NO171340B - Kopling for gjengivelsesdelen i en for et radio-telefonsystem beregnet fm-mottager - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en kopling for gjengivelsesdelen i en for et radio-telefonsystem beregnet FM-mottager, som omfatter i det minste to kanaler for mottagning av signaler eventuelt med seg imellom ulike amplituder og frekvenser, idet hver kanal omfatter en blander samt et båndpassfilter for dannelse av et mellomfrekvenssignal, og hvor koplingen dessuten omfatter i det minste en faselåse-sløyfe inneholdende en fasesammenligner samt summeringsorgan for addering av kanalsignaler hvis fase og frekvens er bragt i overensstemmelse for videredetektering.

Ved celletelefonsystemer kreves vanligvis av hjelpestasjonene kapasitet for gjengivelsesmottagning på to eller flere kanaler. En hjelpestasjon med gjengivelsesmottagning i et NMT 900-nett som skal åpnes, bør kunne fungere endog når intet signal, selv under en lengre periode, kommer til den ene mottagelseskanalen eller når dets nivå ligger under den forutsatte terskel. En slik situasjon oppstår f.eks. når den ene mottagelsesantenne eller mottagerens inngangsdel skades eller antenne mangler helt.

På grunn av den meget store selektivitet som kreves av en mottager og de reelle toleransene ved mellomfrekvensfiltrene, må mellomfrekvenssignalene i gjengivelsesmottagerens kanaler kunne avstemmes atskilt i hver kanal nøyaktig på båndet av filtrene i den aktuelle kanal. Således har mellomfrekvenssignalene ikke samme frekvens i de forskjellige grenene.

En maksimal forsterkningskombinasjon som er utført på høy-eller mellomfrekvens har den beste prestasjonsverdi av de i litteraturen forekommende gjengivelsesmottagningsprinsipper. Dens tekniske utførelse er endog den absolutt mest kompli-serte og dessuten dyreste. Det nest beste er en konstant forsterkningskombinasjon hvis tekniske utførelse og pris er fordelaktigere enn den foregående.

En måte å utføre kombinasjonen på, er å anvende faselås for fasejustering av signalene.

Konstant forsterkningskombinasjon av ulike mellomfrekvenssignaler kan tilveiebringes ved å anvende skilte faselåser i hver av gjengivelseskanalene, hvilke låses til hverandre eller til en stasjonær referanse. Fasen og frekvensen av signalene som skal summeres, reguleres ved hjelp av blandere og spenningsstyrte oscillatorer (VCXO) til samme verdi før summering og demodulering. Som fasesammenlignernes ene inngangssignal anvendes enten en referanse med konstant frekvens eller selve det summerte signal.

Fig. 1 viser en slik kjent kopling, i hvilken anvendes en referanse med konstant frekvens, og i koplingen ifølge fig. 2 fungerer selve det summerte signal som inngangssignal. I figurene kan signalene RFA og RFB være f.eks. de signaler som oppnås fra to mottagerenheter, hvis frekvens, fase og amplitude kan være ulike.

I koplingene forekommer følgende segmenter: la og lb er blandere, 2a,2b er båndpassfiltere, 3a,3b og 4a,4b er forsterkere, 5a, 5b er f asesammenl ignere, 6a, 6b er sløyfe-filtere, 7a,7b spenningsstyrte oscillatorer, 8 vedrører en summer i ngskret s, 9 en forsterker, 10 en detektor, 11 en høyttaler, 12 en oscillator med konstant frekvens og 13 en fasevridningskrets (0°/90<o>).

Hvert av kanalenes A, B signal ledes etter filtrering og forsterkning til fasesammenligneren 5a, 5b hvis utgang er avhengig av frekvensforskjellen samt faseforskjellen mellom inngangssignalene 1. Fasesammenlignerens utgangssignal føres via sløyfefilteret til den spenningsstyrte generator 7a,7b hvis utgangssignal blandes i blanderen la, lb med inngangssignalene RFA, RFB. Takket være faselåsesløyfene får signalene samme frekvens og fase før summeringen i kretsen 8 samt detekteringen. I tilfellet ifølge fig. 1, tas fasesammenlignernes 5a, 5b referansesignal fra krystalloscillatoren 12 med konstant frekvens, mens i tilfellet ifølge fig. 2 tas selve det summerte signal ved hjelp av tilbakekopling etter forsterkeren 9, som andre inngangssignal for fasesammenlignerne.

Ved anvendelse av en stasjonær krystalloscillator (fig. 1) blir det problematisk å dimensjonere sløyfefilteret slik at frekvensmodulasjonen i det mottatte signal ikke dempes. Sløyfefilteret 6a, 6b må for moduleringens skyld gjøres meget smalt. Dette gjør sløyfens låsehastighet langsom, hvorved faselåsen ved høye fadingshastigheter ikke greier å fase-justere signalene fra ulike kanaler tilstrekkelig hurtig, hvorved gjengivelsesdelens prestasjonsevne synker.

Ved at som det ene inngangs signal for f asesammenl ignerne 5a, 5b å anvende selve det summerte signal (fig. 2), oppstår det problem med hvordan det for fasesammenlignerne nødvendige faseforhold (0°...90°) tilveiebringes tilstrekkelig nøyaktig mellom signalene som skal sammenlignes i statisk tilstand. Problemet forårsakes endog av hvordan f asesammenlignerne 5a,5b oppfører seg, når mellomfrekvenssignalene ved startøye-blikket har ulike frekvenser, hvorved signalene i den ene inngangen av fasesammenligneren inneholder intermodulerings-og harmoniske resultat av mellomfrekvenser, hvis innbyrdes amplitude- og frekvensforhold varierer som funksjon av RF-signalets inngangsnivå.

De ovenfor anførte og i litteraturen forekommende gjen-givelsesmottagerløsninger med konstant forsterkningskombinasjon som kommer før faselås og detektering, fungerer således dårlig ved kombinasjon av signaler med forskjellig frekvens som inneholder fase- eller frekvensmodulasjon. Dessuten fungerer de beskrevne løsninger ikke optimalt når signalene som skal mottas savnes helt i den ene kanal, eller dets nivå ligger under den bestemte terskel.

Den foreliggende oppfinnelse omhandler å eliminere ovennevnte problem, og samtidig tilveiebringe en kopling som er enkel og økonomisk konkurransedyktig.

Ovenfornevnte tilveiebringes ved hjelp av en kobling av den innledningsvis nevnte art hvis karakteristiske trekk fremgår av krav 1. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen fremgår av de øvrige uselvstendige kravene.

Ifølge en utførelse av oppfinnelsen er det til hver kanal tilpasset en avfølingskrets for signalnivået, som omfatter et forsinkelsesorgan slik at kretsen gir et styresignal når dens ankomstsignal holdes under en faststilt terskel i løpet av en viss tid, hvorved nevnte styresignal er ført til en omkopler som kopler løs den aktuelle kanal fra summeringen.

Oppfinnelsen skal vises nærmere i det følgende i form av et eksempel og med henvisning til de etterfølgende tegninger, i hvilke de allerede presenterte figurer 1 og 2 viser to alternative, tidligere kjente utførelsesmåter og fig. 3 viser koplingen ifølge oppfinnelsen i form av et blokkskjema.

I fig. 3 betegner henvisningstallet la-4a, lb-4b samt 8-11, likedannede delkretser som ovenfor i forbindelse med fig. 1 og 2, nummer 5 betegner koplingens eneste faselåsesløyfes frekvenssammenligner, nummer 6 sløyfefilteret og nummer 7 den spenningsstyrte oscillator. 13 er en oscillator med konstant frekvens og 14 et potensiometer, med hvilken en regulerbar likespenning uttas fra en ikke vist stabil spenningskilde. Nummer 15a, 15b er en terskelkrets med hvilken det analoge inngangssignal transformeres til 0- eller 1-nivå, 16a, 16b er en eksklusiv ELLER port og 17a, 17b en forsinkelseskrets. SW1, SW2 og SW3 er omkoplere.

RFA og RFB signalene kan være signaler som fås fra to mottagerantenner eller kombinerbare mellomfrekvenssignaler som fås fra to forskjellige mottagere. Signalenes frekvens, fase og amplitude kan være innbyrdes ulike.

Anta først at i kanalene A og B skiller signalenes frekvenser, faser og amplituder seg fra hverandre; likevel slik at ingen av hver av kanalenes amplitude er permanent under kanalenes følsomhet. Da er omkoplerne SW1 og SW2 i posisjon 1 og koplingen SW3 i posisjon 2.

Det antas dessuten at ved anordningens startøyeblikk er den av segmentene la, 2a, 3a, 4a, 5, 6 og 7 dannede, faselåste sløyfe, ikke faselåst. Signalene RFA og RFB har formelen

RFA = a(t) cos [• w1 + $m( t )+a( t)]

RFB = b(t) cos [w3(t)+ (J)m(t )+p(t)]

dvs. de inneholder de tidsavhengige amplitudene a(t), b(t), inngangsfrekvensene , W3, fase- og frekvensmodulasjonene $m(t) samt de tilfeldige fasevinklene a(t) og <p>(t). Den spenningsstyrte oscillators (VCXO) 7 frekvens og fase er regulerbare.

Mellomfrekvenssigaler IFA og IFB oppnås etter blandingen av signalenes og de lokale oscillatorers sum- og forskjells-frekvenser, fra hvilke det ønskede blandingsresultat filtreres med båndfassfilteret 2a, 2b.

Gjennom mellomfrekvensforsterkeren 3a, 4a samt 3b, 4b føres IFA og IFB til f asesammenl igneren 5, som gir en lavpass-filtrert korrigeringsspenning S, som er proporsjonal mot signalenes frekvens- og faseforskjell, til den spenningsstyrte oscillatoren 7. I fasesammenligneren faller modulasjonene $m bort fra sammenligningsresultåtet.

Deretter låses sløyfen og mellomfrekvenssignalenes IFA og IFB frekvenser og faser blir de samme, hvorved de kan styres via omkoplerne SW1 og SW2 til summeringen 8 og detekteringen 9, 10. Reguleringsområdet fra den spenningsstyrte oscillatorens 7 frekvens er slik at den kan kompensere frekvensforskjellen mellom IFA og IFB.

Hvis kanalens A signalnivå synker momentant, detekteres dette som brus utover den fra kanal B detekterte signaler. A-kanalens fading virker heller ikke da på noen måte inn på B-kanalens funksjon.

Den med hensyn til de til kanal B kommende fadinger fastlåste sløyfe, fungerer som lavpassfilter, som demper forstyrrelser med hensyn til kanalens utgang A. Ved langsomme fadinger kopler den til kanalens signalnivå proporsjonale, fra forsterkeren 3b oppnådde spenning RSSI2 (received signal strength indicator) momentant den spenningsstyrte oscillators 7 styrespenning konstant med omkopleren SW3 under styring av signalene C2 som fås fra terskelkretsen 15b. Således inn-virker heller ikke B-kanalens fading vesentlig på A-kanalens funksjon.

Hvis amplitudene i kanal A eller B synker under det faststilte terskelnivå for en lang tid (over ts) kopler omkopleren SW1 eller SW2, avhengig av i hvilken kanal ampli-tuden er lav, signalene IFA eller IFB løs fra summerings-organet 8, og vender omkopleren SW3 til posisjon 1 via signalet C3 resp. C4. Fra den således brusende kanal kan signalet ikke komme til summeringen og svekke signalene som skal detekteres i situasjoner i hvilke gjengivelsesmottagningen ikke er mulig eller er i bruk.

Omkoplerne SW1 og SW2 styres slik at de ikke kan være åpne (posisjon 2) samtidig, skjønt hver av kanalenes signalnivå skulle ligge under den fastsatte terskel.

Med potensiometeret 14 avstemmes en slik DC spenning som konstant styrespenning for den spenningsstyrte oscillator 7 slik at man som IFA frekvens for mellomf rekvenssignalene oppnår nesten samme som for IFB når SW3 er i posisjon 1 i avstemmingsstilling 1, og hver av kanalene har et nivå som er betydelig høyere enn følsomhetsgrensen.

Med konstruksjonen innspares en hel, fastlåst sløyfe sammen-lignet med de løsninger som forekommer i litteraturen.

Takket være frekvens-fasesammenligneren kan A- og B-kanalenes signalfrekvenser skille seg fra hverandre. Ved sammen-ligningen elimineres modulasjonene i kanalene fra den spenningsstyrte oscillators styrespenning. Sløyfefilteret kan således dimensjoneres med tanke på den ønskede brusbånd-bredden og sløyfens hastighet. RSSI1- og 2-signalene kan endog erstattes med en kopling som måler IFA- og B-signalenes bærebølgebrusforhold.

Oppfinnelsen kan tenkes brukt i et NMT 900 celletelefonsystem for å virkeliggjøre gjengivelsesmottagningen for en hjelpestasjon.

Claims (3)

1. Kopling for gjengivelsesdelen i en for et radio-telefonsystem beregnet FM-mottager, som omfatter i det minste to kanaler (A,B) for mottagelse av kanaler (RFA,RFB) eventuelt med ulik amplitude og frekvens, idet hver kanal omfatter en blander (la, lb) samt et båndpassfilter (2a,2b) for dannelse av et mellomfrekvenssignal (IF, IFB), og hvor koplingen dessuten omfatter i det minste en faselåsesløyfe inneholdende en frekvenssammenligner (5) samt summeringsorgan (8) for addering av kanalsignaler hvis fase og frekvens er bragt i overensstemmelse, for videredetektering, karakterisert ved at det fra frekvensfasesammenligneren (5), hvis inngangssignaler utgjør hver av kanalens mellomfrekvenssignaler (IFA, IFB), er ført kun en faselåsegren med en spenningsstyrt oscillator (7) til den ene kanalens (A) blander (la), at det på inngangssiden av den spenningsstyrte oscillator (7) er tilpasset koplingsorgan (SW3) slik at oscillatorens inngang kan koples fra faselåsgrenens frekvensfasesammenligner (5) til en konstant, på forhånd faststilt referansefrekvens, at det til den andre kanals (B) blander (lb) er koplet en oscillator (13) med konstant frekvens og at det til denne andre kanal dessuten er tilpasset en avfølingskrets (15b) for signalnivået, som når en langsom fading inntreffer i kanalen (B), avgir et atskilt signal (C2) til nevnte koplingsorgan (SW3) for kopling av den spenningsstyrte oscillator (7) til nevnte konstante referansefrekvens.

2. Kopling ifølge krav 1, karakterisert ved at det i hver av kanalene (A,B) er tilpasset en avfølings-krets (15a,17a, 15b-17b) for signalnivåene, slik at kretsen gir et styresignal (C3, C4) når dens inngangs signal (RSSI1, RSSI2) holdes under den faststilte terskel i en viss tid (t), idet nevnte styresignal (C3, C4) er ført til koplingsorganet (SW1, SW2) som kopler den nevnte kanal (A,B) fra summeringen.

3. Kopling ifølge krav 2, karakterisert ved at kanalenes (A,B) nevnte koplingsorgan (SW1, SW2) er styrt slik at minst en kanal er gjennomkoplet til summerings-organene (8) uavhengig av signalnivå.