DE810402C

DE810402C - Device for synchronizing the carrier generator when receiving amplitude-modulated high-frequency oscillations with a suppressed carrier

Info

Publication number: DE810402C
Application number: DEP36173D
Authority: DE
Inventors: Gustav Dipl-Ing Guanella
Original assignee: Patelhold Patenverwertungs and Elektro-Holding AG
Current assignee: Patelhold Patenverwertungs and Elektro-Holding AG
Priority date: 1948-04-20
Filing date: 1949-03-09
Publication date: 1951-08-09
Also published as: FR982809A; CH264464A

Description

(WiGBL S. 175)(WiGBL p. 175)

AUSGEGEBEN AM 9. AUGUST 1951ISSUED AUGUST 9, 1951

P 36iT3VIIIa/2ia* DP 36iT3VIIIa / 2ia * D

Glarus (Schweiz)Glarus (Switzerland)

mit unterdrücktem Trägerwith suppressed carrier

Nach bekannten Verfahren zum Empfang von amplitudenmodulierten Hochfrequenzschwingungen mit unterdrücktem Träger wird derselbe auf der Empfangsseite mittels eines Trägergenerators wieder zugesetzt, so daß eine Demodulation mit bekannten Modulatoranordnungen möglich ist. Eine wesentliche Schwierigkeit bei diesem Verfahren besteht in der empfangsseitigen Wiedererzeugung des Trägers infolge der bei Zweiseitenbandempfang erforderlichen phasenrichtigen Synchronisierung des Trägergenerators auf die ursprüngliche Trägerfrequenz. According to known methods for receiving amplitude-modulated high-frequency oscillations if the carrier is suppressed, the same is restored on the receiving side by means of a carrier generator added, so that demodulation with known modulator arrangements is possible. One The main difficulty with this method is the regeneration of the Carrier due to the in-phase synchronization of the Carrier generator to the original carrier frequency.

Vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Synchronisierung des Trägergenerators bei einem Empfänger für den Empfang amplitudenmoduliert^ Schwingungen mit unterdrücktem Träger. Die Erfindung besteht darin, daß dem Empfänger vor dem Demodulator verstärkte amplitudenmodulierte Schwingungen entnommen werden und diese über einen Amplitudenbegrenzer und einen Frequenzvervielfacher einer Vorrichtung zugeführt werden, welche einen synchronisierten Oszillator, einen Frequenzteiler und ein Phasendrehglied aufweist. Dieser Vorrichtung wird eine auf den unter-The present invention relates to a device for synchronizing the carrier generator a receiver for the reception amplitude modulated ^ oscillations with suppressed Carrier. The invention consists in that the receiver is amplitude-modulated before the demodulator Vibrations are removed and these via an amplitude limiter and a Frequency multiplier are fed to a device which has a synchronized oscillator, comprises a frequency divider and a phase shifter. This device is a

drückten Träger phasenrichtig synchronisierte Spannung abgenommen und als Trägerspannung dem Demodulator zugeführt.Squeezed carrier in the correct phase synchronized voltage and taken as the carrier voltage to the demodulator fed.

An Hand der Fig. ι wird der grundsätzliche Aufbau der Einrichtung erklärt. Die Fig. 2 und 3 zeigen spezielle, besonders günstige Ausführungsformen der Erfindung.The basic structure is based on FIG the facility explained. FIGS. 2 and 3 show special, particularly favorable embodiments the invention.

Die Empfangsspannung e₀, welche über eine Antenne empfangen wird, gelangt auf den Empfangsteil E, der im wesentlichen Verstärkerstufen bekannter Bauart aufweist. Die Ausgangsspannung e_x des Empfangsteils E gelangt auf den Demodulator M, in welchem die Rückführung auf ihre ursprüngliche Modulationsspannung erfolgt. Die erhaltene demodulierte Spannung e₇ gelangt auf das Tiefpaßfilter TP, in welchem die vorhandenen hohen Frequenzkomponenten herausgesiebt werden. Dem Filterausgang wird die so gereinigte Niederfrequenzspannung ^₈ entnommen. Sie entspricht der ursprünglichen senderseitigenModulationsspannung. Die Erzeugung der dem Demodulator M zugeführten Spannung e₆ erfolgt auf folgende Weise: Vor dem Demodulator M wird ein Teil der verstärkten Spannung e_x einem Amplitudenbegrenzer B und hierauf einem Frequenzvervielfacher F zugeführt. Die so in der Frequenz vervielfachte, beispielsweise frequenzverdoppelte Spannung e₃ gelangt auf die Vorrichtung Q, welche vor allem einen Oszillator O, einen Frequenzteiler T und ein Phasendrehglied P aufweist und in welcher die erforderliche neu erzeugte Trägerspannung e₆ erzeugt wird. Die Frequenz dieser Spannung ist mit der unterdrückten Trägerfrequenz synchronisiert. Die Spannung e_e wird ferner, um eine verzerrungsfreie Demodulation zu erhalten, in ihrer Phase so eingestellt, daß sie in der Phasenlage der nicht unterdrückten Trägerspannung entspricht. Dem Demodulator M wird somit aus einem lokalen Trägergenerator eine Trägerspannung in gleicher Weise zugeführt, als ob die Empfangsspannung ihre eigene Trägerspannung noch aufweisen würde.The received voltage e ₀ , which is received via an antenna, reaches the receiving part E, which essentially has amplifier stages of known design. The output voltage e _x of the receiving part E reaches the demodulator M, in which the feedback is effected to its original modulation voltage. The demodulated voltage e _{7 obtained} reaches the low-pass filter TP, in which the high frequency components present are filtered out. The cleaned low-frequency voltage ^ _{8 is} taken from the filter output. It corresponds to the original modulation voltage on the transmitter side. The generation of the demodulator M voltage supplied to e ₆ is performed in the following manner: Before the demodulator M is a part of the boosted voltage e _x an amplitude B and then supplied to a frequency F. The voltage e ₃ thus multiplied in frequency, for example frequency doubled, reaches the device Q, which mainly has an oscillator O, a frequency divider T and a phase shifter P and in which the required newly generated carrier voltage e _{6 is} generated. The frequency of this voltage is synchronized with the suppressed carrier frequency. In order to obtain distortion-free demodulation, the voltage e _e is also set in its phase so that its phase position corresponds to the carrier voltage which is not suppressed. The demodulator M is thus supplied with a carrier voltage from a local carrier generator in the same way as if the received voltage were still having its own carrier voltage.

Die Wirkungsweise kann in einfacher Weise dargestellt werden, wenn man annimmt, daß die modulierende Spannung sinusförmig mit der Frequenz (o.v verläuft und daß die Frequenz in F verdoppelt wird. Wenn ferner wh die Trägerfrequenz bedeutet und m den Modulationsgrad, so ist die Spannung ^₁ bekanntlich proportional m-sin {ω^·ϊ)·$λη (ω,_νΌ· In der Fig. 4 ist ein solcher Spannungsverlauf bei völliger Unterdrückung der Trägerfrequenz auf der Sendeseite dargestellt. In den Nulldurchgängen η der Umhüllungskurve sin (ω#·ί)> welche der modulierenden Spannung entspricht, weist die Hochfrequenzschwingung sin ω//1 einen Phasensprung um i8o° auf. Dieser Phasensprung wechselt ständig mit jedem Nulldurchgang. Die Ausbildung einer ständigen Trägerspannung ist somit nicht möglich. Gemäß der Erfindung erfolgt deshalb beispielsweise eine Frequenzverdoppelung. Der hierfür vorgesehene Frequenzwandler kann z. B. ein Zweiweggleichrichter sein, wobei die Gleichstromkomponente mittels eines Hochpaßfilters unterdrückt wird. Die so erhaltene Spannung e₃ mit der doppelten Trägerfrequenz 2 ω_Η ist von den Phasensprüngen der Eingangsspannung ^₁ befreit. Infolge der Amplitudenbegrenzung in B ist die Spannung e₃ weitgehend auch vom Modulationsgrad unabhängig. Nur bei sehr kleiner oder verschwindender Amplitude verschwindet ebenfalls e₃. Solange jedoch der Modulationsgrad einen gewissen Mindestwert nicht unterschreitet, kann mit der Spannung e₃ ein Oszillator auf die doppelte Trägerfrequenz 2 <o_H synchronisiert werden. Die dem Oszillator 0 entnommene Spannung e₄ gelangt auf einen Frequenzhalbierer T, in welchem die Frequenz halbiert wird. Die Ausgangsspannung e₅ weist infolgedessen wieder die ursprüngliche Trägerfrequenz oh auf. Diese Spannung wird über ein Phasenkorrekturglied P als neu erzeugte Trägerspannung e_e dem Modulator zugeführt.The mode of operation can be represented in a simple manner if one assumes that the modulating voltage runs sinusoidally with the frequency (ov and that the frequency is doubled in F. If, furthermore, wh is the carrier frequency and m is the degree of modulation, then the voltage is ^ ₁ is known to be proportional to m-sin {ω ^ · ϊ) · $ λη (ω, _ν Ό · In Fig. 4, such a voltage curve is shown with complete suppression of the carrier frequency on the transmission side. In the zero crossings η of the envelope sin (ω # · ί)> which corresponds to the modulating voltage, the high-frequency oscillation sin ω // 1 has a phase jump of 180 °. This phase jump changes constantly with each zero crossing. The formation of a constant carrier voltage is therefore not possible. According to the invention, therefore, a frequency doubling takes place, for example The frequency converter provided for this purpose can be, for example, a full-wave rectifier, with the direct current component below by means of a high-pass filter r is pressed. The voltage e _{3 obtained in this way} with twice the carrier frequency 2 ω _Η is freed from the phase jumps in the input voltage ^ _1. As a result of the amplitude limitation in B , the voltage e _{3 is} largely independent of the degree of modulation. Only with very small or vanishing amplitudes does e ₃ also vanish. However, as long as the degree of modulation does not fall below a certain minimum value, an oscillator can be synchronized to twice the carrier frequency 2 <o _H with the voltage e _3. The voltage e ₄ taken from the oscillator 0 reaches a frequency halver T, in which the frequency is halved. As a result, the output voltage e ₅ has the original carrier frequency oh again. This voltage is fed to the modulator via a phase correction element P as a newly generated carrier voltage e _e.

Die Anordnung innerhalb der Vorrichtung Q kann natürlich auf verschiedene Weise ausgeführt werden. Zum Beispiel kann der Frequenzteiler T unmittelbar hinter dem Frequenzvervielfacher F folgen, wobei dann der Oszillator auf der eigentlichen Trägerfrequenz coh schwingt.The arrangement within the device Q can of course be carried out in various ways. For example, the frequency divider T can follow immediately after the frequency multiplier F, the oscillator then oscillating at the actual carrier frequency coh.

Bei Übertragungspausen verschwindet normalerweise auch die Empfangsspannung e_x und damit die zur Synchronisierung benutzte frequenzverdoppelte Schwingung e₃. Der Oszillator läuft in solchen Pausen in seiner Eigenfrequenz weiter, so daß die zur Demodulation benötigte Hilfsspannung e₆ ebenfalls nicht unterbrochen wird. Dieser Umstand ist für die praktische Durchführung der Einrichtung besonders wichtig. Man kann übrigens zur Herbeiführung einer möglichst dauernden Synchronisierung des Oszillators auch einen kleinen Trägerrest während der Pausen übertragen, so daß auf diese Weise der Oszillator dauernd synchronisiert bleibt.During transmission pauses, the received voltage e _x and thus the frequency-doubled oscillation e ₃ used for synchronization normally also disappear. The oscillator continues to run at its natural frequency in such pauses, so that the auxiliary voltage e ₆ required for demodulation is also not interrupted. This fact is particularly important for the practical implementation of the facility. Incidentally, to bring about a synchronization of the oscillator that is as permanent as possible, a small remainder of the carrier can also be transmitted during the pauses, so that in this way the oscillator remains permanently synchronized.

Ein ausführliches Schaltschema einer Einrichtung nach der Erfindung ist in der Fig. 2 dargestellt. Der Amplitudenbegrenzer B weist eine Mehrgitterröhre F₁₃ auf, dessen Arbeitspunkt entsprechend der Amplitude automatisch verschoben wird, so daß wenigstens angenähert eine konstante Ausgangsamplitude e₂ erhalten wird. Zur Frequenzverdopplung im Verdoppler F dient ein Elektronenrohr F₁₄, bei welchem im nichtlinearen Teil der Charakteristik gearbeitet wird. Im Ausgang des Rohres liegt ein Resonanzkreis, über den die doppelte Frequenz e_s abgenommen wird. Der Trägergenerator O mit der rückgekoppelten Verstärkerröhre F₁₅ wird durch einfache Mitnahme mit der frequenzverdoppelten Schwingung e₃ synchronisiert. Als Frequenzteiler T ist ein Oszillator mit dem Rohr F₁₆ vorgesehen, welcher auf die Trägerfrequenz abgestimmt ist und der mit der frequenzverdoppelten Schwingung e_i des Trägergenerators durch Mitnahme synchronisiert ist. Zur Phasenkorrektur in P ist beispielsweise eine Schaltung mit der Induktivität L, der Kapazität C und den Ableitwiderständen R₁, R₂ vorgesehen. Mit dem Potentiometer R kann nun die gewünschte Phasendrehung leicht einreguliert werden. Zur Demodulation in M ist beispielsweise ein Mehrgitterrohr F₁₇ vorgesehen, dessen beiden Steuergittern die Spannungen ^₁ und e_e zugeführt werden.A detailed circuit diagram of a device according to the invention is shown in FIG. The amplitude limiter B has a multigrid tube F ₁₃ , the operating point of which is automatically shifted according to the amplitude, so that at least approximately a constant output amplitude e _{2 is} obtained. _{An electron tube F 14} , in which the non-linear part of the characteristic is used, is used to double the frequency in the doubler F. At the outlet of the pipe there is a resonance circuit, via which double the frequency e _{s is} picked up. The carrier generator O with the feedback amplifier tube F ₁₅ is synchronized with the frequency-doubled oscillation e _{3 by simply being carried along.} An oscillator with the tube F _{16 is} provided as the frequency divider T , which is tuned to the carrier frequency and which is synchronized with the frequency-doubled oscillation e _{i of} the carrier generator by entrainment. For phase correction in P , for example, a circuit with inductance L, capacitance C and leakage resistors R ₁ , R _{2 is} provided. The desired phase rotation can now be easily adjusted with the potentiometer R. For demodulation in M , for example, a multi-grid tube F _{17 is} provided, the two control grids of which are supplied with _{the voltages ^ 1} and e _e.

Zur Synchronisierung des Trägergenerators O kann anStelle des Mitnahmeeffektes auch eine besondere Regelschaltung vorgesehen werden, wie dies in Fig· 3 K^czeih^rt wird. Hier wird einerseits die frequenzverdoppelte Schwingung e₃ vom Verdoppler V und andererseits die Schwingung e_g des zu synchronisierenden Generators O- einem Ringmodulator G des Phasenvergleichskreises jV zugeführt, so daß eine Regelspannung u entsteht, welche nach bekannter Überlegung vom Phasenunterschied beider Spannungen abhängig ist. Diese Regelspannung steuert die Vormagnetisierung eines im Schwingkreis des Generators enthaltenen Spulenkernes K, so daß die Generatorfrequenz im Sinne einer konstanten Phasenlage gegenüber der Vergleichsschwingung e_% synchronisiert wird. Der Phasendrehkreis P ist hier in einfachster Weise aus Serienkapazitäten C und Ableitwiderständen R aufgebaut.To synchronize the carrier generator O, a special control circuit may be provided instead of the entraining effect, as is shown in Figure 3 · K ^CZE ih t ^r. Here, on the one hand, the frequency-doubled oscillation e ₃ from the doubler V and, on the other hand, the oscillation e _{g of} the generator O to be synchronized is fed to a ring modulator G of the phase comparison circuit jV, so that a control voltage u is created which, according to known considerations, depends on the phase difference between the two voltages. This control voltage controls the premagnetization of a coil core K contained in the oscillating circuit of the generator, so that the generator frequency is synchronized in the sense of a constant phase position with respect to the comparison oscillation e _%. The phase rotation circle P is made up of series capacitances C and leakage resistors R in the simplest possible way.

Die Ausgangsspannung e_e und die verstärkte Empfangsspannung l\ gelangen auf je ein Steuergitter des Mischrohres F.,₇ des Demodulators M. Hinter dem Demodulator folgt das nicht gezeichnete Tiefpaßfilter TP. Am Ausgang desselben wird das von der Hochfrequenz gesäuberte Xiederfrequenzsignal entnommen.The output voltage e _e and the amplified received voltage l \ each reach a control grid of the mixing tube F., _{7 of} the demodulator M. The low-pass filter TP ( not shown) follows the demodulator. At the output of the same, the low-frequency signal, which has been cleaned of the high frequency, is taken.

Claims

PATENT CLAIMS;

ι. Device for synchronizing the carrier generator in a receiver for receiving amplitude-modulated oscillations with suppressed carrier, characterized in that, that amplitude-modulated oscillations are amplified to the receiver in front of the demodulator are taken and this via an amplitude limiter and a frequency multiplier be fed to a device which has a synchronized oscillator, a frequency divider and a phase shift member, and that this device has one on the suppressed Carrier correct phase synchronized voltage taken and used as carrier voltage is fed to the demodulator.

2. Device according to claim 1, characterized in that that in the frequency multiplier a frequency doubling and in the frequency divider a Frequency halving takes place.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the frequency multiplier the oscillator is connected downstream, the frequency of which is synchronized to the multiplied frequency and whose output voltage is fed to the demodulator via the frequency divider and the phase shift element.

4. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the frequency multiplier the frequency divider and this is followed by the oscillator, the frequency of which is set to Carrier frequency is synchronized and its output voltage via the phase shift element is fed to the demodulator.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the synchronization by phase comparison of the frequency-doubled received oscillation with the oscillator oscillation in a ring modulator takes place in such a way that the control voltage taken from the ring modulator the premagnetization a coil core contained in the resonant circuit of the oscillator.

6. Device according to claim 1, characterized in that that a carrier remainder is transmitted for synchronization in the transmission pauses.

1 sheet of drawings

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