arrangement according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the CORDIC Processor in the form of a complete pipeline structure or in the form of a state machine is realized. 6. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2, 3 und 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abtastung und Koeffizientengewichtung durch verschiedene A/D- Wandler mit zugehörigen Eingangsverstärkern erfolgt.6. Arrangement according to one or more of claims 1, 2, 3 and 4, characterized records that the sampling and coefficient weighting by different A / D Converter with associated input amplifiers takes place. 7. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2, 3 und 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Analog/Digital-Wandlung mehrere Abtaster enthält, die von einem A/D-Wandler im MULTIPLEX gefolgt werden, wobei die Koeffizientengewichtung digital erfolgt. 7. Arrangement according to one or more of claims 1, 2, 3 and 4, characterized records that the analog / digital conversion contains several samplers by one A / D converters are followed in the MULTIPLEX, taking the coefficient weighting done digitally.   8. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß zur FM-Demodulation eine mathematische Differenzierung mehrerer benach­ barter PM-Werte erfolgt (im einfachsten Fall eine Differenzbildung zweier benach­ barter PM-Werte).8. Arrangement according to one or more of claims 1 to 5, characterized in net that for FM demodulation a mathematical differentiation of several neighbors real PM values (in the simplest case, a difference between two neighboring barter PM values). 9. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Hilbert-Trans­ formation die FM-Demodulation durch Differentiation, Addition und Division ent­ sprechend der normierten Produktregel erfolgt.9. Arrangement according to claim 1, characterized in that after the Hilbert Trans formation of FM demodulation through differentiation, addition and division according to the standardized product rule. 10. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2, 3, 6, 7 und 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Unterabtastung (d. h. unter Verletzung des bekannten Abtast­ theorems) vorgenommen wird, bei der die jeweiligen Abtastsequenzen ein ganzzahliges Vielfaches der Periodendauer der Trägerfrequenz auseinanderliegen (d. h. auf solche Art, daß der rotierende Trägerfrequenzzeiger bei jeder Abtastung gleich zu liegen kommt).10. Arrangement according to one or more of claims 1, 2, 3, 6, 7 and 8, characterized ge indicates that subsampling (i.e. in violation of the known scan theorems) is carried out in which the respective scanning sequences are an integer Multiples of the period of the carrier frequency are apart (i.e. on such Kind that the rotating carrier frequency pointer to be the same with each scan is coming). 11. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2, 3, 6, 7 und 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Überabtastung vorgenommen wird, bei der das Phasenregister des CORDIC-Prozessors entsprechend der Trägerphase negativ initialisiert wird.11. The arrangement according to one or more of claims 1, 2, 3, 6, 7 and 8, characterized ge indicates that oversampling is being performed on the phase register of the CORDIC processor is initialized negatively according to the carrier phase. 12. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Realisierung eines universellen Langwellendatenempfängers den Abtastern wahlweise verschiedene, auf die unterschiedlichen Sender abgestimmte Ab­ tastfrequenzen zugeführt werden.12. The arrangement according to one or more of claims 1 to 11, characterized net that the realization of a universal long-wave data receiver Scanners optionally have different Ab tuned to the different transmitters keying frequencies are supplied.
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