FI80550B - Frekvensmodulerad saendarmottagare. - Google Patents

Description

1 80530

Taajuusmoduloitu lähetinvastaanotin

Keksinnön kohteena on taajuusmoduloitu lähetinvastaanot in, jossa lähetin käsittää taajuusmoduloidun suur-5 taajuusoskillaattorin, jolla on modulointisisääntulo ja ulostulo; ja vastaanotin käsittää kaskadiin kytkettyinä suurtaajuussekoittimen, jonka paikallisoskillaattorisi-sääntulo on toiminnallisesti kytketty lähettimen suurtaa-juusoskillaattorin ulostuloon; ensimmäisen välitaajuussuo-10 dattimen; välitaajuussekoittimen; toisen välitaajuussuo-dattimen; sekä ilmaisimen, vastaanottimen lisäksi käsittäessä taajuusmoduloidun paikallisoskillaattorin, jonka ulostulo on toiminnallisesti kytketty välitaajuussekoittimen paikallisoskillaattorisisääntuloon ja jota moduloi-15 daan lähettimen modulointisignaalilla.

Erityisesti mikroaaltoalueella (> 1 GHz) toimivissa radiolaitteissa, kuten radiolinkeissä, on edullista minimoida suurtaajuus- ja mikroaaltokomponenttien lukumäärä, koska ne ovat järjestelmän kalleimpia ja usein kriittisim-20 piä komponentteja.

Eräässä tunnetussa ratkaisussa on lähetinvastaanot-timen vastaanotinosasta poistettu suurtaajuinen paikallis-oskillaattori siten, että vastaanottimen suurtaajuussekoittimen paikallisoskillaattorisignaali on muodostettu 25 oman lähettimen taajuusmoduloidusta ulostulosignaalista. Tällöin vastaanottimen ensimmäinen välitaajuinen signaali sisältää sekä vastaanotetun signaalin että oman lähettimen modulaation. Oman lähettimen modulaatio kompensoidaan välitaaj uussekoittimessa, jonka taajuusmoduloitua paikallis-30 oskilaattoria moduloidaan suoraan lähettimen modulointi-signaalilla. Tällöin tulisi ilmaistun signaalin olla puhdas oman lähettimen aiheuttamasta ns. jäännösmodulaatios-ta.

Käytännössä ilmaistussa signaalissa kuitenkin 35 esiintyy jäännösmodulaatiota, mikä digitaalisen signaalin 2 80550 (PCM-signaali) tapauksessa kasvattaa bittivirhesuhdetta.

Tämä ongelma poistetaan johdannossa esitetyn tyyppisellä lähetinvastaanottimella, jolle on keksinnön mukaisesti tunnusomaista, että se käsittää säätövälineet suur-5 taajuusoskillaattorin tai paikallisoskillaattorin modulaa-tioherkkyyden tai modulointisignaalin tason säätämiseksi ilmaisimen ulostulosignaalin ja lähettimen modulointisignaalin välisen korrelaation perusteella.

Keksintö perustuu hakijan havaintoon, että tärkeä 10 tekijä jäännösmodulaation muodostamisessa on suurtaajuus-ja paikallisoskillaattorien modulaatioherkkyyksien epästabiilisuus ja keskinäiset erot. Oskillaattorien erilaisten modulaatioherkkyyksien seurauksena myös välitaajuus-sekoittimen sisääntulosignaalissa oleva oman lähettimen 15 modulaatio ja välitaajuussekoittimen paikallisoskillaat-torisignaalin modulaatio eroavat hieman toisistaan aiheuttaen ilmaistuun signaaliin jäännösmodulaatiota. Keksinnön mukaisessa ratkaisussa säädetään adaptiivisesti toisen oskillaattorin modulaatioherkkyyttä siten, että oskillaat-20 torien modulaatioherkkyydet vastaavat toisiaan, tai vaihtoehtoisesti säädetään toisen oskillaattorin modulointi-signaalin tasoa siten, että oskillaattorien modulaatio-herkkyyksien välinen ero kompensoituu.

Adaptiivinen säätö on edullinen, koska modulaatio-25 herkkyydet muuttuvat helposti ympäristövaikutusten (esim. lämpötila) ja mahdollisten radiolaitteen taajuusasetusten takia, koska modulaatioherkkyys normaalissa, esim. varak-toridiodin avulla toteutetussa oskillaattorissa riippuu ohjausjännitteen suuruudesta. Adaptiivisen säädön avulla 30 laitteen suorituskyky säilyy koko eliniän (lämpötilanryö-mintä ja vanhenemisilmiöt kompensoidaan) ja tuotannon tarkkuusvaatimukset pienenevät.

Keksintöä selostetaan nyt yksityiskohtaisemmin suo-ritusesimerkkien avulla viitaten oheiseen piirrokseen, 35 jossa 3 80550 kuvio 1 esittää lohkokaaviomuodossa lähetinvastaan-otinta, jossa säädetään suurtaajuusoskillaattorin modulaa-tioherkkyyttä, ja kuvio 2 esittää lohkokaaviomuodossa toista lähetin-5 vastaanotinta, säädetään paikallisoskillaattorin modulaa-tioherkkyyttä.

Kuvion 1 lähetinvastaanottimessa lähettimen modu-lointisignaali johdetaan tasonsäätöelimen 7 kautta taa-juusmoduloidun suurtaajuusoskillaattorin 1 modulointisi-10 sääntuloon. Suurtaajuusoskillaattorin 1 ulostulosta lähe-tystaajuinen taajuusmoduloitu signaali viedään haaroitin-elimen 2 kautta joko suoraan tai mahdollisen suurtaajuus-vahvistimen (ei esitetty kautta) kautta antenniin. Modu-lointisignaali on edullisesti digitaalinen signaali. Suur-15 taajuudella tarkoitetaan tässä yhteydessä erityisesti mutta ei ainoastaan mikroaaltotaajuuksia (>1 GHz).

Vastaanotin käsittää seuraavassa järjestyksessä sarjaan kytkettyinä suurtaajuussekoittimen 13, ensimmäisen väli taa juussuodattimen 12, väl i taa juussekoitt imen 11, toi-20 sen välitaajuussuodattimen 10 ja ilmaisimen 9. Vastaanotettu signaali johdetaan antennista sekoittimelle 13, jonka paikallisoskillaattorisisääntuloon on johdettu haaroi tinelimen 2 kautta oskillaattorin 1 taajuusmoduloitu ulostulosignaali. Tällöin sekoitin 13 siirtää vastaanote-25 tun signaalin ensimmäiselle välitaajuudelle lisäten siihen samalla oskillaattorin 1 ulostulosignaaliin sisältyneen modulaation. Sekoittimen 13 välitaajuinen ulostulosignaali kaistanpäästösuodatetaan ensimmäisellä välitaajuussuodat-timellä 12 ja johdetaan välitaajuussekoittimelle 11.

30 Sekoittimen 11 paikallisoskillaattorisisääntuloon on johdettu taajuusmoduloidun paikallisoskillaattorin 8 ulostulosignaali. Oskillaattorin 8 modulointisisääntuloon on johdettu viive-elimen 4 kautta lähettimen modulointi-signaali. Oskillaattoria 8 moduloidaan siten samalla modu-35 lointisignaalilla kuin lähettimen oskillaattoria 1. Tämän

4 8 O 5 bO

seurauksena sekoittimen 11 paikallisoskilaattorisignaali sisältää saman modulaation kuin sekoittimen 11 sisääntulo-signaalissa oleva oman lähettimen modulaatio. Tällöin sekoitin 11 periaatteessa poistaa oman lähettimen aiheutta-5 man modulaation siirtäessään vastaanotetun signaalin toiselle välitaajuudelle. Sekoittimen 11 ulostulo kaistan-päästösuodatetaan toisella välitaajuussuodattimella 10 ja ilmaistaan ilmaisimella 9. Ilmaisimen 9 ulostulosignaalissa ei tulisi esiintyä oman lähettimen jäännösmodulaatiota. 10 Modulointisignaalin reitille suurtaajuusoskillaat- torin 1 kanssa sarjaankytketty tasonsäätöelin 7 (esim. vahvistin tai vaimennin) säätää oskillaattorille 1 syötettävän modulointisignaalin tasoa kompensoiden oskillaattorien 1 ja 2 modulaatioherkkyyksien muutokset ja keskinäi-15 set erot. Tasonsäätöelintä ohjataan korrelointielimellä 5, jonka ulostulo on kytketty integroivan tai keskiarvois-tavan elimen 6 kautta tasonsäätöelimen 7 ohjaussisääntu-loon. Korrelointielimen 5 toinen sisääntulo on kytketty ilmaisimen 9 ulostuloon ja toiseen sisääntuloon on vai-20 heensiirtoelimen 3 kautta johdettu lähettimen modulointi-signaali. Viive-elimen 3 aiheuttama viive on oleellisesti yhtä suuri kuin ilmaisimen 9 ja toisen välitaajuussuodat-timen 10 aiheuttama viive, ts. se kompensoi niiden aiheuttaman viiveen. Korrelointielin 5 korreloi modulointisig-25 naalin ja ilmaisimen 9 ulostulosignaalin keskenään ja ohjaa korrelointituloksen perusteella tasonsäätöelintä 7. Tasonsäätöelin reagoi korrelointitulokseen säätämällä oskillaattorille 1 menevän modulointisignaalin tasoa siten, että mainittujen signaalien välinen korrelaatio pienenee, 30 ts. ilmaistussa signaalissa esiintyvä jäännösmodulaatio vähenee.

Kuviossa 2 on esitetty lähetinvastaanottimen lohkokaavio, jossa tasonsäätöelin 7 on kytketty modulointi-signaalin reitille sarjaan paikallisoskillaattorln 8 kans-35 sa säätämään modulointisignaalin tasoa. Muutoin kuvion 2 5 80550 mukaisen lähetinvastaanottimen rakenne ja toiminta on analoginen kuvion 1 lähetinvastaanottimen kanssa.

Signaalin kulkuaikaviive (vaihesiirto) oskillaattorin 1 (tai tasonsäätöelimen 7) sisääntulosta oskillaatto-5 rin 1, haaroitinelimen 2, sekoittimen 13, ensimmäisen väli taa juussuodattimen 12 ja niiden välisten siirtolinjojen kautta sekoittimen 11 sisääntuloon on kuitenkin suurempi kuin signaalin kulkuaikaviive oskillaattorin 1 sisääntulosta paikallisoskillaattorin 8 kautta sekoittimen 11 pai-10 kallisoskillaattorisisääntuloon. Tämän seurauksena on sekoittimen 11 paikallisoskillaattorisignaalin ja sen si-sääntulosignaalissa olevan oman lähettimen modulaation välillä vaihe-ero, mikä aiheuttaa jäännösmodulaatiota ja tekee vastaanoton mahdottomaksi suurilla siirtonopeuksilla. 15 Tämä vaihepoikkeama kompensoidaan oskillaattorin 8 kanssa sarjaankytketyllä viive-elimellä 4, jonka viive valitaan sellaiseksi, että edellä mainittujen signaali-reittien kulkuajät ovat oleellisesti yhtä suuret. Tämän ansiosta keksinnön mukaisen lähetinvastaanottimen siirto-20 nopeus ei ole rajoitettu.

Vaiheensiirtoelin 14 voi sijaita ennen oskillaattoria 8 tai sen jälkeen (ei esitetty) ja se voi olla kiinteä tai manuaalisesti asetettava (kuten kuvioissa) tai adap-tiivisesti säädettävä (ei esitetty).

25 Oheiset kuviot ja niihin liittyvä selitys on tar koitettu ainoastaan havainnollistamaan esillä olevaa keksintöä. Yksityiskohdiltaan keksintö voi vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (8)

1. 6 80550
2. 1. Taajuusmoduloitu lähetinvastaanotin, jossa lähetin käsittää taajuusmoduloidun suurtaajuusoskillaattorin 5 (1), jolla on modulointisisääntulo ja ulostulo; ja vas taanotin käsittää kaskadiin kytkettyinä suurtaajuussekoit-timen (13), jonka paikallisoskillaattorisisääntulo on toiminnallisesti kytketty lähettimen suurtaajuusoskillaattorin (1) ulostuloon; ensimmäisen välitaajuussuodattimen 10 (12); välitaajuussekoittimen (11); toisen välitaajuussuo dattimen (10); sekä ilmaisimen (9), vastaanottimen lisäksi käsittäessä taajuusmoduloidun paikallisoskillaattorin (8), jonka ulostulo on toiminnallisesti kytketty välitaajuussekoittimen (11) paikallisoskillaattorisisääntuloon ja 15 jota moduloidaan lähettimen modulointisignaalilla, tunnettu säätövälineistä (5, 6, 7) suurtaajuusoskillaattorin (1) tai paikallisoskillaattorin (8) modulaatio-herkkyyden tai modulointisignaalin tason säätämiseksi ilmaisimen (9) ulostulosignaalin ja lähettimen modulointi-20 signaalin välisen korrelaation perusteella.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lähetinvastaanotin, tunnettu siitä, että mainitut säätövälineet käsittävät modulointisignaalin reitillä suurtaajuusoskillaattorin (1) tai paikallisoskillaattorin (8) kanssa sar- 25 jaan kytketyn tasonsäätöelimen (7).
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen lähetinvastaanotin, tunnettu siitä, että se käsittää kor-relointivälineen (5), jonka toiseen sisääntuloon on johdettu ilmaisimeen (9) ulostulosignaali ja toiseen sisään- 30 tuloon on johdettu viive-elimen (3) kautta lähettimen mo-dulointisignaali, jonka viive-elimen (3) aiheuttama viive on oleellisesti yhtä suuri kuin toisen välitaajuussuodattimen (10) ja ilmaisimen (9) aiheuttama viive, korreloin-tivälineen ulostulosignaalin ollessa johdettu mainitun 35 tasonsäätöelimen ohjaussisääntuloon. 7 80550
5. 4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen lähetin-vastaanotin, tunnettu siitä, että tasonsäätöelin (7) on suurtaajuusoskillaattorin (1) tai paikallisoskil-laattorin (8) sisääntuloon kytketty vahvistinelin tai vai- 5 menninelin.
6. 5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen lä-hetinvastaanotin, tunnettu siitä, että paikallis-oskillaattorin (8) kanssa on kytketty sarjaan toinen vai-heensiirtoelin (4).
7. 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen lähetinvastaan- otin, tunnettu siitä, että mainittu toinen vai-heensiirtoelin (4) on kytketty lähettimen modulointisig-naalin reitille ennen paikallisoskillaattorin (8) sisääntuloa .
8. 8. O 5 50