DE2206023A1 - Amplifier for frequency-modulated radio relays with a frequency converter that enables modulation and demodulation - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE DipUng.WERNER COHAUSZ · Dipl.-Ing. Wl LH ELM FLORACK . Dipl.-Ing. RUDOLF KNAUFPATENT LAWYERS Dipl.-Ing. Wl LH ELM FLORACK. Dipl.-Ing. RUDOLF KNAUF

4 Düsseldorf, Schumannstraße 974 Düsseldorf, Schumannstrasse 97

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Verstärker für frequenzmodulierte Radiorelais mit einem eine Modulation und Demodulation ermöglichenden FrequenzwandlerAmplifier for frequency-modulated radio relays with a frequency converter that enables modulation and demodulation

Die Erfindung betrifft einen Verstärker für frequenzmodulierte Hadiorelais mit einem eine Modulation und Demodulation ermöglichenden Frequenzwandler.The invention relates to an amplifier for frequency-modulated Hadiorelais with a modulation and demodulation enabling Frequency converter.

Hier ist ein Verstärker für ein Radiorelais FM eine Vorrichtung, die ein winkelmoduliertes Hochfrequenz signal f.. empfängt, wo"bei anschließend für eine Änderung in dieser Frequenz von f. in f„ gesorgt wird, um zu verhindern, daß das weitergeleitete Signal das empfangene Signal stört, wobei zum Senden des Signals f_? zur nächsten Station es eine Stärke erhält, die einen Ausgleich für die verschiedenen Stärkendämpfungen des Systems schafft.Here an amplifier for a radio relay FM is a device that receives an angle-modulated high-frequency signal f .., where then a change in this frequency from f. To f "is provided in order to prevent the transmitted signal from being the same as received signal interferes, where f is to send the _signal? to the next station, it receives a strength that compensates for the different thickness losses of the system.

Zwei Grundtypen für Verstärker für Hadiorelais sind bekannt:Two basic types of amplifiers for Hadior relays are known:

a) Der Modultionsübertragungs-Verstärker. Er besteht einfach aus einer Empfänger- und Sendevorrichtung in Anschlußausführung in einer Kopplung im Basisband. Das empfangene Signal f.. wird demoduliert und dann zum Transmitter gesendet, wo es den neuen Träger f„ moduliert.a) The modulation transmission amplifier. It simply consists of a receiver and transmitter device in connection design in a coupling in the baseband. The received signal f .. is demodulated and then sent to the transmitter, where it modulates the new carrier f ".

b) Der Heterodyn-Verstärker. Das empfangene Signal f., wird in ein Zwischenfrequenz-Signal f, umgewandlet. Dieses Signal f. wird in geeigneter Weise gesiebt, verstärkt und dann zum Transmitter ge-b) The heterodyne amplifier. The received signal f., Is converted into a Intermediate frequency signal f, converted. This signal f. Is used in suitably sieved, amplified and then sent to the transmitter

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sendet, wo durch eine neue Umawandlung das Signal mit der Frequenz f ,,entsteht.sends, where by a new conversion the signal with the frequency f ,, arises.

In den Systemen, die mit Hodulationsübertragungs-Verstärkern arbeiten, erfolgt eine größere Verschlechterung der Übertragungsqualität als Folge der wiederholten Modultions- und Demodulationsvorgänge. Diese Verschlechterung, die sich hauptsächlich als ein Intermodulationsgeräusch bemerkabar macht, ist größtenteils auf die Nichtlinearität der Demodulatoren und der Modulatoren zurückzuführen. Ein anderes nachteiliges Merkmal dieses Systems besteht in der geringen Stabilität des äquivalenten Basisbands von Anschluß zu Anschluß.In systems that work with hodulation transmission amplifiers, there is a greater deterioration in the transmission quality as a result of the repeated modulation and demodulation processes. This degradation, which is mainly noticeable as intermodulation noise, is largely due to the non-linearity the demodulators and the modulators. Another disadvantageous feature of this system is that it is poor Equivalent baseband stability from port to port.

Anderersäts haben die Modulationsübertragungs-Verstärker den Vorteil, leicht in jeder Verstärkerstation eingesetzt oder herausgenommen werden zu können, ebenso in einem Betriebskanal oder einer Partie des Basisbands, da das Basisband an dem Eingang/Ausgang jedes Transmitter s/Empfängers zur Verfügung steht.On the other hand, the modulation transmission amplifiers have the advantage can be easily inserted or removed from any repeater station, as well as in a service channel or batch of the baseband, since the baseband is available at the input / output of every transmitter / receiver.

In den Systemen, die mit Heterodyn-Verstärkem aferbeiten, hat man eine hohe Stabilität in der Äquivalenz und einen geringen Intermodulationskrach. In the systems that work with heterodyne amplifiers, one has a high stability in the equivalence and a low intermodulation noise.

Andererseits erfordert das Einsetzen oder das Herausnehmen einer Partie des Basisbands (Betriebskanal, Fernsignale, Fernalarme usw.) in eine bzw. aus einer Verstärkerstation das Hinzufügen von Schaltkreisen bemerkenswerter Komplexität.On the other hand, it requires inserting or removing a lot of the baseband (working channel, remote signals, remote alarms, etc.) in an or from a repeater station the addition of circuitry of remarkable complexity.

Venn ferner die Umwandlung zur Übertragung bei einem niedrigen Wert erfolgt, ist es erforderlich, anschließend das Signal mit teuren Mikrowellenverstärkern zu verstärken; wenn anderersiets die Umwandlung bei einem hohen Wert erfolgt, braucht der örtliche Oszillator eine doppelt so hohe Leistung im Vergleich zur übertragenen Leistung, und die globale Effektivität des Transmitters ist sehr gering.Venn also the conversion to transmission at a low value occurs, it is then necessary to amplify the signal with expensive microwave amplifiers; if otherwise the conversion occurs at a high value, the local oscillator needs twice the power compared to the transmitted power, and the transmitter's global effectiveness is very low.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verstärker für Radio-The invention is based on the object of providing an amplifier for radio

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relais verwandter Art zu schaffen, der die meisten Torteile der bekannten System aufweist, ohne jedoch die relativen Nachteile zu haben. Durch den erfindungsgemäßen Verstärker ist die Möglichkeit gegeben, ein Einsetzen oder Herausnehmen einer Partie des Basisbands vorzunehmen, für das Grunderfordernis der Übertragung eines Signals mit der Frequenz f₂ mit einer großen Stärke, dessen Winkelmodulation eine treue !fachbildung der Modulation sein muß, die dem Eingangssignal mit der Frequenz f. gegeben worden ist.Relays of a related type having most of the gate parts of the known system without, however, having the relative disadvantages. The amplifier according to the invention provides the possibility of inserting or removing a portion of the baseband for the basic requirement of transmitting a signal with the frequency f ₂ with a high strength, the angle modulation of which must be a faithful formation of the modulation that corresponds to the input signal has been given with the frequency f.

Eg folgt eine ausführliche Beschreibung des Verstärkers für Radiorelais gemäß der Erfindung. Die Methode der Phasenverriegelung des fJignals ist bekannt, das von einem spannungsgeregelten Oszillator erzeugt wird, einem anderen Signal gegenüber, das als Bezug genommen wird. Beispielsweise arbeitet ein bekannter .chweallenwertverlängerungsmodulator nach dieser Methode.A detailed description of the amplifier for radio relays follows according to the invention. The method of phase-locking the signal is known, that of a voltage-controlled oscillator is generated versus another signal that is referred to. For example, a known threshold extension modulator works according to this method.

Beim Verstärker gemäß der Erfindung, der an Hand des BlockschaüMlds in der Zeichnung beschrieben wird, wird das empfangene Signal mit der Frequenz f.. zu einem Frequenzwandler CF gesendet, wo ein Signal mit der Frequenz f„ auftrifft. Normalerweise unterscheidet sich die übertragene Frequenz f_? von der empfangenen Frequenz f.. um einige zehn ϊ·ΠΙζ, und in dieser Größenordnung dürfte entsprechend der Wert der Zwischenfrequenz f. sein, die im Verstärker AFI verstärkt und dann im Phasenkomparator GP mit dem Signal phasenverglichen wird, das von einem Oszillator OSC mit der Frequenz f. erzeugt wird (von der für den Moment angenommen wird, das es sich um eine einzige Frequenz handelt). Außerdem ist anzunehmen, daß die Frequenzen der beiden Signale f. und f'. gleich sind.In the amplifier according to the invention, which is described with reference to the block diagram in the drawing, the received signal with the frequency f ... is sent to a frequency converter CF, where a signal with the frequency f "occurs. Usually the transmitted frequency differs f _? from the received frequency f .. by a few tens of ϊ · ΠΙζ, and the value of the intermediate frequency f. should accordingly be in this order of magnitude, which is amplified in the amplifier AFI and then phase compared in the phase comparator GP with the signal that is transmitted by an oscillator OSC the frequency f. is generated (which for the moment is assumed to be a single frequency). It can also be assumed that the frequencies of the two signals f. And f '. are the same.

Das Fehlersignal wird durch den Phasenkomparator CP erzeugt, nachdem ein Durchgang durch das Filter PB geringer Durchlässigkeit erfolgt ist, und es wird an den Regeleingang eines spannungsgeregelten Oszillators VCO angelegt, der mit der Frequenz f„ arbeitet. Ein kleiner Teil der tjbertragungsleistung, die durch den Oszillator ©VCO erzeugt wird, wird durch die Koppel/geführt und an den FrequenzwandlerThe error signal is generated by the phase comparator CP after a passage through the filter PB of low permeability has taken place and it is fed to the control input of a voltage-controlled oscillator VCO applied, which works with the frequency f ". A little Part of the transmission power generated by the oscillator © VCO is passed through the coupling / and to the frequency converter

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CF gelegt.CF laid.

Durch die vorstehend beschriebene Schaltung erhält man einen Kreis, der bestrebt ist, die Phasendifferenz zwischen den Signalen f. und f'. auf ein Minimum zu bringen, die am Phasenkomparator CP ankommen. Da es sich bei dem örtlich erzeugten Signal f'. um ein Signal mit einer einzigen Frequenz handelt, muß das durch den Oszillator VCO erzeugte Signal winkelmoduliert sein, um die mögliche Winkelmodulation des Signals f₁ zu kompensieren. Die Winkelmodulation des Signals f₉ neigt dazu, ein echtes llachbild der Winkelmodulation zu sein, die dem Signal f.. gegeben worden ist.By means of the circuit described above, a circuit is obtained which tends to reduce the phase difference between the signals f. And f '. to bring to a minimum that arrive at the phase comparator CP. Since the locally generated signal f '. is a signal with a single frequency, the signal generated by the oscillator VCO must be angle modulated in order to compensate _{for the possible angle modulation of the signal f 1.} The angle modulation of the signal f ₉ tends to be a true flat image of the angle modulation given to the signal f ...

Wenn nun eine Winkelmodulation des Sezugssignals f'. angenommen wird, das vom Oszillator OSC erzeugt worden ist, wird das Signal f„ gleichzeitig mit der in f.. gegebenen Information und der in den Oszillator OCC gegebenen moduliert.If now an angle modulation of the Sezugssignals f '. Is accepted, which has been generated by the oscillator OSC, the signal f "becomes simultaneously with the information given in f .. and that in the oscillator OCC given modulated.

Das Abziehen des Basisbands kann hinter dem Filter PB geringer Durchlässigkeit im Kreis vor dem Oszillator VCO erfolgen.Peeling off the baseband can be done behind the low permeability filter PB in a circle in front of the oscillator VCO.

Durch eine geeignete Dimensionierung des Filters PB geringer Durchlässigkeit eist es Möglieh, für das abgezogene Basisband die Schwellenwertverlängerung auszunutzen, da die erfindungsgemäße Schaltung als eine Ableitung von der bekannten Schaltung "Phasenverriegelungsdemodulator" angesehen werden kann.By suitably dimensioning the low permeability filter PB Is it possible to extend the threshold value for the withdrawn baseband to exploit, since the circuit according to the invention as a derivative of the known circuit "phase lock demodulator" can be viewed.

Wenn die Verstärkung des Kreises ausreicht, haben die möglichen llichtlinearitäten des Oszillators VCO und/oder des Phasenkomparators CP einen zu vernachlässigenden Effekt auf die Information, die durch den Verstärker geht. Die Effekte der ITichtlinearitäten erscheinen nur am abgezogenen Signal am Ausgang vom Filter geringer Durchlässigkeit, bei dem es sich nurmalerweise um einen Betriebskanal handelt, bei dein eine schlechtere Qualität akzeptiert werden kann.If the gain of the circle is sufficient, the possible light linearities of the oscillator VCO and / or the phase comparator CP has a negligible effect on the information transmitted by the Amplifier goes. The effects of the IT nonlinearities only appear on the extracted signal at the output of the low permeability filter, which is only an operating channel, yours a poorer quality can be accepted.

PatentansprücheClaims

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Claims (1)

PatentansprücheClaims 1J Verstärker für frequenzmodulierte Radiorelais mit einem eine Modulation und Demodulation ermöglichenden Frequenzwandler, dadurch gekennzeichnet, daß ein Frequenzwandler mit einem Ausgang vorgesehen ist, der über einen Verstärker mit dem ersten Eingang eines Phasenkomparator s verbunden ist, dessen zweiter Eingang durch das Signal zugeleitet ist, das durch einen Bezugsoszillator erzeugt wird, wobei der Ausgang von dem Phasenkomparator über ein FiIt er geringer Durchlässigkeit mit dem Regeleingang eines spannungsgeregelten Oszillators verbunden ist und wobei das Aasgangssignal vom Verstärker zugeführt wird, wobei ein Teil des von dem spannungsgeregelten Oszillators erzeugten Signals wieder zum örtlichen Oszillatoreingang des Frequenzwandlers geleitet wird.1 J amplifier for frequency-modulated radio relays with a frequency converter enabling modulation and demodulation, characterized in that a frequency converter is provided with an output which is connected via an amplifier to the first input of a phase comparator whose second input is fed by the signal, which is generated by a reference oscillator, the output of the phase comparator being connected to the control input of a voltage-controlled oscillator via a low-permeability filter and the output signal being fed from the amplifier, with part of the signal generated by the voltage-controlled oscillator being fed back to the local oscillator input of the frequency converter is conducted. 2. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der BezugsoBzillator einer Winkelmodulation unterliegt, derart, daß ein zusätzliches modulierendes Signal in den Ausgang vom Verstärker eingeführt wird.2. Amplifier according to Claim 1, characterized in that the reference oscillator is subject to angle modulation such that an additional modulating signal is introduced into the output from the amplifier will. 5. Verstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssi gnal von dem Phasenkomparator, das den spannungsgeregelten Oszillator antreibt, zum örtlichen Abziehen des Basisbands entweder ganz oder teilweise verwendet wird.5. Amplifier according to claim 1 or 2, characterized in that the output signal from the phase comparator that controls the voltage Oscillator drives, is used to locally withdraw the baseband either in whole or in part. 591591 Ua/'i'iUa / 'i'i 209836/0764209836/0764 LeerseiteBlank page