DE880155C

DE880155C - Circuit arrangement for frequency adjustment in diversity receiving systems

Info

Publication number: DE880155C
Application number: DENDAT880155D
Authority: DE
Inventors: Dieter Leypold
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Publication date: 1953-05-07

Description

Schaltungsanordnung zur Frequenznachstellung in Diversity-Empfangsanlagen Eine Frequenznachstellung wird beispielsweise notwendig bei Empfangsanlagen, die drahtlos übertragene Nachrichten, welche in Form zweier Seitenbänder und edier Trägerfrequenz übertragen werden, mit einem Einseitenbandempfänger in die niederfrequente Lage umsetzen. Die von einem drahtlosen Empfänger aufgenommene Nachricht wird gegebenenfalls nach Umsetzung in einen zwischenfrequenten Bereich dem Einseitenbandempfänger zugeführt. In einer oder mehreren Modulationsstuf:en wird sie dort in einen niedriger frequenten Bereich umgesetzt. Die mit umgesetzte Trägerfrequenz (Steuerfrequenz) wird dann über ein schmales Steuerfrequenzfilter ausgesiebt und als Mitziehspannung für den Trägerfrequenzoszillator oder unmittelbar als Trägerfrequenz für die folgende Modulationästufe benutzt, in welcher eines der Seitenbänder in den Niederfrequenzbereich umgesetzt wird.Circuit arrangement for frequency adjustment in diversity receiving systems A frequency readjustment is necessary, for example, for receiving systems that wirelessly transmitted messages, which are in the form of two sidebands and one carrier frequency are transmitted, with a single sideband receiver in the low-frequency position realize. The message picked up by a wireless receiver will, if applicable after conversion into an intermediate frequency range, fed to the single sideband receiver. In one or more modulation levels, it becomes a lower frequency there Area implemented. The converted carrier frequency (control frequency) is then sifted out through a narrow control frequency filter and used as a pull-in voltage for the Carrier frequency oscillator or directly as a carrier frequency for the following modulation stage used, in which one of the sidebands converted to the low frequency range will.

Zur Trennung der Steuerfrequenz von den Seitenbändern isst ein sehr schmales Filter erforderlich. Um immer sicher zugehen, daß die Steuerfrequenz mit der Lochfrequenz des Filters übereinstimmt, ist eine Frequenznachstellung des Trägerfrequenzoszillators einer dem Steu@erfrequenzfilter vorangehenden Modulationsstufe notwendig. Die Frequenznachstellung rnuß kleine rasche Frequenzänderungen und langsame größere Frequenzänderungen ausregeln können.To separate the control frequency from the sidebands an eats a lot narrow filter required. To always make sure that the control frequency with matches the hole frequency of the filter, the frequency of the carrier frequency oscillator is adjusted a modulation stage preceding the control frequency filter is necessary. The frequency adjustment Must compensate for small, rapid frequency changes and slow, larger frequency changes can.

Die Frequenznachstellung wird so. ausgebildet, d!aß die Abweichung der Steuerfrequenz von der Sollfrequenz, z. B. der Mittenfrequenz des Steuerfrequenzfilters, als Maß für die Frequenznachstellung des Trägerfrequenzosz.illatorseiner dem Steuerfrequenzfilter vorangehenden Modulati:onsstufe verwendet ist. Das sann z. B. @dadureh erfolgen, daß die Steuerfrequenzspannung am Eingang und am Ausgang dies Steuerfrequenzfilters oder die den Oszillator mitziehende Steuerfneqüenzspannwn@g und die Osz.illatdrspannung in einer Phasenbrücke od. dgl. miteinander verglichen werden und .die so erhaltene, dem Phasenunterschied proportionale Spannung zur Steuerung der Frequenznachstellung benutzt wird.The frequency adjustment will be like this. developed, that is, the deviation the control frequency from the target frequency, e.g. B. the center frequency of the control frequency filter, as a measure for the frequency adjustment of the carrier frequency oscillator of its Control frequency filter previous modulation level is used. That thought z. B. @dadureh, that the control frequency voltage at the input and output of this control frequency filter or the control frequency voltage pulling the oscillator along and the oscillating voltage in a phase bridge or the like. be compared with each other and .the thus obtained, Voltage proportional to the phase difference to control the frequency adjustment is used.

Bei einem Doppel- oder Mehrfach-Diversity-Empfänger, id.h. bei einem Empfänger, der mit mehreren getrennten Antennen und getrennten Empfangssystemen ausgerüstet ist, ist ,bei noch wesentlioh schlechteren Empfangsbedingungen als bei -einem Einfachempfänger ein befriedigender Betrieb möglich. Es wäre daher erwünscht, beim Divers:ity-Empfang eine weitgehende Erhöhung der Emequenzstabilität zu erreichen.In the case of a double or multiple diversity receiver, id.h. at a Receiver with several separate antennas and separate receiving systems is equipped with even worse reception conditions than with -a single receiver can operate satisfactorily. It would therefore be desirable to achieve an extensive increase in the sequence stability with diversity reception.

Die durch Dvversity-Empfang erzielbare Verbesserung rührt daher, daß bei Schwund nidht .alle Empfangssysteme zugleich betroffen werden, so da,ß wenigstens ein gutes die Übermittlung der Nachricht .übernimmt. Die Erfindung gibt nun die Möglichkeit, die Frequenzstab.ilität dadurcih zu erhöhen; d aß das jeweils gute Empfangssystem auch die Frequenznachstellung der anderen Systeme steuert.The improvement obtainable by Dvversity reception arises from the fact that in the case of shrinkage, not all receiving systems are affected at the same time, so that at least a good one takes over the transmission of the message. The invention now gives the Possibility of increasing the frequency stability at the same time; d ate whatever was good The receiving system also controls the frequency adjustment of the other systems.

,Gemäß der Erfindung wird in jedem Ernpf.angszweig eine.der Phasen- bzw. Frequenzähweichung der Steuerfrequenz proportionale Regelspannung gebildet und die so gewonnenen Regelspannungen, parallel oder in Reihe geschaltet, gemeinsam zur Steuerung der synchron laufenden Trägerfrequenzoszillatoren bzw. eines gemeinsamen Trägerfrequenzoszillators der entsprechenden Modulationsstufe in den einzelnen Empfangszweigen benutzt. Weiterhin laufen auch .die Oszillatoren der übrigen den Steuerfiltern vorangehenden Modulationsstufen .in .den -einzelnen Empfangszweigen synchron @bzw. sind für einander entsprechende Mod'ulationsstufen in den einzelnen Empfangszweigen gemeinsame Oszillatoren vorzusehen. Lediglich dite auf die Steuerirequenzfrlter folgenden mitgezogenen Oszillatoren sind für jeden Empfangszweig getrennt vorgesehen. Durch die Anwendung gemeinsamer Oszillatoren bleibt die Phasenbeziehung von der Antenne bis zur Niederfrequent erhalten.According to the invention, one of the phase or frequency deviation of the control frequency proportional control voltage formed and the control voltages obtained in this way, connected in parallel or in series, together to control the synchronously running carrier frequency oscillators or a common one Carrier frequency oscillator of the corresponding modulation stage in the individual reception branches used. The oscillators of the other control filters that precede the control filters continue to run Modulation levels. In. The individual reception branches synchronously @ or. are for each other Corresponding modulation stages in the individual reception branches, common oscillators to be provided. Only the oscillators that follow the control frequency filter are dragged along are provided separately for each reception branch. By applying common Oscillators, the phase relationship from the antenna to the low frequency is retained.

Tür den Empfang frequenzumgetasteter Tele grap.hiesender wurde bereits vorgeschlagen, zur Frequenznachstellung sowohl die dem Zeichen- als auch die dem Trennstrom entsprechenden Frequenten zu benützen. Insbesondere stillen nach diesem Vorschlag :die Zeichen- und Trennstrom .entsprechenden Frequenzen in , einer Hilfsmodulatoranordnung in den gleichen Frequenzbereich umgesetzt und: über ein gemeinsames schmales Steuerfrequenzfilter geführt werden. Auf diese Weise erhält man die Trägerfrequenz bzw. die Mitziehspannung für den Oszillator der letzten oder einer der letzten Umsetzerstufen und über eine P#häsenbrüake öd. dgl. eine Nachstellspannung für den Trägerfrequenzoszillator einer dem SteueT-frequenzfilter vo@range@henden Madulationss@tufe und hat eine ständige Frequenznachstellung. Bei. Diversity-Empfang frequenzumgetasteter Telegraphiesender kann in der gleichen Weise vorgegangen werden, d. h., in den einzelner, Empfangszweigen kann zur Bildung der Regelspannung sowohl der Zeichen- :als auch der Trennstrom .benutzt werden.For the reception of frequency-shift keyed telegraphs, it has already been proposed to use both the frequencies corresponding to the character and the separating current for frequency adjustment. In particular, according to this proposal: the symbol and separating stream. Corresponding frequencies are implemented in an auxiliary modulator arrangement in the same frequency range and: are passed through a common narrow control frequency filter. In this way, the carrier frequency or the pull-in voltage for the oscillator of the last or one of the last converter stages and via a P # häsenbrüake öd is obtained . The like. A readjusting voltage for the carrier frequency oscillator of a Madulationss @ step before the control frequency filter and has a constant frequency readjustment. At. Diversity reception of frequency-shifted telegraphy transmitters can be proceeded in the same way, ie, in the individual reception branches, both the character and the separating current can be used to generate the control voltage.

Die Erfirndüng sieht bei Diversity-Empfangsan hagen für den Empfang freqnenzumgetasteter Telegraphiesender weiter vor, wenigstens in einem Empfangszweig die dem Trennstrom entsprechende Frequenz und wenigstens in einem weiteren Empfangszweig die dem Zeichenstrom entsprechende Frequenz zur Bildung von Regelspannungen heranzuziehen. Diese Frequenzen sind dann. in den gleichen Frequenzbereich umzusetzen.The Erfirndüng sees diversity reception systems for reception Freqnenzumpfasteter telegraphy transmitter further forward, at least in a receiving branch the frequency corresponding to the separating current and at least one further receiving branch to use the frequency corresponding to the character stream to generate control voltages. These frequencies are then. to implement in the same frequency range.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist für den Fäll -des Empfangs frequenzumgetasteter Telegraphiesender;in der Figur schematisch dargestellt. Die bezüglich der mitgezogenen Oszillatoren gemachten Ausführungen gelten jedoch allgemein.One embodiment of the invention is for the case of reception Frequency-shifted telegraphy transmitter; shown schematically in the figure. the However, statements made with regard to the dragged-along oscillators apply generally.

Es sei angenommen, daß es sieh umeinenDoppel-D.iversity-Empfänger mit den beiden Empfangszweigen I und Il handelt. Die empfangenen Nach,-richten werden in -dien Modulatoren .41r und M2 bzw. Ml und M2 in den Zwischenfrequenzbereich umgesetzt. Beispielsweise sollen im Zwischenfrequenzbereich die Frequenzen von 16,6 auf 17,45 kHz umspringen. über das Einseitenbandfilter EBF bzw. EBF' wird ein Seitenband dem Modulator M3 bzw. M3' zugeführt, dem ;beispielsweise die Trägerfrequenz 15 kHz zugeordnet ist. Man erhält :dann im Ausgang von 1,6 auf a,q.5 kHz umspringende Frequenzen. Die Oszillatoren G1 und G2 der ersten beiden Modulationsstufen sind für beideEmpfangszw:cige @gemeinsarn; die mitgezogenen Generatoren G3 und G3 sind :hingegen für beide Empfangszweige .getrennt. Im Empfangszweig I wird die Zwischenfrequenz 16,6 im Stenerfrequen.zmodulator M4 mit der Frequenz 1,6 kHz (Oszillator G4) moduliert und über das Steuerfr.equenzfilter StF dem Os:viliator G3 eine Mietziehspannung,der Frequenz 15 kHz zugeführt. Im Empfangszweig I1 hingegen wird die .andere Frequenz, d. h. die Frequenz 17,45 kHz, zur Bildung der Regel- und Mitziehspannung benutzt. Sie wird im Steuerfrequenzmodulator M4 mit 2,45 kHz (Oszillator G4) moduliert und die als ModUlationsprodukt auftretenden 15 kHz über das Steuerfrequenzfilber StF' dem Oszillator G3 zugeführt.It is assumed that it is a double D.iversity receiver with the two reception branches I and II. The received messages and messages are converted into the intermediate frequency range in the modulators .41r and M2 or Ml and M2. For example, in the intermediate frequency range, the frequencies should jump from 16.6 to 17.45 kHz. Via the single sideband filter EBF or EBF ', a sideband is fed to the modulator M3 or M3', to which, for example, the carrier frequency 15 kHz is assigned. One obtains: then in the output the frequencies jump from 1.6 to a, q.5 kHz. The oscillators G1 and G2 of the first two modulation stages are common for both reception areas: cige @ common; the generators G3 and G3 drawn along are: on the other hand, separated for both reception branches. In the receiving branch I, the intermediate frequency 16.6 is modulated in the Stenerfrequen.zmodulator M4 with the frequency 1.6 kHz (oscillator G4) and a rent pulling voltage, frequency 15 kHz, is fed to the Os: vibrator G3 via the control frequency filter StF. In the receiving branch I1, however, the other frequency, ie the frequency 17.45 kHz, is used to generate the control and pull-in voltage. It is modulated in the control frequency modulator M4 with 2.45 kHz (oscillator G4) and the 1 5 kHz occurring as a modulation product are fed to the oscillator G3 via the control frequency filter StF '.

Die Mitziehspännung und die Ausgangsspannung des Os.zillators G3 werden .in der Phasenbrücke Ph miteinander verglichen und so eine Regelspannung gewonnen. In ,gleicher Weise wird in der Phasenbrücke Ph' aus der Mitziehspannung und der Ausgangsspannung des Oszillätors Gs eine Regelspannung gewonnen. Die beiden Regelspannungen sind parallel geschaltet und werden zur Frequen.znachstellung des Oszillators G1 benutzt.The pull-along voltage and the output voltage of the oscillator G3 are .Compared to one another in the phase bridge Ph and thus obtained a control voltage. In the same way, in the phase bridge Ph 'becomes from the pull-in voltage and the Output voltage of the oscillator Gs obtained a control voltage. The two control voltages are connected in parallel and are used to adjust the frequency of the oscillator G1 used.

Bei dem behandelten Beispiel wird beidem einen Empfänger der Trenn- und bei dein anderen der Zeichenstrom zur Frequenznachstellung benutzt. Damit die Oszillatoren G3 und G3 auch in. den anderen Zeiten mit gleicher und richtiger Frequenz schwingen, ist der Ausgang jedes Oszillators mit dem Eingang des anderen über je eine Dämpfung b bzw. b' verbunden. Bei mehreren Empfangszweigen ist dabei so vorzugehen, daß jeder Oszil'lator in den Zeiten, in denen er übe-r sein Steuerfrequenzfilter keine Mitziehspannung erhält, von irgendeinem der anderen Oszill.atoren über eine Dämpfung eine Ersatzmitziehspannung bekommt. Die Dämpfung wird so eingestellt, daß die über sie übertragene Spannung kleiner ist .als diie eigentliche Mitziehspannun g des Oszillaturs. Dadurch ist die Wirkung des fremden Oszillato:rs kleiner als die ,eines Nutzsenders, so d aß -die Frequenznac'hstellung eindeutig bleibt. Die Amplitude der den Oszillator G3 bzw. Gg über die Steuerfrequenzfilter StF bzw. SV' zugeführten Mitziehspannungen wird durch Begrienzer B .bzw. B' auf konstante Amplitude geregelt, so daß das Verhältnis ,der beiden Spannungen unabhängig von der Stärke des fernen Senders ist.In the example discussed, one receiver uses the separating stream and the other uses the character stream for frequency adjustment. So that the oscillators G3 and G3 also oscillate at the same and correct frequency in the other times, the output of each oscillator is connected to the input of the other via a respective damping b or b '. In the case of several reception branches, the procedure is such that each oscillator receives a substitute pull voltage from any of the other oscillators via damping during the times in which it does not receive any pull-in voltage via its control frequency filter. The damping is adjusted so that the voltage transmitted through it is smaller than the actual drag voltage of the oscillator. As a result, the effect of the external oscillator is smaller than that of a useful transmitter, so that the frequency proximity remains unambiguous. The amplitude of the pull-along voltages fed to the oscillator G3 or Gg via the control frequency filter StF or SV ' is determined by Limiter B .bzw. B ' regulated to constant amplitude, so that the ratio of the two voltages is independent of the strength of the remote transmitter.

Neben der Frequenznachstellung an sich ist der Vorteil der Anordnung gemäß der Erfindung in der absoluten FrequenzgenauIgkeit, j a sogar Korrektur eines etwa falschen Senderfrequenzh ubs zu seihen. Damit ist die Möglichkeit geschaffen, auch bei Kurzwellen mit dem bei Mittel- und Langwellen üblichen kleineren Frequenz'hub zu arbeiten. Da die Frequenz.genauigke:it bisher bei Kurzwellen ± 5o Hz betrug, rußte der Frequenzhub beispielsweise zu 85o Hz gewählt werden. Bei kleinerem Frequenzhub ruß die Genauigkeit größer sein. Dafür können dann die Filter schmaler sein, wodurch sich der Geräuschabstand, verbessert.In addition to the frequency adjustment itself, the advantage of the arrangement is according to the invention in the absolute frequency accuracy, yes even correction of a to be about wrong transmitter frequency hubs. This creates the possibility also with short waves with the smaller frequency deviation usual with medium and long waves to work. Since the frequency accuracy was previously ± 50 Hz for short waves, the frequency deviation had to be chosen to be 85o Hz, for example. With a smaller frequency deviation so the accuracy will be greater. The filters can then be narrower, which means the signal-to-noise ratio improves.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Circuit arrangement for frequency adjustment in Diversity reception conditions in which a control frequency or the transmitted carrier frequency is filtered out and used to control processes (e.g. B. as carrier frequency) or as drag voltage for a .these processes controlling Oszil'latar is used, and in which the deviation of the control frequency from the Target frequency, e.g. B. the center frequency of the control frequency filter, as a measure of the Frequency adjustment of the carrier frequency oscillator of the control frequency filter preceding modulation stage is used, characterized in that in each Receiving branch one of the phase or frequency deviation of the control frequency proportional Control voltage is formed and the control voltages obtained in this way, in parallel or in series switched, jointly to control the synchronously running carrier frequency oscillators or a common carrier frequency oscillator of the corresponding modulation stage is used in the individual reception branches, also ate. the oscillators of the the rest, the control filters. preceding modulation stages in the individual reception branches run synchronously or for corresponding modulation levels in the individual Reception branches are common.

2. Circuit arrangement according to claim i for reception Frequenzumgetas.teter parts graph transmitter, characterized in that at least in a receiving branch for frequency adjustment, both the character and .auch the frequencies corresponding to the separating current are used to generate the control voltage will.

3. Circuit arrangement according to claim i or 2 for receiving frequency shift keyed Telegraph .iesender, characterized in that at least one receiving branch the frequency corresponding to the separating current and at least in one further receiving branch the frequency corresponding to the character stream is used to generate control voltages will. q ..

Circuit arrangement according to one of the preceding claims, using of the individual reception branches drawn along with the control frequency: Oscillators,. Characterized in that the output of each oscillator with the The input of another oscillator is connected via a damping, which is chosen in this way is that the voltage transmitted through them is smaller than the actual mitigating voltage this oscillator.

5. Circuit arrangement according to claim 4, characterized in that that the amplitude of the carrier voltage fed to the oscillator via the control frequency filter is limited to a constant value.