DE1466526C - Method for compensating the distortions occurring in a frequency modulation transmission system - Google Patents

Description

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Die Erfindung befaßt sich mit der Verbesserung der tragenden Kanalzahlen als auch die Anforderungen a:The invention is concerned with the improvement of the supporting channel numbers as well as the requirements a:

Störgeräusche in einer Frequenzmodulations-Uber- die Güte der Übertragung immer größer werden, zeigInterfering noises in a frequency modulation over- the quality of the transmission are always greater, shows

tragungsanlage. es sich nun in der Praxis, daß die bisher üblichen MaCtransmission system. it is now in practice that the previously common MaC

Bei der Entwicklung von Richtfunkanlagen, die der nahmen nicht ausreichen, um die erforderlichen GeIn the development of directional radio systems, which are not sufficient to meet the required Ge

Nachrichtenübertragung mit Hilfe von Frequenzmo- 5 räuschwerte zu erzielen. In manchen Fällen war e.To achieve message transmission with the help of frequency noise values. In some cases, e.

dulation (FM) dienen und eine relativ kleine Kanalzahl zwar möglich mit Hilfe von Laufentzerrergliedern dl·dulation (FM) and a relatively small number of channels is possible with the help of run equalizers dl

aufweisen, war es zunächst üblich, nur die statischen Geräuschwerte für die einzelnen Trägerfrequenzkanäl·it was initially customary to only use the static noise values for the individual carrier frequency channels.

Verzerrungen durch eine Linearisierung der Modula- in den erforderlichen Grenzen zu halten, doch ist dieseKeeping distortions within the required limits by linearizing the modula- tion, but this is

tor- und Demodulatorkennlinie zu verkleinern. Nach- Abgleich vollkommen Undefiniert. Ein Abgleich nacito reduce gate and demodulator characteristics. Post adjustment completely undefined. A comparison naci

dem die Anlagen mit kleinerer Kanalzahlfür die Über- io bester Laufzeit ist nicht möglich,which the systems with a smaller number of channels for the over- io best running time is not possible,

tragung der anfallenden Nachrichten nicht mehr aus- Auf Grund theoretischer Überlegungen kann maiDue to theoretical considerations, may

reichten, wurden breitbandige Anlagen entwickelt. das in einer Frequenzmodulationsanlage übertragen;broadband systems were developed. the transmitted in a frequency modulation system;

Zur Verbesserung der Störgeräusche dieser Anlagen Trägerfrequenzsignal (im folgenden TF-Signal) durciTo improve the background noise of these systems, carrier frequency signal (hereinafter referred to as TF signal) durci

wurden die Laufzeitverzerrungen durch entsprechende folgende Reihe darstellen:the runtime distortions were represented by the following series:

Allpaß-Filter kompensiert. Da sowohl die zu über- 15All-pass filter compensated. Since both the over-15

nz=ro /I = OO ά(ΤΙΛ^η "=<*> H (TJA⁷¹ η= no A f 77 ^n nz = ro / I = OO ά (ΤΙΛ ^η "= <*> H (TJA ⁷¹ η = no A f 77 ^ n

,= C₁ + "> O_0n (U₁)" -(-■ ν α_ιη 1- N c₂» —-— h >, 03» —:—:— 4- ..., = C ₁ + "> O _0n (U ₁ )" - (- ■ ν α _ιη 1- N c ₂ »—-— h>, 03» -: -: - 4- ...

_Λ = ι _n = i . d/ „-^1 (d/)² «= ι ^'^Λ3 _Λ = ι _n = i. d / "- ^ 1 (d /) ² " = ι ^ ' ^Λ3

I II III IVI II III IV

Die in der obigen Reihe enthaltenen Glieder mit reichend klein zu halten, offenbart die Erfindung eintTo keep the links contained in the above series sufficiently small, the invention reveals unity

dem Summenzeichen sind bei die der Übertragung auf- Möglichkeit, unabhängig von den bisher bekannterthe sum sign are in the case of the transfer on- possibility, independent of the previously known

tretenden Störglieder. Im einzelnen bedeutet: Kompensationsmöglichkeiten der statischen uncstepping interfering links. In detail means: Compensation possibilities of the static unc

CZ₂ die Ausgangsspannung, 25 Laufzeitverzerrungen, auch die Störglieder höhererCZ ₂ the output voltage, 25 delay time distortions, also the disturbing elements higher

CZ₁ die Eingangsspannung, Ordnung zu kompensieren. Zur Kompensation der er-CZ ₁ to compensate the input voltage, okay. To compensate for the

η die Art des Klirrfaktors, - wähnten Störglieder höherer Ordnung wird der Effekt η the type of distortion factor, - mentioned higher-order disturbing elements becomes the effect

α die Größe der Amplitude des Störgliedes. der Mehrwegeausbreitung ausgenutzt. Wenn man bei- α the size of the amplitude of the perturbation element. exploited multipath propagation. If you both

Bei der bisher üblichen Betrachtung wurden nur die spielsweise einem Signal zwei Wege parallel schaltet mitIn the previous view, only the two paths were switched in parallel with, for example, a signal

beiden ersten Störglieder berücksichtigt. Das in obiger 30 einer Amplitude, die um den Betrag α kleiner ist undthe first two interfering elements are taken into account. That in the above 30 an amplitude that is smaller by the amount α and

Reihe mit I bezeichnete Glied entspricht den statischen deren Phasen um ± Ω T₀ verschoben sind, so treten irRow marked I corresponds to the static whose phases _{are shifted by ± Ω T 0} , so ir occur

Verzerrungen, während das zweite, mit II bezeichnete der eingangs erwähnten Reihendarstellung die beidenDistortions, while the second, labeled II of the series representation mentioned at the beginning, the two

Glied, die Laufzeitverzerrungen darstellt. Störglieder I und II nicht auf. Das verbleibende Stör-Ausgehend von der Erkenntnis, daß bei der Über-, glied III kann deshalb nur Kompensation verwendetElement that represents delay time distortions. Interfering elements I and II do not appear. The remaining disturbance-outgoing from the knowledge that with the superordinate, member III, therefore, only compensation can be used

tragung eines trägerfrequenten Nachrichtensignals über 35 werden. Die Größe des entstehenden Störgliedes IIItransmission of a carrier-frequency message signal over 35. The size of the resulting disturbance link III

eine FM-Anläge außer den statischen Verzerrungen, hängt von der Amplitude α und von der Phase φ — Ωτ₀ an FM system besides the static distortion depends on the amplitude α and on the phase φ - Ωτ ₀

die durch Linearisierung der Kennlinie, und den dyna- , ,-... , ... _Λτ. ,. . π , _η, by linearizing the characteristic, and the dyna-,, -..., ... _Λτ . ,. . π, _η ,

mischen Verzerrungen, die durch geeignete Laufzeit- ^ab" ^Fur ^geradzahlige Vielfache von .^- der Phasemix distortions caused by suitable transit ^{times - from} " ^For ^ even multiples of. ^ - the phase

filter kompensierbar sind, noch zusätzlich auftretende treten geradzahlige Klirrfaktoren K₂, K₄... und fürfilters can be compensated, even distortion factors K ₂ , K ₄ ... and for occur in addition

Verzerrungen vorhanden sind, schlägt deshalb die 40 , ... ,,. ,. , η , _., . . ,If there are distortions, the 40, ... ,, suggests. ,. , η, _.,. . ,

Erfindung für deren Kompensation vor, das zu ent- geradzahlige Vielfache von _y der Phase treten ungerad-Invention for their compensation, the too uneven multiple of _{y of} the phase occur odd

zerrende TF-Signal der parallelen Schaltung zweier be- zahlige Klirrfaktoren K₁, K₃... auf. Eine Phasenzüglich Dämpfung und Phase abgleichbaren Neben- drehung um π bedeutet somit eine Drehung des Klirrleitungen zuzuführen, die derart dimensioniert sind faktors um 180°.distorting TF signal of the parallel connection of two numerical distortion factors K ₁ , K ₃ .... A phase-plus attenuation and phase-adjustable secondary rotation by π thus means supplying a rotation of the distortion lines which are dimensioned in this way by a factor of 180 °.

bezüglich Dämpfung und Phase, daß sich die dyna- 45 In der F i g. 1 ist in schematischer Weise eine Anmischen Verzerrungen aufheben und nur die restlichen Ordnung dargestellt, die als Ausgleichsanordnung im Störglieder verbleiben, welche anschließend in an sich Sinne der Erfindung in der Hochfrequenz-Ebene der bekannter Weise dadurch zur Kompensation verwen- FM-Ubertragungsanlage verwendet werden kann. Der det werden, daß man sie mit gleicher Amplitude und Hochfrequenz-Eingang der Anordnung ist mit E, der entgegengesetzter Phase den entsprechenden Stör- 50 Ausgang mit A bezeichnet. Die ankommende Hochgliedern des zu entzerrenden Signals hinzufügt. frequenz wird durch eine Verteilerschaltung Vl auf-with regard to damping and phase, that the dynamic 45 In FIG. 1 is a schematic way of canceling a mixing distortion and only the remaining order is shown, which remain as a compensation arrangement in the disturbance elements, which can then be used in the sense of the invention in the high-frequency level in the known manner for compensation used FM transmission system . The fact that they have the same amplitude and high-frequency input of the arrangement is denoted by E, the opposite phase denotes the corresponding interference output by A. Adds the incoming high terms of the signal to be equalized. frequency is increased by a distribution circuit Vl

Das in der Reihe mit III bezeichnete dritte.Störglied gespalten in zwei Wege. Die Hauptleitung Ll führt ist proportional der zweiten Potenz der Kreisfrequenzeo von dieser Leitungsverzweigung Vl zu der am Ausgang und ist in Phase mit dem statischen Glied I. Das vierte angeordneten weiteren Leitungsverzweigung VI. Im Störglied IV der Reihe ist proportional der dritten 55 Zuge der Hauptleitung L list eine variable Stichleitung Potenz der Kreisfrequenz und in Phase mit dem Stör- Pl eingefügt. Der von der Leitungsverzweigurig Vl glied II. Meßtechnisch kann man das dritte Störglied kommende andere Energieanteil gelangt über ein ein-III durch eine Linearitätsmessung mit hoher Meßfre- stellbares Dämpfungsglied Dl, welches anschließend quenz erfassen, während das vierte Störglied IV durch zu einer Parallelschaltung von zwei weiteren Leitungen eine Laufzeitmessung bestimmt werden kann. Die Ur- 60 Ll und L3 führt. Jede dieser beiden Nebenleitungen Sache für das Auftreten von Störgliedern höherer weist eine Stichleitung Pl bzw. P3 auf, die gegenläufig Ordnung ist in der Durchlaßkurve des Übertragungs- sind und eine gemeinsame Abstimmöglichkeit aufsystems, in den durch eine Mehrwegeausbreitung ver- weisen. In der Nebenleitung LZ ist außerdem ein weischiedener Laufzeit entstehenden Fehlern und in der teres variables Dämpfungsglied D2 eingefügt. Die in Oberwellenmischung mit verschiedenen Laufzeiten be- 65 der Hauptleitung Ll eingezeichnete und mit T₀ begründet. . zifferte Umbruchleitung soll den Unterschied derThe third disturbance link, labeled III in the series, split in two ways. The main line Ll leads proportionally to the second power of the circular frequency from this line branching Vl to the one at the output and is in phase with the static member I. The fourth further branching line VI. In the interfering element IV of the series, a variable stub line power of the angular frequency and in phase with the interfering PI is inserted proportionally to the third line of the main line L list. The other energy component coming from the line branch Vl member II. In terms of measurement technology, the third interfering member arrives via a one-III through a linearity measurement with a high measurement-adjustable attenuator Dl, which then captures the frequency, while the fourth interfering member IV through to a parallel connection of two further lines a runtime measurement can be determined. The original 60 Ll and L3 leads. Each of these two secondary lines for the occurrence of higher interference elements has a stub line P1 or P3, which is in the opposite order in the transmission curve of the transmission and a common tuning option to system in which refer by a multipath propagation. In the secondary line LZ there is also an error resulting from different transit times and a variable attenuator D 2 is inserted in the other. The one drawn in harmonic mixing with different transit times in the main line L1 and justified _{with T 0.} . zifferte Umbruchleitung is supposed to make the difference

Da es bei kommerziellen Geräten nicht möglich ist, Grundphase bezüglich der einen Nebenleitung Ll Since it is not possible with commercial devices, the basic phase with regard to the one secondary line Ll

die oben angegebenen Ursachen in allen Fällen aus- (2r₀) und der anderen mit L3 bezeichneten Nebenlei-the above-mentioned causes in all cases- (2r ₀ ) and the other side lines labeled L3-

tung andeuten. Für den Nullabgleich wird das Dämpfungsglied Dl so abgeglichen, daß die Pegel der beiden parallel geschalteten Nebenleitungen Ll und L3 gleich sind. Mit der Stichleitung Pl wird danach die Laufzeit so abgeglichen, daß die Beträge der Laufzeiten in der Hauptleitung und in den beiden parallelgeschalteten Leitungen gleich sind. Die Amplitude der Störglieder kann mit Hilfe des Dämpfungsgliedes Dl und der Anteil der Klirrfaktoren K₂ und K₃ durch Verschieben der beiden Stichleitungen Pl und P3 eingestellt werden. Wird eine gemäß der Erfindung aufgebaute Anordnung in der Zwischenfrequenz-Ebene der FM-Übertragungsanlage benutzt, so ist hierbei zu beachten, daß bei einem Vorzeichenwechsel des Klirrfaktors die Phasen der Umwegspannungen um 180° gedreht werden müssen. Dies läßt sich am einfachsten mit Hilfe eines Zwischenfrequenz-Transformators durchführen. Sofern dies schwierig ist, müssen die Nebenleitungensuggestion. For the zero adjustment, the attenuator Dl is adjusted so that the levels of the two parallel-connected secondary lines Ll and L3 are the same. The transit time is then compared with the branch line P1 so that the amounts of the transit times in the main line and in the two lines connected in parallel are the same. The amplitude of the interfering elements can be adjusted with the help of the attenuator Dl and the proportion of the distortion factors K ₂ and K ₃ can be adjusted by shifting the two stub lines Pl and P3. If an arrangement constructed according to the invention is used in the intermediate frequency level of the FM transmission system, it should be noted that when the sign of the distortion factor changes, the phases of the detour voltages must be rotated by 180 °. The easiest way to do this is with the aid of an intermediate frequency transformer. If this is difficult, the secondary lines must

um -- bzw. λ verlängert werden.be lengthened by - or λ.

In der F i g. 2 ist eine Anordnung dargestellt zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Zwischenfrequenz-Ebene. Sie unterscheidet sich im wesentlichen gegenüber der in der F i g. 1 dargestellten Anordnung dadurch, -daß zwei Anordnungen zum getrennten Abgleich für den Klirrfaktor zweiter bzw. dritter Ordnung in Serie geschaltet sind. Der erste Teil der beiden in Serie geschalteten Anordnungen der F i g. 2 entspricht der Anordnung der F i g. 1 mit dem Unterschied, daß die oben bereits erwähnte 180 "-Phasen-Umschaltung der beiden Nebenlinien durch einen Schalter Sl schematisch dargestellt ist und daß die Stichleitungen der Anordnung in der F i g. 1 entfallen da es bei diesen Frequenzen vorteilhafter ist, die erforderlichen Phasenverschiebungen fest einzustellen, was beispielsweise in den beiden Leitungsverzweigungen Vl und Vl erfolgen kann. In Serie zu der eben beschriebenen Anordnung liegt eine weitere, im Prinzip gleich aufgebaute Anordnung, an deren Eingang eine Leitungsverzweigung V3 vorhanden ist, die die ankommenden Signale entsprechend aufteilt. Am Ausgang A der letztgenannten Anordnung werden die beiden Signale durch die Leitungsverzweigung V4 wieder zusammengefaßt. Die Hauptleitung L 5 ist zwischen der Leitungsverzweigung V3 und V4 eingefügt. Die Mehrwegeausbreitung erfolgt in den beiden Nebenleitungen L6 und Ll, deren letztere ein einstellbares Dämpfungsglied D 4 aufweist. Diese beiden Nebenleitungen sind parallel geschaltet und liegen einerseits an der Leitungsverzweigung VA und führen andererseits über ein weiteres einstellbares Dämpfungsglied 2)3 zu einem Schalter 52, der mit der Leitungsverzweigung V3 in Verbindung steht und bei einem Vorzeichenwechsel des Klirrfaktors die Phase der Umwegespannungen um 180° dreht.In FIG. 2 shows an arrangement for carrying out the method according to the invention in the intermediate frequency level. It differs essentially from that in FIG. The arrangement shown in FIG. 1 in that two arrangements are connected in series for separate adjustment for the distortion factor of the second or third order. The first part of the two series-connected arrangements of FIGS. 2 corresponds to the arrangement of FIG. 1 with the difference that the above-mentioned 180 "phase switching of the two secondary lines is shown schematically by a switch S1 and that the stub lines of the arrangement in FIG Set phase shifts firmly, which can take place, for example, in the two line branches Vl and Vl . In series with the arrangement just described is a further arrangement, in principle the same structure, at the input of which a line branch V3 is present, which divides the incoming signals accordingly Output A of the latter arrangement, the two signals are combined again by the line junction V4 . The main line L 5 is inserted between the line junction V3 and V4 . The multipath propagation takes place in the two secondary lines L6 and Ll, the latter of which has an adjustable attenuator D 4 both secondary lines are parallel switched and are on the one hand at the branching VA and on the other hand lead via a further adjustable attenuator 2) 3 to a switch 52, which is connected to the branching V3 and rotates the phase of the detour voltages by 180 ° when the sign of the distortion factor changes.

Durch die in der Erfindung offenbarte Anordnung wird eine wesentliche Verringerung der Störgeräusche in einer FM-Übertragungsanlage möglich, wobei der Abgleich für jedes Störglied getrennt mit dem Linearitätsmeßgerät und kleiner Spaltfrequenz, dem Laufzeit-The arrangement disclosed in the invention results in a substantial reduction in the background noise possible in an FM transmission system, the adjustment for each interfering element separately with the linearity measuring device and small slit frequency, the transit time

meßgerätunddem Linearitätsmeßgerät mit hoher Spaltfrequenz abgeglichen werden kann.measuring device and the linearity measuring device with high slit frequency can be adjusted.

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Kompensation der in einer FM-Übertragungsanlage außer den statischen Verzerrungen, die durch Linearisierung der Kennlinie, und den dynamischen Verzerrungen, die durch geeignete Laufzeitfilter kompensierbar sind, zusätzlich auftretenden Verzerrungen, dadurch gekennzeichnet, daß das zu entzerrende Trägerfrequenzsignal der Parallelschaltung zweier bezüglich Dämpfung und Phase abgleichbarer Nebenleitungen zugeführt wird, die derart dimensioniert sind bezüglich Dämpfung und Phase, daß sich die statischen und dynamischen Verzerrungen aufheben und nur die restlichen Störglieder verbleiben, die anschließend in an sich bekannter Weise dadurch zur Kompensation verwendet werden, daß man sie mit gleicher Amplitude und entgegengesetzter Phase den entsprechenden Störgliedern des zu entzerrenden Signals hinzufügt.1. Procedure to compensate for the static distortion in an FM transmission system, which is caused by linearization of the characteristic, and the dynamic distortions, which can be compensated for by suitable runtime filters, in addition occurring distortions, characterized in that the carrier frequency signal to be equalized the parallel connection of two secondary lines that can be adjusted in terms of attenuation and phase is supplied, which are dimensioned in terms of attenuation and phase that the cancel static and dynamic distortions and only the remaining interfering links remain, which are then used in a manner known per se for compensation that they are given to the corresponding perturbation elements with the same amplitude and opposite phase of the signal to be equalized. 2. Schaltung zur Durchführung des Verfahrens in der HF-Ebene der Übertragungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei parallel geschalteten Nebenleitungen (L2, L3) je eine Stichleitung (Pl, P3) aufweisen, die gegenläufig sind und eine gemeinsame Abstimmöglichkeit aufweisen, daß in einer (L3) der beiden Leitungen ein regelbares Dämpfungsglied (D 2) eingefügt ist, daß die Parallelschaltung der Nebenleitungen (L2, L3) auf einer Seite direkt mit einer Leitungsverzweigung (F2) und auf der anderen Seite über ein vorgeschaltetes regelbares Dämpfungsglied (Dl) mit einer weiteren Leitungsverzweigung (Fl) verbunden ist und daß die die verzerrten Signale führende Hauptleitung (Ll), die eine Stichleitung (Pl) enthält, zwischen den beiden Leitungsverzweigungen (Fl, F2) angeschlossen ist (F i g. 1).2. A circuit for performing the method in the RF level of the transmission system according to claim 1, characterized in that the two parallel-connected secondary lines (L2, L3) each have a stub line (Pl, P3) which are in opposite directions and have a common tuning option that in one (L3) of the two lines a controllable attenuator (D 2) is inserted, that the parallel connection of the secondary lines (L2, L3) on one side directly with a line branch (F2) and on the other side via an upstream controllable attenuator (Dl) is connected to a further branch line (Fl) and that the main line (Ll) carrying the distorted signals, which contains a branch line (Pl) , is connected between the two branch lines (Fl, F2) (Fig. 1) . 3. Schaltung zur Durchführung des Verfahrens in der ZF-Ebene der Übertragungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Anordnungen zum getrennten Abgleich für den Klirrfaktor zweiter bzw. dritter Ordnung in Serie geschaltet sind und daß jede dieser Anordnungen aus zwei Nebenleitungen (L2, L3 bzw. L6, Ll), von denen eine ein Dämpfungsglied (D 2 bzw. D A) besitzt, parallel geschaltet ist und einerseits direkt mit einer Leitungsverzweigung (F2 bzw. VA) und andererseits über ein vorgeschaltetes regelbares Dämpfungsglied (Dl bzw. D 3) mit einer weiteren Leitungsverzweigung (Fl bzw. F3) verbunden ist und daß zwischen den beiden Leitungsverzweigungen (Fl, F2bzw. F3, VA) die die verzerrten Signale führende Hauptleitung (Ll bzw. LS) angeschlossen ist und daß ferner bei einem Vorzeichenwechsel des jeweiligen Klirrfaktors die Phase der parällelgeschalteten Nebenleitungen (L2, L3 bzw. L6, Ll) durch eine automatische Schalteinrichtung (Sl bzw. Sl) um 180° umgepolt wird (F i g. 2).3. A circuit for performing the method in the IF level of the transmission system according to claim 1, characterized in that two arrangements for separate adjustment for the distortion factor of the second and third order are connected in series and that each of these arrangements consists of two secondary lines (L2, L3 or L6, Ll), one of which has an attenuator (D 2 or D A) , is connected in parallel and on the one hand directly to a branch line (F2 or VA) and on the other hand via an upstream controllable attenuator (Dl or D 3) is connected to a further branch line (Fl or F3) and that between the two branch lines (Fl, F2 or. F3, VA) the main line (Ll or LS) carrying the distorted signals is connected and that, furthermore, when the sign changes respective distortion factor, the polarity of the parallel-connected secondary lines (L2, L3 or L6, Ll) is reversed by 180 ° by an automatic switching device (Sl or Sl) (FIG. 2). Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings