NL8000459A - Direkt mengend ontvangstelsel. - Google Patents

Description

E.O. 28.494 -1- ' ί

Direkt mengend ontvangstelsel.

De uitvinding heeft betrekking op een direkt mengend ontvang-stelsel, waarbij het hoogfrequente (HF)-ontvangsignaal door vermenigvuldiging met een gesynchroniseerd lokaal oscillatorsignaal direkt in de basisband wordt omgezet en waarbij een faseregelkring (PLl) 5 met een mengschakeling wordt toegepast, welke mengschakeling voor het onderdrukken van de mengprodukten met de somfrequentie wordt gevolgd door een laagdoorlaatfilter, terwijl verder een spanningge-stuurde oscillator (TCO) wordt toegepast, waarvan de signaalfrequen-tie respektievelijk de signaalfase in de direkte nabijheid of op de 10 frequentie respektievelijk op een vast verschil ten opzichte van de fase van het hoogfrequente ontvangsignaal of zijn aanwezige of gedachte draaggolf kan worden afgestemd respektievelijk worden ingevangen of vergrendeld.

Ben dergelijk ontvangstelsel is bekend uit het artikel 15 ’’Phase-locked AM radio receiver” van L.P. Chu in IEEE Transactions on broadcast and TT receiver, vol. 15» 19^9» blz. 500-308. Deze ontvanger maakt gebruik van een gekompliceerde Costas-faseregellus met een eerste mengtrap, waarin het ontvang-signaal wordt gemengd met een in fase ten opzichte van zijn drager staand signaal van een lokale 20 oscillator, een eerste laagdoorlaatfilter met daaropvolgende laag-frequente versterker, een tweede mengtrap, waarin het ontvangsignaal wordt gemengd met het over 90° vertraagde signaal van de lokale oscillator, welke schakeling wordt gevolgd door een tweede laagdoorlaatfilter en een tweede laagfrequente versterker, terwijl een fase-25 detektor aanwezig is, die de uitgangssignalen van de beide laagfre-quentversterkers met elkaar vergelijkt en het resultaat toevoert aan een regelfilter met daaropvolgende varaktor, die de lokale oscillator stuurt. Deze costas-regellus bestaat dus uit twee regel-lussen, namelijk een ”in-fase-kanaal” en een ’’kwadratuurkanaal’’. De 30 costaslus is met de juiste fase ingevangen, als in het kwadratuurkanaal een nulsignaal ontstaat. Tan de uitgang van het in-fase-kanaal kan het gedemoduleerde laagfrequente signaal worden afgenomen. De schakeling is ontworpen voor de ontvangst van amplitudegemoduleerde hoogfrequente dubbelzijbandontvangsignalen, wat ook blijkt uit de 35 rekenkundige afleiding van de funktionering van deze synchrone demodulator op blz. 301, rechter kolom. Het artikel geeft geen aanwijzingen voor de toepasbaarheid van een synchrone demodulator in het ontvangstelsel voor anders gemoduleerde ontvangsignalen, 8000459 -2-

De onderhavige uitvinding beoogt thans de zeer goede ruiseigenschappen van een direkt mengend synchroon ontvangstelsel ook te benutten voor andere modulatiesoorten en hiervoor respektieveli jk voor willekeurige modulatiesoorten ongekompliceerde en opti-5 male schakelingen met overeenkomstige voorschriften te verschaffen.

Het ontvangstelsel volgens de uitvinding heeft derhalve het kenmerk, dat het faseverschil tussen het aan tenminste één mengtrap toegevoerde oscillatorsignaal en het hoogfrequente ontvangsignaal respektievelijk zijn draaggolf bij benadering TC/2 respektievelijk 10 juist /2 bedraagt voor breedband-PLI respektievelijk smalband-PLL.

Door het direkt mengende ontvangstelsel volgens de uitvinding wordt de mogelijkheid geschapen om de veelvuldige voordelen van een direkt mengend synchronisatie-ontvangstelsel op eenvoudige 15 wijze ook te benutten voor frequentiemodulatie, fasemodulatie, fasesprongmodulatie en enkelzijband-amplitudemodulatie. Door het wegvallen van het middenfrequente bandfilter kunnen bijvoorbeeld omroep- en televisie-ontvangers veel meer dan tot nu toe mogelijk worden vervaardigd volgens de techniek van de mikro-elektronische 20 geïntegreerde schakelingen.

De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van de tekeningen, waarop enkele uitvoeringsvoorbeelden zijn weergegeven.

Pig. 1 toont een eenvoudige heterodyne ontvanger met voor-25 versterker, mengtrap, lokale oscillator, middenfrequentversterker en konventionele demodulator.

Pig. 2 toont ter vergelijking hiermee het blokschema van een direkt mengende ontvanger volgens de onderhavige uitvinding, voorzien van voorversterker, faseregellus (mengtrap, gelijkstroom en 50 laagfrequentversterker, regelfilter en spanninggestuurde oscillator YCO) en laagfrequentversterker.

Pig. 3 toont een ontvanger volgens de onderhavige uitvinding voor enkelzijband-amplitudemodulatiesignalen met restdraaggolf. Yan het in een voorversterker YY versterkte hoogfrequente ontvangsignaal 35 tig wordt, voorzover noodzakelijk, in een bandfilter BP de ongewenste zijband onderdrukt. De mengtrap M1, het laagdoorlaatfilter TP1, het regelfilter EP en de spanninggestuurde oscillator YCO vormen een faseregelkring PLL, die op de restdraaggolf van het enkelzijband-signaal wordt ingevangen. In het hiernavolgende zal de werking van 40 de ontvanger volgens de uitvinding aan de hand van een mathematische 8000459

* A

-3- afleiding nader worden toegelicht.

Het ontvangsignaal kan als volgt worden uitgedrukt:

Tig(t) = sinfluyt + ST) + Ü.J sin((toT +^IÖI)t + ïg + Sjjj,) (l) waarbij = de restamplitude van de draaggolf 5 iO^p = de frequentie van de draaggolf, = de amplitude van de zijband, ujjjj, = de laagfrequente cirkelfrequentie,

Iq, respektievelijk 2».^ = de fasehoek op het tijdstip t = 0.

10 Achter het bandfilter ontstaat dan: = k u^t) (2)

Het oscillatorsignaal u (t) staat in het ingevangen geval O s in kwadratuur ten opzichte van de restdraaggolf: u0B(t) = fios cos(«Tt + 5T) (5) 15 De mengtrap M1 vormt het produkt *Μ1^ m *Η1 ^BF^ Uos(t) = i \3 [(^sin(2uTt+2iT) + ^sin^upt+ijgp) + ύ1 sin((2ioT+Oira))t+2ST+S]0,))^ (4)

Door het laagdoorlaatfilter TP1 wordt het deel van het produkt met 20 de dubbele draaggolffrequentie onderdrukt en treedt in de uitgang van het laagdoorlaatfilter de gewenste informatie op: %s u1 sin (o^t + Sm) (5)

In fig. 4 is het blokschema weergegeven van een direkt mengende FM-ontvanger. De schakeling bestaat uit een voorversterker YY en 25 een breedband-PLL, gevormd uit de blokken mengtrap M1, laagdoorlaatfilter TP1 en spanninggestuurde oscillator YCO. De ontvanger vereist dus geen begrenzerversterker en daarmee valt ook de dure voor- en naselektie weg. Een verder laagdoorlaatfilter TP3 aan de laagfre-quentzijde dient voor het verhogen van de selektiviteit. In het 50 hiernavolgende wordt ook deze FM-ontvanger wat betreft zijn werking aan de hand van een mathematische afleiding nader toegelicht. In de uitgang van de voorversterker YY treedt het volgende signaal op: t

Uyy(t) = üy sin^t +A&É s(r)dMT) (6)

Het oscillatorsignaal kan als volgt zijn samengesteld: t 35 »os (t) = aos coS(«oat+kos Jv,(f)a +ïoa) (7) 8000459 -4-

In de uitgang van de mengtrap treedt dan het volgende signaal op: 1^1 (t) = UyyCt) Uog(^) - 2*KlVo. Βΐη{£(Δ0.3(ΐ)-^Λρ1(ΐ))ίΤ +iT~SoeJ + S ^M1^YUos 2inj^ƒ (ΔδίΜ 5 +kos>p4tr))aw$T+ios+2“Tt) (8)

Door het laagdoorlaatfilter wordt het deel van de spanning met de somfrequentie onderdrukt: UTP1 = 2 *1)11 Vos Sin[/(Afl*^~k0s^TPI )dr +5r-S0sJj (9)

In ingevangen toestand wordt het argument van de hoekfunktie 10 zeer klein. Dan geldt hij goede benadering: 1 "b UTP1^ = 2kM1ÜTÖos^/^S^(ï')-kos^rI,p1(ï')di'+2r[?-SogJ (10)

Met de afkorting “p-IVoM. <11) wordt door differentiatie uit vergelijking (10) verkregen: 15 ^(iO/op + «ujp^t) = ACte(-t)/kog (11)

Dit is echter de differentiaalvergelijking van een laagdoorlaatfilter van de eerste orde met de grensfrequentie (0^/2 <S, dat door het signaal Aft.s(t)/k wordt gestuurd. Bij voldoende hoge O s grensfrequentie is dus u^p^t) de ge demo dul eer de laagfrequente 20 informatie. Door het laagdoorlaatfilter TP3 wordt een verhoogde scheidingsscherpte bereikt.

Een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding toont de ont-vangschakeling volgens fig. 5> die kan worden toegepast voor het demoduleren van fasegemoduleerde signalen met geringe zwaai. Deze 25 schakeling bestaat uit een voorversterker TV en een smalbandige PLL met mengtrap M1, laagdoorlaatfilter TP1, regelfilter RE en spanninggestuurde oscillator YCO. Het laagdoorlaatfilter TP3 vervult dezelfde funktie als in de schakeling volgens fig. 4·

In het hiernavolgende wordt de werking weer mathematisch 30 nader toegelicht. Het hoogfrequente ontvangsignaal is:

Uyyit) = fly Sin (»Tt + ST + s(t)) (12)

Als de YCO van de smalbandige PLL wordt ingevangen door de spektraallijn van het fasegemoduleerde signaal geldt: u (t) = ü cos ("mt + im) (15) osv ' os v T T' 8000459 -5- r 4

Dientengevolge ontstaat in de uitgang van de mengtrap M1 de spanning "M1(t) - **1 "W(t) Uos(t) - 2 ^iV^a sinï(t) + sinia^t + 2ST + I)t)) (14) 5 In het laagdoorlaatfilter TP1 wordt het spanningsdeel met de somfrequentie onderdrukt en volgt voor de uitgangsspanning van het laagdoorlaatfilter ^Ρ1(·0 = 2¾^ *os Biai(t) 05)

Voor fasezwaaien i(t) die klein zijn ten opzichte van 1 geldt 10 met goede benadering: ^TPlO) = 2 k M1 \ ^os δΟ) 00 dat wil zeggen de gedemoduleerde laagfrequente informatie.

Fig. 12 toont een schakeling met costaslus, waarmee fasegemo-duleerde signalen met kleine zwaai met of zonder draaggolfspektraal-15 lijn in het ingangsspektrum kunnen worden gedemoduleerd. De schakeling is ook bijzonder geschikt voor de demodulatie van n-voudige PSK-signalen.

Een verder uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding toont de schakeling volgens fig. 6, die bijzonder geschikt is voor de ont-20 vangst van fasegemoduleerde signalen met grote fasezwaai. De schakeling bestaat uit een voorversterker W en een gewijzigde smalbandige PLL, waarbij als mengsignaal het oscillatorsignaal dient, dat gemoduleerd is met de lage frequentie in een in de faseregellus opgenomen fasemodulator, waarbij het gedemoduleerde NF-signaal kan worden af-25 genomen uit een op het laagdoorlaatfilter TP1 volgend integreer-orgaan I. In het hiernavolgende wordt de funktionering met behulp van een mathematische afleiding nader toegelicht. Het voorversterkte fasegemoduleerde signaal is: u^t) = Hy sin(c*Tt + i(t) + ST) 07) 50 Het door de spanninggestuurde oscillator VCO opgewekte sig naal is: u (t) = ti cos(tO_t + k J u^-Ce) d'i’ + i ) (18) os' os ' T 03 J TüPv ' os' ' ' o waarbij u^ de uitgangsspanning van het regelfilter EP een langzaam variërende grootheid is. Het oscillatorsignaal wordt in de fasemodu-35 lator PM gemoduleerd met de uitgangsspanning u^(t) van de integrator 8000459 -6- t "η^Ι = Si -003^ + k„s / "u + ®oa + kpV6)) (19) 0

In de uitgang van de mengschakeling M1 ontstaat de spanning: (t) = y uPM(t) yt) t

= 2 hw^BupY (sin (i(t)+sT_k0S $ UjypCrJac-a -kpUi(t)J

t° 5 + sin^2ioTt + S(t) + iT+kQS \ uEF(f)df+Sog+kpu;[(t)|) (20)

Door het laagdoorlaatfilter TP1 wordt het spanningdeel met de somfrequentie onderdrukt en ontstaat: V>1(t) = 2 SSV i“{i<t)+»T-koe ƒ V (21)

Bij het invangen van de regellus wordt het argument van de sinus-10 funktie in de vergelijking (21) zeer klein gehouden ten opzichte van 1 (sin^"*^), terwijl bovendien op grond van de kwadratuureis t kos./'-Vr)ar+io.“*ilT (22) o dat wil zeggen naar S^, streeft.

Daarmee geldt 15 uTP1(lO = 2¾ ÜPM % (δ ^ ” kP (23)

De spanning up ontstaat door integratie uit de spanning u^,p.j s

Urppi (t) = yt)/^ (24)

Met de afkorting WPP = 2 kP ^1 kI UPM (2 20 wordt dan door differentiatie uit vergelijking (23) verkregen: ÏLI(t)/“pp + = 2 (t)/kp) (26) wat overeenkomt met een differentiaalvergelijking van een laagdoorlaatfilter met de grensfrequentie <^pp/2Si en het ingangssignaal S(t)/kp. Bij voldoende hoge grensfrequentie is echter up(t) het 25 gedemoduleerde signaal. Voorzover de fasemodulator PM een hoge lineariteit bezit en in de uitgang weinig hogere harmonische optreden, is deze demodulatieschakeling bijzonder vervormingsvrij en ruisarm.

Met een verder uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding volgens JO fig. 7 kan amplitudemodulatie volgens het dubbelzijbandstelsel worden verwerkt. De schakeling omvat een smalbandige faseregellus, waarbij het oscillatorsignaal in kwadratuur ten opzichte van de 8000459 i 4 -7- draaggolf staat en bovendien een tweede mengtrap, waaraan het door een fase-verschuiver ΡΞ1 over 9°° vertraagde oscillatorsignaal, dus draaggolfconfas en het hoogfrequente ontvangsignaal wordt toegevoerd en waarbij van het daarop aangesloten laagdoorlaatfilter TP2 het ge-5 demoduleerde laagfrequente signaal kan worden afgenomen. In het hiernavolgende zal de werking door een rekenkundige afleiding nader worden toegelicht. Het in een voorversterker 77 versterkte ontvangsignaal is:

Uyyfa) = \ (1 + *00) Sin^t + ST) (27) 10 Uit het in kwadratuur ten opzichte van de drager staande oscillatorsignaal uos(t) = -aos cos(QTt + ST) (28) ontstaat in de uitgang van de faseverschuiver het signaal uQ(t) = üQa sin(wTt + iT) (29) 15 In de mengtrap M2 wordt dit signaal vermenigvuldigd met het signaal Uyy, waarbij ontstaat: = 2 kM2 S' %a 0+111^)) ^1-cos(2oi]it+2SrIi)][ (30)

Door het laagdoorlaatfilter IP2 wordt het deel van het meng-20 produkt met de somfrequentie onderdrukt en verkrijgt men: ^,2^) = 2½¾ ^os + (31)

Het wisselspanningdeel van dit signaal vormt de gewenste ge-demoduleerde informatie.

Een schakeling die zowel dubbelzijbandamplitudemodulatie als-25 ook enkelzijbandamplitudemodulatie kan demoduleren is weergegeven in fig. 8. Het ingangssignaal ïïp wordt in een voorversterker 77 versterkt. In het daaropvolgende afstembare bandfilter BE worden signalen met ongewenste frequentie onderdrukt, bijvoorbeeld de ongewenste zijband. Het bandfilteruitgangssignaal u^p wordt toegevoerd 50 aan een costaslus, die bestaat uit de mengtrappen M1, M2 en M3, de laagdoorlaatfilters TP1 en TP2, het regelfilter RE, de spanningge-stuurde oscillator 7C0 en een 90Ο-£3·3εηνβΓ3θ1ηαϊνβΓ ΡΞ1. In het geval van een dubbelzijband-amplitudegemoduleerd signaal of bij een enkel-zijband-amplitudegemoduleerd signaal, waarbij op de frequentie van 35 d.e onderdrukte zijband (spiegel) achter het laagdoorlaatfilter BE een mogelijk storend signaal voldoende sterk wordt onderdrukt, kan aan het laagdoorlaatfilter TP2 he.t ge demoduleerde signaal worden fi η η n a r o -8- afgenomen. In geval van een amplitudegemoduleerd enkelzijbandsignaal waarbij ter plaatse van de spiegelfrequentie achter het bandfilter Bi1 nog storende signalen optreden, moet een compensatie voor de storende signalen plaatsvinden. Het signaal in de uitgang van het 5 bandfilter is als volgt samengesteld:

UjyW - + + ïj+ijj + - Jrt) (32)

Yoor de ingevangen costaslus geldt: *os(t) = %s sin(oTt + ïT) (33) 10 uQ(t) = dQg cos(coTt + ST) (34)

Met de mengversterking k^ respektievelijk k^ worden dan in de uitgangen van de mengtrappen de volgende signalen verkregen: "mW - »oa(t) (55) ~ uq(0 ^M2 ¢5^) 15 Bij gelijke versterking van de mengtrappen, dat wil zeggen kj£i = kM2 en bij het onderdrukken van mengproduktdelen met de som-frequenties door de laagdoorlaatfilters TP1 respektievelijk TP2 treden in de uitgangen van de laagdoorlaatfilters de volgende spanningen op: 20 = -1¾ aos a2 + \ ^ flo3 a3 sin(»Btt+iet) (37) uIP2(2) ‘ + 2 *»1 Ü03 \ °°s(“lF +V + 2 *»1 4os % + 2 *711 uos

In de uitgangen van de beide laagdoorlaatfilters ontstaan hiermee zowel de bovenzijband alsook de benedenzijband Een 25 van de beide zijbanden, bijvoorbeeld de benedenzi jband «-> kan op grond van de vaste fasebetrekking tussen de spanningen u^^ en u^p2 door kompensatie worden onderdrukt. Be kompensatie geschiedt in het kompensatieblok bijvoorbeeld aldus, dat de signalen u^ en u^p2 onderling over meerdere 90° ten opzichte van elkaar worden verscho-30 ven. Boor optelling of aftrekking van deze signalen wordt het ongewenste zijbandsignaal gekompenseerd. Beze kompensatie is in fig. 9 weergegeven. Be kompensatiemethode heeft echter het nadeel, dat het totale laagfrequente spektrum over een brede band in fase moet worden verschoven. In fig. 10 is daarentegen een kompensatieblok K weerge-35 geven, waarin dit nadeel wordt vermeden en waarbij met een vaste fre- 8000459 * i -9- quentiefaseverschuiver wordt gewerkt. De schakeling, op de heide ingangen waarvan de laagdoorlaatuitgangen zijn aangesloten, wekt met de mengtrappen M4 en M5 de lokale oscillator LO en de 90°-faseverschuiver ΡΞ2, evenals de laagdoorlaatfilters TP4 en TP5 een 5 zijhandsignalen op met onderling starre fase en onderdrukte boven-zijband. Daartoe moeten de laagdoorlaatfilters een hoge selektivi-teit bezitten. Bij voorkeur wordt daarom de cirkelfrequentie 42 van de lokale oscillator LO slechts weinig hoger gekozen dan de maximum lage-frequentie. Met het lokale oscillatorsignaal 10 = ^10 S03^ +^1 (59) en het daartoe in kwadratuur staande signaal in de uitgang van de faseverschuiver ΡΞ2 t) = Ujo sin(öLt +{) (40) worden in de uitgangen van de laagdoorlaatfilters TP4 respektieve-15 lijk G3P5 de volgende spanningen verkregen ^p^) = Α[ύ2 Sin sin( (41) ^jrp5(t) = Δ{ΰ2 s±n(^~^)t+ï_5H3?)+fi3 sin(^-^st)t+i-Sst) + 2tL1 sin@Lt+ï)} (42)

Door som- of verschilvorming van deze signalen in een blok SD 20 wordt de ongewenste zijband gekompenseerd. Bij somvorming geldt

UgD^) = 2 1 ύ2 sin((a-^)t+S"SNi>) + 2 A ύι sin(£Lt+5) (45) wat een enkelzijbandsignaal zonder storend signaal op de plaats van de spiegelfrequentie voorstelt. De demodulatie hiervan geschiedt nu in een schakeling, die analoog aan die van fig. 3 werkt. Omdat echter 25 de draaggolf reeds ter beschikking staat wordt dit deel van de schakeling beperkt tot een mengtrap M6 geschakeld achter het doorlaatfilter ΤΡβ, in de uitgang waarvan de gewenste informatie storingsvrij optreedt.

Een verdere mogelijke versie van een ontvangsehakeling volgens 30 de uitvinding wordt weergegeven in fig. 11, waarbij een wijziging ten opzichte van de schakeling volgens fig. 8 heeft plaatsgevonden en wel door de kompensatie van de storingen uit te voeren binnen de costaslus.

De direkt mengende ontvanger volgens de uitvinding bezit 35 een hoge gevoeligheid en in het algemeen een betere scheidings-scherpte dan ontvangers volgens het heterodyne principe. Deze superioriteit kan echter alleen worden benut indien voldaan wordt aan 8000459 -10- een reeks konstruktie- en dimensionerjingsvoorsehriften.

Yoor de mengtrap gelden de volgende kriteria: 1. Het lokale oscillatorsignaal moet sterk ontkoppeld zijn van de hoogfrequentingang. Hieruit volgt als optimale oplossing de bouw 5 van de mengtrap volgens de brug- of dubbelbrugkonstruktie.

2. In de uitgang van de mengtrap moet alleen het produkt worden gevormd van de beide te mengen signalen. Signalen met andere kom-binatiefrequenties, de te mengen signalen zelf en hun harmoni-schen moeten sterk worden onderdrukt. Daartoe wordt een tegen- 10 koppeling toegepast.

3. In de uitgang van de mengtrap moet zonder grote fasevervorming frequenties worden verwerkt vanaf gelijkstroom tot waarden tenminste gelijk aan één kanaalbandbreedte. Een signaalniveau-af-hankelijke gelijkspanningswaarde moet worden vermeden.

154· De mengtrappen moeten ruisarm zijn. Bijzondere waarde wordt gehecht aan geringe 1/f-ruis aan de laagfrequentzijde.

5· De werkpunten van de mengtrappen moeten zo worden ingesteld, dat de uitgangssignaalamplitude lineair van de ingangssignaal-amplitude en lineair respektievelijk ten hoogste zwak lineair 20 van de amplitude van de lokale oscillator respektievelijk de mengsignaalamplitude afhangt. Bij toepassing van zeer selek-tieve voorversterkers kan de laatste eis worden afgezwakt.

De lokale oscillator moet de volgende eigenschappen bezitten: 25 1. Afstembaarheid door externe signalen (gelijkstroom en laagfre-quent) over de totale te ontvangen frequentieband.

2. Opwekking van harmonische signalen bij sterk onderdrukte hogere harmonischen, 3. Bij benadering konstante amplitude van de lokale oscillator over 30 de totale te ontvangen frequentieband, in het bijzonder slechts zeer geringe amplitudeschommelingen binnen een kanaalbandbreedte.

4. De grensfrequentie van de als laagdoorlaatfilter werkende stuur-ingang van de oscillator moet bij toepassing in een faseregel-kring ten minste tien maal hoger liggen dan de laagste in de 35 regelkring voorkomende grensfrequentie, waarvoor in het algemeen een brugschakeling noodzakelijk is.

5. Hoge frequentiestabiliteit.

6. Geringe faserui s.

Bij het laagfrequentdeel van de modulator moet met de volgen- 40 de kriteria rekening worden gehouden: 8000459 -11- 1. Ruisarm, in het bijzonder gering 1/f-ruis.

2. Voorzover laagfrequentblokken binnen een regellus liggen moeten deze enerzijds een voldoende hoge versterking bezitten, zodat een betrouwbare demodulatie mogelijk wordt, terwijl anderzijds 5 de lusversterking niet zo groot mag zijn, dat de lus instabiel wordt.

3. Door selektiviteitsmaatregelen in het laagfrequente deel wordt de hoogfrequente selektiviteit verhoogd. Daardoor kunnen de se-lektiviteitseisen, die aan de hoogfrequente voorversterker wor- 10 den gesteld, gedeeltelijk aanzienlijk worden gereduceerd.

De hoogfrequentvoorversterkers moeten aan de volgende kriteria voldoen: 1. Terugwerkingsarm, zodat het mogelijk de uitgang van de voorver-sterker bereikende signaal van de lokale oscillator in achter- 15 waartse richting wordt onderdrukt.

2. Ruisarm.

3. Hoge versterking, opdat het ruisgetal van de daaropvolgende demodulator geen wezenlijke invloed op de totale ruis uitoefent.

ï 4· Hoge lineariteit, in het bijzonder geen begrenzing van het hoog- 20 frequente signaal binnen een gegeven gebied.

5· Bij ontvangstelsels zonder automatische regeling of sturing van de regelkringparameter moet bij hoge systeemeisen worden gedacht aan een automatische selektieve hoogfrequente amplituderegeling. Indien aan deze voorschriften wordt voldaan kunnen de niet 25 onbelangrijke problemen wat betreft intermodulatiegedrag, invangen door het eigen oscillatorsignaal, invangen door harmonischen van het oscillatorsignaal, invangen door signalen bij de harmonischen van de ingangssignaalfrequentie enz. worden vermeden.

Direkt mengende ontvangstelsels volgens de onderhavige uit-30 vinding, in het bijzonder bij hoekgemoduleerde signalen, bezitten de voordelen, dat tegen de gangbare mening geen begrenzerversterker voor de demodulator en geen daarmee verbonden dure middelen noodzakelijk zijn voor de voorselektie en naselektie. Bovendien is het laagfrequente uitgangsvermogen van de schakelingen volgens de fig.

35 4 en 6 ook zonder vermogensregeling onafhankelijk van de amplitude van de hoogfrequente signalen, voorzover het vermogen van het ingangssignaal niet daalt beneden een minimum vermogen Pq. Als gevolg van het laagdoorlaatkarakter daalt de systeembandbreedte van deze beide schakelingen onder de laagfrequentbandbreedte als het ingangs-40 signaalvermogen tot onder Pq daalt. Hiermee wordt ten koste van de 8000459 -12- informatiebandbreedte het signaalruisgedrag in de uitgang verder verbeterd. Deze adaptieve werking laat communicatie mogelijk zelfs al-s ontvangers met begrenzerversterkers al lang falen.

Ook direkt mengende ontvangers volgens de uitvinding voor 5 televisiesignalen (fig. 13) vertonen beslissende voordelen door eenvoudige bouw en vooral door bijzonder eenvoudige instelling van de filters, die met uitzondering van het hoogfrequente filter alle laagdoorlaatfilters zijn, terwijl bij ontvangers van het heterodyne type gekompliceerd samenhangende kombinaties van resonantiekringen 10 moeten worden afgestemd. Door het achterwege zijn van de midden-frequentie ontstaan bij ontvangers volgens de onderhavige uitvinding ook geen problemen wat betreft spiegelfrequentie en het konstant houden van de middenfrequentie.

De stelsels volgens de onderhavige uitvinding zijn bij-15 zonder geschikt voor een miniaturisering volgens de techniek van de geïntegreerde schakelingen.

i 8000459

Claims (20)

1. Ontvangstelsel, waarbij het hoogfrequente (HF) ontvang-signaal door vermenigvuldiging met een gesynchroniseerd lokaal oscillatorsignaal direkt in de basisband wordt omgezet en waarbij 5 een faseregelkring (PLL) met een mengschakeling, waarop een laag-doorlaatfilter is aangesloten voor het onderdrukken van het som-frequentiedeel van het mengprodukt, en een spanninggestuurde oscillator (VCO) wordt toegepast, waarvan de signaalfrequentie respek-tievelijk signaalfase in de onmiddellijke nabijheid van de of op de 10 frequentie respektievelijk op een vast verschil ten opzichte van de fase van het hoogfrequente ontvangsignaal of zijn aanwezige of gedachte draaggolf kan worden afgestemd respektievelijk vergrendeld of ingevangen, met het kenmerk, dat het faseverschil tussen het tenminste aan een mengschakeling toegevoerde oscillator-15 signaal en het hoogfrequente ontvangsignaal respektievelijk zijn drager bij benadering 1t?/2 respektievelijk nauwkeurig 1t/2 bedraagt (breedband PLL, fig. 4 respektievelijk smalband PLL, fig.

2). 2. Öntvangstelsel volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat van het laagdoorlaatfilter (TP1) een gedemoduleerd 20 laagfrequent signaal kan worden afgenomen als het in een voorver-sterker (w) versterkbare en met een afstembaar bandfilter (BF) op kanaalbandbreedte vooraf selekteerbaar hoogfrequent ontvangsignaal amplitudemodulatie volgens het enkelzijbandstelsel bezit (fifif· 5). 25

3· Öntvangstelsel volgens conclusie 1,met het ken merk, dat een op het laagdoorlaatfilter (TP1) volgend verder laagdoorlaatfilter (TP3) een gedemoduleerd laagfrequent signaal kan leveren als het in een voorversterker (W) versterkbare hoogfrequente ontvangsignaal fasemodulatie met kleine zwaai (fig. 5) 50 of frequentiemodulatie (fig.

4) bezit. 4· Öntvangstelsel volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat van een, op het laagdoorlaatfilter (TP1) volgend integreer orgaan (i) een gedemoduleerd laagfrequent signaal kan worden afgenomen, als het mengsignaal, het in een fasemodulator (FM) door 35 het laagfrequente signaal in fase gemoduleerde oscillatorsignaal (ïï ) is en het in een voorversterker (W) versterkbare hoogfrequen-te ontvangsignaal breedbandfasemodulatie bezit (fig. 6).

5· Öntvangstelsel volgens de conclusies 2, 3 of 4» me t het kenmerk, dat de faseregelkring in de stuuringang van 40 de spanninggestuurde oscillator (YCO) een grensfrequentie van ten 8000459 -14- minste de tienvoudig laagste in het regelgebied voorkomende grens-frequentie, een regelfilter (EP) en/of een ruisarme gelijkstroom-(DC)- en laagfrequent-(ïïi')-versterker bezit.

6. Ontvangstelsel volgens een van de voorgaande conclusies, 5gekenmerkt door een mengschakeling, waarvan het meng- signaal van de hoogfrequentingang is ontkoppeld.

7. Ontvangstelsel volgens conclusie 6, gekenmerkt door een mengschakeling in de vorm van een brug-/dubbelbrug-en/of tegenkoppelschakeling.

8. Ontvangstelsel volgens een van de voorgaande conclusies, gekenmerkt door een mengschakeling, die behalve het produkt van de beide te mengen signalen alle andere frequenties onderdrukt.

9. Ontvangstelsel volgens een van de voorgaande conclusies, 15. e t het kenmerk, dat de mengschakeling ruisarm en ampli-tude-lineair is.

10. Ontvangstelsel volgens een van de voorgaande conclusies, gekenmerkt door de toepassing van een over de totale ontvangfrequentieband met behulp van gelijkstroom of -spanning (hC) 20 en laagfrequentsignalen afstembare lokale oscillator voor het opwekken van de mengfrequentie.

11. Ontvangstelsel volgens een van de voorgaande conclusies, gekenmerkt door een mengfrequentie die arm is aan hogere harmonischen, waarvan de amplitude over de totale ontvang- 25 frequentieband, in het bijzonder binnen een kanaalbreedte bij benadering konstant is en een hoge frequentie- en fasestabiliteit bezit.

12. Ontvangstelsel volgens een van de voorgaande conclusies, gekenmerkt door een terugwerkingsarme en ruisarme 30 hoogfrequente ingangsvoorversterker (TV) met een hoge versterking en een hoge lineariteit en/of binnen een gegeven gebied geen begrenzing en/of automatische selektieve amplituderegeling.

13. Ontvangstelsel volgens conclusie 1 en een van de conclusies 5 t/m 12, gekenmerkt door een tweede meng- 35 schakeling (M2) waaraan het door een 90°-i‘a'Senverschuiver (ΡΞ1) vertraagde oscillatorsignaal als mengsignaal wordt toegevoerd en die gevolgd wordt door een verder laagdoorlaatfilter (TP2), waarvan een gedemoduleerd laagfrequent signaal kan worden afgenomen als het in de voorversterker (YV) versterkbare hoogfrequente ont- 40 vangsignaal amplitudemodulatie bezit (fig. 7)· 8000459 t - -15-

14. Ontvangstelsel volgens conclusie 13, m e t het kenmerk, dat in de faseregellus op het eerste laagdoorlaat-filter (TP1) een derde mengschakeling (M3) volgt, dat weer wordt gevolgd door een de oscillator sturend regelfilter (Hf) en waaraan 5 als tweede mengsignaal het uitgangssignaal van het tweede laagdoor-laatfilter (TP2) wordt toegevoerd (costaslus), dat een voorgeschakeld handfilter (BP) en een kompensator (Κ) aanwezig is, waarvan de ingangen telkens op de uitgang van een van de beide laagdoorlaat-filters (ΤΡ1,3?Ρ2) zijn aangesloten, terwijl van de uitgang een ge-10 demoduleerd laagfrequentsignaal kan worden afgenomen (fig. 8).

15· Ontvangstelsel volgens conclusie 14 5 met het kenmerk, dat door de kompensator (K) het ene ingangssignaal met behulp van een tweede faseverschuiver (ΡΞ2) over 90° wordt vertraagd en met behulp van een sommeer-/verschilorgaan de som en/of 15 het verschil met het andere ingangssignaal kan worden gevormd. (fis· 9)

16. Ontvangstelsel volgens conclusie 15» met het kenmerk, dat de kompensator (K) een faseverschuiver met vaste frequentie bevat, waarbij het eerste ingangssignaal in een 20 vierde mengschakeling (M4) wordt gemengd met een in frequentie de maximum laagfrequentie slechts weinig overschrijdend signaal van een tweede lokale oscillator (L0), waarbij het in frequentie hoog gelegen produktdeel door een verder laagdoorlaatfilter (TP4) wordt onderdrukt en het in frequentie lage produktdeel wordt toe-25 gevoerd aan een somverschilorgaan (SD) en dat het tweede ingangssignaal van de kompensator (Κ) in een vijfde mengschakeling (M5) met een in een tweede faseverschuiver (PH2) over $0° vertraagd mengsignaal van de tweede lokale oscillator (LO) wordt gemengd en het in frequentie lage produktdeel via een verder laagdoor-50 laatf.ilter (TP5) wordt toegevoerd aan de tweede ingang van het somverschilorgaan (SB), terwijl het uitgangssignaal van het somverschilorgaan (SD) in een zesde mengschakeling (M6) met het signaal van de tweede lokale oscillator (l>0) wordt gemengd en het door een verder laagdoorlaatfilter (TP6) gefilterde, in frequentie 35 lage produktdeel het laagfroquente uitgangssignaal (u^) is. (fig. 10).

17. Ontvangstelsel volgens de conclusies 14 respektievelijk 16,met het kenmerk, dat de kompensator (k) volgens conclusie 16 wordt voorzien van een verdere mengschakeling (M7) 40 waarin het produkt van het met 90° vertraagde tweede lokale oscil- 8000459 -16- latorsignaal met het uitgangssignaal van het somverschilorgaan (SD) wordt gevormd en een daarop volgend verder laagdoorlaatfilter (TP7) waarvan de uitgang een tweede uitgang van de kompensator (k) vormt, en dat de kompensator (Κ) met telkens een ingang respektievelijk uit-5 gang zodanig tussen de heide laagdoorlaatfilters (TP1 en TP2) en de heide uitgangen (u^ > u^g) van cos"fcas^us volgens conclusie 14 is ingevoegd, dat al naar gelang de somvorming of de verschilvorming van het somverschilorgaan (SD) ofwel aan de ene ofwel aan de andere uitgang ^et ge demo dul eer de laagfrequente signaal van de 10 bovenste of onderste zijband ontstaat (fig. 11).

18. Ontvangstelsel volgens conclusie 1 en een van de conclusies 5 t/m 17» gekenmerkt door een costaslus als fase-regellus en door het demoduleren van met kleine zwaai in fase gemoduleerde hoogfrequentontvangsignalen respektievelijk n-PSK-signalen 15 (fig. 12).

19. Ontvangstelsel volgens een of meer van de voorgaande conclusies, gekenmerkt door de ontvangst van televisiesignalen, bijvoorbeeld amplitude- respektievelijk frequentiegemodu-leerde video- respektievelijk audiosignalen, bestaande uit een 20 enkelzijbandontvanger volgens de conclusie 2, 14 tot 17» waarop een verder laagdoorlaatfilter (TP) respektievelijk een verder bandfilter (BFT) en een gebruikelijke PM-demodulator of een synchrone demodulator, bijvoorbeeld volgens de conclusie 3 of 18, is aangesloten, waarbij door het laagdoorlaatfilter (TP), op de uitgang waarvan 25 het FBAS-signaal staat, het audiomiddenfrequentsignaal wordt onderdrukt en waarbij de middenfrequentie van het bandfilter (BFT) op de frequentie van de audiodraaggolf is afgestemd (fig. 13)»

20. Ontvangstelsel volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de delen zijn uitge- 30 voerd volgens de mikrominiaturisatietechniek. 8000459