HUT68003A - Psk demodulator - Google Patents

Description

A találmány tárgya általánosságban olyan vevőfokozatokra és modulátorokra vonatkozik, amelyek digitális jelfeldolgozást végeznek analóg jeleket tartalmazó jelmintákkal, ezen belül a találmány tárgya olyan fázisváltásos módszert alkalmazó demodulátor, amely egy viszonylag olcsó, a jelet jelmintánként csupán egyszer mintavételező analóg digitális átalakító, illetve CORDIC (Coordinate Rotation Digital Computer) függvénynek megfelelően működő derotátor illetve abban az esetben, ha a bemenetet analóg digitális átalakító minta-2vonatkozó frekvencia és fázis korrekciókat reprezentáló digitális jelet létrehozó digitális derotátor legalább egyikét tartalmazza.

A bejelentés 1. ábráján az általunk a találmányhoz legközelebb álló ismert műszaki megoldás számunkra lényeges részletének tömbvázlatát tüntettük fel, amelyet az ismert műszaki szint ismertetéséhez és elemzéséhez kívánunk felhasználni. A vevőfokozat 10 antennán megjelenő elektromágneses hullám vételére szolgál, amely egy zajos elnyomott hordozójú kvadratúra fázisbillentyűzéssel (QPSK) modulált. A 10 antennára érkező elektromágneses hullámok olyan villamos jellé alakulnak át, amelyet 12 rádiófrekvenciás és középfrekvenciás fokozatok erősítenek. Az elektromágneses hullámnak nagy pontossággal szabályozott hordozófrekvenciája van, amelyet egy elektromágneses hullám kvadratúra fázisbillentyűzés adó határoz meg, és előre meghatározott paraméterű, például 20 MHz frekvenciájú jelmintákat tartalmaz.

A 12 rádiófrekvenciás és középfrekvenciás fokozatok kimenőjele párhuzamosan a 14 és a 16 keverőhöz jut, amelyek a ± 45°-os fázistolást végrehajtó 18 és 20 fázistolókból érkező egymáshoz képest ortogonális rezgéseket fogadják. A (8 és a 20 fázistoló szokásos módon a feszültségvezérelt változtatható frekvenciájú 22 helyi oszcillátor kimenetéhez csatlakozik, amelynek kimenő frekvenciája megközelítőleg azonos a 12 rádiófrekvenciás és középfrekvenciás fokozatok által kiemelt elnyomott vivőfrekvenciával. A 14 és 16 keverők kimenete (az adó hullámformájához) illesztett 24 és 26 aluláteresztő szűrők bemenetére kapcsolódik, amelyek a tényleges kimenőjelekké feldolgozandó jelmintákat reprezentáló változó analóg alapsávú jeleket állítanak elő. A 24 és a 26 aluláteresztő szűrők alapsávú kimeneti jeleit a szakterületen szokásos módon I és Q csatorna jelnek nevezzük.

A 24 és 26 aluláteresztő szűrők kimenetén megjelenő I és Q csatorna jeleket 23 és 25 változtatható erősítésű erősítőfokozatokon át 28 és 30 analóg digitális átalakítókhoz vezetik, amelyek működésük során az alapsávú I és Q csatorna jeleket változtatható frekvenciával, jellemzően megközelítőleg a jelminta frekvenciájának kétszeres frekvenciájával mintavételezik. A 23 és 25 változtatható erősítésű erősítőfokozatok erősítése úgy van beállítva, hogy a 28 és 30 analóg digitális átalakítókhoz jutó analóg jelek megegyeznek azzal az optimális tartománnyal, amelyet a 28 és 30 analóg digitális átalakítók még le tudnak kezelni. Normál esetben a 28 és 30 analóg digitális átalakítók a hozzájuk vezetett I és Q csatorna jeleket jelmintánként kétszer, megközelítőleg középen és két szomszédos jelminta között mintavé-3telezik. A 28 és 30 analóg digitális átalakítók sokbites digitális kimenőjeleket állítanak elő, amelyek a 28 és 30 analóg digitális átalakítókhoz juttatott, minden egyes minta nagyságát és polaritását jelzik. A különálló integrált áramkörként kiképzett 28 és 30 analóg digitális átalakítók viszonylag drágák, mivel az alapsávú I és Q csatorna analóg jeleket megközelítőleg 40 MHz frekvencián kell mintavételezniük.

A 28 és 30 analóg digitális átalakítók által előállított I és Q csatorna jeleket jelképező digitális jelek párhuzamosan rákapcsolódnak a 32 hordozó nyomkövető fokozatra, a 34 jelcsoport nyomkövető fokozatra és a 36 amplitúdó nyomkövető fokozatra, melyek mindegyike egy-egy felhasználás specifikált integrált áramkörként van kiképezve. A 32 hordozó nyomkövető fokozat a 22 helyi oszcillátor kimenete és a 12 rádiófrekvenciás és középfrekvenciás fokozatok kimenete közötti frekvencia és fáziskülönbségek polaritását és nagyságát reprezentáló értékű digitális jelet állít elő. A 34 jelminta nyomkövető fokozat a 28 és 30 analóg digitális átalakítóknak a mintavételezési időpontok idealizált helyzetéhez viszonyított mintavételezési idejében keletkező hiba polaritását és nagyságát reprezentáló értékű digitális jelet állít elő. A 36 amplitúdó nyomkövető fokozat a 28 és 30 analóg digitális átalakítók I és Q kimeneteit fogadja valamint működését befolyásolja egy olyan optimális amplitúdót meghatározó referenciaérték, mely amplitúdón a 28 és 30 analóg digitális átalakítóknak működniük kellene, hogy a 23 és 25 változtatható erősítésű erősítőfokozatok számára megfelelő vezérlőjelet hozzanak létre. A 28 és 30 analóg digitális átalakítók I és Q kimenőjelei a 37 kimeneti feldolgozó áramkörre is rá vannak vezetve. A digitális jelek általában 8-10 bitből állnak, hogy megfelelő felbontást biztosítsanak a 23 és 25 változtatható erősítésű erősítők vezérléséhez.

A 32 hordozó nyomkövető fokozat, a 34 jelminta nyomkövető fokozat és a 36 amplitúdó nyomkövető fokozat által előállított digitális jelek egy-egy megfelelő 38, 40 és 42 digitális analóg átalakító bemenetére jutnak, melyek kimenetén megjelenő analóg jelek egy-egy 44, 46 és 48 aluláteresztő szűrőn haladnak át. A 44 aluláteresztő szűrő kimenőjele vezérli a 22 helyi oszcillátor frekvencia és fázis helyzetét, úgy hogy ez a két érték ideális esetben megegyezik a 12 rádiófrekvenciás és középfrekvenciás fokozatok által kiadott elnyomott vivőfrekvencia frekvenciájával és fázisával. A 46 aluláteresztő szűrő kimenete feszültségvezérelt, változtatható frekvenciájú 50 oszcillátor bemenetére kapcsolódik, amelynek kimenőjele 51 órajel-generátor kimeneti órajelimpulzusainak fázisát vezérli. Az 51 órajelgenerátorból kilépő órajelimpulzusok párhuzamosan a 28 és a 30 analóg digitális átalakító órajelbeJ

-4meneteire vannak vezetve annak érdekében, hogy megfelelő módon vezéreljék a 28 és 30 analóg digitális átalakítók bemenetűkre csatlakoztatott analóg bemenőjeleinek mintavételezését. A 28 és 30 analóg digitális átalakítók órajelbemenetére vezetett órajelimpulzusok frekvenciája hozzávetőlegesen kétszerese a 28 és 30 analóg digitális átalakítókhoz vezetett jelminták frekvenciájának. A 48 aluláteresztő szűrő kimenete párhuzamosan a 23 és 25 változtatható erősítésű erősítőfokozatok erősítésvezérlő bemenetére van rákötve.

Jóllehet az 1. ábrán bemutatott kapcsolási vázlatot magában foglaló berendezés kifogástalanul működik, átlagos célú felhasználások céljára rendkívül drágának tűnik, mivel sok ezer, esetleg sok ezer egység gyártásánál az egységekénti néhány fillér megtakarítás is jelentős összegre rúg.

Az 1. ábrán bemutatott műszaki megoldással társult első drágító tényező az, hogy minden egyes jelminta, amelyet a 28 és 30 analóg digitális átalakítók feldolgoznak, két mintavételt igényel. Az analóg digitális átalakítók valamint az azok által meghajtott digitális jelfeldolgozó fokozatok költsége fokozottan növekszik az említett áramkörök üzemi frekvenciájának növekedésével. így tehát három digitális analóg átalakító és az azokkal társított egyegy aluláteresztő szűrő ugyancsak lényegesen megnöveli az 1. ábrán bemutatott kapcsolási elrendezés gyártási költségeit. A 42 digitális analóg átalakítónak különösen nagy szerepe van ebben, hiszen legalább 8 bites kimenőjelet kell előállítania ahhoz, hogy megfelelő módon biztosíthassa a 23 és 25 változtatható erősítésű erősítők vezérlését illetve szabályozását.

Ezért a találmánnyal célunk, hogy a jelminták által modulált jelek digitális feldolgozásához alkalmas új, javított tulajdonságokkal rendelkező, viszonylag olcsó vevőáramkört és demodulátort hozzunk létre.

Célunk továbbá a találmánnyal, hogy jelminták által modulált jelek digitális feldolgozásához olyan új és előnyös vevőáramkört és demodulátort állítsunk elő, ahol minden egyes jelminta esetében csupán egyetlen analóg jel egyetlen mintavételezését kell elvégezni.

További célunk a találmánnyal jelminták által modulált jelek digitális feldolgozásához olyan új és javított tulajdonságokkal rendelkező vevőáramkör és demodulátor előállítása, amelyben a hordozó és a jelminta nyomkövetés vezérlésére kizárólag digitális jelfeldolgozást hajtunk végre.

-5A találmánnyal célunk olyan demodulátor előállítása, ahol a vevőáramkör névlegesen rögzített frekvenciájú helyi forrás digitális áramköröket tartalmaz, amelyek egy analóg digitális átalakító kimenőjele függvényében elvégzik a forrás által szolgáltatott aktuális frekvencia és a modulált jelhez tartozó hordozó közötti frekvencia és fázishibák korrekcióját.

A találmánnyal célunk továbbá olyan demodulátor előállítása, amelyben a vevőáramkör digitális jelfeldolgozó fokozatokat, áramköröket tartalmaz, továbbá egy viszonylag olcsó digitális analóg átalakítót használ az analóg digitális átalakító áramkörökhöz továbbított alapsávú analóg jelek amplitúdójának vezérlésére vagy szabályozására.

A találmány egyik aspektusával összhangban egy analóg alapsávú jelben lévő jelmintákat feldolgozó demodulátor viszonylag olcsó analóg digitális átalakító eszközöket tartalmaz, amelyek gondoskodnak a jel függvényében a jelnek jelmintákként csupán egyetlen mintavételezéséről. A költségek minimalizálása érdekében az analóg digitális átalakító eszközök nem alkalmasak arra, hogy a jelminta üteménél legalább kétszer magasabb ütemű jelmintákat mintavételezzenek. A mintavételezési és jelminta ütemek valamint az analóg digitális átalakító eszközök típusa úgy van megválasztva, hogy egy olyan összehasonlítható analóg digitális átalakító eszköz költsége, amely a jelminta ütemének kétszeresével képes a jelet mintavételezni, legalább 30%-kal magasabb, mint a javasolt megoldásban működő analóg digitális átalakító eszközök költsége. Nagy sorozatú termelés szintjén, fogyasztási javak esetében a 30%-os költségnövekedés igen jelentős tényező. A találmány egy előnyös kiviteli alakjánál, amely másodpercenként 20 millió jelmintát képes lekezelni, egy olyan analóg digitális átalakító költsége, amely másodpercenként 20 millió mintavételre képes, de nem tud másodpercenként 40 millió mintavételt elvégezni, mindössze 20%- annak a vele összehasonlítható analóg digitális átalakító költségének, amely minden további nélkül képes 40 millió mintavételre másodpercenként. Összehasonlítható eszközök alatt azt értjük, hogy az átalakítók azonos paraméterekkel rendelkeznek, például felbontással, bemenő amplitúdó tartomány, stb., a mintavételezési ütem kivételével. Ily módon az integrált áramkörként kialakított analóg digitális átalakítók költségét tekintve 80%-os megtakarítást érhetünk el úgy, ha jelmintánként csupán egyetlen mintavételt végeztetünk el azzal összehasonlítva, mintha a technika állásához tartozó ismert fogyasztási berendezésekben szokásos jelmintánkénti két mintavételezést valósítanánk meg.

-6Ugyan ismerünk olyan átalakítókat, amelyek jelmintánként csupán egy mintavételezést végeznek, ezeknek az ismert műszaki megoldásoknak számos olyan hátránya van, ami alkalmatlanná teszi őket általános fogyasztási cikkekben való alkalmazásra, például digitális fázisbillentyűzéses (QPSK) televízióvételre. Az IEEE Transactions on Communications című folyóirat COM-24 évfolyamának 1976. májusi számában az 516-531. oldalon Müller és társai, egy digitális jelminta ütem időzítési helyreállítási eljárást ismertet impulzus amplitúdó modulált rendszerekhez, amelyben igen nehéz egy időzítési hibabecslést elvégezni. A megállapított becsült érték igen nagy változási fokkal jelöli az egyes jelminták érkezési idejét.

Az IEEE Transactions on Communications folyóirat COM-33 évfolyamának 1985. júliusi száma a 729-731. oldalán Jennings és társa olyan rendszert ismertet, amely egy analóg digitális átalakítóval végrehajtott, jelmintánként egyetlen mintavételezéshez szükséges időzítési információt csak azután állítja elő, miután néhány adatsorozatot már megkapott. A viszonylag olcsó, közcélú felhasználásokra az említett megoldások egyike sem alkalmazható gyakorlatiasan.

A találmány egy további aspektusával összhangban egy olyan demodulátor vagy vevőáramkör, amely olyan analóg jel jelmintáinak vételére alkalmas, mely analóg jel a jelet moduláló hordozó és egy helyi frekvenciaforrás közötti frekvencia és fázishibák következtében maradék összetevőket tartalmaz, az analóg fogadó és feldolgozó eszközökkel rendelkezik, melyek előbb létrehozzák azokat az I és Q csatorna digitális jeleket, melyek értékeit a mintavételezett amplitúdók, beleértve az említett maradék összetevőket is, határozzák meg. Az első I és Q csatorna digitális jeleket vevő eszközök ebből második I és Q csatorna digitális jeleket állítanak elő, amelyek már mentesek az említett frekvencia és fázishibáktól, továbbá olyan harmadik digitális jelet hoznak létre, melynek értéke a frekvencia és fázishibákat reprezentálja. A második I és Q csatorna digitális adatokat az első I és Q digitális adatok és a harmadik digitális jelnek a korábban említett CORDIC függvénnyel összhangban végzett kombinálásával állítja elő, mely utóbbira kellően részletes példát találunk például az IRE Transactions on Electronic Computers folyóirat 1959 szeptemberi számának 330-334. oldalán, Volder cikkében.

Az az egyenesen következő igény, hogy létre kell hozni a második I és Q csatorna digitális jeleket, amelyeket általában az összes ismert demodulátorban alkalmaztak vagy felhasznál-7 tak, úgy valósítható meg, hogy egy csak olvasható tárolóban (ROM-ban) eltárolt táblázatot használunk a frekvencia és fázishibákat jelző szög szinusz és koszinusz értékét reprezentálójelekért. A csak olvasható tárolóból kiolvasott értékeket egy egyenletpárral összhangban kombináljuk az első digitális jelek értékeivel, és ezzel megkapjuk a második I és Q csatorna digitális jeleket. Ez az ismert igény és módszer azonban roppant nagy mennyiségű félvezető szerkezet megvalósítását és használatát teszi szükségessé. Ha az említett táblázat helyett az ugyancsak említett CORDIC függvényeket használjuk, úgy az egyenleteket hozzávetőlegesen 50%-kal kevesebb logikai kapuval tudjuk megoldani. A teljes költség csökkentésére célszerű, ha a CORDIC függvény megvalósítását valamint az analóg jel amplitúdónak hozzávetőlegesen jelminta ütemű mintavételezését egyetlen eszközben tudjuk öszszegezni.

A demodulátor célszerűen olyan vevőáramkörben helyezkedik el, amelyben egy helyi frekvenciaforrás kimenetén előre beállítható értékekkel változtatható névleges frekvencia jelenik meg, továbbá egy hordozó frekvenciával modulált jelmintát tartalmazó kimenőjelet a helyi frekvenciaforrás kimenőjelével kombináló eszközt tartalmaz. Az I és Q csatorna digitális adatok értékeit a hordozó és a helyi frekvenciaforrás modulációja és frekvenciái és fázisai határozzák meg. A második I és Q csatorna digitális adatok értékeit a harmadik digitális jel értékével kompenzáljuk. Egy változtatható digitális fázistoló első és második bemenete a jelminta ütem hozzávetőlegesen egész számú többszörösét (1-et is beleértve) tartalmazó digitális jelek és óraimpulzusok legalább egyikét fogadja a jelnek az analóg digitális átalakító eszközökkel végzett mintavételezési idejének vezérlésére hozzávetőlegesen olyan ütemben, hogy ahogy a fázistoló első bemenetén változik a jel értéke, úgy változik a mintavételezés idő nagysága is. A mintavételezési időnek ez a digitális vezérlése és a frekvencia és fázishibák kompenzálása, kombinálva a jelmintánkénti egyszeri mintavételezéssel, szükségtelenné teszi a digitális analóg átalakítók alkalmazását és a járulékos aluláteresztő szűrőket, ugyanakkor lehetővé teszi olcsó analóg digitális átalakítók felhasználását. Járulékos költség megtakarítást érünk el a CORDIC függvény, valamint egy viszonylag olcsó egybites szigma-delta modulátor alkalmazásával, mely utóbbi az analóg digitális átalakító eszközökhöz vezetett analóg jel amplitúdóját módosító erősítésvezérlő jelet állít elő.

A találmány szerinti berendezés egy előnyös kiviteli alakjában a digitális fázistoló első bemenete az átalakító eszközök által fogadott különböző (k) és (k-1) minták megkülönböztetésére legalább egy digitális jel értékeinek függvényeit hasonlítja össze. Az első bemenet • « úgy működik, hogy az (sign P(k)) P(k-l) + (- sign P(k-l)) P(k), ahol P(k) az átalakító eszközök által a k jelmintára vett mintajelzésének értéke és P(k-1) az átalakító eszközök által a (k-1) jelmintára vett minta jelzésének értéke. Az első bemenet vezérlése célszerűen az egyik vagy mindkét második digitális jel függvényében zajlik.

A találmány egy további előnyös aspektusa szerint αη hordozófrekvenciájú modulált bemenőjelet fogadó vevőáramkör olyan helyi oszcillátort tartalmaz, amelynek ω_ο frekvenciája névlegesen megegyezik a modulált bemenőjel ω_; hordozófrekvenciájával. A bemenőjel és a helyi oszcillátor hatására a vevőáramkör I és Q csatorna alapsávú analóg jeleket állít elő, amelyek a hordozófrekvencia és a helyi oszcillátor frekvenciája és fázisai közötti frekvencia és fázishibák következtében maradék összetevőket tartalmaz. Egy első és egy második analóg digitális átalakító külön-külön mintavételezi az I és Q csatorna-alapsávú analóg jeleket, jelmintánként egyszer, annak érdekében, hogy olyan első I és Q csatorna digitális adatokat hozzon létre, melyek értékeit a mintavételezett I és Q csatorna analóg jelek értékei határozzák meg. Az első I és Q csatorna digitális jeleket fogadó derotációs eszközök állítják elő azokat a második I és Q csatorna digitális adatokat, melyek értékei már nem tartalmazzák az említett frekvencia és fázishibákat. Az analóg digitális átalakító eszközök által az I és Q csatorna alapsávú jelek mintavételezésének időpontját az I és Q csatorna digitális adatok legalább egyike határozza meg. A kimeneti eszközök a második I és Q csatorna digitális adatok függvényében állítják elő azt az információt, amely hasonló ahhoz az információhoz, amely a modulálandó hordozót létrehozta.

A derotációs eszközök a találmány értelmében előnyösen olyan visszacsatoló eszközöket tartalmaznak, amelyek a második I és Q csatorna digitális adatokból egy további digitális jelet hoznak létre, amely a frekvencia és fázishibákat jelzi. A derotációs eszközök az első I és Q digitális jelek függvényében valamint a további digitális jel függvényében a második I és Q csatorna digitális adatok értékeit vezérlik. A további digitális jelet közvetlenül a visszacsatoló eszköz állítja elő, hogy ezzel vezérelje a második I és Q csatorna digitális adatok deriválását azok analóg jellé történő átalakítása nélkül.

A fent leírtakat, valamint a találmány további lényegét, jellemzőit és előnyeit a csatolt rajz segítségével ismertetjük részletesebben, amelyen a javasolt kapcsolási elrendezés példaként! kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon az

9

1. ábra	mint említettük, az ismert műszaki szintet reprezentáló PSK vevőáramkör és demodulátor, amely digitális feldolgozó áramkört tartalmaz, a
2. ábrán	a találmány szerinti, digitális feldolgozó áramköröket tartalmazó PSK vevőáramkör és demodulátor egy előnyös kiviteli alakjának tömbvázlata látható, a
3. ábra	a 2. ábra tömbvázlatán szereplő derotátor részletesebb tömbvázlata, a

3 a. ábra	a 3. ábrán bemutatott derotátor egyik fokozatának részletesebb tömbvázlata, a
4. ábrán	a 2. ábrán bemutatott jelminta nyomkövető fokozat részletesebb tömbvázlata látható, az
5. ábra	a 4. ábrán bemutatott hibamérték számítóegység tömbvázlata, a
6. ábra	a 2. ábrán feltüntetett hordozó nyomkövető fokozat részletesebb tömbvázlata, a
7. ábra	a 2. ábrán feltüntetett amplitúdó nyomkövető fokozat részletesebb tömbvázlata, és a
8. ábrán	a 2. ábrán bemutatott jelminta nyomkövető fokozattól eltérő, hasonló feladatot betöltő fokozat tömbvázlatát tüntettük fel.

Az 1. ábrát az ismert műszaki szint elemzésénél már részletesen elemeztük. Áttérve ezért a

2. ábrára, azon a találmány szerinti PSK vevőáramkör és demodulátomak a találmány szempontjából érdekesebb bemeneti részét tüntettük fel tömbvázlat szinten, olyan mélységben és mértékben, ahogy azt az 1. ábra kapcsán is megtettük. Látható, hogy a találmány szerinti PSK vevőáramkör és demodulátor 10 antennát, ahhoz kapcsolódó 12 rádiófrekvenciás és középfrekvenciás fokozatokat, annak kimenetére csatlakozó 14 és 16 keverő fokozatokat, azok egy-egy másik bemenetére csatlakozó +45°-os és - 45°-os fázistolást végző 18 és 20 fázistoló fokozatokat, a 14 és 16 keverőfokozatok kimenetéhez kapcsolódó 24, 26 • 9

- 10aluláteresztő szűrőket, azok kimenetével összekötött 23, 25 változtatható erősítésű erősítőket tartalmaz. Az ismert megoldásban szereplő változtatható frekvenciájú, feszültségvezérelt 22 helyi oszcillátort a 2. ábra kapcsolási rajzán olyan 21 helyi oszcillátor helyettesíti, amelynek kimenőfrekvenciája névlegesen megegyezik a 12 rádiófrekvenciás és középfrekvenciás fokozatok rögzített frekvenciás kimenetével. A 21 helyi oszcillátornak nincs vezérlőbemenete. Mivel a 2. ábrán bemutatott vevőáramkör és demodulátor célszerűen olyan típusú, amelyet konzumtermékekben, általános célú fogyasztási javakban kívánunk alkalmazni, a 21 helyi oszcillátor frekvenciája nem különösen stabil, működés során lényeges mértékben változhat, továbbá a gyártási lépéseken belül minden egyes egységnél más és más névleges értéket is felvehet.

A 24 és 26 aluláteresztő szűrők kimenetén megjelenő alapsávú analóg I és Q csatorna kimenőjelek 54 és 56 analóg digitális átalakítók bemenetére kerülnek. Az 54 és 56 analóg digitális átalakítók az illesztett 24 és 26 aluláteresztő szűrők kimenőjeleit az azoktól érkező kvadratúra fázisbillentyűzés analóg I és Q csatomajelek minden egyes jelmintája során csupán egyszer mintavételezi. A költségek legkisebb értéken tartása érdekében az 54 és 56 analóg digitális átalakítók nem képesek arra, hogy a hozzájuk juttatott jeleket jelmintánként kétszer is mintavételezzék, mint azt az ismert műszaki megoldás 28 és 30 analóg digitális átalakítói teszik. Ezért az 54 és 56 analóg digitális átalakítók valamint az általuk meghajtott digitális áramkör költsége lényegesen kisebb, mint az ismert megoldás 28 és 30 analóg digitális átalakítóinak valamint az azok által hajtott digitális áramköröknek a költsége. A 2. ábrán nyomon követhető I és Q alapsávú jeleket az 54 és 56 analóg digitális átalakítóknak jelmintaként csupán egyszer kell mintavételeznie a később részletesebben is ismertetésre kerülő, 2. ábrán is feltüntetett jelminta nyomkövető folyamat természetének köszönhetően.

Ha egy előnyös kiviteli alak értelmében a mintavételezést például 20 MHz frekvencián végezzük, akkor 54 és 56 analóg digitális átalakítóként a Sony cég CXD 1172AM típusjelzésű integrált áramkörét használjuk. Az ezzel összehasonlítható, 40 MHz-en mintavételezésre képes Sony gyártmányú D1179Q típusjelzésű vagy TRW gyártmányú 1175N2C40 típusjelzésű átalakító megközelítőleg négyszer annyiba kerül, mint az általunk javasolt Sony gyártmányú integrált áramkör. Jóllehet a találmány szerinti vevőáramkör és demodulátor előnyösen másodpercenként 15-35 millió jelminta kezelését végzi, a leírt elvek számos részlete ettől eltérő jelminta ütemtartományokban is eredményesen használható.

• « · · · • · · 9 · · ·«·······

-11 Az 54 és56 analóg digitális átalakítók olyan digitális jeleket hoznak létre, melyek értéke az általuk mintavételezett analóg bemeneti jelek polaritását és nagyságát jelzi. A bemutatott előnyös kiviteli alak esetében mindegyik 54 és 56 analóg digitális átalakító minden egyes minta számára 6 bites jelet állít elő. Kisebb felbontáshoz az 54 és 56 analóg digitális átalakítók mintánként 4 bites jelet is előállíthatnak.

Az 54 és 56 analóg digitális átalakítók I_in és Q_in csatorna digitális kimenőjelei olyan amplitúdójúak, mely amplitúdót az alábbiak határoznak meg:

a) a 14 és 16 keverőfokozathoz juttatott elnyomott vevő QPSK modulációja,

b) a 21 helyi oszcillátor kimenőjelének a 12 rádiófrekvenciás és középfrekvenciás fokozatoktól a al4 és 16 keverőfokozatokhoz juttatott elnyomott hordozó frekvenciájához és fázisához viszonyított frekvencia és fázis eltérései következtében létrejövő hibaösszetevők, és

c) az 54 és 56 analóg digitális átalakítók jelminta ütemében és mintavételezési ütemében jelentkező eltérések következtében létrejövő hibaösszetevők.

Az I_in és jeleket egy felhasználásorientált nagy integráltságú digitális 57 jelfeldolgozó áramkörbe vezetjük, amely egyetlen integrált áramköri lapkán van kiképezve. Az 57 jelfeldolgozó áramkör 58 digitális derotátor fokozatot tartalmaz, amely egyrészt az I_in és Q_in jelek, valamint egy további digitális jel, φ függvényében működik, mely utóbbi a frekvencia és fáziseltérések hibaösszetevőit jelképezi. Az 58 digitális derotátor fokozat bemenetére érkező jelek függvényében az alábbi digitális I és Q kimenőjeleket hozza létre:

I = I_in costp - Qi„ sincp (1)

Q = Qin coscp - Iin sintp (2)

Az 58 digitális derotátor I és Q digitális kimenőjelei nem tartalmazzák azt a frekvencia és fázis eltolódást, amely a 21 helyi oszcillátor ω_ο kimenőfrekvenciája és a 12 rádiófrekvenciás és a középfrekvenciás fokozat elnyomott hordozójának ω₀ kimenőfrekvenciája között létezik. Az I és Q digitális kimenőjelek értékei a későbbiekben részletezendő módon a CORDIC függyény szerint kerülnek kiszámításra, minek köszönhetően lényeges költségcsökkenést érhetünk el az ismert műszaki megoldások adattáblázata vagy Taylor-sor számítóegységeihez képest, hiszen itt hozzávetőlegesen 50%-kal kevesebb kapuáramkörre van szükség a CORDIC függvény megvalósításához.

i • 4

4 44 4 • 4 · 4 ·· •444 ·· ··«

-12Αζ 58 digitális derotátor fokozat I és Q digitális kimenőjelei párhuzamosan a 37 kimeneti jelfeldolgozó fokozat, 60 hordozó nyomkövető fokozat, 62 jelminta nyomkövető fokozat és 64 automatikus erősítésszabályozó fokozat bemenetére vannak vezetve. Ez utóbbi három egyetlen integrált áramkörbe van összefogva, amelyet ugyancsak az 57 jelfeldolgozó áramkör tartalmaz. A 60 hordozó nyomkövető fokozat olyan digitális kimenőjelet állít elő, amelynek polaritás és nagyság bitjei φ, azaz a 21 helyi oszcillátor és a 12 rádiófrekvenciás és középfrekvenciás fokozat elnyomott hordozójának frekvenciái és fázisai közötti különbséget reprezentálják. Ezt a digitális jelet fázis bemenőjelként analóg jellé való átalakítás nélkül tudjuk az 58 digitális derotátor fokozatba vezetni, ami további költségmegtakarítást eredményez.

A 62 jelminta nyomkövető fokozat digitális kimenőjelének polaritása és nagysága jelképezi azt az időeltolást, ami ahhoz szükséges, hogy az 54 és 56 analóg digitális átalakítókhoz juttatott minden egyes jelmintát megfelelő módon tudjuk mintavételezni, és ez a kimenőjel vezérlő bemenőjelként szolgál az aszinkron 66 digitális fázistoló fokozat számára, amelyet ugyancsak az egyetlen integrált áramköri lapkán kiképzett digitális 57 jelfeldolgozó áramkör tartalmaz. A 66 digitális fázistoló fokozat előnyösen olyan típusú, felépítésű áramkör, amely a jelen bejelentés bejelentőjének tulajdonát képező P9402432 alapszámú, Digitálisan vezérelt fázistoló kapcsolási elrendezés című szabadalmi bejelentésben van részletesen ismertetve. A 66 digitális fázistoló fokozat 68 órajelgenerátorral is kapcsolatban áll, amelynek órajelfrekvenciája kis mértékben meghaladja az 54 és 56 analóg digitális átalakítókhoz vezetett alapsávú I és Q csatomajelek jelmintáinak frekvenciáját. Alternatív megoldásként, bizonyos körülmények között, amikor olyan műveleteket kell végrehajtani, melyek frekvenciája megközelítőleg egynél nagyobb egész számú többszöröse a jelminta frekvenciájának, a 68 órajel-generátor frekvenciája megközelítőleg a jelminta frekvencia valamint az 54, 56 analóg digitális átalakítókhoz vezetett mintavételi impulzusok előállítására többszörössel azonos osztási tényezőjű frekvenciaosztót tartalmazó 66 digitális fázistoló fokozat frekvenciájának szorzata. A 66 digitális fázistoló fokozat a 62 jelminta nyomkövető fokozat kimenetére kapcsolódik annak meghatározására, hogy a 68 órajel-generátor impulzusait mikor kell az 54 és 56 analóg digitális átalakítók mintavétel vezérlő bemenetelre jelmintánként ráadni.

• 4 · 4·· • 4 · 4 4· ···· 9Λ 4·«

-¹³A 64 automatikus erősítésszabályozó fokozat az 58 digitális derotátor I és Q kimeneteihez kapcsolódva a 23 és 25 változtatható erősítésű erősítők erősítését meghatározó jelet állít elő. A 64 automatikus erősítésszabályozó fokozat viszonylag olcsó egybites szigma-delta modulátort tartalmaz, célszerűen olyan típusút, amelyet Agrawal és társai ismertetnek az IEEE Transactions on Communications folyóirat 1983. márciusi, 3. számának 360-369. oldalán Szigma-delta modulátorok tervezési módszere címmel, ami viszont szükségtelenné teszi az 1. ábrán látható hagyományos műszaki megoldásban alkalmazott 42 digitális analóg átalakítóhoz vezetett 8-10 bites digitális jel előállítását. Az így eredő változtatható frekvenciájú konstans amplitúdójú és időtartamú modulátor kimenőimpulzusok a 64 automatikus erősítésszabályozó fokozatban a 70 aluláteresztő szűrőre kerülnek, amelynek analóg kimenete végzi a 23 és 25 változtatható erősítésű erősítők erősítésszabályozását.

Áttérve a 3. ábrára, azon olyan 58 digitális derotátor fokozat elvi felépítésű vázlatát tüntettük fel, amely a korábban feltüntetett (1. és 2. számú) összefüggések alapján I_m, Q_in és φ bemenőjelek függvényében kiszámítja I és Q értékeket. Az I és Q értékek ismeretének, kiszámításának szükségessége azt kívánná, hogy adattáblázatokat, vagy pedig az (1 és 2) összefüggésekben szereplő δίηφ és cosrp értékek szinusz és koszinusz értékeit használjuk. Ez a szükséglet azonban nagy számú integrált áramköri elem használatát tenné nélkülözhetetlenné. Az úgynevezett CORDIC függvény használatával, mint az Volder kifejtette, az integrált áramköri elemek száma megközelítőleg felére csökkenthető, ami jelentős költségtényező a fogyasztási cikkek gyártása során.

Ezt a feladatot látja el a 3. ábrán bemutatott CORDIC számítógép, amely N+l kaszkádba kapcsolt 80.0, 80.1, 80.2...8O.k ... 80.M fokozatot tartalmaz, ahol M értéke páratlan egész szám. Eszerint a 80.0 fokozat az 54 és 56 analóg digitális átalakítók I_in és Q_in kimeneteivel áll összeköttetésben, míg a rákövetkező 80.k fokozatok a mindenkori megelőző fokozat I(_k. i) és Q(k-o kimenőjeleit fogadják. A 81.1 ...81.p ... 81.(M-2) reteszek (ahol p és M értéke páratlan egész szám, és a bemutatott áramkör páros számú 80 fokozatot tartalmaz) a páratlan számú fokozatok és a szomszédos rákövetkező magasabb számú páros fokozat közé vannak beiktatva és ugyanaz a frekvencia működteti őket, mint az 54 és 56 analóg digitális átalakítók mintavételi frekvenciája. Ezen túlmenően a 80.0 ... 8O.k ...80.M fokozatok 82 ζ számító fokozat ζ₀—ζι...ζ_Μ értékeit fogadják, ahol a 82 ζszámítófokozat kettő komplementer rotációját végző 60 hordozó nyomkövető fokozat φ kimenőjelét valamint a digitális

J ♦ 9

- 14 66 fázistoló fokozat 54 és 56 analóg digitális átalakítókhoz vezetett mintavételező impulzusait fogadja. A 82 ζ számítófokozat φ kimenőjel értékének függvényében a 80.0, 80.1,

80.2 ... 8O.k ... 80.M fokozatok mindegyikéhez logikai nulla vagy logikai 1 értékű egybites ζ értéket határoz meg.

Készenléti állapotban az 54 és 56 analóg digitális átalakítókhoz vezetett analóg jel minden egyes jelminta idejéhez egyszer számítunk ki ζ értékeket. Az egyes I_in és Qi„ készletekhez a 80.M fokozat olyan I és Q érték készleteket hoz létre, amelyek az 58 digitális derotátor fokozat kimenetei, ζ értéke a 60 hordozó nyomkövető fokozatból levezetett φ kimenőjel legnagyobb fontosságú bitje, ζ₁ értéke, amely a 80.1 fokozattal van társítva, a φ kimenőjel második legnagyobb helyiértékű bitje. ζ₂-ζΜ értékekkel a φ₂-φ_Μ kimenőjelek értékei vannak társítva. φ₂ értéke megegyezik φ kimenőjel értékével azzal az eltéréssel, hogy a két legnagyobb helyiértékű bit le van vágva, és a harmadik legnagyobb helyiértékű bit a digitális sorban meg van fordítva. A 80.2 - 80.M fokozatokhoz tartozó minden egyes ζ érték egy-egy előre meghatározott aj szöggel van társítva úgy, hQgy a 80.2 fokozathoz tartozó a₂ szög értéke 26,5°, a 80.3 fokozathoz tartozó a₃ szög értéke 14,04°, stb., úgy hogy aj = arc tan (1/2^J_1), ahol j = a 2 ... k ... M egész számok valamelyike lehet. Egy előnyös kiviteli alak esetében M - 7, így nyolc különálló 80 fokozat, azaz 80.0-80.7 fokozat található a kapcsolásban.

A 80.2 - 80.M fokozatok bemenetel ζ függvényében végrehajtott szelektív biteltolás és polaritásváltás után kombináljuk, így

I_k-I_t.i + (l-2C_k)Q₁₁.,2-^f,‘-^,’é_s (3)

Qt-Qu+PWtiZ*¹’ (4)

A 80.0 fokozat I_m és Q_in függvényében létrehozza I_o és Q_o jeleket a következő összefüggés alapján:

Ιο = (1-2ζ_ο) Qin és

Ωο = (2ζ-1)Ι_ίη (5) (6) míg a 80.1 fokozat Ij és Q! jeleket hozza létre az alábbi összefüggés alapján:

· ♦ · · • · · * · · ···· 99 · ··

- 15Ii = I_o + (1-2ζι) Q_o és

Qi = Qo + (2Crl)I_o (7) (8) Mivel (l-2^j) és (2ζ^-1) értéke kizárólag +1 vagy -1 lehet, a (1-2ζ^ és (2ζ^1) tagokkal végzett szorzások alapvetően szelektíven megfordítják vagy változatlanul hagyják az adott fokozat bemenetére vezetett Q_k.j és Q_k_j jelek legnagyobb helyiértékű, polaritásjelző bitjeit. Ezeket a műveleteket olcsó félig összegző fokozatokkal könnyen megvalósíthatjuk. Ugyancsak könnyen megvalósítható a 2'^{(k l)} taggal végzett szorzás is úgy, hogy egy léptetőregiszterben a biteket (k-1) fokozattal jobbra eltoljuk.

A 82 ζ számítófokozat a 60 hordozó nyomkövető fokozat kimenetén megjelenő φ kimenőjel értéke függvényében előállítja ζ₀, ζ!,... ζ_1[... ζ„, egybites értékeket. A 3. ábrán bemutatott konkrét kiviteli alakra φ kimenőjel legnagyobb helyi értékű valamint második legnagyobb helyiértékű bitjei a 80.Ö és 80.1 fokozatok ζ bemenetelre kerülnek ζ,₀ és ζ j jelként. A 60 hordozó nyomkövető fokozat φ kimenőjelének harmadik legnagyobb helyiértékű bitje (83 inverter révén fordított polaritással) valamint a φ kimenőjel maradék bitjei 84.2 ζ blokkba kerülnek, amely a 80.2 és 80.3 fokozatok számára létrehozza a ζ₂ és ζ₃ bemenőjeleket, valamint egy olyan sokbites φ₄ jelet, amelynek értékét a 84.2 ζ blokk φ₂ bemenete valamint a 84.2 ζ blokkban tárolt a₂ és a₃ szögek értékei határozzák meg.

A 84.2 ζ tömb φ₄ kimenete 86.4 reteszhez van csatlakoztatva, amelyet a 66 digitális fázistoló fokozat kimenete aktivál a 81.1 -81.(M-2) reteszekkel egyidejűleg. A 86.4 retesz a

84.6 ζ tömböt a 84.2 ζ tömböt φ₄ kimenetének reteszelt másolatával látja el. A 84.4 ζ tömb a 86.4 retesz kimenetére csatlakozik, és az abban tárolt a₄ és a₅ szögek értékeitől függően állítja elő azokat az egybites ζ₄έ8 ζ₅ jeleket, amelyeket a 80.4 és 80.5 fokozat ζ bemenetelre vezetünk. Ezen túlmenően a 84.4 ζ tömb sokbites φ₆ jelet állít elő, amelyet a

86.4 retesz kimenete valamint a 86.4 ζtömbben tárolt a₄ és a₅ szögek értékei határoznak meg. A 84.6 ζ tömb φ₆ kimenete, amely egy sokbites kimenet, a 86.6 reteszre kerül, amely a 66 digitális fázistoló fokozat impulzusainak függvényében reteszelt másolatot küld a 84.4 ζ tömb φ₆ kimenetéről a 84.6 ζ tömbnek. A 84.6 ζ tömb a 86.6 retesz kimenőjele valamint

- 16a benne tárolt a₆ és a₇ szögek értékei függvényében olyan egybites ζ₆ és ζ₇ jeleket állít elő, amelyek a 80.6 és 80.7 fokozatok ζ bemenetelre kerülnek.

Az összes 84.2, 84.4 és 84.6 ζ tömb azonos felépítésű, a benne tárolt a szög értékek kivéMint az a 3. ábrán látható a 84.2 ζ tömb φ₂ érték függvényében hozza létre a φ₄, ζ₂, ζ₃ jeleket. A 84.2 ζ tömb előre előrehuzalozott sokbites 88.2 és 88.3 digitális regisztert tartalmaz, melyek az oc₂ (26,5°) és a₃ (14,04°) szögeket reprezentáló digitális értékeket tárolnak. A 88.2 és 88.3 regiszterekben tárolt jelek polaritásjelző legnagyobb helyiértékű bitje fordított polaritású, hogy ezzel létrehozzuk a -ot₂ és -a₃ szögeket reprezentáló digitális értékeket. A -a₂ és -a₃ szög értékeket az előrehuzalozott 88.2' és 88.3' regiszterekben tároljuk. A 88.2 és 88.2' regiszterekben tárolt digitális szinteket a 90.2 multiplexer jelbemen étéihez vezetjük, míg a 88.3 és 88.3' regiszterekben tárolt jeleket a 90.3 multiplexer jelbemeneteire vezetjük. A 90.2 multiplexer a φ₂ jel legnagyobb helyiértékű bitjeinek függvényében működő vezérlőbemenettel rendelkezik úgy, hogy ha a φ₂ jel legnagyobb helyi értékű bitjének bináris értéke megváltozik, akkor a₂ és -a₂ szögek értékei, amelyeket a 88.2 és 88.2' regiszterek a 90.2 multiplexer bemenetelre vezetnek, szelektíven megjelennek a 90.2 multiplexer sokbites kimenetén. A 90.2 multiplexer sokbites kimenete valamint a 84.2 ζ tömbhöz vezetett φ₂ jel sokbites értéke egymással kombinálódik a 92.2 digitális összegzőben, amely olyan φ₃ sokbites kimenetet hoz létre, melynek értéke megegyezik a φ₂ jel valamint a 90.2 multiplexer kimenetén megjelenő jel összegével. A 92.2 digitális összegző φ₃ kimenőjelének legnagyobb helyiértékű bitje a 88.3 multiplexer vezérlőbemenetére csatlakozik, és vezérli az a₃ és -a₃ szög érték bemenetek egyikének rákapcsolását a multiplexer kimenetére. A 90.3 multiplexer és a 92.2 digitális összegző sokbites kimenetei egymással összegződnek a 92.3 digitális összegzőben, amely olyan sokbites 2 ζ tömbhöz vivőjelet állít elő, amelyet a 84.4 ζ tömb bemenetére vezetünk.

A 90.2 és a 90.3 multiplexerek vezérlőbemenetére vezetett legnagyobb helyiértékű bitek a φ₂ és φ₃ kimeneti jelekben bináris szinten meg vannak fordítva, mivel a 94.2 és 94.3 invertereken haladnak át. A 94.2 és 94.3 inverterek ily módon olyan egybites kimeneteket hoz• 4 4444 4*44·4 · 4 · 4 * * 4·» · 4· β ·

4444 *4 *··

- 17nak létre, amelyek a φ₂ és φ₃ kimeneti jelek legnagyobb helyiértékű bitjeinek komplementerei, és ezzel ζ₂ és ζ₃ értékekkel azonos értékű jeleket hoznak létre. A 94.2 és 94.3 inverterek kimeneteit egy jelminta időtartamon keresztül konstans értéken kell tartanunk, és a

94.2 és 94.3 inverterek kimeneti jeleinek a 96.2 és 96.3 reteszekhez történő továbbításával kapjuk a kívánt eredményt, amelyet ugyanazok a mintavételi impulzusok aktiválnak, amelyeket a 66 digitális fázistoló fokozat az 54 és 56 analóg digitális átalakítókhoz továbbít. Ily módon a 96.2 és 96.3 reteszek az 54 és 56 analóg digitális átalakítók által vett minden egyes minta intervallumához tartozó ζ₂ és ζ₃ jelet jelző konstans bináris értékeket állítanak elő. A 96.2 és 96.3 reteszek kimeneteit a 80.2 és 80.3 fokozatok ζ bemenetelhez vezetjük. A 84.4 és 84.6 ζ tömbök hasonlóan vannak felépítve, és a 80.4 -80.7 fokozatok ζ bemenetelhez az odatartozó ζ₄ és ζ₇jeleket szállítják.

Az (5) és (6) egyenletek megoldásához a 80.0 fokozat 110 és 112 többszörözőket tartalmaz, amelyek az 54 és az 56 analóg digitális átalakítókból érkező I_m és Qj„ jeleket dolgozzák fel. A 110 és 112 többszörözők (1-2 ζ₀) és (2ζ₀-1) értékek függvényében is működnek, amelyek a ζ₀ érték függvényében működő 114 és 116 fokozatok által előállított ±1 értékeket tartalmazhatják. A valóságban a 110 többszöröző és a 114 fokozat moduló 2 öszszegzést végez egy bináris fél összegzővel, a ζ₀ egybites értéke és az I_in jel legnagyobb helyiértékű, polaritásjelző bitje vonatkozásában. (A 80.0-80.M fokozatok számos egyéb szorzást és műveletet végeznek el hasonló módon a (1-2ζ_1ς) és (2ζ_Μ) tagok vonatkozásában. A 110 és 112 többszöröző kimenetei a 80.0 fokozat I_o és Q_o kimeneteihez vannak vezetve.

A (7 és 8) összefüggések megoldásához a 80.1 fokozat, amely 118 és 120 többszörözőket tartalmaz, a 80.0 fokozatnak a 80.1 fokozat bemenetelhez vezetett I_o és Q_o kimenetein megjelenő kimenőjelek feldolgozását végzi. A 118 és 120 többszörözők a ζι értéke függvényében működő 122 és 124 fokozatok által (2ζ₁.₁) és (1-2ζ!) kifejezésekkel összefüggésben kiszámított ±1 értékeket kapják. A 118 és 120 többszöröző kimenetein megjelenő eredmény jelet a 126 és 128 összegzők egy-egy bemenetéhez vezetjük. A 126 és 128 őszi

-18szegzők másik-másik bemenete a 80.1 fokozathoz vezetett Q_o és I_o jeleket fogadja. A 126 és a 128 összegző Qj és I, kimeneti jelet állít elő.

A maradék 80.2 ... 8O.k ... 80.M fokozatok egymáshoz igen hasonló felépítésűek, és lényegében a 3a. ábra kapcsolási vázlatán feltüntetett 80.k fokozat felépítését követik, melyet a (3 és 4) összefüggések megoldására használunk. A 80.k fokozat a 80.(k-1) fokozat I_k_! és Q _k_! kimeneti jeleit fogadja. A 80.k fokozat 1^ és Q _k._x bemeneti jelei 130 és 132 összegzők egy-egy bemenetére csatlakoznak. A 130 összegző másik bemeneti jelét a 8O.k fokozat Q_k_, bemenetijeiének 134 léptetőregiszterben végrehajtott (k-1) bitnyivel jobbra történő eltolásával állítjuk elő, ahol a 134 léptetőregiszter kimeneti jelét 136 többszöröző fokozat egyik bemenetére vezetjük. A 136 többszöröző fokozat másik bemenetére 138 fokozat által a hozzávezetett ζ₁₍ bemeneti jel függvényében létrehozott (1-2 ζ0 tag értékét vezetjük. A 136 többszöröző kimeneti jele a 130 összegző fokozat másik bemenetére van csatlakoztatva.

A 132 összegző fokozatra a másik 142 többszöröző fokozat kimenőjele kerül. A 142 többszöröző fokozat egyik bemenetére a 80.k fokozat I_k.j bemeneti jelét fogadó 140 léptetőregiszter kimeneti jele kerül, amely a ráadott I _k.j bemeneti jelet (k-1) bitnyivel jobbra tolja el. A 142 többszöröző fokozat másik bemenetére a ζι_ί bemeneti jel értéke függvényében 144 fokozat által létrehozott (2ζ_1£.₁) tag értéke kerül. A 130 és 132 összegző fokozatok kimenőjelei alkotják a 8O.k fokozat I_k és Q_k kimenőjeleit.

Jóllehet a 3. ábrán bemutatott kapcsolási elrendezés (M+l) különálló 80.0-80.M fokozatot tartalmaz, könnyen belátható, hogy a találmány szerinti áramkörben nem feltétlenül szükséges (M+l) fokozatot alkalmaznunk. Ehelyett csupán néhány fokozat kialakítása is elengedő, és az utolsó fokozat kimenőjeleit a hardver igények legkisebb szinten tartása érdekében egyszerűen visszavezetjük egy korábbi fokozathoz.

A 4. ábrán 62 jelminta nyomkövető fokozat egy lehetséges kialakításának tömbvázlatát tüntettük fel, amely az 58 digitális derotátor fokozat I és Q kimeneti jeleinek egyikét vagy mindkét jelét fogadja, és a 68 órajelgenerátorral is kapcsolatban álló 66 digitális fázistoló fokozat számára állít elő vezérlőjelet. A 66 digitális fázistoló fokozat határozza meg, hogy mikor kerülhetnek mintavételező impulzusok az 54 és 56 analóg digitális átalakítóhoz. A bemutatott előnyös kiviteli alaknál az 58 digitális derotátor I és Q kimeneti jelei 150 hiba/

-19mérték számítófokozatba kerülnek, amely alapvetően az 54 és az 56 analóg digitális átalakítók által az analóg I és Q alapsávú jelek szomszédos mintáinak amplitúdóját hasonlítja össze. A szomszédos mintavételezett értékekből meghatározza a szomszédos jelmintáknak a nulla keresztezési vonaltól való megközelítő eltérését. Ideális esetben az 54 és az 56 analóg digitális átalakítókhoz kerülő minden egyes mintavételező impulzus az 54 és az 56 analóg digit^is átalakítókhoz vezetett jelminták közepén jelentkezik. A jelminta időzítési hibát az alábbi összefüggés alapján számítjuk ki:

(sign I(k))I(k-1) + (-sign I(k-1 ))I(k) + (sign Q(k))Q(k-1) + (- sign Q(k-1 ))Q(k) (9) ahol:

\ »

I(k) I jel k jelmintára vonatkozó értéke,

I(k-1) I jelnek (k-1) jelmúltára vonatkozó értéke Q(k) Q jelnek k jelmintára vonatkozó értéke, és Q(k-1) Q jelnek (k-1) jelmintára vonatkozó értéke.

Két szomszédos jelmintára vonatkozó, a 150 hibamérték számítófokozat által meghatározott jelminta időzítési hibajelet 152 digitális hurokszűrőhöz vezetjük, amely általában olyan aluláteresztő szűrőként van megvalósítva, amelynek levágási frekvenciája a 68 órajel-generátor órajelfrekvenciájának százalékos töredéke. A 152 digitális hurokszűrő menete 154 integrátorfokozat bemenetére van csatlakoztatva, amely a szűrt jelminta időzítési hibajeleket összegyűjti és a 68 órajel-generátor órajelimpulzusain alapuló fázistolás aktuális értékét reprezentáló jelet állít elő úgy, hogy a mintavételező impulzusok jelmintánként egyszer megközelítőleg az egyes jelminták közepén jussanak az 54 és az 56 analóg digitális átalakítók vezérlőbemenetére. A 154 integrátor digitális kimeneti jele 156 digitális fázistoló fokozat bemenetére kerül, amely előnyösen olyan felépítésű fokozat, amelyet a korábban említett P9402432 számú szabadalmi bejelentés ismertet. A 68 órajelgenerátortól a 156 fázistolóhoz jutó impulzusok frekvenciája kismértékben meghaladja az 54 és az 56 analóg digitális átalakítókhoz vezetett jelminták frekvenciáját. Alapvetően a 156 fázistoló fokozat a 154 integrátor által hozzávezetett digitális vezérlőjel függvényében végzi a 68 órajel-generátor kiválasztott impulzusainak késleltetését, hogy ezzel az 54 és az 56 analóg digitális átalakítók számára a kívánt időzítéssel biztosítsa a mintavételező impulzusokat.

• ·

-20A jelminta időzítési hibát kiszámító 150 hibamérték kiszámító fokozat egy lehetséges megvalósítását tüntettük fel az 5. ábra kapcsolási vázlatán. A 150 hibamérték számítófokozat I és Q jelminta időzítési hibát kiszámító 160 és 162 csatornákat tartalmaz. A 160 és 162 csatornák által végzett jelminta időzítési hiba számítások eredményeit 164 összegzőfokozat összegzi, és ebből egy összetett, kompozit jelminta időzítési hiba kimeneti jelet hoz létre. Mivel az I és Q jeleket feldolgozó 160 és 162 csatornák egymással azonos felépítésűek, a következőkben csupán az I jelet kiszámító 160 csatorna felépítését mutatjuk be bővebben. A Q jelet feldolgozó 162 csatorna megfelelő elemeit ugyanolyan hivatkozási jelekkel említjük, mint a 160 csatorna egyes elemeit, azzal az eltéréssel, hogy egy pont egy toldattal látjuk el.

I jelet számító 160 csatorna az 54 analóg digitális átalakító által vett k mintára vonatkozó 58 digitális derotátor fokozat I kimeneti jelét fogadja, a 160 csatornának ezt a bemenetét I(k) hivatkozási jellel láttuk el. A 160 csatorna I(k) bemenetét az 54 analóg digitális átalakítóhoz a 166 késleltetési egység által eljuttatott alapsávú jel egymással szomszédos jelmintái közötti idővel késleltetjük. Ily módon a 166 késleltetési egység I(k-l) kimeneti jelet állít elő, amelynek értéke az 54 analóg digitális átalakító által a (k-1) jelmintából vett mintájának függvénye. A 166 késleltetési egység I(k-l) kimenete a 168 többszöröző fokozat egyik bemenetére van vezetve, amelynek második bemenetén I(k) jel van jelen, amely nem más, mint a 170 előjeldetektor által létrehozott I(k) jelnek a polaritást jelző legnagyobb helyiértékű bitjének értéke. A 168 többszöröző fokozat kimenete előjel (I(k)) I(k-l) kifejezéssel összefüggésben a 172 összegzőfokozat egyik bemenetére kerül.

A 172 összegzőfokozat másik bemenetén - előjel (I(k-l)) I(k) kifejezéssel azonos digitális jel van jelen. Ebben a helyzetben a 166 késleltetési egység I(k-l) kimeneti jelének legnagyobb helyiértékű bitjét a 174 - előjel fokozat bináris értékében invertálja, és ezt az invertált kimeneti jelet 176 többszöröző fokozat egyik bemenetére vezetjük. A 176 többszörözőfokozat második bemenetén I(k) jel van jelen. A 176 többszöröző kimenetén megjelenő szorzat a 172 összegzőfokozat második bemenetére van vezetve, amely ebből a jelből kimenőjelet állít elő az alábbi összefüggés alapján:

(sign I(k) I(k-1) + (- sign I(k-1 ))I(k) (10)

A Q jelet feldolgozó 162 csatorna Q(k) digitális jelet dolgozza fel, és hasonló kimeneti jelet hoz létre az alábbi összefüggésnek megfelelően:

-21 (sign Q(k) Q(k-1) + (- sign Q(k-l))Q(k) (11)

A 160 és 162 csatornák eredményül kapott I és Q kimeneti jeleit 164 összegző összegzi, és kimenetén a (9) összefüggés alapján kiszámított, két szomszédos jelmintára vonatkozó jelminta időzítési hibát reprezentáló jel jelenik meg.

Nincs szükség minden esetben arra, hogy az I és Q csatornákat felhasználjuk. Bizonyos helyzetekben csupán egyetlen csatorna is elengedő arra, hogy megfelelő, használható jelminta hiba korrekciós jelet állítsunk elő. Jóllehet előnyös az 58 digitális derotátor kimeneti jeleinek a 62 jelminta nyomkövető fokozat bemenetelre való kapcsolása, ugyanilyen eredményt érhetünk el, ha az 54 és az 56 analóg digitális átalakító kimeneteit közvetlenül csatlakoztatjuk a 62 jelminta nyomkövető fokozathoz, a 37 kimeneti jelfeldolgozó fokozat által előállított csökkentett felbontású jellel.

Áttérve a 6. ábrára, azon az 58 digitális derotátor fokozat I és Q kimeneti jeleit fogadó és feldolgozó 60 hordozó nyomkövető fokozat tömbvázlatát tüntettük fel, amelyet a 21 helyi oszcillátor valamint a 14 és 16 keverőkörhöz vezetett rádiófrekvenciás jel elnyomott vivője frekvenciái és fázisai közötti frekvencia és fázishibákat jelző jel létrehozására használunk. A 6. ábrán bemutatott áramkör 180 hibamérték számítófokozatot tartalmaz, amely alapvetően az 58 digitális derotátor fokozat I és Q kimeneti jeleinek amplitúdóit összehasonlítva az alábbi összefüggésnek megfelelő jelet hoz létre:

(-sign Q) (I) + (sign I) Q (12)

A 180 fázishibamérték számító fokozat 182 és 184 többszöröző fokozatokat tartalmaz, melyek első bemenetel az 58 digitális derotátor fokozat I és Q kimeneti jeleit fogadják. A 182 többszöröző fokozat második bemenete 186 előjel detektor által előállított - előjel Q jelet fogadja, míg a 184 többszöröző fokozat második bemenetére a 188 előjel detektor előjel I kimenőjele van rávezetve. A 182 és 184 többszöröző fokozatok kimeneteit 190 digitális összegzőfokozat összegzi és kimenetén a fenti (12) összefüggés szerinti kimeneti jelet állítja elő. A 190 digitális összegzőfokozat ily módon a 21 helyi oszcillátor és a 14 és 16 keverőkhöz továbbított vivőfrekvencia kimenetei közötti teljes fázishibát reprezentálja.

A 180 fázishibamérték számítófokozat kimenőjele 192 aluláteresztő hurokszűrőbe kerül, amelynek levágási frekvenciája a 68 órajel-generátor órajelfrekvenciája egy százalékának töredéke valamint néhány százaléka között van beállítva. A 192 digitális aluláteresztő hu-22rokszűrő kimenete 194 integrátor fokozatba van vezetve, amelynek kimeneti jele az 58 digitális derotátor fokozatba vezetett φ fáziskorrekciós jelet reprezentálja.

Áttérünk a rajz 7. ábrájának ismertetésére, amelyen a 23 és 25 változtatható erősítésű erősítőkhöz tartozó 64 automatikus erősítésszabályozó fokozat egy lehetséges felépítését mutatjuk be tömbvázlat szintjén. A 64 automatikus erősítésszabályozó fokozat gondoskodik az 54 és az 56 analóg digitális átalakítókhoz vezetett alapsávú AC jel amplitúdóinak szabályozásáról. Alapesetben a 7. ábrán bemutatott kapcsolási elrendezés határozza meg a legnagyobb értékű I vagy Q jel nagyságát, összehasonlítja egy referenciaértékkel, majd a simított eredő hibajelet egy egybites szigma-delta modulátorba vezeti. A szigma-delta modulátor a korábban említett Agrawal típusú egység lehet. A szigma-delta modulátor egy sor rögzített időtartamú, változtatható frekvenciájú impulzust állít elő, amelyeket egy aluláteresztő szűrő átlagol, és ezzel olyan analóg kimeneti jelet hoz létre, amelyet aztán erősítésvezérlő jelként a 23 és 25 változtatható erősítésű erősítőkhöz vezetünk. Az egybites szigma-delta modulátornak digitális analóg átalakító céljára való felhasználása igen előnyös, mivel annak viszonylagos alacsony költsége mellett hozzávetőlegesen ugyanazt a felbontást érhetjük el, mintha egy külön 8-10 bites 42 digitális analóg átalakítót alkalmaznánk az ismert műszaki szintből.

A bemutatott esetben az 58 digitális derotátor fokozat által létrehozott I és Q jeleket, vagy pedig az 54 és 56 analóg digitális átalakítók kimenetén megjelenő I_m és Q_m jeleket 196 és 198 abszolútérték fokozatokba vezetjük. A bemutatott kiviteli alaknál az 58 digitális derotátor fokozat kimenetei vannak a 196 és a 198 abszolútérték fokozatokra vezetve. Ezek a 196 és 198 abszolútérték fokozatok eltávolítják az I és Q jelekből a polaritást jelző legnagyobb helyiértékű biteket, majd az I és Q jeleket 200 komparátorba továbbítják. A 200 komparátor kiválasztja azt az I vagy Q jelet, amelynek a legnagyobb az értéke, és azt kivonja az 54 és az 56 analóg digitális átalakítók analóg bemenetelnek legnagyobb nagyságával (A) társított referenciaértékből. Az eredményül kapott digitális hibajelet olyan 202 aluláteresztő hurokszűrőbe továbbítjuk, amelynek levágási frekvenciája néhány százaléka a 68 órajel-generátor órafrekvenciájának. A 202 aluláteresztő hurokszűrő kimenetét egybites 204 szigma-delta modulátorhoz vezetjük, amely ugyanazon az integrált áramköri lapkán van kiképezve, mint az 58 digitális derotátor fokozat, a 60 vivő nyomkövető fokozat és 62 jelminta nyomkövető fokozat. A 204 szigma-delta modulátor egy sor változó frekvenciájú,

-23konstans amplitúdójú impulzust hoz létre, amelyeket 70 aluláteresztő szűrő átlagol, és kimenetén olyan változó amplitúdójú analóg jelet állít belőlük elő, amelyet erősítésvezérlő jelként a 23 és a 25 változtatható erősítésű erősítők vezérlőbemenetére adunk.

A 8. ábrán arra mutatunk egy további lehetőséget, hogyan tudjuk szabályozni az 54 és az 56 analóg digitális átalakítókhoz továbbított időzítő impulzusokat. A 8. ábra tömbvázlata hasonló a 4. ábra tömbvázlatához annyiban, hogy mindkettő jelminta 150 hibamérték számítófokozatot tartalmaz (5. ábra), amely a 152 hurokszűrőt hajtja meg. A 8. ábrán látható tömbvázlat azonban nem tartalmaz 68 órajelgenerátort és 66 digitális fázistoló fokozatot. Ehelyett a 152 hurokszűrő kimenete közvetlenül egy egybites 206 szigma-delta modulátorba van vezetve, amely itt is ugyanazon az integrált áramköri lapkán van kialakítva, mint az 58 digitális derotátor fokozat, a 60 vivő nyomkövető fokozat és a 62 jelminta nyomkövető fokozat. A 206 szigma-delta modulátor egy sor változó frekvenciájú, állandó amplitúdójú impulzust állít elő, amelyet a 208 aluláteresztő szűrőbe vezetünk. A 208 aluláteresztő szűrő kimenetén megjelenő analóg jelet feszültségvezérelt 210 oszcillátor frekvenciavezérlő bemenetére vezetjük. A feszültségvezérelt 210 oszcillátor olyan kimeneti jelet hoz létre, amelynek frekvenciája megközelítőleg az 54 és az 56 analóg digitális átalakítókba juttatott jelminták frekvenciájával azonos. A 210 oszcillátor kimeneti jele az 54 és az 56 analóg digitális átalakítók órajel bemenetére kerül, és biztosítja, hogy az 54 és az 56 analóg digitális átalakítók a hozzájuk vezetett alapsávú analóg jelek jelmintáit jelmintánként csupán egyszer, előnyösen minden egyes jelminta közepén mintavételezzék.

Ugyan idáig leírásunkban a találmány szerinti demodulátor több példakénti kiviteli alakját ismertettük, ezek mindegyike számos helyen módosítható illetve változtatható anélkül, hogy a következő szabadalmi igénypontokban megfogalmazott, igényelt oltalmi körünkön kívül esne.

Claims (47)

1. \ Szabadalmi igénypontok

   1. Demodulátor analóg alapsávú jelben lévő, jelminta ütemet tartalmazó jelminták feldolgozására, amely a jelet fogadó, jelmintánként csupán egyetlen egyszer mintavételező analóg digitális átalakító eszközöket valamint az analóg digitális eszközök digitális kimenetét fogadó digitális jelfeldolgozó fokozatot tartalmaz, azzal jellemezve, hogy az analóg digitális átalakító eszköz alkalmatlan a jelminta ütem legalább kétszeresét meghaladó ütemű jelminták mintavételezésére, továbbá az analóg digitális átalakító eszköz olyan, hogy a vele összehasonlítható analóg digitális átalakító eszközök ára, amelyek alkalmasak a jelnek a jelminta ütemének legalább kétszeres ütemével történő mintavételezésére, legalább megközelítőleg 30%-kal nagyobb, mint az alkalmazott analóg digitális átalakító eszköz ára.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti demodulátor azzal jellemezve, hogy analóg alapsávú jelek által modulált vivőhullámot feldolgozó vevőáramkörben van felépítve, amely a jel előállítására a vivőhullámot feldolgozó eszközt tartalmaz.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti demodulátor azzal jellemezve, hogy a jelminta és mintavételezés ütem hozzávetőlegesen másodpercenként 15-35 millió tartományba esik.
4. 4. Az 1. igénypont szerinti demodulátor azzal jellemezve, hogy a digitális jelfeldolgozó fokozat az analóg digitális átalakító eszköz digitális kimenetéhez csatlakozik a jelnek az analóg digitális átalakító eszközök általi mintavételezésének relatív időzítésére.
5. 5. Az J. igénypont szerinti demodulátor azzal jellemezve, hogy az analóg digitális átalakító eszköz legalább egy, egyetlen integrált áramköri lapkán kialakított analóg digitális átalakítót tartalmaz, ahol az átalakítót tartalmazó integrált áramköri lapka költsége nem haladja meg hozzávetőlegesen a 70%-át annak az analóg digitális integrált áramköri lapkának, amely az ezzel összehasonlítható analóg digitális átalakító eszközt hordozza.
6. 6. Az 1. igénypont szerinti demodulátor azzal jellemezve, hogy az alapsávú jel az alapsávú jelet moduláltan hordozó vivőfrekvenciás jel és egy helyi frekvenciaforrás közötti frekvencia és fázishibák következtében létrejövő maradékösszetevőket tartalmaz, és az analóg digitális átalakító eszközhöz kapcsolódó digitális jelfeldolgozó fokozat a frekvencia és fázishiba szempontjából javított további jelet állít elő, továbbá a digitális jelfeldolgozó fokozat olyan járulékos jel előállítására szolgáló további jelet feldolgozó visszacsatoló hurkot

   -25i tartalmaz, ahol a járulékos jelnek a frekvencia és a fázishiba által meghatározott értéke van és a járulékos jel az előbbi további jel értékét befolyásolja, továbbá a jelminták analóg digitális átalakító eszközzel való mintavételezési relatív időpontjának megváltoztatását jelző értékű digitális jeleket egymást követő jelmintákból létrehozó analóg digitális átalakítók által előállított digitális kimenőjel értékfüggvényeinek jelzését hasonlítja össze a digitális jelfeldolgozó fokozat, valamint olyan digitálisan vezérelt változtatható digitális fázistoló fokozata van, amely digitális változásjelző jel valamint az analóg digitális átalakító eszköz által a jelminták mintavételezését vezérlő ütemjel megközelítőleg egész számú többszörösével azonos frekvenciájú órajelimpulzus függvényében működik.
7. 7. A 6. igénypont szerinti demodulátor azzal jellemezve, hogy az analóg digitális átalakító eszköz a jelminták mintavételezésének relatív időpontját a további jel függvényében vezérli.
8. 8. A 6. igénypont szerinti demodulátor azzal jellemezve, hogy az analóg digitális átalakító eszköz a digitális kimenőjelet első I és Q csatorna digitális jelekként állítja elő, a digitális jelfeldolgozó fokozat a további jelet második I és Q csatorna digitális jeleként állítja elő, és a digitális jelfeldolgozó fokozat az első I és Q csatorna digitális jeleket és a járulékos jelet CORDIC függvény szerint második I és Q csatorna digitális jelek előállítására használja fel.
9. 9. A 8. igénypont szerinti demodulátor azzal jellemezve, hogy az analóg digitális átalakító eszköz által a jelminták mintavételezési relatív időpontjának vezérlése a további jel függvényében folyik.
10. 10. A 6. igénypont szerinti demodulátor azzal jellemezve, hogy a digitális jelfeldolgozó fokozat és a digitális fázistoló fokozat egyetlen integrált áramköri lapkán van kialakítva.
11. 11. A 10. igénypont szerinti demodulátor azzal jellemezve, hogy az analóg digitális átalakító eszközök által mintavételezett jel amplitúdóját vezérlő változtatható erősítésű erősítőeszközt tartalmaz, és az egyetlen integrált áramköri lapkán kiképzett digitális jelfeldolgozó fokozat a változtatható erősítésű erősítőeszköz vezérlőjelét létrehozó digitális kimenőjel függvényében működő egybites szigma-delta modulátort tartalmaz.
12. 12. Az 1. igénypont szerinti demodulátor azzal jellemezve, hogy a digitális jelfeldolgozó fokozat az analóg digitális átalakító eszköz által létrehozott digitális kimenőjel függvényének jelzései függvényében hozza létre azt a vezérlőjelet, amelynek értéke jelzi, mikor kell az analóg digitális átalakító eszköz által mintavételezendő alapsávú jel mintavételezésének relatív időpontját megváltoztatni, továbbá az alapsávú jel analóg digitális átalakító eszközhöz való mintavételezési impulzusainak továbbítására vonatkozó relatív időzítésben végrehajtandó változásokat jelző értékű vezérlőjel függvényében működő eszköze van.
13. 13. A 12. igénypont szerinti demodulátor azzal jellemezve, hogy a mintavételezési impulzusokat továbbító eszköz egybites szigma-delta modulátort, valamint a szigma-delta modulátor kimenője függvényében működő feszültségvezérelt oszcillátort tartalmaz.
14. 14. A 12. igénypont szerinti demodulátor azzal jellemezve, hogy a digitális jelfeldolgozó fokozat a jelminták analóg digitális átalakító eszközzel való mintavételezési relatív időpontjának megváltoztatását jelző értékű digitális jeleket egymást követő jelmintákból létrehozó analóg digitális átalakítók által előállított digitális kimenőjel értékfüggvényeinek jelzését hasonlítja össze, valamint olyan digitálisan vezérelt változtatható digitális fázistoló fokozata van, amely digitális változásjelző jel valamint az analóg digitális átalakító eszköz által a jelminták mintavételezését vezérlő ütemjel megközelítőleg egész számú többszörösével azonos frekvenciájú órajelimpulzus függvényében működik.
15. 15. A 12. igénypont szerinti demodulátor azzal jellemezve, hogy egy egyetlen jelmintára vonatkozó digitális változásjelző jelet az alábbi összefüggés alapján határozza meg:

    (sign P(k)) P(k-l) + (- sign P(k-l)) P(k), ahol

    P(k) az átalakító eszközök által a k jelmintára vett mintajelzésének értéke, és P(k-1) az átalakító eszközök által a (k-1) jelmintára vett mintajelzésének értéke.
16. 16. A 12. igénypont szerinti demodulátor azzal jellemezve, hogy az egyetlen jelmintára szefüggés alapján:

    (sign P(k)) P(k-1) + (- sign P(k-1)) P(k),

    -27ahol

    P(k) az átalakító eszközök által a k jelmintára vett mintajelzésének értéke, és P(k-1) az átalakító eszközök által a (k-1) jelmintára vett mintajelzésének értéke.
17. 17. A 12. igénypont szerinti demodulátor azzal jellemezve, hogy az alapsávú jel az alapsávú jelet hordozó vivőfrekvencia és egy helyi frekvenciaforrás közötti frekvencia és fázishibák következtében létrejövő maradékösszetevőt tartalmaz, az első és második integrált áramköri analóg digitális átalakítót tartalmazó átalakító eszköz l_ln és Q_in digitális jeleket állít elő, az I_in és Q_in jelek a frekvencia és fázishibák következtében forognak, és a digitális jelfeldolgozó fokozat az I_in és Q_in digitális jelek függvényében az l_m és Q_m jelek által vezérelt I és Q derotált digitális jeleket állítanak elő, valamint a frekvencia és fázishibákat jelző jelet állítanak elő, ahol egyetlen jelmintára (k) vonatkozó digitális változásjelző jelet az alábbi összefüggés alapján állít elő:

    (sign I(k))I(k-1) + (-sign I(k-l))I(k) + (sign Q(k))Q(k-1) + (- sign Q(k-l))Q(k) ahol:

    I(k) I jel k jelmintára vonatkozó értéke,

    I(k-l) I jelnek (k-1) jelmintára vonatkozó értéke Q(k) Q jelnek k jelmintára vonatkozó értéke, és Q(k-1) Q j einek (k-1) j elmintára vonatkozó értéke.
18. 18. A 12. igénypont szerinti demodulátor azzal jellemezve, hogy az alapsávú jel az alapsávú jelet hordozó vivőfrekvencia és egy helyi frekvenciaforrás közötti frekvencia és fázishibák következtében létrejövő maradékösszetevőt tartalmaz, az első és második integrált áramköri analóg digitális átalakítót tartalmazó átalakító eszköz I_in és Q_in digitális jeleket állít elő, az I_in és Q_in jelek a frekvencia és fázishibák következtében forognak, és a digitális jelfeldolgozó fokozat az I_in és Qjn digitális jelek függvényében az I_in és Q_in jelek által vezérelt I és Q derotált digitális jeleket állítanak elő, valamint a frekvencia és fázishibákat jelző jelet állítanak elő, ahol egyetlen jelmintára (k) vonatkozó digitális változásjelző jelet az alábbi összefüggés integrálásával állít elő:

    (sign I(k))I(k-1) + (-sign I(k-l))I(k) + (sign Q(k))Q(k-1) + (- sign Q(k-l))Q(k) ahol:

    -28I(k) I jel k jelmintára vonatkozó értéke,

    I(k-1) I jelnek (k-1) jelmintára vonatkozó értéke Q(k) Q jelnek k jelmintára vonatkozó értéke, és Q(k-1) Q jelnek (k-1) jelmintára vonatkozó értéke.
19. 19. Az 1. igénypont szerinti demodulátor azzal jellemezve, hogy az alapsávú jelet a jelmintákkal modulált hullámnak egy helyi frekvenciaforrás jelével való kombinálásával állítja elő, és a digitális jelfeldolgozó fokozat az analóg digitális átalakító eszköz függvényében működve a vivőfrekvencia és a helyi frekvenciaforrás frekvenciája és fázisa közötti eltérésekre vonatkozóan javított értékű további jelet állít elő.
20. 20. A 19. igénypont szerinti demodulátor azzal jellemezve, hogy a digitális jelfeldolgozó fokozat olyan járulékos jelet állít elő, amelynek értéke a vivőfrekvenciás jel és a helyi frekvenciaforrás frekvenciája és fázisa közötti eltérések korrekcióját jelzi, és a járulékos jel digitális jelfeldolgozó fokozatba van visszavezetve és egy további jel létrehozásához az analóg digitális átalakító eszköz digitális kimenőjelével van kombinálva.
21. 21. A 20. igénypont szerinti demodulátor azzal jellemezve, hogy az analóg digitális átalakító eszköz a digitális kimenőjelet mint első I és Q csatomajelet állítja elő, és a digitális jelfeldolgozó fokozat ezt a további jelet második I és Q csatorna jelként hozza létre, és a digitális jelfeldolgozó fokozat az első I és Q csatorna jeleket és a járulékos jelet egy CORDIC függvénynek megfelelően második I és Q csatorna jelek létrehozásához kombinálja.
22. 22. A 19. igénypont szerinti demodulátor azzal jellemezve, hogy az analóg digitális átalakító eszköz a digitális kimenőjelet mint első I és Q csatomajelet állítja elő, és a digitális jelfeldolgozó fokozat ezt a további jelet második I és Q csatorna jelként hozza létre, és a digitális jelfeldolgozó fokozat az első I és Q csatorna jeleket és a járulékos jelet egy CORDIC függvénynek megfelelően második I és Q csatorna jelek létrehozásához kombinálja.
23. 23. A 19. igénypont szerinti demodulátor azzal jellemezve, hogy az analóg digitális átalakító eszköz által végzett jelminta mintavételezés relatív időzítésének vezérlését a digitális kimenőjel függvényében végzi.
24. 24. A 23. igénypont szerinti demodulátor azzal jellemezve, hogy a digitális jelfeldolgozó fokozat a jelminták analóg digitális átalakító eszközzel való mintavételezési relatív idő• ♦

    -29pontjának megváltoztatását jelző értékű digitális jeleket egymást követő jelmintákból létrehozó analóg digitális átalakítók által előállított digitális kimenőjel értékfüggvényeinek jelzését hasonlítja össze, valamint olyan digitálisan vezérelt változtatható digitális fázistoló fokozata van, amely digitális változásjelző jel valamint az analóg digitális átalakító eszköz által a jelminták mintavételezését vezérlő ütemjel megközelítőleg egész számú többszörösével azonos frekvenciájú órajelimpulzus függvényében működik.
25. 25. A 24. igénypont szerinti demodulátor azzal jellemezve, hogy az analóg digitális átalakító eszköz által végzett jelminta mintavételezés relatív időzítésének vezérlését a további jel függvényében végzi.
26. 26. Vevőáramkör ω_; vivőfrekvenciás modulált bemeneti jel vételére, azzal jellemezve, hogy névlegesen ω_; vivő frekvenciával azonos ω₀ frekvenciájú helyi oszcillátort tartalmaz, továbbá a bemeneti jel és a helyi oszcillátor jele függvényében olyan I és Q csatorna alapsávú analóg jelek létrehozását végző eszköze van, mely I és Q csatorna alapsávú analóg jelek névlegesen egymástól 90°-kal térnek el fázisban, és a vivőfrekvenciás jel és a helyi oszcillátor frekvencia frekvencia és fázishibái következtében maradék összetevőket tartalmaz továbbá jelmintánként egyszer az I és Q csatorna alapsávú analóg jeleket mintavételező valamint a mintavételezett I és Q analóg jelek értékéivel meghatározott értékű első I és

    Q csatorna digitális jeleket létrehozó első és második analóg digitális átalakítókat tartalmaz, továbbá az első I és Q csatorna digitális jelek függvényében a frekvencia és fázishibák kijavítását biztosító értékű második I és Q csatorna digitális jeleket előállító derotációs eszközzel rendelkezik, továbbá legalább az I és Q csatorna digitális jelek egyikének függvényében az I és Q csatorna alapsávú jeleknek az analóg digitális átalakító eszközök általi mintavételezését vezérlő eszköze van, valamint a második I és Q csatorna digitális jelek függvényében működő kimeneti eszközzel rendelkezik.
27. 27. A 26. igénypont szerinti vevőáramkör azzal jellemezve, hogy a derotációs eszköz a második I és Q csatorna digitális adatok függvényében a frekvencia és fázishibákat jelző járulékos digitális jelet létrehozó visszacsatoló eszközt tartalmaz, továbbá a derotációs eszköz az első I és Q digitális jelek és a járulékos jel függvényében a második I és Q csatorna digitális jelek értékét vezérli, továbbá a járulékos digitális jelet közvetlenül a visszacsatoló eszköz hozza létre, és a második I és Q csatorna digitális jelektől való eltérést analóg jellé való átalakítás nélkül vezérli.
28. 28. A 26. igénypont szerinti vevőáramkör azzal jellemezve, hogy mindegyik analóg digitális átalakító eszköz integrált áramkörként van kiképezve, és mindegyik integrált áramkörként kialakított analóg digitális átalakító típusa és mintavételezési és jelminta üteme olyan, hogy a kétszeres ütemmel a jelmintákat mintavételezni képes, vele összehasonlítható analóg digitális átalakító integrált áramkör költsége legalább 30%-kal magasabb, mint az alkalmazott analóg digitális átalakító integrált áramkör költsége.
29. 29. A 28. igénypont szerinti vevőáramkör azzal jellemezve, hogy a jelminták üteme megközelítőleg 15-35 millió másodpercenként.
30. 30. Demodulátor a jelet hordozó vivőfrekvenciás jel és egy helyi frekvenciaforrás jele közötti frekvencia és fázishibák következtében létrejövő maradékösszetevőket tartalmazó analóg jel jelmintáihoz azzal jellemezve, hogy az analóg jelből a mintavételezett amplitúdók által meghatározott értékű első I és Q csatorna digitális jeleket létrehozó eszközt tartalmaz, - beleértve az analóg jel maradék összetevőit -, továbbá az első I és Q csatorna digitális jelekből a frekvencia és fázishibák tekintetében kijavított második I és Q csatorna digitális jeleket valamint a frekvencia és fázishibákat reprezentáló értékű harmadik digitális jelet létrehozó eszközt tartalmaz, ahol a második I és Q csatorna digitális adatokat az első I és Q csatorna digitális adatok valamint a harmadik digitális jel CORDIC függvény szerinti kombinációja révén állítja elő.
31. 31. A 30. igénypont szerinti demodulátor azzal jellemezve, hogy a jelmintáknak üteme van, és az első digitális jeleket létrehozó eszköz az analóg jel amplitúdót megközelítőleg a jelminta ütemmel mintavételezi, továbbá az analóg jel mintavételezésének vezérlésére legalább az egyik digitális jelet feldolgozó eszközt tartalmaz.
32. 32. A 30. igénypont szerinti demodulátor azzal jellemezve, hogy a jelmintáknak üteme van, és az első digitális jeleket létrehozó eszköz az analóg jel amplitúdót megközelítőleg a jelminta ütemmel mintavételezi, továbbá az analóg jel jelmintánként csupán egyszeri mintavételezésének vezérlésére a második digitális jelek legalább egyikét feldolgozó eszközt tartalmaz.
33. 33. A 30. igénypont szerinti demcflulátor azzal jellemezve, hogy a jelmintáknak üteme van, továbbá az első I és Q csatorna digitális jeleket létrehozó eszköz analóg digitális átalakító eszközt tartalmaz az I és Q csatorna analóg alapsávú jelek megközelítőleg olyan üte- ·· · ·

    -31 mű mintavételezésére, hogy az analóg digitális átalakító eszköz minden egyes jelmintát csupán egyszer mintavételez, és az I és Q csatorna analóg alapsávú jelek mintavételezési időpontjait az ütem során az I és Q csatorna digitális jelek legalább egyikének függvényében végzi.
34. 34. A 33. igénypont szerinti demodulátor azzal jellemezve, hogy az analóg digitális átalakító eszköz integrált áramkörként kialakított analóg digitális átalakítót tartalmaz, és az integrált áramkörként kialakított analóg digitális átalakító képtelen a jelminták mintavételezésére a jelminták üteménél lényegesen magasabb ütemmel, és a jelminta ütem és az integrált áramkörként kialakított analóg digitális átalakító úgy van megállapítva, hogy egy vele öszszehasonlítható analóg digitális átalakító integrált áramkör, amely az ütem kétszeresével képes a jelminták mintavételezésére, legkevesebb hozzávetőlegesen 30%-kal nagyobb árú, mint az itt alkalmazott integrált áramkörként kialakított analóg digitális átalakító ára.
35. 35. A 30. igénypont szerinti demodulátor azzal jellemezve, hogy a jelmintáknak ütemük van, továbbá az első I és Q csatorna digitális jel előállítására szolgáló eszköz, amely az I és Q csatorna analóg alapsávú jeleket hozzávetőlegesen olyan ütemmel mintavételező analóg digitális átalakító eszközt tartalmaz, hogy minden egyes jelmintát csupán egyszer mintavételez, továbbá az I és Q csatorna analóg alapsávú jelek mintavételezési időpontjai az ütem során a második I és Q csatorna digitális adatok függvényében kerülnek vezérlésre.
36. 36. Vevőáramkör, hordozó vivőfrekvencián modulált jelmintákat tartalmazó bemenőjel vételére, azzal jellemezve, hogy helyi frekvenciaforrást tartalmaz, amelynek kimenőjele < értékkészletből választhatóan változtatható névleges frekvenciájú, továbbá a bemenőjel és a helyi frekvenciaforrás kimenőjele kombinálására valamint első I és Q csatorna digitális adatok előállítására alkalmas eszközt tartalmaz, mely I és Q csatorna digitális adatok értékét a moduláció valamint a vivőfrekvencia és a helyi frekvenciaforrás jele frekvenciája és fázisa határozza meg, továbbá az első I és Q csatorna digitális adatok függvényében második I és Q csatorna digitális adatokat valamint a vivőfrekvencia és a helyi frekvenciaforrás jele relatív frekvenciája és fázisa által meghatározott értékű harmadik digitális jelet előállító eszközt tartalmaz, ahol a második I és Q csatorna digitális jelek értékei a helyi frekvenciaforrás névleges frekvenciájának a hozzárendelt beállított értéktől való eltérése tekintetében kompenzáltak, továbbá a második I és Q csatorna digitális jelek az első I és Q csatorna

    -32digitális jelek valamint a harmadik digitális jel CORDIC függvény szerinti kombinációja révén jönnek létre.
37. 37. Demodulátor analóg jel ütemezett jelmintáihoz azzal jellemezve, hogy az analóg jelet megközelítőleg a jelminták ütemével mintavételező analóg digitális átalakító eszközt tar- talmaz, amely a jelet jelmintánként csupán egyetlen egyszer mintavételezi, és ebből az analóg jel mintavételezett amplitúdói által meghatározott értékű első I és Q csatorna digitális jelet hoz létre, továbbá az első I és Q csatorna digitális jelek függvényében második I és Q csatorna digitális jeleket valamint az első I és Q csatorna digitális jeleknél végrehajtandó frekvencia és fáziskorrekciókat reprezentáló értékű harmadik digitális jelet létrehozó eszköze van, ahol a második I és Q csatorna digitális jelek értékét a harmadik digitális jel értéke kompenzálja, továbbá változtatható digitális fázistoló eszközt tartalmaz, amelynek első bemenete a digitális jelek legalább egyikével áll kapcsolatban és második bemenete olyan órajelimpulzusokkal áll kapcsolatban, amelyek az analóg jeleknek az analóg digitális átalakító eszköz által végzett mintavételezési időpontjának vezérlésére hozzávetőlegesen a jelminta ütemének egész számú többszöröse úgy, hogy a mintavételezési időpont a digitális fázistoló áramkör első bemenetén lévő értékkel együtt változik.
38. 38. A 37. igénypont szerinti demodulátor azzal jellemezve, hogy a második I és Q csatorna digitális jeleket az első I és Q csatorna digitális jelek és a harmadik digitális jel CORDIC függvény szerinti kombinálásával állítja elő.
39. 39. A 37. igénypont szerinti demodulátor azzal jellemezve, hogy az analóg digitális átalakító eszköz az I és Q csatorna analóg jeleket megközelítőleg olyan ütemben mintavételezi, hogy minden egyes jelmintát megközelítőleg a jelminta üteme szerint csupán egyetlen egyszer mintavételez, és az I és Q csatorna analóg jelek mintavételezési időpontjait a második I és Q csatorna digitális adatok legalább egyikének függvényében vezérli.
40. 40. A 39. igénypont szerinti demodulátor azzal jellemezve, hogy az analóg digitális átalakító eszköz integrált áramkörként van kialakítva, és képtelen a jelmintáknak a jelminta ütem legalább kétszeresét meghaladó ütemű mintavételezésére, és a jelminta ütem és az analóg digitális átalakító eszköz úgy van megállapítva, hogy egy vele összehasonlítható olyan analóg digitális átalakító integrált áramkör, amely jelmintákat a jelminta ütem legalább ♦ · ♦

    -33kétszeresével képes mintavételezni, legalább megközelítőleg 30%-kal nagyobb árú, mint az alkalmazott integrált áramkörként kiképzett analóg digitális átalakító eszköz.
41. 41. A 37. igénypont szerinti demodulátor azzal jellemezve, hogy a digitális fázistoló áram- egyetlen integrált áramköri lapkán van kiképezve.
42. 42. A 41. igénypont szerinti demodulátor azzal jellemezve, hogy az analóg digitális átalakí tó eszköz által mintavételezett analóg jel amplitúdóját vezérlő változtatható erősítésű esz közt tartalmaz, és az integrált áramköri lap olyan digitális jelfeldolgozó fokozatot tartalmaz, amely a változtatható erősítésű eszköz erősítésének vezérlését végző vezérlőjel előállítására az I és Q csatorna digitális jelek legalább egyike függvényében működik.
43. 43. A 42. igénypont szerinti demodulátor azzal jellemezve, hogy az erősítésvezérlő jelet létrehozó digitális jelfeldolgozó fokozat egybites szigma-delta modulátort tartalmaz.
44. 44. A 37. igénypont szerinti demodulátor azzal jellemezve, hogy a digitális fázistoló első bemenete az átalakító eszközök által fogadott különböző (k) és (k-1) minták megkülönböztetésére legalább egy. digitális jel értékeinek függvényeit hasonlítja össze az alábbi összefüggés alapján:

    (sign P(k)) P(k-l) + (- sign P(k-1)) P(k), ahol P(k) az átalakító eszközök által a k jelmintára vett mintajelzésének értéke, és P(k-l) az átalakító eszközök által a (k-1) jelmintára vett mintajelzésének értéke.
45. 45. A 37. igénypont szerinti demodulátor azzal jellemezve, hogy első bemenete az analóg nek jelzéseit hasonlítja össze az alábbi összefüggés szerint:

    (sign I(k))I(k-l) + (-sign I(k- l))I(k) + (sign Q(k))Q(k-1) + (- sign Q(k-l))Q(k) ahol:

    I(k) I jel k jelmintára vonatkozó értéke,

    I(k-l) Tjeinek (k-1) jelmintára vonatkozó értéke

    -34Q(k) Q jelnek k jelmintára vonatkozó értéke, és

    Q(k-l) Q jelnek (k-1) jelmintára vonatkozó értéke.
46. 46. A 37. igénypont szerinti demodulátor azzal jellemezve, hogy az analóg jelet az analóg jelet moduláltan hordozó vivőfrekvenciának és egy névleges értéktől tűrésen belül eltérő névleges frekvenciájú helyi forrás jelének kombinálásával állítja elő, ahol az első I és Q csatorna digitális adatok értékeit a vivőfrekvenciás jel és a helyi forrás jelének relatív frekvenciája és fázisa és a moduláció határozza meg, a harmadik digitális jel értéke a vivőfrekvenciásjel és a helyi forrás jelének relatív frekvenciáját és fázisát reprezentálja, a második I és Q csatorna digitális adatok értékei pedig a helyi forrás névleges frekvenciájának a beállított értéktől való eltérésére kompenzáltak.
47. 47. A 37. igénypont szerinti demodulátor azzal jellemezve, hogy az első bemenet mindkét második digitális jellel kapcsolatban áll.