DE2106532C3 - Demodulator für frequenz modulierte elektrische Signale - Google Patents
Demodulator für frequenz modulierte elektrische SignaleInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Demodulator für frequenzmodulierte elektrische Signale mit einer
Torschaltung, von der ein erster Eingang mit einem Eingang des Demodulators gekoppelt ist und von der
ein zweiter Eingang über mindestens ein phasenbestimmendes Netzwerk mit dem Eingang des Demodulators
gekoppelt ist.
Aus Funktechnik 1969, Nr. 17, S. 650 und 651 ist ein
Demodulator der obengenannten Art bekannt.
Die Erfindung bezweckt, die Unterdrückung unerwünschter Ausgangssignale infolge von Amplitudenmodulation
von durch Demodulatoren der genannten Art zu verarbeitenden Signalen mit kleiner Amplitude
zu verbessern.
Ein Demodulator der eingangs erwähnten Art weist daher nach der Erfindung das Kennzeichen auf, daß
zwischen den Eingang des Demodulators und das phasenbestimmende Netzwerk eine zweite Torschaltung
aufgenommen ist, von der ein erster Eingang mit dem Eingang des Demodulators, ein zweiter Eingang mit
einem Bezugspotential und ein Ausgang mit dem phascnbestimmenden Netzwerk gekoppelt ist, und wobei
die Teile der ersten und der zweiten Torschaltung zwischen ihrem ersten Eingang und ihrem Ausgang praktisch
entsprechende Signalübertragungseigenschaften aufweisen. <*>
Es hat sich herausgestellt, daß die wichtigste Ursache der zu schlechten AM-Unterdrückung der bekannten
Schaltungsanordnungen auf die Tatsache zurückzuführen ist, daß bei einer Amplitudenmodulation des zu demodulierendcn
Signals die Stromduiehlaßzeit pro Pe- 6S
riode dieses Signals zwischen dem ersten Eingang und dem Ausgang der Torschaltung in Abhängigkeit von
der Amplitude gegenüber einem im Signal am zweiten Eingang pro Periode auftretenden vorausgesetzten Bezugszeitpunkt
verschiebt.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die nachteiligen Folgen dieser Erscheinung ausgeglichen
werden können, wenn das Signal am zweiten Eingang eine gleiche Verschiebung aufweist, was durch die erfindungsgemäße
Maßnahme erzielt wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigt
F i g. 1 ein vereinfachtes Schaltbild eines erfindungsgemäßen FM-Demodulators,
F i g. 2 ein vereinfachtes Schaltbild eines erfindungsgemäßen
FM-Demodulators, wobei ein Teil der eigentlichen Demodulatorschaltung als Teil der zweiten Torschaltung
verwendet worden ist
In F i g. 1 ist ein Eingang 1 mit einem ersten Eingang 3 einer Torschaltung 5 verbunden. Die Torschaltung
5 hat einen zweiten Eingang 7, der mit dem Verbindungspunkt einer Reihenschaltung aus einem Kondensator
9 und einem Parallelkreis 11 verbunden ist. Diese Reihenschaltung bildet ein phasenbestimmendes
Netzwerk. .
Zwischen das andere Ende des Kondensators 9 und den Eingang 1 ist nach der Erfindung eine zweite Torschaltung
13 aufgenommen, von der ein erster Eingang 15 am Eingang 1 und ein Ausgang 17 am letztgenannten
Ende des Kondensators 9 liegt. Ein zweiter Eingang 19 der zweiten Torschaltung 13 liegt an einem Bezugspotential Vi, an dem auch das andere Ende des Parallelkreises
11 liegt.
Der Eingang 3 der Torschaltung 5 ist mit der Basis eines npn-Transistors 21 verbunden, dessen Emitter mit
dem Emitter eines npn-Transistors 23 und mit dem Kollektor eines npn-Transistors 25 verbunden ist. Der
Kollektor des Transistors 21 liegt an einer positiven Speisespannung, mit der weiter der Kollektor des
Transistors 23 über einen Widerstand 27 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 23 Bl zugleich mit einem
Ausgang 29 der Schaltungsa> rdnung verbunden, während die Basis an einer Einstellspannung V'2 liegt.
Vom Transistor 25 liegt die Basis am zweiten Eingang 7 der Torschaltung 5 und der Emitter ist über
einen Widerstand 26 geerdet.
Der erste Eingang 15 der zweiten Torschaltung 13 liegt an der Basis eines npn-Transistors 31, dessen Kollektor
an einer positiven Speisespannung liegt und dessen Emitter mit dem Emitter eines npn-Transistors 33
und dem Kollektor eines npn-Transistors 35 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 33 ist mit dem Ausgang
17 der zweiten Torschaltung 13 und weiter über einen Widerstand 34 mit einer positiven Speisespannung
verbunden. Die Basis des Transistors 33 liegt an der Einstellspannung V2. Vom Transistor 35 ist der
Emitter über einen Widerstand 36 geerdet und die Basis ist mit dem zweiten Eingang 19 der zweiten Torschaltung
13 verbunden.
Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung ist folgende. Die erste Torschaltung 5 dient zusammen mit
dem phasenbestimmenden Netzwerk 9, 11 als eigentlicher FM-Demodulator. Ein zu demodulierendes frequenzmoduliertes
Signal wird dem ersten Eingang 3 unmittelbar und dem zweiten Eingang 7 über die zweite
Torschaltung 13 und das phasenbestimmende Netzwerk 9, 11 zugeführt. Infolge des phasenbestimmenden
Netzwerks 9, 11 erhält das frequenzmodulierte Signal an diesem zweiten Eingang 7 gegenüber dem Signal am
ersten Eingang 3 eine Phasenmodulation. Auf der zen-
traten Frequenz des frequenzmodulierten Signals ist die Phasenverschiebung zwischen den Signalen 90° und bei
einer von der zentralen Frequenz abweichenden benachbarten Frequenz ist die Abweichung gegenüber
der Phasenverschiebung von 90° der Abweichung der Frequenz gegenüber der Zentralfrequenz praktisch
proportional. Das phasenbestimmende Netzwerk.9, ti weist weiter noch eine Filterwirkung auf, wodurch unabhängig
von der Wellenform des ihm zugeführten Signals die Ausgangsspannung am zweiten Eingang 7 der
Torschaltung 5 praktisch sinusförmig ist
Wenn das dem Eingang 1 des Demodulators zugeführte Signal von einer Begrenzerschaltung herrührt,
wird dieses Signal praktisch immer die gleiche Amplitude und Wellenform aufweisen, wenn das Eingangssignal
der Begrenzerschaltung groß genug ist. Die Transistoren 23 und 25 der Torschaltung 5 sind dann bekanntlich
als eine Reihenschaltung aus zwei Schaltern wirksam, die bei der zentralen Frequenz um 90° nacheinander
und bei abweichenden Frequenzen mit einem anderen frequenzabhängigen Phasenunterschied schließen
und öffnen. Am Belastungswiderstand 27 entsteht dann eine pulsierende Gleichspannung, deren Mittelwert
vom Phasenunterschied der Signale an den Eingängen und somit von der Frequenzmodulation des zu
demodulierenden Signals abhängig ist.
Bei einer ungenügenden Begrenzung des Eingangssignals ändert sich das Signal am ersten Eingang 3 in
seiner Amplitude und/oder seiner Wellenform, während infolge der Filterwirkung des phasenbestimmenden
Netzwerks 9, 11 dies am zweiten Eingang 7 praktisch nicht der Fall ist. Infolge dieser Änderung des Signals
am ersten Eingang 3 ändert sich auch der Öffnungs- und Schließzeitpunkt des Transistors 23, d. h. die
periodisch auftretende Stromdurchlaßzeit des Transistors 23 verschiebt sich in Phase in Abhängigkeit von
der Amplitude und/oder der Wellenform de« Eingangssignals. Wäre die zweite Torschaltung 13 nicht vorhanden,
so würde die Stromdurchlaßzeit des Transistors 25 nicht in Phase verschieben und die durch eine Amplitudenmodulation
des Eingangssignals verursachte Stromdurchlaßphase würde auf diese Weise von der Torschaltung
detektiert werden.
Durch die zweite Torschaltung 13 wird jedoch nun auch das Eingangssignal des phasenbestimmenden
Netzwerks 9, 11 in Abhängigkeit von der Amplitudenmodulation im gleichen Verhältnis in Phase verschoben
wie der Stromdurchlaß des Transistors 23. Die zweite Torschaltung 13 weist dazu von ihrem ersten Eingang
15 zum Ausgang 17 dieselben Signalübertregungseigenschaften auf, wie der entsprechende Teil der ersten
Torschaltung 5. Dies wird in diesem Beispiel durch einen ähnlichen Aufbau der zwei Torschalltungen erreicht.
Die Signale an den Eingängen 3 und 7 der ersten Torschaltung weisen nun infolge einer Amnlitudenmodulation
des Eingangssignals des Detektors eine derartige Phasenmodulation auf, daß diese die durch dieselbe
Ursache hervorgerufene Frequenzmodulation des Stromdurchlasses in der ersten Torschaltung 5 ausgleicht.
6^
Es dürfte einleuchten, daß der Aufbau der Torschaltungen 5 und 13 auch anders gewählt werden kann,
wenn nur der obengenannte Ausgleich erhalten wird. So kann beispielsweise die Torschaltung 5 als ein doppeltwirkender
Quadraturdemodulator ausgebildet werden mit zwei parallelgeschalteten gegemphasig gesteuerten
Transistorpaaren. Auch können statt der beschriebenen ersten und/oder zweiten Torschaltung ge-
wünschtenfalls andere Torschaltungstypen verwendet werden.
In F i g. 2, in der entsprechenden Teile mit denselben
Bezugszeichen wie in F i g. 1 angedeutet sind, ist der
Eingang 1 des Detektors Symmetrien ausgebildet und mit den Basiselektroden zweier npn-Transistoren 37
und 39 verbunden. Die Emitterelektroden der Transistoren 37 und 39 sind je über einen Widerstand 41 bzw.
43 an Erde gelegt Der Kollektor des Transistors 37 ist mit den Emittern zweier npn-Transistoren 45 und 47
verbunden, während der Kollektor des Transistors 39 an die Emitter zweier npn-Transistoren 49 und 51 ge
legt ist
Die Kollektorelektroden der Transistoren 45 und 49 sind an eine positive Speisespannung gelegt. Die Kollektorelektroden
der Transistoren 47 und 51 sind miteinander verbunden und über einen Belastungswiderstand
53 an eine positive Speisespannung gelegt und sie sind weiter mit dem Ausgang 29 des Demodulators verbunden.
Die Basiselektroden der Transistoren 45 und 51 sind miteinander verbunden und über einen Widerstand 55
an eine Einstellspannung V3 gelegt. Die Basiselektroden der Transistoren 47 und 49 sind miteinander und
über einen Widerstand 57 mit der Einstellspannung V3 verbunden.
Die obenstehend beschriebene Schaltungsanordnung bildet die erste Torschaltung 5 mit dem dem Eingang 1
entsprechenden ersten Eingang 3 und mit dem zweiten Eingang 7, der Symmetrien ausgebildet und mit den Basiselektroden
der Transistoren 45, 51 bzw. 47, 49 verbunden ist.
Der zweite Eingang 7 der ersten Torschaltung 5 ist mit den Enden des Parallelkreises 11 verbunden. Die
Ausgänge des Parallelkreises U sind über zwei Kondensatoren 9 bzw. 10 mit dem symmetrier»en Ausgang
17 der zweiten Torschaltung 13 verbunden.
Die zweite Torschaltung 13 fällt teilweise mit der ersten Torschaltung 5 zusammen und hat denselben ersten
Eingang 3, 15, während weiter die Emitterkreise der Transistoren 37 und 39 einen Teil davon bilden. Als
zweiter Eingang mit Bezugspotential ist die Erdverbindung mit den Widerständen 41 und 43 zu betrachten.
Die Emitterelektroden der Transistoren 37, 39 sind mit den Basiselektroden zweier npn-Transistoren 59 bzw.
61 verbunden. Die Emitter der Transistoren 59, 61 sind miteinander verbunden und über einen Widerstand 63
geerdet. Die Kollektorelektroden der Transistoren 59, 61 liegen über einen Widerstand 65 bzw. 67 an einer
positiven Speisespannung und sird weiter mit den Basiselektroden zweier npn-Transistoren 69 bzw. 71
verbunden. Die Transitoren 69 und 71 sind als Emitterfolger geschaltet. Ihre Kollektorelektroden liegen an
einer positiven Speisespannung und ihre Emitter liegen über Widerstände 73 und 75 an Erde. Diese Emitter
sind weiter mit dem syrnmetrierten Ausgang 17 der zweiten Torschaltung 13 verbunden.
Die an sich bekannte Wirkungsweise der als eigentlicher FM-Demodulator dienenden ersten Torschaltung
5 ist derart, daß eine zwischen den Signalen an den Eingängen 3 und 7 auftretende Phasenverschiebung
in eine Spannung mit veränderlicher Impulsbreite am Belastungswiderstand 53 umgewandelt wird, deren
Mittelwert der genannten Phasenverschiebung proportional ist. Die Transistoren 37 und 39 sind alc Schalter
wirksam, die gegenphasig durch das Signal am ersten Eingang geschaltet werden und die Transistoren 45, 47,
49 und 51 sind als damit in Reihe geschaltete Schalter
wirksam, die paarweise gegenüber einander durch das Signal am zweiten Eingang 7 gegenphasig betätigt werden.
Die Signale an den Eingängen 3 und 7 weisen infolge der Wirkung des phasenbestimmenden Netzwerks 9,
10,11 eine frequenzabhängige Phasenverschiebung auf, wodurch auch der Mittelwert der Spannung am Widerstand
53 von der Frequenz dieses Signal abhängig ist.
Ändert sich infolge einer Amplitudenmodulation die Wellenform und/oder die Amplitude des Signals am
Eingang 3, so verschiebt sich die periodische Stromdurchlaßzeit der Transistoren 37 und 39 in Phase. Der
Strom durch die Transistoren 37 und 39 verursacht jedoch an den Emitterwiderständen 41, 43 der Transistoren
37 bzw. 39 eine Spannung, in der diese Phasenverschiebung ebenfalls vorhanden ist. Diese Spannung
wird durch das Transistorpaar 59,61 verstärkt und über die Emitterfolger 69 und 71 auf den Ausgang 17 der
zweiten Torschaltung 13 übertragen.
Das phasenbestimmende Netzwerk 9,10,11 wird dadurch
mit einer Spannung gesteuert, die eine genaue Kopie des Stromdurchlasses di:r Transistoren 37 und
39 ist, und bei Amplitudenmodulation dieselbe modulationsabhängige Phasenverschiebung aufweist. Dadurch
wird auch die Spannung am zweiten Eingang 7 der ersten Torschaltung diese Phasenverschiebung aufweisen
und wird im Signal am Ausgang 29 eine Amplitudenmodulation sich nicht auswirken.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Demodulator für frequenzmodulierte elektrische Signale mit einer Torschaltung, von der ein erster
Eingang mit einem Eingang des Demodulators und von der ein zweiter Eingang über mindestens
ein phasenbestimmendes Netzwerk mit dem Eingang des Demodulators gekoppelt ist, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen den Eingang (1) des Demodulators und das phasenbestimmende
Netzwerk (9, 11) eine zweite Torschaltung (13) aufgenommen ist, von der ein erster Eingang (15) mit
dem Eingang des Demodulators, ein zweiter Eingang mit einem Bezugspotential und ein Aysgang
(17) mit dem phasenbestimmenden Netzwerk (9,11)
gekoppelt ist, wobei die Teile der ersten und der zweiten Torschaltung zwischen ihrem ersten Eingang
und ihrem Ausgang praktisch entsprechende Signalübertragungseigenschaften aufweisen.
2. Demodulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der ersten sowie
der zweiten Torschaltung ein emittergekoppeltes Transistorpaar mit einem mit den gekoppelten
Emittern gekoppelten Stromquellentransistor ist, von denen mindestens einer der Transistoren des
Transistorpaares mit dem ersten Eingang und der Stromquellentransistor mit dem zweiten Eingang
der Torschaltung gekoppelt ist.
30
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL7003280 | 1970-03-07 | ||
NL7003280.A NL161933C (nl) | 1970-03-07 | 1970-03-07 | Detectieschakeling voor frequentiegemoduleerde signalen. |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2106532A1 DE2106532A1 (de) | 1971-09-23 |
DE2106532B2 DE2106532B2 (de) | 1976-02-19 |
DE2106532C3 true DE2106532C3 (de) | 1976-09-23 |
Family
ID=
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