DE2049059A1

DE2049059A1 - Verfahren zur Ausregelung von Phasenfehlern beim Empfang phasengetasteter Signale

Info

Publication number: DE2049059A1
Application number: DE19702049059
Authority: DE
Inventors: Walter; Noack Wolfgang; 8000 München Arens
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-10-06
Filing date: 1970-10-06
Publication date: 1972-04-13
Also published as: DE2049059C3; DE2049059B2

Description

Verfahren zur Ausregelung von Phasenfehlern beim Empfang phasengetasteter Signa]e Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausregelung von Phasenfehlern beim Empfang phasengetasteter Signale, die durch Multiplikation des um die Schhnittdauer # verzögerten ZF-Signals mit dem unverzögerten ZF-Signal demoduliert werden.
Bei der Übertragung von digitalen Signalen mittels Phasenumtastung des Hochfrequenzträgers wird häufig zur Demodulation ein Verfahren angewendet, bei dem ein Signalschritt und der vorhergehende Signaischritt, der mit Hilfe eines Versögerungsgliedes um die Schrittdauer # verzögert wurde, an die Klemmen einer Multipliknticnsstufe angelegt werden. Es wird das Produkt sin <»t.sinw (t +# ) gebildet. Bei richtiger Bemessung des Verzögerungsgliedes, d.h., wenn die Bedingung #.# = = n.# erfüllt wird, erscheinen dann am Ausgang des Demodulators die Phasensprünge als Gleichstromsignale. Laufzeitänderungen der Verzögerungsleitung, Schwankung der Hochfrec tnz, der Oszillatorfrequenz und andere Phasenfehler im Übertragungsweg verursachen eine Abweichung von der geforderten Phasenbedingung #. # = n.# und führen zu einer Verzerrung des demodulierten Ausgangssignals.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das es erlaubt, auftretende Fehler auszuregeln.
Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß die Phase des ZF-Signals zusätzlich um #/2 gedreht wird, das einem zweiten Produktdemodulator das unverzögerte und das um T =r+ # /: j verzögerte ZF-Signal zugeführt wird und daß mit dem Ausgangssignal des zweiten Demodulatcrs, das von unerwünschten Frequenzkomponenten befreit wird, die Empfänger- oszillatcrfrequenz nachgeregelt wird.
Damit ergeben sich die Vorteile, daß Frequenzschwankungen der Hochfrequenz, der Temperatureinfluß, die Alterung von Quarzen und Laufzeitänderungen der Verzögerungsleitung kempensiert werden können, ohne daß besondere aufwendige Schaltungsmaßnahmen ergriffen werden müssen.
Vorzugsweise wird die am Ausgang des zweiten Demodulators entstehende Gleichspannung ausgesiebt und zur Nachregelung der Empfängeroszillatorfrequenz direkt verwendet. Diese Verfahrensvariante i.st besonders einfach und wenig aufwendig.
Sie ist jedcch nur dann anwendbar, wenn der Phasenfehler nicht großer als #/2n wird.
Zur Ausregelung beliebig 7roi3er Phasenfehler wird die am Ausgang des zweiten Demodulators entstehende erste Oberwelle der Zwischenfrequenz ausgesiebt und einem Frequenzdiskriminator zugeführt, mit dessen Ausgangespannung die Empfängeroszillatorfrequenz nachgeregelt wird.
Das gegenüber dem um die Schrittdauer 2 verzögerten Signal zusätzlich um #/2 phasengedrehte Signal wird vorteilhaft an einer Stelle der Laufzeitleitung abgegriffen, die die Beziehung ## : # = #/2## erfüllt. Durch diese Maßnahme wird kein zusätzliches phasendrehendes Bauteil bei der Realisierung es erfindungsgemäßen Verfahrens benötigt, wodurch nicht zu-Jetzt auch eine eventuelle Störanfälligkeit der Schaltung ver--ingert wird.
Anhand der Zeichnungen soll das erfindungsgemäße Verfahren im einzelnen erläutert werden.
Fig. 1 zeigt eine Gesamtansicht einer aur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Schaltungsanordnung.
In einer Mischeinrichtung M wird aus der phasengetasteten Hnichfrequenz #H und der vom Oszillator 0 gelieferten Oszillatorfrequenz#H -#Z die Zweschenfrequenz #Z gebildet. Diese Zwischenfrequenz wird einmaldirekt und einmal mit Hilfe der Laufzeitleitung L 1 um die Schrittdauer # verzögert auf einen Produktdemodulator M 1 gegeben. In diesem Demodulatcr wird das Produkt sin#Zt.sin (#Zt +#Z#) gebildet. Nach Aussiebung der entstehenden Oberwellen und unter der Bedingung #Z#= n.# springt dann die Ausgangsspannung zwischen den Werten + 1/2 und - 1/2, d.h. es erscheinen am Ausgang des Demodulators M 1 die digitale Information enthaltende Spannungswerte unterschiealicher Polarität.
Schlechter wird es jedoch, wenn aus irgendeinem Grund die oben aufgestellte Bedingung #Z#= nicht mehr eingehalten wird. Dann wird im Demodulator M 1 das Produkt sin#Zt.sin gebildet, wobei es gleichgültig isl, ob der Phasenfehler # durch einen Laufzeitfehler ## der Verzögerungsleitung L 1, durch eine Frequenzabweichung ##Z der Zwischenfrequenz oder durch einen sonstigen Phasenfehler # gebildet wird.
Am Ausgang des Demodulators M 1 erscheint dann eir.e verzerrte Ausgangsspannung, die zwischen den Werten - 1/2.cos#(für n = ungerade Zahlen) und + 1/2.cos#(für n = gerade Zahlen) sprint.
Mit wachsendem Phasenfehler # wird die Ausgangsspannung zunächst kleiner, his sie für zu 0 wird und bei das Vorzeichen wechselt. Dadurch erkennt man sofort, daß eine eindeutige Demodulation des derart verzerrten Signals nicht mehr möglich ist.
Zur Nachregelung der Schaltung auf Einhaltung der Bedingung #Z#= n.# ist die Signalverzerrung des # nicht geeignet. Aus diesem Grund muß einem zweiten Produktdemodulator M 2 neben dem unverzögerten Signals ein zusätzlich zur Verzögerung in L 1 in L 2 um# /2 phasengedrehtes Signal zugeführt werden.
In dem zweiten Demodulator M 2 wird somit das Produkt sin sin #Zt gebildet. Es enthält keinen Gleichstromanteil, wenn # = 0 ist. Für ## O bildet sich ein Gleichstromanteil, der proportional der Fehlergröße sin # ist und daher als Regelkriterium, z.B. für den Uberlagerungsoszillator verwendet werden kann. Damit die Regelung-eindeutig bleibt, muß ###/2 sein.
Der Phasenfehler # setzt sich, wie schon oben angedeutet wurde, aus folgenden Anteilen zusammen: mit = Frequenzabweichung der Zwischenfrequenz, ## = Laufzeitfehler der Verzägerungsleitung und # = Phasenfehler, der durch sonstige Instabilitäten entsteht. Bei starker Frequenzinkonstanz wird ##.#.##. Mit der Forderung # # # /2 folgt als Grenze der ausregelbaren Phasenfehler Größere Frequenzschwankungen können gemäß Fig. 2 folgendermaßen ausgeregelt werden. Die am Ausgang des Demodulators M 2 entstehende erste Oberwelle 2#Z der Zwischenfrequenz wird in einem Filter F ausgesiebt und einem Frequenzdiskriminator D zugeführt, dessen Ausgangsspannung den Empfangsoszillator O nachstellt.
Wird die Phasenschiebung #/2 an der Laufzeitleitung L 1 abgegriffen, so erfolgt die Unterteilung wie in Fig. 3 dargestellt, Das phasengedrehte Signal vird an einer Stelle der Laufzeitleitung L 1 abgfgriffen, die die Beziehung # #/ 2#Z.# erfüllt. Die Tatsache, daß hierbei das zum Demodulatcr M 2 geführte Signal gegenüber dem zum Demcdulator M 1 geführten eine Phasenverschiebung von - #/2 aufweist, ist prinzipiell bedeutungslos; das Ausgangssignal des Demodulators M 2 ändert hierdurch lediglich sein Vorzeichen.
4 Patentansprüche 3 Figuren

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zur Ausregelung von Phasenfehlern beim Empfang phasengetasteter Signale, die durch Multiplikation des um die Schrittdauer (T) verzögerten ZF-Signals mit dem unverzögerten ZF-Signal demoduliert werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Phase des ZF-Signals (#Z) zusätzlich um#/ 2 gedreht wird, daß einem zweiten Produktdemotulator (M 2) das unverzögerte und das um T = verzögerte ZF-Signal zugeführt wird und daß mit dem Ausgangssignal des zweiten Demodulators (M 2), das von unerwünschten Frequenzkomponenten befreit wird, die Empfänger-Oszillatorfrequenz (#H - #Z) nachgeregelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die am Ausgang des zweiten Demodulators (M 2) entstehende Gleichspannung ausgesiebt und zur Nachregelung der Empfängeroszillatorfrequenz (#H -#Z) direkt verwendet wird.
3. Verfahrei nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die am Ausgang des zweiten Demodulators (M 2) entstehende erste Oberwelle (2#Z) der Zwischenfrequenz (Uz) ausgesiebt und einem Frequenzdiskriminator (D) zugeführt wird, mit dessen Ausgangsspannung die Empfänger-Oszillatorfrequenz nachgeregelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 und /oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das um #/2 phasengedrehte Signal an einer Stelle der Laufzeitleitung abgegriffen wird, die die Beziehung erfüllt. L e e r s e i t e