DE2049059A1 - Method for correcting phase errors when receiving phase-shifted signals - Google Patents

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.Method for correcting phase errors when receiving phase-shifted devices Signa] e The invention relates to a method for compensating for phase errors in Reception of phase-shifted signals, which are obtained by multiplying the by the cut duration # delayed IF signal can be demodulated with the undelayed IF signal.

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.When transmitting digital signals using phase shift keying of the high-frequency carrier, a method is often used for demodulation the one signal step and the preceding signal step, the one with the help of a delay element has been delayed by the step duration # to the terminals of a multiplication stage be created. The product sin <»t.sinw (t + #) is formed. With correct Dimensioning of the delay element, i.e. if the condition #. # = = N. # Is met the phase jumps appear as direct current signals at the output of the demodulator. Changes in transit time of the delay line, fluctuations in the high frequency, the oscillator frequency and other phase errors in the transmission path cause a deviation from the required one Phase condition #. # = n. # and lead to a distortion of the demodulated output signal.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das es erlaubt, auftretende Fehler auszuregeln.The invention is based on the object of specifying a method which makes it possible to correct errors that occur.

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.The solution to this problem is characterized in that the phase of the IF signal is additionally rotated by # / 2, which is sent to a second product demodulator the undelayed and the delayed by T = r + # /: j IF signal is supplied and that with the output signal of the second demodulator, that of unwanted frequency components is released, the recipient oscillator frequency is readjusted.

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.This has the advantages that frequency fluctuations in the high frequency, the influence of temperature, the aging of crystals and changes in the delay line's transit time can be kempensiert without taking particularly complex circuit measures Need to become.

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.Preferably, the resulting at the output of the second demodulator Direct voltage screened out and for readjustment of the receiver oscillator frequency directly used. This process variant is particularly simple and inexpensive.

Sie ist jedcch nur dann anwendbar, wenn der Phasenfehler nicht großer als #/2n wird.However, it is only applicable if the phase error is not great as becomes # / 2n.

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.To compensate for any number of phase errors, the at the output the first harmonic of the intermediate frequency produced by the second demodulator is filtered out and a frequency discriminator, with the output voltage of which the receiver oscillator frequency is readjusted.

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.This is additionally delayed compared to the signal delayed by step duration 2 A signal phase-shifted by # / 2 is advantageous at one point on the delay line tapped that fulfills the relationship ##: # = # / 2 ##. This measure will no additional phase-rotating component when realizing it according to the invention Procedure required, whereby not-now also a possible susceptibility to failure the circuit is reduced.

Anhand der Zeichnungen soll das erfindungsgemäße Verfahren im einzelnen erläutert werden.The method according to the invention is to be described in detail with the aid of the drawings explained.

Fig. 1 zeigt eine Gesamtansicht einer aur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Schaltungsanordnung.Fig. 1 shows an overall view of aur implementation of the invention Process suitable circuit arrangement.

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.In a mixing device M, the phase-shifted reference frequency becomes #H and the oscillator frequency supplied by oscillator 0 # H - # Z is the intermediate frequency #Z formed. This intermediate frequency is once directly and once with the help of the delay line L 1 delayed by the step duration # given to a product demodulator M 1. In This demodulator creates the product sin # Zt.sin (#Zt + # Z #). After screening of the resulting harmonics and under the condition # Z # = n. # the output voltage then jumps between the values + 1/2 and - 1/2, i.e. appear at the output of the demodulator M 1 voltage values of different polarity containing the digital information.

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.However, it gets worse if for whatever reason the above condition # Z # = is no longer met. Then the product sin # Zt.sin in the demodulator M 1 formed, it being irrelevant whether the phase error # is formed by a transit time error ## of the delay line L 1, by a frequency deviation ## Z of the intermediate frequency or by some other phase error #.

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.A distorted output voltage then appears at the output of the demodulator M 1, between the values - 1 / 2.cos # (for n = odd numbers) and + 1 / 2.cos # (for n = even numbers) 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.As the phase error # increases, the output voltage initially becomes smaller, until it is for becomes 0 and at the sign changes. This shows immediately that an unambiguous demodulation of the signal distorted in this way is no longer possible.

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.To readjust the circuit to ensure compliance with the condition # Z # = n. # the signal distortion of the # is not suitable. For this reason there must be a second Product demodulator M 2 in addition to the undelayed signal in addition to the delay in L 1 in L 2 phase-rotated signal by # / 2 are supplied.

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.In the second demodulator M 2, the product is sin is formed. It does not contain any DC component when # = 0. A direct current component is formed for ## O, which is proportional to the error size sin # and can therefore be used as a control criterion, for example for the superimposed oscillator. So that the regulation remains unambiguous, ### / 2 must be.

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.As already indicated above, the phase error # is made up of the following components: with = frequency deviation of the intermediate frequency, ## = delay line delay error and # = phase error caused by other instabilities. If the frequency is very inconsistent, ##. #. ##. With the requirement # # # / 2 follows as the limit of the adjustable phase errors Larger frequency fluctuations can be corrected according to FIG. 2 as follows. The first harmonic 2 # Z of the intermediate frequency produced at the output of the demodulator M 2 is filtered out in a filter F and fed to a frequency discriminator D, the output voltage of which is adjusted by the local oscillator O.

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.If the phase shift # / 2 is tapped on the delay line L 1, the subdivision takes place as shown in FIG. 3, the phase-shifted signal is tapped at a point on the delay line L 1 that has the relationship # # / 2 # Z. # fulfilled. The fact that here the signal led to the demodulator M 2 has a phase shift of - # / 2 compared to that led to the demcdulator M 1, is in principle meaningless; the output signal of the demodulator M 2 changes as a result just its sign.

4 Patentansprüche 3 Figuren4 claims 3 figures

Claims (4)

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.P atent claims 1. Method for compensating for phase errors when receiving phase-shifted signals that are demodulated by multiplying the IF signal delayed by the step duration (T) with the undelayed IF signal, characterized by the fact that the phase of the IF signal ( #Z) is also rotated by # / 2 so that a second product demotulator (M 2) has the undelayed and that by T = delayed IF signal is supplied and that with the output signal of the second demodulator (M 2), which is freed from unwanted frequency components, the receiver oscillator frequency (#H - #Z) is readjusted. 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.2. The method according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the direct voltage generated at the output of the second demodulator (M 2) sifted out and for readjustment of the receiver oscillator frequency (#H - # Z) directly is used. 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.3. The method according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the first harmonic generated at the output of the second demodulator (M 2) (2 # Z) of the intermediate frequency (Uz) sifted out and fed to a frequency discriminator (D) is, with its output voltage readjusted the receiver oscillator frequency will. 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 e4. The method according to claim 1, 2 and / or 3, dadurchgeke nnzeich that the phase rotated by # / 2 signal is tapped at a point on the delay line, which the relationship Fulfills. L eerseite