DE2049059C3 - Method for correcting phase errors when receiving phase-shifted signals - Google Patents

Description

T = τ +-τ/2 ωχ T = τ + -τ / 2 ωχ

verzögerte ZF-Signal zugeführt wird und daß mit dem Ausgangssignal des zweiten Demodulators (M 2), das von unerwünschten Frequenzkomponenten befreit wird, die Empfänger-Oszillatorfrequenz (ω//— ω^nachgeregelt wird.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 (ω // - ω ^ is readjusted.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am Ausgang des zweiten Demodulators (M 2) entstehende Gleichspannung ausgesiebt und zur Nachregelung der Empfängeroszillatorfrequenz (ω;/— ω /^direkt verwendet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the direct voltage generated at the output of the second demodulator (M 2) is screened out and used directly to readjust the receiver oscillator frequency (ω; / - ω / ^.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am Ausgang des zweiten Demodulators (M2) entstehende erste Oberwelle (2 ο)/) der Zwischenfrequenz (ω/) ausgesiebt und einem Frequenzdiskriminator (D) zugeführt wird, mit dessen Ausgangsspannung die Empfänger-Oszillatorfrequenz nachgeregell wird.3. The method according to claim 1, characterized in that the first harmonic (2 ο) / ) produced at the output of the second demodulator (M 2) of the intermediate frequency (ω /) is screened out and fed to a frequency discriminator (D) , with the output voltage of which Receiver oscillator frequency is readjusted.

4. Verfahren nach Anspruch I, 2 und/oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das um -τ/2 phasengedrehte Signal an einer Stelle der Laufzeitlcitung abgegriffen wird, die die Beziehung4. The method according to claim I, 2 and / or 3, characterized in that the phase rotated by -τ / 2 Signal is tapped at one point in the delay line, which indicates the relationship

I/I /

erfüllt.Fulfills.

21)21)

4)4)

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausregelung von Phasenfehlern beim Empfang phasengetasteter Signale, die durch Multiplikation des um die Schrittdauer r verzögerten ZF-Signals mit dem unverzögerten ZF-Signal demoduliert werden. -,oThe invention relates to a method for compensating for phase errors when receiving phase-shifted devices Signals generated by multiplying the IF signal delayed by the step duration r with the undelayed IF signal can be demodulated. -,O

Bei der Übertragung von digitalen Signalen mittels Phasenumtastung des Hochfrequenzträgers wird häufig zur Demodulation ein Verfahren angewendet, bei dem ein Signalschritt und der vorhergehende Signalschritt, der mit Hilfe eines Verzögerungsgliedes um die ,-, Schrittdauer τ verzögert wurde, an die Klemmen einer Multipiikationsstufe angelegt werden. Es wird das ProduktWhen transmitting digital signals by means of phase shift keying of the high-frequency carrier, a method is often used for demodulation in which a signal step and the preceding signal step, which was delayed by the step duration τ with the aid of a delay element, are applied to the terminals of a multiplication stage. It becomes the product

sin oji · sin o>(t + r)sin oji sin o> (t + r)

6060

gebildet. Bei richtiger Bemessung des Verzögerungsgliedes, d. h., wenn die Bedingung ω ■ r = η · π erfüllt wird, erscheinen dann am Ausgang des Demodulators die Phasensprünge als Gleichstromsignale. Laufzeitänderungen der Verzögerungsleitung, Schwankung der h^r> Hochfrequenz, der Oszillatorfrequenz und andere Phasenfehler im Übertragungsweg verursachen eine Abweichung von der geforderten Phasenbedingung to · r = η · .τ und führen zu einer Verzerrung des demodulierten Ausgangssignals,educated. If the delay element is correctly dimensioned, ie if the condition ω · r = η · π 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 h ^r > high frequency, the oscillator frequency and other phase errors in the transmission path cause a deviation from the required phase condition to r = η .τ 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 allows errors that occur to be eliminated to regulate.

Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß die Phase des ZF-Signais zusätzlich um .τ/2 gedreht wird, daß einem zweiten Produktdemodulator das unverzögerie und das umThe solution to this problem is characterized in that the phase of the IF signal is additionally increased by .τ / 2 is rotated that a second product demodulator the undelayed and the

T = r+.T/2(.v T = r + .T / 2 (.v

verzögerte ZF-Signal zugeführt wird und daß mit dem Ausgangssignal des zweiten Demodulators, das von unerwünschten Frequenzkomponenten befreit wird, die Empfängeroszillatorfrequenz nachgeregelt wird.delayed IF signal is supplied and that with the output signal of the second demodulator, which is from unwanted frequency components is freed, the receiver oscillator frequency is readjusted.

Damit ergeben sich die Vorteile, daß Frequenzschwankungen der Hochfrequenz, der Temperatureinfluß, die Alterung von Quarzen und Laufzeitänderungen der Verzögerungsleitung kompensiert werden können, ohne daß besondere aufwendige Schaliungsmaßnahmcn ergriffen werden müssen.This results in 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 compensated, without special complex formwork measures having to be taken.

Vorzugsweise wird die am Ausgang des zweiten Demodulators entstehende Gleichspannung ausgesiebt und zur Nachregelung der Empfängeroszillatorfrequcnz direkt verwendet. Diese Verfahrensvariante ist besonders einfach und wenig aufwendig. Sie ist jedoch nur dann anwendbar, wenn der Phasenfehler nicht größer als tcI2 wird.The direct voltage generated at the output of the second demodulator is preferably filtered out and used directly for readjusting the receiver oscillator frequency. This variant of the method is particularly simple and inexpensive. However, it is only applicable if the phase error does not exceed tcI2.

Zur Ausregelung beliebig großer Phasenfehler wird die am Ausgang des zweiten Demodulators entstehende erste Oberwelle der Zwischenfrequenz ausgesiebt und einem Frequenzdiskriminator zugeführt, mit dessen Ausgangsspannung die Empfängeroszillatorfrequcnz nachgeregelt wird.The phase error occurring at the output of the second demodulator is used to compensate for any large phase errors sifted out first harmonic of the intermediate frequency and fed to a frequency discriminator with which Output voltage the receiver oscillator frequency is readjusted.

Das gegenüber dem um die Schrittdauer τ verzögerten Signal zusätzlich um -τ/2 phasengedrehte Signal wird vorteilhaft an einer Stelle der Laufzeitlcitung abgegriffen, die die BeziehungThe signal, which is additionally phase-rotated by -τ / 2 compared to the signal delayed by the step duration τ , is advantageously tapped at a point in the delay line that has the relationship

Δ 1: / = π/2 ω τ Δ 1 : / = π / 2 ω τ

erfüllt. Durch diese Maßnahme wird kein zusätzliches phasendrehendes Bauteil bei der Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens benötigt, wodurch nicht zuletzt auch eine eventuelle Störanfälligkeit der Schaltung verringert wird.Fulfills. This measure means that there is no additional phase-rotating component in the implementation of the Process according to the invention required, which not least also a possible susceptibility to failure of the Circuit is reduced.

Anhand der Zeichnungen soll das erfindungsgcmäOc Verfahren im einzelnen erläutert werden.Based on the drawings, the erfindungsgcmäOc Procedures are explained in detail.

Fig. 1 zeigt eine Gesamtansicht einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Schaltungsanordnung.Fig. 1 shows an overall view of a implementation circuit arrangement suitable for the method according to the invention.

In einer Mischeinrichtung M wird aus der phasengetasteten Hochfrequenz o>n und der vom Oszillator O gelieferten Oszillatorfrequenz oi//—cu/die Zwischenfrequenz ο}/gebildet. Diese Zwischenfrequenz wird einmal direkt und einmal mit Hilfe der Laufzeitleitung L 1 um die Schrittdauer τ verzögert auf einen Produktdemodulator M 1 gegeben. In diesem Demodulator wird das ProduktIn a mixing device M , the intermediate frequency ο} / is formed from the phase-shifted high frequency o> n and the oscillator frequency oi // - cu / supplied by the oscillator O. This intermediate frequency is sent directly to a product demodulator M 1 once directly and once delayed by the step duration τ with the aid of the delay line L 1. In this demodulator the product

sin οι/ t ■ sin (w/f-Mo/r)sin οι / t ■ sin (w / f-Mo / r)

gebildet. Nach Aussiebung der entstehenden Oberwellen und unter der Bedingung ω/.τ = η ■ π springt dann die Ausgangsspannung zwischen den Werten +'/2 und - '/2, d. h., es erscheinen am Ausgang des Demodulators M I die digitale Information enthaltenden Spannungswerte unterschiedlicher Polarität. educated. After filtering out the harmonics and under the condition ω / .τ = η ■ π , the output voltage then jumps between the values + '/ 2 and -' / 2, that is, different voltage values appear at the output of the demodulator M I containing the digital information Polarity.

Schlechter wird es jedoch, wenn aus irgendeinem Grund die oben aufgestellte Bedingung ω/.τ = η ■ -τIt gets worse, however, if for some reason the above condition ω / .τ = η ■ -τ

niL-hi mehr eingehalten wird. Dann wird im Demodula-Kir M I das ProduktniL-hi is more adhered to. Then in the Demodula-Kir M I becomes the product

sin in/ ι ■ sinsin in / ι ■ sin

t + Λ) t + Λ)

gebildet, wobei es gleichgültig ist, ob der Phasenfehler rt durch einen Laufzeitfehler^ r der Verzögerungsleitung L 1, durch eine Frequenzabweichung ^l w/ der Zwischenfrequenz oder durch einen sonstigen Phasenfehler i|i gebildet wird. Am Ausgang des Demodulators M 1 erscheint dann eine verzerrte Ausgangsspannung, die zwischen den Werten —'/' ■ cos Λ (für η = ungerade Zahlen) und +'/3 cos Λ (für η = gerade Zahlen) springt. Mit wachsendem Phasenfehler Λ wird die Ausgangsspannung zunächst kleiner, bis sie für Λ = .τ/2 zu 0 wird und bei Λ>.τ/2 das Vorzeichen wechselt. Dadurch erkennt man sofort, daß eine eindeutige Demodulation des derart verzerrten Signals nicht mehr möglich ist.formed, it being immaterial whether the phase error rt is formed by a transit time error ^ r of the delay line L 1, by a frequency deviation ^ l w / of the intermediate frequency or by some other phase error i | i. A distorted output voltage then appears at the output of the demodulator M 1, which jumps between the values - '/' ■ cos Λ (for η = odd numbers) and + '/ 3 cos Λ (for η = even numbers). As the phase error Λ increases, the output voltage initially decreases until it becomes 0 for Λ = .τ / 2 and the sign changes with Λ> .τ / 2. 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 οι/τ = η - -τ ist die Signalverzerrung cos (t nicht geeignet. Aus diesem Grund muß einem zweiten Produktdemodulator M 2 neben dem unverzögerten Signal o>/ ein zusätzlich zur Verzögerung ir; LX in L2 um -t/2 phasengedrehtes Signal zugeführt werden. In dem zweiten Demodulator M2 wird somit das ProduktThe signal distortion cos (t is not suitable for readjusting the circuit to ensure compliance with the condition οι / τ = η - -τ. For this reason, a second product demodulator M 2 in addition to the instantaneous signal o> / an in addition to the delay ir; LX in L2 A signal phase-rotated by -t / 2 can be fed in. In the second demodulator M2 , the product

sin (ω/ t+w/r+.t/2 + Λ) · sin u>/ ■ t sin (ω / t + w / r + .t / 2 + Λ) · sin u> / ■ t

gebildet. Es enthält keinen Gleichstromanieü, wenn d = 0 ist. Für ö Φ 0 bildet sich ein Gleichstromanteil, der proportional der Fehlergröße sin A ist und daher als Regelkriterium, z. B. für den Überlagerungsoszillator verwendet werden kann. Damit die Regelung eindeutig bleibt, muß ό < -τ/2 sein.educated. It does not contain a DC model when d = 0. For ö Φ 0, a direct current component is formed which is proportional to the error size sin A and is therefore used as a control criterion, e.g. B. can be used for the local oscillator. So that the regulation remains unambiguous, ό < -τ / 2 must be.

Der Phasenfehler rt set/i sich, wie schon oben angedeutet wurde, aus folgenden Anteilen zusammen:The phase error rt set / i, as above was indicated, made up of the following proportions:

S) = T- Δ οΐ/+ω/Δτ + ι/ι, S) = T- Δ οΐ / + ω / Δτ + ι / ι,

r.iitdtij/ = Frequenzabweichung der Zwischenfruqtien/. Δτ = Laufzeitfehler der Verzögerungsleitung und ι₍ι = Phasenfehler, der durch sonstige Instabilitäten entsteht. Bei starker Frequenzinkonstanz wird ό«-r-zloi/. Mit der Forderung ή<.τ/2 folgt als Grenze der ausregelbaren Phasenfehlerr.iitdtij / = frequency deviation of the intermediate fruits /. Δτ = transit time error of the delay line and ι ₍ ι = phase error caused by other instabilities. In the case of strong frequency inconsistencies, ό «-r-zloi /. With the requirement ή <.τ / 2, the phase error that can be regulated is the limit

4r4r

Größere Frequenzschwankungen können gemäliLarger frequency fluctuations can according to

π Fig. 2 folgendermaßen ausgeregelt werden. Die am Ausgang des Demodulators M 2 entstehende erste Oberwelle 2u)/ der Zwischenfrequenz wird in einem Filter Fausgesiebt und einem Frequenzdiskriminator D zugeführt, dessen Ausgangsspannung den Empfangsoszillator Onachsteilt.π Fig. 2 can be adjusted as follows. The first harmonic 2u) / the intermediate frequency arising 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 divides the local oscillator Onach.

Wird die Phasenschiebung .τ/2 a" Jer LaufzeitleitungIf the phase shift is .τ / 2 a "Jer delay line

/. 1 abgegriffen, so erfolgt rüe ι mieneilnng, wie in F i g. 3 dargestellt. Das phasengedrehte Signal wird an einer Stelle der Laufzeitleitung L 1 abgegriffen, die die/. 1 tapped, it takes place rüe ι mieneilnng, as in FIG. 3 shown. The phase-shifted signal is tapped at a point on the delay line L 1, which the

2> Beziehung2> relationship

J/// = .T/2w/-rJ /// = .T / 2w / -r

erfüllt. Die Tatsache, daß hierbei das zum Demodulator M2 geführte Signal gegenüber dem zum Demodulator jo M\ geführten eine Phasenverschiebung von -π/2 aufweist, ist prinzipiell bedeutungslos: das Ausgangssignal des Demodulators M2 ändert hierdurch lediglich sein Vorzeichen.Fulfills. The fact that the signal sent to demodulator M2 has a phase shift of -π / 2 compared to the signal sent to demodulator jo M \ is in principle meaningless: the output signal of demodulator M2 only changes its sign as a result.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (1)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Ausregelung von Phasenfehler!! beim Empfang phasengetasteter Signale, die durch Multiplikation des um die Schritidauer (r) verzögerten ZF-Signals mit dem unverzögerten ZF-Signal demoduliert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Phase des ZF-Signals (ω/) zusätzlich um nV2 gedreht wird, daß einem zweiten Produktdemodulator (M2) das unverzögerte und das um1. Procedure for correcting phase errors !! when receiving phase-shifted signals which are demodulated by multiplying the IF signal delayed by the step duration (r) with the undelayed IF signal, characterized in that the phase of the IF signal (ω /) is additionally rotated by nV2 that a second product demodulator (M2) the instantaneous and the um