DK168506B1 - Kredsløb til gengivelsesdelen i FM-modtager beregnet for telefonsystem - Google Patents

Description

i DK 168506 B1

Opfindelsen angår et kredsløb af den i krav l's indledning angivne art.

Ved celletelefonsystemet kræves generelt af hjælpestati-5 onerne en kapacitet på to eller flere kanaler for gengivelsesmodtagning. En hjælpestation til gengivelses-modtagning i et NMT 900-net, som skal åbnes, bør kunne fungere, selv om der gennem længere tid ikke modtages noget signal på den ene kanal, eller selv om dets niveau ligger under 10 den forud fastsatte tærskelværdi. En sådan situation opstår f.eks., når den ene modtageantenne eller modtagerens indgangsdel skades, eller hvis antennen mangler helt.

På grund af den meget store selektivitet, der kræves af 15 en modtager og de reelle tolerancer på mellemfrekvensfiltrene, må mellemfrekvenssignalerne i gengivelsesmodtagerens kanaler kunne afstemmes særskilt i hver enkelt kanal præcis på båndet af filteret i den pågældende kanal. Således har mellemfrekvenssignalerne ikke samme frekvens 20 i de forskellige grene.

En maksimal forstærkningskombination, der udføres på høj-eller mellemfrekvensniveau, har det bedste præstationsniveau af de i litteraturen forekommende gengivelsesmod-25 tagningsprincipper. Den tekniske udformning er derudover absolut den mest komplicerede, og desuden er den dyr. Den næstbedste er en konstant forstærkningskombination, hvis tekniske udformning og pris er mere fordelagtig end den foregående.

30 Én måde at udføre kombinationen på er at anvende faselås til fasejustering af signalerne.

En kombination med konstant forstærkning af forskellige 35 mellemfrekvenssignaler kan tilvejebringes ved, at der anvendes adskilte faselåse i hvert enkelt gengivelseskanal, hvilke låses til hinanden eller ved en stationær referen- DK 168506 B1 2 ce. Fasen og frekvensen af signalerne, som skal summeres, reguleres ved hjælp af minere og spændingsstyrede oscillatorer (VCXO) til samme styrke inden summering og demo-dulering. Som fasekomparatorernes ene indgangssignal an-5 vendes enten en reference med konstant frekvens eller selve det summerede signal.

Fig. 1 illustrerer en sådan kendt kobling, i hvilken der anvendes en reference med konstant frekvens, og i kob-10 lingen ifølge fig. 2 fungerer selve det summerede signal som indgangssignal. I figurerne kan signalerne RFA og RFB være f.eks. de signaler, som modtages fra to modtageantenner, hvor signalernes frekvens, fase og amplitude kan være forskellige.

15 I kredsløbene forekommer følgende segmenter: la og lb er mixere, 2a og 2b er båndpasfiltre, 3a, 3b og 4a og 4b er forstærkere, 5a og 5b er fasekomparatorer, 6a og 6b er sløjfefiltre, 7a og 7b er spændingsstyrede oscillatorer, 20 8 refererer til et summeringskredsløb, 9 er en forstærk er, 10 en detektor, 11 er en højtaler, 12 en oscillator med konstant frekvens og 13 et fasedrejningskredsløb (0°/90°).

25 Hver kanals A, B signal føres efter filtrering og forstærkning til fasekomparatorerne 5a, 5b, hvis udgang er afhængig af frekvensforskellen samt faseforskellen mellem indgangssignalerne. Fasesammenlignerens udgangssignal føres via sløjfefilteret til den spændingsstyrede generator 30 7a, 7b, hvis udgangssignal blandes i mixeren la, lb med indgangssignalet RFA, RFB. Takket være faselåsene får signalerne samme frekvens og fase inden summeringen i kredsen 8 med den efterfølgende detektering. Ved udførelseseksemplet ifølge fig. 1 modtages fasekomparatorernes 35 5a, 5b's referencesignal med en konstant frekvens fra krystaloscillatoren 12, medens det i udførelseseksemplet ifølge fig. 2 er selve det summerede signal, der, som ved DK 168506 B1 3 hjælp af en tilbagekobling fra forstærkeren 9, anvendtes som det andet indgangssignal til fasekomparatoren.

Ved at anvende en stationær krystaloscillator (fig.l), 5 bliver det problematisk at dimensionere sløjfefiltret, således at frekvensmodulationen i det modtagne signal ikke dæmpes. Sløjfefiltret 6a, 6b må for modulationens skyld gøres meget smalt. Dette gør sløjfens låsehastighed langsom, hvorved faselåsen ved hurtige ændringer i ampli-10 tudeniveauet ikke er i stand til tilstrækkeligt hurtigt at fasejustere signalerne fra de forskellige kanaler, hvorved gengivelsesdelens ydeevne falderl

Ved at anvende det summerede signal som det ene indgangs-15 signal til fasekomparatoren 5a, 5b (fig. 2) opstår der et problem med, hvordan det for fasekomparatorerne påkrævede faseforhold (0 0 - 90 0) i tilstrækkelig grad er til stede mellem signalerne, der skal sammenlignes i statisk tilstand. Problemet forårsages også af, hvorledes fase-20 komparatorerne 5a, 5b opfører sig, når mellemfrekvensig-nalerne ved starttidspunktet har forskellige frekvenser, hvorved signalet i fasekomparatorens ene indgang indeholder intermodulationsprodukter og højere harmoniske af mellemfrekvenserne, hvis indbyrdes amplitude og frekvens-25 forhold varierer som funktion af RF-signalets indgangsniveau .

De i litteraturen forekommende gengivelsesmodtagerløsninger med konstant forstærkerkombination, der ligger 30 forud for faselåsningen og detekteringen, fungerer således dårligt ved en kombination af signaler med forskellig frekvens, og som indeholder fase- eller frekvensmodulation. Desuden fungerer de beskrevne løsninger ikke optimalt, tivis signalet, der skal modtages, savnes helt i den 35 ene kanal, eller hvis dets niveau ligger under den fastsatte tærskelværdi.

DK 168506 Bl 4

Opfindelsen har til formål at eliminere’ ovennævnte problem og samtidig tilvejebringe et kredsløb, der er enkelt og økonomisk konkurrencedygtigt.

5 Dette formål opnås ved at kredsløbet er udformet som angivet i krav 1's kendetegnende del.

Hensigtsmæssige enkeltheder ved kredsløbet ifølge opfindelsen er angivet i krav 2 og 3.

10

Opfindelsen skal forklares nærmere i det følgende i forbindelse med en foretrukken udførelsesform og under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 og 2 viser alternative, kendte udførelsesformer, og hvor fig. 3 viser kreds-15 løbet ifølge opfindelsen vist som et blokdiagram.

I fig. 3 er la - 4a, lb - 4b samt 8 -11 delkredse magen til dem, der er nævnt i sammenhæng med figurerne 1 og 2, referencenummer 5 er koblingens eneste frekvenskomparater 20 i faselåsningsgrenen, 6 er sløjfefiltret og 7 den spændingsstyrede oscillator. 13 er en oscillator med konstant frekvens og 14 et potentiometer, med hvilket en regulerbar jævnspænding udtages fra en (ikke vist) stabil spændingskilde. 15a, 15b er tærskelkredsløb, hvori det analo-25 ge indgangssignal transformeres til en binær værdi, 16a, 16b er EXCLUSIV OR-porte og 17a, 17 b er forsinkelseskredse. SW1, SW2 og SW3 er omskiftere.

RFA- og RFB-signalerne kan være signaler, der kommer fra 30 to modtageantenner eller kombinerbare mellemfrekvenssignaler, der fås fra to adskilte modtagere. Signalernes frekvens, fase og amplitude kan være indbyrdes forskellige. Først antages det, at signalerne i kanalerne A og B adskiller sig fra hinanden i frekvens, fase og amplitude, 35 såvel som, at ingen af kanalernes amplituder permanent er mærkbart under kanalens følsomhed. Således er omskifterne SW1 og SW2 i stilling 1 og omskifteren SW3 i stilling 2.

DK 168506 B1 5

Det antages desuden, at det ved starttidspunktet gælder, at den af elementerne la, 2a, 3a, 4a, 5, 6 og 7 dannede faselåssløjfe ikke er faselåst. Signalerne RFA og RFB har 5 formen RFA = a(t)cos [w^ + *m(t) + a(t)] RFB = b(t)cos [Wg + øm(t) + Æ(t)], 10 det vil sige, at de indeholder tidsafhængige amplituder a(t), b(t), indgangsfrekvenser w^, w^, fase- og frekvensmodulationerne *m(t), samt de tilfældige fasevinkler a(t) og 0(t).

15

Frekvens og fase på den spændingsstyrede oscillator (VCXO) 7 er regulerbar.

Som mellemfrekvenssignaler IFA og IFB opnåes efter bland-20 ing sum- og dif ferent frekvenserne for indgangssignalerne og de lokale oscillatorsignaler, og derfra filtreres det ønskede blandingsrasultat med båndpasfiltrene 2a, 2b.

Gennem mellemfrekvensforstærkerne 3a, 4a, samt 3b, 4b fø-25 res IFA og IFB til komparatoren 5, der til den spændingsstyrede oscillator 7 giver et lavpasfiltreret korrektionsspændingsbidrag S, der er proportional med signalernes frekvens- og fasedifferens. I fasekomparatoren falder modulationen *m bort fra komparatorresultatet.

30

Derpå låses sløjfen og mellemfrekvenssignalerne IFA og IFB har dermed fået samme frekvens og fase, hvorved de ved omskifterne SW1 og SW2 kan styres til summeringskredsen 8 og detektoren 9, 10. Reguleringsområdet for den 35 spændingsstyrede oscillator 7's frekvens er sådan, at den kan kompensere for frekvensdifferencen mellem IFA og IFB.

DK 168506 B1 6

Hvis signalniveauet i kanal A synker momentant, detek-te-res dette som støj ud over det fra kanal B detekterede signal. Faldet i signalniveauet på kanal A indvirker altså ikke på kanal B's funktion.

5

Med hensyn til de i kanal B forekommende fald i signalniveauet fungerer den faselåste sløjfe som et lavpas-filter, der dæmper støjen på kanalens udgang A. Ved langsomme fald i signalniveauet kobler den fra forstærkeren 3b 10 leverede spænding RSSI2 (received signal strength indicator), der er proportional med kanalens spændingsniveau, momentant den spændingsstyrede oscillator 7' s styrespænding til konstant med omskifteren SW3 under styring af signalet C2 fra tærskelkredsen 15b. Således ind-15 virker B-kanalens fald i kanalniveauet heller ikke væsentligt på A-kanalens funktion.

Hvis amplituden i kanal A eller B synker under den fastsatte tærskelværdi i for lang tid (over r sek), kobler 20 omskifteren SW1 eller SW2, i afhængighed af i hvilken kanal amplituden er lav, signal IFA eller IFB væk fra summeringsorganet 8, og skiftekontakten SW3 skifter til position 1 via signalet C3 henholdsvis C4. Signalet i den således støjfyldte kanal kan ikke nå frem til summerings-25 organet og forringe signalet, som skal detekteres, i situationer, hvor gengivelsesmodtagning ikke er mulig eller ikke er i brug.

Omskifterne SW1 og SW2 styres således, at de ikke kan væ-30 re åbne (position 2) samtidig, selv om begge kanalers signalniveau skulle ligge under den fastsatte tærskelværdi.

Med potentiometeret 14 afstemmes en jævnspænding som kon-35 stant styrespænding for den spændingsstyrede oscillator 7, så at man som IFA frekvens for mellemfrekvenssignalet opnår næsten det samme som for IFB, når SW3 er i position *

Claims (3)

1. Kredsløb til gengivelsesdelen i en FM-modtager beregn-25 et for et telefonsystem, hvor FM-modtageren omfatter mindst to kanaler (A, B) til modtagelse af signaler (RFA, RFB), der eventuelt har forskellig amplitude og frekvens, og hvor hver kanal indeholder en mixer (la, lb), samt et båndpasfilter (2a, 2b) til dannelse af et mellemfrekvens-30 signal (IFA, IFB), hvilket kredsløb omfatter mindst en fasélåsesløjfe, der består af en frekvensfasekomparator (5), samt et summeringsorgan (8) til addering af kanalsignaler, hvis fase og frekvens er bragt i overensstemmelse, til den videre detektering, kendetegnet 35 ved, at der fra frekvensfasekomparatoren (5), hvis indgangssignaler svarer til hver kanals mellemfrekvenssignal (IFA, IFB), kun udgår en faselåsegren med en spændings- 8 DK 168506 B1 styret oscillator (7) til den ene kanals (A) mixer (la), og at der på indgangssiden af den spændingsstyrede oscillator (7) findes et kontaktorgan (SW3), hvorved oscillatorens indgang kan kobles fra faselåsegrenens frekvens-5 komparator (5) til en konstant, forudbestemt referencefrekvens, og at der til den anden kanals (B) mixer (lb) er forbundet en oscillator (B) med konstant frekvens, samt at der til denne anden kanal desuden er tilsluttet et målekredsløb (15a) til måling af signalniveauet, hvor 10 dette kredsløb, såfremt der forekommer langsomme fald i signalniveauet i kanalen (B), afgiver et særligt signal (C2) til nævnte kontaktorgan (SW3), der så kobler den spændingsstyrede oscillator (7) til nævnte konstante referencefrekvens . 15

2. Kredsløb ifølge krav 1, kendete-g net ved, at hver af kanalerne (A, B) er forsynet med et målekredsløb (15a / 17a, 15b / 17b) til måling af signalniveauet således, at kredsløbet afgiver et styresignal (C3, C4), så-20 fremt indgangssignalet (RSSX1, RSSI2) er mindre end en fastsat tærskelværdi igennem en vis tid ( r ), hvilket styresignal (C3, C4) ledes til kontakten (SW1, SW2), der af kobler omtalte kanal (A, B) fra summeringsorganet. 25

3. Kredsløb ifølge krav 2, kendetegnet ved, at kanalernes (A, B) nævnte kontakter (SW1, SW2) er styret således, at mindst en kanal er koblet igennem til summe-ringsorganet (8) uafhængigt af signalniveauet. 30 35