NL8402352A - Inrichting voor het terugwinnen van een kloksignaal uit een hoekgemoduleerd draaggolfsignaal met een modulatie-index m = 0,5. - Google Patents

Description

y FHN 11.116 1 N.V. Philips* Gloeilampenfabrieken te Eindhoven "Inrichting voor het terugwinnen van een kloksignaal uit een hoekgemo-duleerd draaggolfsignaal met een modulatie-index m = 0,5".

(A) Achtergrond van de uitvinding

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het terugwinnen van een kloksignaal in een ontvanger voor een hoekgemodu-leerd draaggolfsignaal met een draaggolffrequentie f en een modulatie-5 index m = 0,5 dat is gegenereerd in responsie op datasignalen van gegeven klokfrequentie 1/T, welke inrichting een frequentieverdobbelaar bevat voor het in frequentie verdubbelen van genoemd gemoduleerd signaal; een generatiecircuit voor het genereren van een signaalccmponent van klokfrequentie 1/T uit het in frequentie verdubbelde gemoduleerde 10 signaal; een klokfilter voor het selecteren van de gegenereerde klok-signaalccmponent; en een pulsvormer voor het in responsie op de geselecteerde signaalccmponent produceren van een klokpulssignaal» -

Een dergelijke inrichting is bekend uit het artikel van De Buda over FFSK (Past Frequency Shift Keying) in IEEE Transactions on 15 Ccirmmications, Vol. OQM-20, No. 3, June 1972, pp. 429-435 (zie Figuur 4). Het FESK-signaal met modulatie-index m = 0,5 bezit zelf een ver-mogensdichtheidsspectrum met alleen continue informatie-dragende com-ponenten, maar door de frequentieverdubbeling wordt een FSK-signaal met modulatie-index m = 1 verkregen dat zowel continue informatie-dra-20 gende componenten bevat als ook discrete componenten bij de frequenties 2f -1/(2T) en 2f +1/(2T). De bekende inrichting benut dit laatste feit voor het genereren van een signaalccmponent van klokfrequentie 1/T door in het generatiecircuit de beide discrete componenten te selecteren met behulp van smalle banddoorlaatfilters, de geselecteerde discrete com-25 ponenten met elkaar te vermenigvuldigen in een mengcircuit en daarna het mengproduct bij de verschilfrequentie 1/T te scheiden van het mengproduct bij de scmfrequentie 4f met behulp van een laagdoorlaatfilter.

Op deze eenvoudige wijze kunnen de klok- en draaggolfsignaalreferenties worden teruggewonnen uit het ontvangen FESK-signaal zelf en deze re-30 ferenties kunnen worden gebruikt voor het optimaal detecteren van de datasignalen met behulp van orthogonale coherente demodulatie en synchrone datasymbooldetectie en -regeneratie. Mede met het oog op de vereiste constante amplitude van deze referenties zijn de smalle band- 8402352 PHN 11.116 2 A * 5 f doorlaatfliters in de bekende inrichting uitgevoerd als PLL (Phase Locked Loop).

Deze bekende methode van terugwinnen van klok- en draaggolf-signaalreferenties is bijzonder geschikt voor toepassingen, waarin de δ datasignalen voortdurend of althans gedurende relatief lange tijdintervallen warden overgedragen. Echter is deze methode minda: geschikt voor toepassingen in radioccsnminicatiesystemen waarin de datasignalen in tijdintervallen van relatief korte duur warden overgedragen, zoals in TDMA- of FH-systemen (Time Division Multiple Access; Frequency Hopping), 10 en de ontvanger in een beginfractie van dit toch al korte tijdinterval de referenties moet terugwinnen met de juiste frequentie en met de juiste fase, aangezien het betrouwbaar uitvoeren van coherente demodulatie of van synchrone symbooldetectie niet mogelijk is vooraleer de juiste fase is verkregen. De reden waarom de bekende inrichting minder geschikt 15 is voor een snelle acquisitie van de referentiefases is gelegen in het feit dat, bij de gebruikelijke keuze van de middenfrequenttrappen van de ontvanger in het frequentiebereik van verscheidene honderden kHz tot ongeveer 10 MHz en de gebruikelijke waarden voor de klokfrequentie 1/T van de datasignalen van ten hoogste enige tientallen kHz, de selectie 20 van de beide discrete- componenten uit het door frequentieverdubbeling verkregen FSK-signaal in dit middenfrequentbereik twee zeer smalle band-doorlaatfliters vereist, omdat hun centrale frequenties slechts verschillen met een bedrag gelijk, aan de klokfrequentie 1/T· Het gebruik van een zeer smal banddoorlaatf ilter vereist immers niet alleen een zeer 25 nauwkeurige afstemming, maar gaat ook gepaard met een trage acquisitie van de juiste referentiefase en het laatste probleem wordt nog verzwaard wanneer dit smalle banddoor laatf ilter wordt gerealiseerd als PLL, zoals in de bekendé inrichting, aangezien een PLL lange tijd in de onjuiste fase kan blijven hangen voor een initiële fasefout dichtbij het onsta-30 biele nulpunt van de karakteristiek van de fasedetector zodat het uitgangssignaal van de fasedetector zeer klein is. Het probleem van een snelle acquisitie van de draaggolffase kan worden ontdoken door gebruik te maken van een non-coherente demodulator, zoals een frequentiediscri-minator, maar het probleem van een snelle acquisitie van de klokfase 35 blijft dan bestaan.

Hoewel de problematiek hierboven is besproken voor FFSK-sig-nalen, geldt deze problematiek veel algemener en in het bijzonder voor de klasse van modulatiemethoden die resulteren in een hoekgemoduleerd 8402352 ^ * • s PHN 11.116 3 draaggolfsignaal met een modulatie-index m = 0,5 en met een constante amplitude. Deze klasse van modulatiemethoden is bijzonder aantrekkelijk voor toepassing in radioconrnonicatiesystemen in verband met het zuinige gebruik van de beschikbare bandbreedte en de geschiktheid voor het be-5 reiken van een hoog vermogensrendement door middel van circuitelementen met een niet-lineaire amplitude-overdrachtsfuntie. Bekende vertegenwoordigers van deze klasse van modulatiemethoden zijn TEM (Tamed Frequency Modulation), GMSK (Gaussian Minium Shift Keying) en GTEM (Generalized TEM) die respectievelijk beschreven zijn in IEEE Transactions 10 on Conmunications, Vol. CQM-26, No. 5, May 1978, pp. 534-542, en Vol.

CQM-29, Kb. 7, July 1981, pp. 1044-1050, en in Philips Journal of Research, Vol. 37, No. 4, 1982, pp. 165-177.

(B) Samenvatting van de uitvinding

De uitvinding beoogt een inrichting van het in de aanhef in 15 paragraaf (A) vermelde type te verschaffen, die reeds binnen een relatief korte tijd na het begin van de signaalontvangst een kloksignaal produceert voor het uitvoeren van een voldoende betrouwbare symboolde-tectie en -regeneratie en die toch geen bijzondere eisen stelt aan het ontwerp en de praktische uitvoering van de daarin toegepaste circuit-20 functies.

De inrichting volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat de frequentieverdubbelaar is voorzien van: een harde begrenzer voor genoemd gemoduleerd signaal, een cp de begrenzer aangesloten eerste banddoorlaatfilter dat is afgestemd op de draaggolf-25 frequentie fc en dat een kwaliteitsfactor Q ^10 heeft, een gebalanceerde modulator die is aangesloten cp de begrenzer en het eerste banddoorlaatfilter, en een op de modulator aangesloten tweede banddoorlaatfilter dat is afgestemd op de dubbele draaggolffrequentie 2f en dat een kwa-liteitsfactor Q^10 heeft; en 30 het generatiecircuit ie voorzien van: een cp de frequentieverdubbelaar aangesloten frequentieconverter voor transpositie van het gefilterde in frequentie verdubbelde gemoduleerde signaal naar een frequentieband rond een lagere draaggolffrequentie fQ in de orde van de dubbele klokfrequentie 2/T, een op de frequentiecon-35 verter aangesloten bandstopfilter dat is afgestemd cp de lagere draaggolffrequentie f en dat een kwaliteitsf actor Q^1Q heeft, en een cp het bandstopfilter aangesloten kwadrateercircuit.

(C) Korte beschrijving· van de tekeningen 3402352 ** · PHN 11*116 4

Aan de hand van de tekeningen zal thans een uitvoeringsvoor- * beeld van de uitvinding en zijn voordelen nader worden toegelicht. Daarbij toont:

Figuur 1 een algemeen blokschema van een ontvanger voor hoek-5 gemoduleerde draaggolfsignalen;

Figuur 2 een blokschema van een bekende inrichting voor het terugwinnen van een kloksignaal uit een hoekgemoduleerd draaggolf signaal met modulatie-index m = 0,5 die in de ontvanger van Figuur 1 kan worden toegepast; 10 Figuur 3 enige frequentiediagrammen ter toelichting van de werking van de inrichting van Figuur 2;

Figuur 4 een blokschema van een uitvoeringsvoorbeeld van de inrichting volgens de uitvinding voor het terugwinnen van een kloksignaal uit een hoekgemoduleerd draaggolfsignaal met modulatie-index m = 15 0,5 die in de ontvanger van Figuur 1 kan warden toegepast;

Figuur 5 enige frequentiediagrarnmen ter toelichting van de werking van de inrichting van Figuur 4; en

Figuur 6 een blokschema ter illustratie van de wijze waarop de inrichting van Figuur 4 kan worden aangesloten op de. overige cir-* 20 cuits van een ontvanger voor hoekgemoduleerde draaggolf signalen.

(D) Beschrijving van een uitvoeringsvoorbeeld.

D(.1). Algemene beschrijving

In Figuur 1 is een algemeen blokschema weergegeven van een ontvanger voor hoekgemoduleerde draaggolf signalen met een draaggolf-25 frequentie F die in responsie op datasignalen met een klokfrequentie 1/T zijn gegenereerd. Het hoofdsignaalpad van deze ontvanger tussen een antenne 1 en een datadetector 2 bevat de cascadeschakeling van een in-gangssectie 3 (front-end) met RF- en IF-trappen 4, 5 (Radio Frequency, Intermediate Frequency) voor frequentietranspositie van het ontvangen 30 signaal met een draaggolf frequent ie F in de RF-band naar een draag-golf frequentie f in de IF-band en versterking van het IF-signaal, een als frequentiediscriminator uitgevoerde non-coherente signaaldemodulator 6 een een laagdoorlaatfilter 7 voor onderdrukking van s ignaalcomponenten buiten de basisband van de datasignalen.

35 Verder bevat de ontvanger van Figuur 1 een inrichting 8 ter terugwinning van een kloksignaal met frequentie 1/T dat in datadetector 2 wordt gebruikt voor de besturing van de synchrone datasymboolde-tectie en -regeneratie. Klokterugwininrichting 8 kan worden aangesloten 8402352 » ΡΗΝ 11.116 5 *· ** qp de uitgang van frequentiediscriirünatar 6,. zoals weergegeven in Figuur 1 door een stippellijn en bekend uit de in paragraaf (A) vermelde puhiikatie over CTEM (zie Figuur 8}, maar met het oog qp een snelle acquisitie van het kloksignaal is inrichting 8 in Figuur 1 aangesloten 5 op de uitgang van IF-trap 5 om bij de klokterugwinning zoveel mogelijk te profiteren van de onvermijdelijke prqpagatievertraging van de signalen in het hoofdsignaalpad, welke wijze van aansluiten als zodanig bekend is uit de in paragraaf (A) vermelde publikatie over FFSK (zie Figuur 3).

10 In Figuur 2 is het blokschema weergegeven van een inrichting 8 voer het terugwinnen van het kloksignaal uit een hoekgerooduleerd draaggolfsignaal met modulatie-index m = 0,5 dat in de ontvanger van Figuur 1 kan worden toegepast en dat bekend is uit laatstgenoemde publikatie (zie Figuur 4).

15 Inrichting 8 van Figuur 2 bevat een frequentieverdubbelaar 10, waarin het gemoduleerde signaal met modulatie-index m = 0,5 en draag-golffrequentie f inde IF-band wordt onderworpen aan een kwadrateer- ’ proces voer het verkrijgen van een gemoduleerd signaal met een modula-tie-index m = 1. Het vermogensdichtheidsspectrum P van het gemoduleerde 20 signaal met m = 0*5 bevat in het algeneen slechts continue infoonatie-dragende componenten, maar het spectrum P van het in frequentie verdubbelde gemoduleerde signaal met m = 1 bevat daarnaast ook discrete componenten bij de frequenties 2f -1/ (2T) en 2f +1/ (2T). Een voorbeeld van dit laatste spectrum P is weergegeven in diagram a van Figuur 3 en 25 wel voor het geval van een GEEM-signaal met parameters B = 0,62 en r = 0,36; het type GTEM-signaal is hierbij gekarakteriseerd met behulp van een premodulatiefilter in de zender dat is samengesteld uit een transversaalfliter net 3 coëfficiënten A, B, A, waarbij 2A+B = 1, en een laagdoarlaatf ilter dat voldoet aan het derde Nyquist-criterium en 30 gebaseerd is op een laagdoorlaatfilter net een Kacos-karakteristiek (Racos = raised cosine) en een roll-off factor r dat voldoet aan het eerste Nyquist-criterium (vergelijk Sec. 2 van genoemde publikatie over GIM).

inrichting 8 van Figuur 2 benut nu de aanwezigheid van de 35 beide discrete ccnponenten in het uitgangssignaal van frequentieverdubbelaar 10 voor het genereren van een signaalccnponent van klokfrequentie 1/T. Daartoe is een generatiecircuit 11 aangesloten op de frequentieverdubbelaar 10 dat de beide discrete ccnponenten selecteert met behulp 8402352 · EHN 11.116 6 van twee smalle banddoorlaatfalters 12 en 13, waarvan de centrale fre- # quenties gelijk zijn aan 2fc-1/(2T) respectievelijk 2fc+1/(2T) en waarvan de filterkarakterïstiéken (f) respectievelijk H2 (f) schematisch zijn weergegeven in diagram b van Figuur 3. In generatiecircuit 11 5 worden de geselecteerde s ignaalconponenten aan de uitgang van filters 12 en 13 met elkaar vermenigvuldigd in een mengcircuit 14 en daarna wordt het mengproduct bij de verschilfrequentie 1/T gescheiden van het mengproduct bij de somfrequentie 4£ met behulp van een eenvoudig laag-doorlaatfilter 15. Uit het mengproduct bij de verschilfrequentie 1/T 10 wordt de kloksignaalcomponent geselecteerd met behulp van een klokfilter 16 dat nabij gelegen signaalcomponenten onderdrukt voor het verkrijgen van een kloksignaal met een voldoend lage waarde van de fasejitter. Het uitgangssignaal van dit klokfilter 16 wordt toegevoerd aan een pulsvor-mer 17 voor het produceren van een klokpulss ignaal dat geschikt is voer 15 de besturing van datadetector 2 in Figuur 1.

Zoals reeds in paragraaf (A) is vermeld, heeft de gebruikelijke ' keuze van de IF-band van de ontvanger (waarin draaggolffrequentie f is gelegen) in combinatie met het normale bereik van klokfrequentie 1/T voor datatransmissie tot gevolg dat de twee filters 12, 13 in Figuur 20 2 een zeer smalle doorlaatband moeten hebben, omdat hun centrale fre quenties nabij de relatief hoge dubbele draaggolffrequentie 2£ liggen c met een onderlinge afstand gelijk-aan de relatief lage klokfrequentie 1/T. Dergelijke zeer smalle banddoorlaatfilters 12, 13 stellen hoge eisen aan het bereiken en handhaven van een nauwkeurige afstemming en 25 geven bovendien grote vertraging in de signaalprqpagatie, zodat de acquisitie van de juiste fase van de kloksignaalcomponent aan de uitgang van laagdoorlaatfilter 15 slechts traag verloopt. Wanneer deze filters 12, 13 zijn uitgevoerd als HL, dan wordt het af stemprobleem minder zwaarwegend, maar verergert het acquisitieprohleem omdat een FEL 30 naast zijn normale traagheid een verschijnsel vertoont dat kan worden betiteld als "blijven hangen" (hangup). Dit verschijnsel treedt op voor initiële fasefouten dichtbij het onstabiele nulpunt van de fasedetec-torkarakteristiek zodat het door de fasedetector geproduceerde fouts ignaal zeer klein is. De snelheid waarmee een PIL terugkeert naar het 35 stabiele nulpunt hangt af van dit fouts ignaal: is dit fouts ignaal zeer klein, dan is de herstelsnelheid zeer laag. De PIL heeft dan de neiging om voor initiële fasefouten dichtbij het onstabiele nulpunt een lange tijd in de verkeerde fase te blijven hangen voordat uiteindelijk de 8402352 ΕΗΝ 11.116 7 <· juiste fase (behorend bij het stabiele nulpunt) wordt bereikt. Dit^ver-schijnsel houdt in dat een deel van de acquisitiepogingen abnormaal traag zal verlopen. Deze eigenschap is ontoelaatbaar voor toepassingen in radiocoimmicatiesystemen, waarin datasignalen in tijdintervallen 5 van korte duur (bursts in TDMA., transmission hops in EH) warden overgedragen en een snelle acquisitie in een beginfractie van dit korte tijdinterval vereist wordt.

D(2). Beschrijving· van de inrichting in Figuur 4

In Figuur 4 is een blokschema weergegeven van een inrichting 10 8 volgens de uitvinding die binnen een zeer korte tijd na het begin van de signaalontvangst een kloksignaal produceert dat geschikt is cm in datadetector 2 een voldoend betrouwbare symbooldetectie en -regeneratie uit te voeren, welke inrichting 8 desondanks geen bijzondere eisen stelt aan het ontrerp en de praktische uitvoering van de daarin toege-15 paste circuitfuncties. De met Figuur 2 corresponderende elementen van Figuur 4 zijn aangeduid met dezelfde verwijzingscijfers.

Frequentieverdubbelaar 10 van'Figuur 4 bevat een harde begrenzer 20 voor het hoekgemoduleerde signaal met draaggolffrequentie f

O

en modulatie-index m = 0,5 waarop een eerste banddoorlaatfilter 21 met 20* een kwaliteitsfactor Q^10 is aangesloten voor het selecteren van de fundamentele term van het hard begrensde signaal bij de frequentie f,.

c

De uitgangssignalen van filter 21 en begrenzer 20 worden toegevoerd aan de signaal- respectievelijk draaggolfingang van een gebalanceerde modulator 22, waarop een tweede banddoorlaatfilter 23 met eveneens een 25 kwaliteitsf actor Q ^10 is aangesloten voor het selecteren van het in frequentie verdubbelde gemoduleerde signaal bij de frequentie 2f met een modulatie-index m = 1.

Generatiecircuit 11 in Figuur 4 is voorzien van een frequentie-converter 24 die is aangesloten pp frequentieverdubbelaar 10 om het 30 geselecteerde gemoduleerde signaal bij de frequentie 2f te transpone- v ren naar een frequentieband rond een lagere draaggolf frequentie fQ in de arde van de dubbele klokfrequentie 2/T. Daartoe bevat converter 24 in Figuur 4 een bron 25 voor het leveren van een draaggolf signaal van constante airplitude en constante frequentie 2fc+fQ dat in een mengcir-35 cuit 26 wordt vermenigvuldigd met het uitgangssignaal van frequentieverdubbelaar 10 bij de frequentie 2f , waarna het mengproduct bij de verschilfrequentie f wordt gescheiden van het mengproduct bij de som-frequentie 4fc+fQ met behulp van een eenvoudig laagdocrlaatfilter 27.

8402352 ΡΗΝ 11.116 8 <> c

Verder is in generatiec ircircuit 11 van Figuur 4 een bandstopf ilter 28 met een kwaliteitsfactor Q^IO aangesloten op converter 24 voor het onderdrukken van signaalcomponenten in het centrale deel bij de frequentie f van het in frequentie getransponeerde gemoduleerde signaal 5 met modulatie-index m = 1. Voor het genereren van een signaalcamponent van klokfrequentie 1/T wordt nu het uitgangssignaal van bands topf ilter 28 onderworpen aan een kwadrateerproces, waartoe in Figuur 11 een kwa-drateercircuit 29 is aangesloten qp bandstopfilter 28. Dit kwadrateer-circuit 29 kan worden uitgevoerd als een gebalanceerde modulator, waar-10 van de signaal- en draaggolfingangen beide het. uitgangssignaal van band-stopfilter 28 ontvangen.

Op dezelfde wijze als in Figuur 2 wordt in Figuur 4 de gegenereerde kloks ignaalcomponent geselecteerd met behulp van klokf ilter 16 dat nabij gelegen signaalcomponenten onderdrukt voor het verkrijgen van 15 een kloks ignaal met een voldoend lage waarde van de fasejitter, waarna het geselecteerde kloks ignaal wordt toegevoerd aan pulsvormer 17 voor het produceren van het klokpulssignaal voor de besturing van datadetec-tor 2 in Figuur 1.

De werking van inrichting 8 in Figuur 4 zal thans worden toe-20 gelicht aan de hand van de diagrammen in Figuur 5 en wel wederom voor het geval van een CTEM-s ignaal met parameters B = 0,62 en r = 0,36.

Aan de uitgang van frequentieverdubbelaar 10 in Figuur 4 treedt dan wederom het in frequentie verdubbelde gemoduleerde signaal met modulatie-index m = 1 op met een draaggolf frequentie 2f in de IF-band waarvan w 25 het spectrum P is weergegeven in diagram a van Figuur 3. De frequentie-transpositie in converter 24 resulteert nu in een gemoduleerd signaal met een modulatie-index m = 1 en een spectrum P van dezelfde gedaante als in diagram a van Figuur 3, maar thans met een veel lagere draaggolf-frequentie fQ« Dit laatste spectrum P is weergegeven in diagram a van 30 Figuur 5 voor het geval dat f = 2/T is, waarbij de discrete componenten dus optreden bij de frequenties: f -1/ (2T) =2/T-1/(2T) =3/(2T) f +1/(21) = 2/T+1/(2T) = 5/(2T)

Door het uitgangssignaal van converter 24 toe te voeren aan bandstop-35 filter 28 met een centrale frequentie f , waarvan de in dB uitgedrukte f ilterkarakteristiék EL (f) is weergegeven in diagram b van Figuur 5 voor het geval dat f = 2/T en Q = 10 is, wordt een ingangssignaal s(t) voor kwadrateercircuit 29 verkregen met een spectrum P , waarvan de ge- 8402352 PHN 11.116 9 daante is weergegeven in diagram c van Figuur 5.

Wanneer nu wordt verondersteld dat dit signaal s (t) mag warden beschouwd als de som van twee dubbelzijband gemoduleerde signalen met respectieve draaggolffrequenties fQ-1/ (2T) en fQ+1/ (2T), welke ver-5 onderstelling steun vindt in de gedaante van spectrum P in diagram c o van Figuur 5, dan kan dit signaal s (t) worden geschreven als: s (t) = A(t) · sin [V(2f -1/T)t + JZf(t)3 +

+ B(t) · sin £nT(2f +1/T)t + 6(t)J

waarbij A£t) en B(t) de respectieve aiqplitudevariaties representeren die 10 afhankelijk zijn van het tijdpatroon van de datasignalen, en 0(t) en ©(t) de respectieve eveneens van dit datatijdpatroon afhankelijke fase-modulaties. Zoals eenvoudig kan warden nagegaan resulteert het kwadra-teren van signaal s(t) van formule (2) in een signaal [s(t)J dat naast tenten bij de frequenties f = 0, 2fQ-1/T, 2fQ en 2fQ+1/T ook een term 15 c(t) bij de frequentie f - 1/T bevat die wordt gegeven door: c (t) =A(t) · B(t) * COs[2ΊΤt/Τ+θ (t) -φ(t)j (3)

Bij de gekozen waarde f = 2/T is de naast hogere term gelegen bij de frequentie f = 2fQ-1/T = 3/T, zodat voor de selectie van signaal c(t) van formule (3) kan warden volstaan met een klokfilter 16 met een kwa-20 liteitsfactor Q van slechts middelmatige waarde (Q/v30).

In het voer datatransmissie normale geval dat de mogelijke waarden van de over te dragen datasymbolen met gelijke waarschijnlijkheden optreden (wat gewaarborgd kan worden door het gebruik van een data scrambler die trouwens in de overgrote meerderheid van praktisch toege-25 paste datatransmissiesystemen zelfs is voorgeschreven), zijn de gemiddelde waarden van A(t) en B(t) nagenoeg gelijk en is de gemiddelde waarde van het verschil ©(t)-0(t) in goede benadering nagenoeg constant. Als gevolg hiervan zal dan het door klokfilter 16 geselecteerde signaal c (t) volgens formule (3) steeds een voldoend grote amplitude en een 30 voldoend lage waarde van de fase jitter bezitten voor een betrouwbare besturing van de datadetector 2 in Figuur 1, zoals ook is bevestigd in uitvoerige experimenten.

Bovendien staat dit kloksignaal in inrichting 8 van Figuur 4 reeds binnen zeer korte tijd na het begin van de signaalontvangst ter 35 beschikking. Dit voordeel, vooral van belang voor TDMA- of FH-systemen die een snelle acquisitie van een betrouwbaar kloksignaal verlangen, is een rechtstreeks gevolg van het feit dat inrichting 8 van Figuur 4 - in tegenstelling tot inrichting 8 van Figuur 2 - geen gebruik behoeft te 8402352 PHN 11.116 10

ƒ V

t » maken van filters met een zeer smalle doorlaatband en dus een zeer hoge kwaliteitsfactor Q die een grote vertraging in de signaalpropagatie geven, maar kan volstaan met filters die een kwaliteitsfactor Q bezitten met een lage waarde (en wel Q^1Q voor filters 21, 23 en 28) of een 5 middelmatige waarde (en wel Q~30 voor klokfilter 16) en die dus een veel geringere vertraging in de signaalpropagatie geven. Een bijkanend voordeel van het gebruik van filters met een dergelijk lage of middelmatige waarde van kwaliteitsfactor Q is dat nauwelijks eisen van betekenis behoeven te warden gesteld aan het bereiken en handhaven van een 10 nauwkeurige afstemming omdat het gefilterde signaal dan slechts weinig gevoelig is voor afstemverschuiving (tuning offset). In dit verband is het gunstig wanneer klokfilter 16 met een kwaliteitsfactor Qa/30 wordt uitgevoerd als cascade van twee filters met elk een kwaliteitsfactor Q/v6.

15 Een verder voordeel wordt bereikt door het gebruik van een harde begrenzer 20 als ingangscircuit van inrichting 8 in Figuur 4. Immers vooral in mobiele radioccnnunicatiesystemen kan de sterkte van het ontvangen signaal variëren over een groot dynamisch bereik, maar door het gebruik van de harde begrenzer wordt voorkomen dat de andere 20 bij de klokterugwinning betrokken circuits moeten warden ingericht voor het werken in zulk een groot dynamisch bereik. Het ontwerp en de praktische uitvoering van de circuits voor de diverse functies in inrichting 8 van Figuur 4 wordt hierdoor in belangrijke mate vereenvoudigd.

Bij de hier beschouwde modulatiemethoden zoals GZEFM en ©4SK kan het in-25 gangssignaal van inrichting 8 worden getypeerd als smalband FM en, zoals welbekend, heeft een harde begrenzer dan geen nadelige invloed op de in het signaal aanwezige informatie. Verder heeft een harde begrenzer nauwelijks invloed op de signaal-ruisverhouding SNR van het ingangssignaal, aangezien de verhouding k van SNRQ aan de uitgang tot SNIt aan de in-30 gang van de begrenzer slechts varieert van een waarde k = Ή/4 voor SNR.-*-0 tot een waarde k = 2 voor SNR.-*oo .

1 1

Wanneer nu om bovengenoemde redenen en op de in Figuur 6 weergegeven wijze in het hoofdsignaalpad van de ontvanger reeds een harde begrenzer 30 is opgenomen voorafgaand aan frequentiediscriminator 35 6, dan behoeft frequentieverdubbelaar 10 van inrichting 8 geen gebruik te maken van een afzonderlijke begrenzer 20 zoals in Figuur 4, maar kan eerste banddoorlaatfilter 21 op de uitgang van de reeds aanwezige be-> grenzer 30 kan worden aangesloten.

8402352 t * PHN 11.116 11

Verder toont Figuur 6 hoe op eenvoudige wijze een robuste lange-termijn stabiliteit van het teruggewonnen kloksignaal kan worden verkregen door op de uitgang van inrichting 8 tevens een geschikt PLL-circuit 31 aan te sluiten en de uitgangen van inrichting 8 en PIL-circuit 5 31 via een 2-standen schakelaar 32 te verbinden met de klokingang van datadetector 2. Tijdens de relatief lange acguisitieperiode van PLL-cir-cuit 31 wordt aan de uitgang van inrichting 8 beschikbare kloksignaal direct toegevoerd aan datadetector 2 en na deze periode het kloksignaal aan de uitgang van ELL-circuit 31. Aangezien het merendeel van de thans 10 beschikbare PUncircuits 31 tevens een LI-signaal (Lock Indication) produceren, kan dit LI-signaal benut worden voor de besturing van schakelaar 32.

Ter illustratie van de door maatregelen volgens de uitvinding bereikte voordelen worden nog enige meetresultaten vermeld die gevonden 15 zijn in een praktische implementatie van een GTBM-ontvanger volgens het schema van Figuur 6 voor binaire datasignalen met een klokfrequentie * 1/T =l6kHz. De gemeten totale vertraging in het kloksignaalpad tussen de uitgang van begrenzer 30 en de uitgang van inrichting 8 bedraagt ongeveer 10 T, waarvan het merendeel wordt geïntroduceerd door klokfilter 16, en 20 de gemeten vertraging in het hoofdsignaalpad tussen de uitgang van begrenzer 30 en datadetector 2 bedraagt ongeveer 3 T, zodat een betrouwbare signaaldetectie reeds na ongeveer 7 T kan beginnen. In principe zaï deze bijzondere lage waarde van 7 T nog verder gereduceerd kunnen worden door de kwaliteitsfactor Q van klokfilter 16 te verlagen, maar 25 in de praktijk heeft een dergelijke reductie nauwelijks enige zin aangezien de verlaging van kwaliteitsfactor Q tevens gepaard gaat met een verhoging van de fasejitter van het teruggewonnen kloksignaal, waarvoor een piekwaarde van minder dan T/10 wordt gevonden bij een kwaliteits-factor Qa/30 van klokfilter 16.

30 35 8402352

Claims (2)

1. Inrichting voor het terugwinnen van een kloksignaal in een ontvanger voor een hoekgemoduleerd draaggolfsignaal met een draaggolffrequentie f en een modulatie-index m = 0/5 dat is gegenereerd in res- c ponsie qp datasignalen van gegeven klokfrequentie 1/T, welke inrichting 5 een frequentieverdubbelaar bevat voor het in frequentie verdubbelen van genoemd gemoduleerd signaal; een generatiecircuit voor het genereren van een signaalccmponent van klokfrequentie 1/T uit het in frequentie verdubbelde gemoduleerde signaal; een klokfilter voor het selecteren van de gegenereerde kloks ignaalccmponent; en een pulsvormer voor het in res-10 ponsie op de geselecteerde signaalccmponent produceren van een klokpuls-signaal/ met het kenmerk dat de frequentieverdubbelaar is voorzien van: een harde begrenzer voor genoemd gemoduleerd signaal/ een op de begrenzer aangesloten eerste banddoorlaatfilter dat is afgestemd op de draaggolf-frequentie f en dat een kwaliteitsfactor Q $10 heeft, een gebalanceerde 15 modulator die is aangesloten op de begrenzer en het eerste banddoorlaatfilter, en een op de modulator aangesloten tweede banddoorlaatfilter dat is afgestemd qp de dubbele draaggolffrequentie 2f en dat een kwali- c teitsfactor Q$1Q heeft; en het generatiecircuit is voorzien van: 20 een qp de frequentieverdubbelaar aangesloten frequentieconverter voor transpositie van het gefilterde in frequentie verdubbelde gemoduleerde signaal naar een frequentieband rond een lagere draaggolffrequentie fQ in de orde van de dubbele klokfrequentie 2/T, een op de frequentieconverter aangesloten bandstopfilter dat is afgestemd qp de lagere draag-25 golffrequentie fQ en dat een kwaliteitsfactor Q $10 heeft, en een qp het bandstopfilter aangesloten kwadrateercircuit.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de harde begrenzer van de frequentieverdubbelaar wordt gevormd door een begrenzer die in het hoofdsignaalpad van de ontvanger is qpgenamen voorafgaand 30 aan de demodulator voor genoemd gemoduleerd signaal. 35 8402352