DE2707116A1 - Sinusgenerator mit digitaler frequenz- oder phasenmodulierung - Google Patents
Sinusgenerator mit digitaler frequenz- oder phasenmodulierungInfo
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Description
HEINZOOACHIM H'JSEÄ 5
MÖNCHEN 2 1 18.2.1977
GOTTHARDSTR. 81 9355-V/Nl
"Sinusgenerator mit digitaler Frequenzoder Phasenmodulierung"
Die Erfindung betrifft einen Sinusgenerator mit digitaler Frequenz- oder Phasenmodulierung.
Aufgabe eines derartigen Generators 1st es, ein elektrisches
Sinussignal zu erzeugen, dessen Frequenz oder Phase in Abhängigkeit von einer äußeren Steuergröße verstellbar 1st.
Die Verwendung eines derartigen Generators ist für die Informationsübertragung von Bedeutung, wo die zu übertragenden Informationen eine Trägerwelle hinsichtlich ihrer Frequenz oder ihrer
Phase modulieren. Die Informationsübertragung kann über Telefonleitungen, Radiotelefon, ganz allgemein drahtlos, oder durch Jedes andere Mittel erfolgen, das zur Übertragung eines Signales
geeignet ist.
Auf dem Gebiet der Informationsübertragung, auf das sich die Erfindung bezieht, wird im allgemeinen eine Folge von binären Infor-i
mat Ionen (Zustände Voder Ί4^ über einen Funkkanal übertragen. Die
Bandbreite des Übertragungskanals entspricht indessen meistens nicht dem Frequenzspektrum des zu übertragenden Signales. Beispielsweise kann das zu übertragende Signal eine Gleichkomponente
enthalten, während das Frequenzband eines Fernsprechkanals eine ι
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untere Grenzfrequenz von 300 Hz aufweist.
Um diesen Schwierigkelten zu begegnen, wird häufig eine Trögerwelle herangezogen, auf die das zu übertragende Signal aufmoduliert wird, so daß das Signalspektrum Im Frequenzband des Übertragungskanals enthalten 1st.
Diese Modulation kann in einer Änderung der Frequenz der Trägerschwingung bestehen, wobei eine Frequenz fo dem Zustand "0" entspricht, während eine andere Frequenz dem Zustand "1" entspricht.
Der übergang von der Frequenz fo auf die Frequenz fl und umgekehrt
muß kontinuierlich erfolgen, um eine Verbreiterung des Spektrums zu vermeiden.
Diese Modulation kann auch in einer Änderung der Phase der Trägerwelle bestehen, wobei das Beibehalten der Phasenlage dem Zustand
"0" und das Ändern der Phasenlage um einen bestimmten Wert dem Zustand "1" entspricht. Die Änderung der Phasenlage muß dabei so
vorgenommen werden, daß das Spektrum nicht verbreitert wird.
Für die beiden betrachteten Modulationsmöglichkeiten scheint ein
Übergangssignal mit variabler Frequenz erforderlich. Die Einheit,
die eine auf diese Welse modulierte Trägerwelle erzeugt, wird Modulator genannt, während ein Demodulator die Informationen auf
der Empfangsseite wieder aufbereitet.
Modulatoren und Demodulatoren sind in der Analogtechnik und in der Analogdigitaltechnik bekannt.
Im Fall der Analogtechnik wird die sinusförmige Trägerwelle direkt
von einem Schwingkreis erzeugt und die Änderung der Frequenz erfolgt durch Änderung der Kapazität, der Induktivität oder des
Widerstandes des Schwingkreises.
Bei Vorrichtungen, die mit Phasenmodulation arbeiten, wird eine
bewertete Summe von phasenverschobenen Signalen gebildet, deren
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AmplitudenverhSltnisse die Phasenlage des Sununensignales bestimmen.
Im Pall der Analogdigitaltechnik wird die Frequenz durch das Ausgangssignal eines digitalen Frequenzteilers oder eines von einem
digitalen Oszillator gespeisten Zähler^ bestimmt, der ein Rechtecksignal mit bestimmter Frequenz liefert. Die Frequenzmodulation
erfolgt dabei durch Änderung des Teilverhältnisses des digitalen Teilers in Abhängigkeit von der zu übertragenden Information.
Aus Gründen der Bandbreite und aus Gründen der empfängerseitigen
Wiedergabegenauigkeit ist die Frequenz des von dem Digitalteiler erzeugten Rechtecksignals wesentlich höher als die Frequenz der
an den Übertragungskanal gelieferten Trögerwelle. Bei der Frequenzmodulation muß daher ein Zusatzoszillator oder ein Zusatzteiler,
ein Mischer, Filter und eine Schaltung zur Unterdrückung der Seltenbänder verwendet werden. Dieser zweite Teil, In dem eine amplitudenabhängige Verarbeitung durchgeführt wird, ist analogtechnisch
ausgeführt.
Alle Geräte zum Stande der Technik, die mit Analog- oder mit Analogdigitaltechnik arbeiten, weisen Nachteile auf, die vor allem
auf die enthaltenen Analogelemente, wie Oszillatoren, Mischer und
Filter zurückzuführen sind. Diese Nächtelle bestehen darin, daß werkseitlg Abgleicharbeiten vorgenommen werden müssen, die die
Herstellungskosten der Geräte erhöhen. Nachteilig ist ferner, daß die Analogteile einer Temperaturdrift und einer zeltlichen Drift
unterworfen Bind, die ihre Funktion beeinträchtigen und ständige Nachstellarbeiten erfordern, wobei durch Wiederherstellung des
Abgleiche störende Amplituden und Phasenverzerrungen beseitigt >
werden. ■
i Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sinusgenerator ,
mit digitaler Frequenz- oder Phasenmodulation zu entwickeln, der sich unter anderem durch große Betriebsstabilität auszeichnet.
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Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Patentansprüchen beschrieben.
Erfindungsgemäß wird die Bestimmung der Frequenz und/oder der Phase mit logischen Schaltkreisen durchgeführt, wobei die wenig
empfindlichen Analogkreise am Ausgang des Gerätes liegen.
Gemäß der Erfindung besteht sowohl ein Sinusgenerator mit digitaler
Phasenmodulation als auch ein Sinusgenerator mit digitaler Frequenzmodulation aus einem Oszillator, einem Frequenzteiler zur
Teilung der Frequenz der vom Oszillator erzeugten Schwingung, einer Quelle mit zu übertragenden Informationen, die an den Frequenzteiler
angeschlossen ist, und einem D/A-Wandler (Digital/ Analog-Wandler),der das in Abhängigkeit?9er zu übertragenden
Information frequenz- oder phasenmodulierte Signal liefert.
Ein Sinusgenerator nach der Erfindung erfordert im Vergleich zu bekannten Sinusgeneratoren weniger Abgleicharbeiten. Er besitzt
tine größere Stabilität, d.h. Frequenzdrift sowie Phasen- und Amplitudenverzerrungen werden verringert.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von schematisch dargestellten
Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Figuren 1 und 2 Kurven zur Demonstration, wie ein
sinusförmiges Signal aus diskreten Werten zusammengesetzt werden kann
Figur 3 ein Blockschaltbild eines Modulators
gemäß der Erfindung
Figur U ein Blockschaltbild eines Generators
zur Erzeugung einer frequenzumgetasteten Trägerwelle
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zur Erzeugung einer phasenumgetasteten Trägerwelle
Figur 6 verschiedene Signale, die sich auf die Schaltungen zur Phasenumtastung nach
den Figuren 5 und 7 beziehen.
Wie bereits erwähnt, werden erfindungsgemäß logische Schaltkreise
verwendet, um ein sinusförmiges Signal zu erzeugen, dessen Frequenz oder dessen Phase in Abhängigkeit einer zu übertragenden
Information geändert wird. Im folgenden wird mit Hilfe der Figuren 1 und 2 gezeigt, wie diese Modulation, insbesondere die Frequenzmodulation erzielt wird.
Ein Sinussignal läßt sich allgemein darstellen in der Form: (1) v=V. sinU)t, wobei V eine Konstante ist. Die Frequenzänderung erfolgt durch eine Änderung der KreisfrequenzW = 2 TIf, Indem
man einsetzt: Θ - UJt, wird aus der Beziehung (1): (2) ν = V . sinö .
In dieser Gleichung kann der Wert νοηθ zu einem Zeitpunkt t als
Summe gleicher ElementeAB angesehen werden, die konstanten aufeinanderfolgenden ZeitintervallenAt entsprechen. Unter Beibehaltung
dieser Elemente oder WinkelschritteA© kann eine Änderung der
lg
KreisfrequenztC= £~_ erzielt werden, Indem die zur Erreichung des
ElementsAθ notwendigen Zeitintervalle geändert werden. Wenn der
trigonometrische Kreis in ρ gleiche Teile Δ θ geteilt wird und die
ρ Werte von βΙηΔθ, sin 2 Δθ t sin 3ΔΘ... sin ρΔθ in einen Speicher eingelesen sind, kann man am Ausgang des Speichers ein aus
diskreten Werten angenähertes Sinussignal erzeugen, indem man den Speicher schrittweise, d.h. fortschreitend von einem Speicherplatz
zum nächsten, alle Δt Sekunden ausliest.
-6- ! 709845/0672
«fr
Die Frequenz eines auf diese Weise entstandenen Signales hängt ab von dem zum Auslesen des Speichers verwendeten Wertet. Je größer
die Zahl ρ ist, umso besser nähert sich die Kurve einer reinen
Sinusform. Andererseits verursacht die Vergrößerung von ρ eine Vergrößerung der Speicherplätze des Speichers. Diese hängt von
den an das Gerät gestellten Anforderungen ab. Bei der Erzeugung des Signales durch diskrete Werte entstehen im Frequenzspektrum
zusätzlich Linien durch das Quantifizierungsrauschen. Diese Linio-i
und gegenüber dem Spektrum der reinen Trägerfrequenz um einen
Wert verschoben, der im wesentlichen gleich 1/Ät ist. Sie sind
daher weit genug vom Nutzsignal entfernt, um mit einem einfachen Passivfilter unterdrückt werden zu können.
In Fig. 3 ist ein Blockschaltbild eines in der erfindungsgemäßen Weise arbeitenden Modulators dargestellt. Er besteht aus einem
Oszillator 1 mit konstanter Frequenz und Amplitude, einem Teiler 2 mit variablem Teilverhältnis, der von einer Schaltung 3
die zu übermittelnden Daten erhält, einem binären Vorwärts-Rückwärts-Zähler,
der von dem Teiler 2 angesteuert wird und dem ein Speicher 5 nachgeschaltet ist, in welchem Speicher in binärer
Form die gewünschten Werte gespeichert sind, und einemD/A-Wandler
6. Dieser D/A-Wandler 6 ist über einen Umschalter 8 mit einem
Filter 9 verbunden. Durch den Umschalter 8 kann erforderlichenfalls ein Inverter 7 zwischengeschaltet werden. Der Umschalter
wird von dem Vorwärts-Rückwärts-Zähler Ί gesteuert. Am Ausgang
des Filters 9 wird das gewünschte modulierte Signal erhalten.
Der Oszillator 1 liefert Impulse mit konstanter Frequenz und diese
Frequenz wird entsprechend der zu übertragenden Information in einem variablen Teilverhältnis geteilt. Der Vorwärts-Rückwärts-Zähler
zählt wahlweise aufwärts oder abwärts die vom Teiler ausgehenden Impulse und der Inhalt des Zählers wird fortlaufend an
den Speicher 5 übermittelt, in dem in binärer Form die verschiedenen
der Sinusfunktion entsprechenden Werte, das heißt die verschiedenen
diskreten Werte, deren Gesamheit die Sinuskurve der
- 7 709845/0672
Trägerwelle wiedergibt, gespeichert sind. Der Vorwärts-Rückwärts-Zähler
steuert auf diese Weise die Adressierung des Speichers 5· Der D/A-Wandler, der diesem Speicher nachgeschaltet ist, dient
dazu die Kurve zusammenzusetzen. Es müssen lediglich die Werte von θ für das Intervall zwischen Null undic/2 gespeichert sein.
Die restlichen Werte der Schwingungsperiode sind durch die Beziehung sin (ir- θ)= sin θ und sin (-Θ)= -sin θ gegeben.
Unter diesen Umständen ist es offensichtlich, daß der Zähler Ί
als Vorwärtszähler arbeitet, solange die Werte von
Null bis Tt/2 aus dem Speicher ausgelesen werden und anschließend
als Rückwärtszähler für den Bereich von 7f/2 bis Null sowie anschließend
erneut als Vorwärtszähler. Der Speicher 5 besitzt in diesem Fall pM Speicherplätze. Ein binärer Null-Dekoder {Dekoder
für den Wert Null) und ein binärer TC/2-Dekoder befinden
sich am Ausgang des Zählers 4 um über eine Kippschaltung die
Funktion des Zählers als Vorwärts- oder als Rückwärtszähler zu steuern.
Der Null-Dekoder setzt den Analoginverter 7 mit Hilfe des Umschalters
8 in Betrieb. Der D/A-Wandler 6 liefert ein Analogsig nal, das seinem digitalen Eingangssignal entspricht. Der Speicher
ist ein Festwertlesespeicher (ROM), ein programmierbarer Lesespeicher
(PROM) oder ein einmalig programmierbarer Speicher (FROM).
Es kann auch gleichermaßen die Beziehung sin (3Τ-Θ) = sin θ verwendet werden. In diesem Fall zählt der Vorwärts-Rückwärts-Zähler
nur die Hälfte p/2 der Impulse p, die dem Winkelintervall von - -k/2 bis + -X/2 entsprechen. Ein - X/2-Dekoder und ein ♦ tf/2-Dekoder befinden sich am Ausgang des Zählers um nacheinander über
eine Kippschaltung die Funktion des Zählers als Vorwärts- oder als Rückwärtszähler zu steuern. Die Funktion des Analoginverters
7 und des Umschalters 8 wird unterdrückt.
Es kann auch ein Zähler verwendet werden, die die Gesamtzahl der
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Impulse ρ zählt, der entsprechend seiner Kapazität die Werte von
θ im Bereich von Null bis 2<κ entwickelt und danach bei Erreichen
seiner Sättigung auf den Wert Null zurückspringt. In diesem Fall sind der Inverter 7 und der Umschalter 8 überflüssig. Außerdem
kann ein einfacher Zähler anstelle eines Vorwärts-Rückwärts-Zählers verwendet werden.
Fig. 4 ist ein Blockschaltbild eines Generators nach der Erfindung,
der eine durch Frequenzumtastung modulierte Trägerwelle erzeugt.
DerModulator besteht aus einem Quarzoszillator 1, der eine Rechteckspannung mit konstanter Freqeunz F erzeugt, einem Teiler 2 mit
zwei Teilverhältnissen l/nQ und IZn1 (bei Kodierung mit Zweierfrequenzen), welcher Teiler 2 die Rechteckspannung erhält. Der
Teiler kann bestehen aus einem Binärzähler mit einem nachgeschalteten Binärdekoder für die Zahl nQ, der eine Frequenz fQ= F/nQ
erzeugt und einem nachgeschalteten Binär-Dekoder für die Zahl n-, der eine Frequenz f* = F/n., erzeugt. Diese Schaltungen sind
in dem Blockschaltbild nicht dargestellt. Die Auswahl der beiden Signale erfolgt über UND-Glieder 10 und 11, die mit einer ODER-Schaltung 12 verbunden sind. Die Auswahl wird bestimmt durch den
logischen Zustand "0" oder "1", der zu übermittelnden Information des Schaltkreises 3 am Eingang des Modulators. Zur Steuerung der
UND-Schaltung 11 entsprechend dem Zustand "0" wird ein Inverter 13 verwendet.
Ein binärer Vorwärts-Rückwärts-Zähler empfängt die Rechtecksignale mit den Frequenzen f« oder fj, je nach gegebenem Fall, über
die ODER-Schaltung 12 und liefert parallel zu seinen Ausgängen die Zahl der empfangenen Impulse in binärer Kodierung. Wie vorher
bereits erwähnt hängt die Kapazität des Zählers von der Zahl p/k
der zur Erzeugung der Sinuskurve Botwendigen Winkelschritte Δ θ
ab, die zwischen Null und jit/2 liegen. In diesem Fall ist am Ausgang des Vorwlrte-Rückwärts-Zählers 4 ein Binär-Dekoder 16 für
die Zahl Null und ein weiterer 17 für die Zahl ρΜ vorgesehen,
über diese Dekoder steuert das Ausgangssignal des Vorwärtβ-Rück-
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wärtszählers 4 eine bistabile Kippschaltung mit zwei komplementären Ausgängen Q und Q, die die Punktion des Zählers 1J als Vorwärts- oder als Rückwärtszähler steuern. Zum Beispiel versetzt
ein vom Null-Dekoder 16 erzeugter Impuls den Ausgang Q der Kippschaltung 18 in den Zustand "1" und den Ausgang Q in den Zustand
"0", während ein Signal des Dekoders 17 den umgekehrten Effekt bewirkt. Das Ausgangssignal Q der Kippschaltung 18 wählt den
Zählereingang so, daß der Zähler als Vorwärtszähler arbeitet und das Auegangssignal Q bewirkt das Rückwärtszählen, und zwar über
UND-Schaltungen l1» und 15, deren genaue Wirkungsweise hier nicht
erörtert zu werden braucht.
Wie anhand von Fig. 3 bereits erwähnt wurde, enthält der Modulator der Pig. H einen Speicher 5 für die Sinuswerte, einen D/AWandler 6, gefolgt von einem Inverter 7, der erforderlichenfalls
durch einen Umschalter 8 in Betrieb gesetzt wird und ein Filter 9, das das modulierte Signal liefert.
Der Speicher 5 ist ein Pestwertlesespeicher oder ein programmierbarer Pestwertlesespeicher, mit einem Speichervermögen von pM +
Wörtern von jeweils k bits, wobei das Wort "0" miteingeschlossen ist. Die Zahl k hängt ab von der für die Sinuserzeugung gewünschten Genauigkeit. Dieser Speicher empfängt die Ausgangssignale des
Binärzählers, die den Werten von θ entsprechen und erzeugt binär kodiert die entsprechenden Sinuswerte.
Der D/A-Wandler 6 empfängt die Ausgangssignale des Speichers 5·
Der Analoginverter 7» der auch als Verstärker mit Verstärkungsfaktor -1 bezeichnet werden kann, ist dem D/A-Wandler 6 nachgeschaltet und wird durch einen Analogumschalter 8 in Betrieb gesetzt. Dieser Analogumschalter kann aus einer Feldeffekt-Torschaltung bestehen, die voneiner Kippschaltung 19 (Flip-Flop) angesteuert wird, welche Kippschaltung 19 ausgangsseitig mit dem Ausgang des Null-Dekoders 16 verbunden ist.
Die Bandbreite des Verstärkers 9» der das Analogsignal vom Umschalter 8 empfängt, ist begrenzt, wodurch die Sinuskurve geglät-
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tet und gleichzeitig für die übertragung verstärkt wird.
Für einen frequenzumgetasteten Modulator mit einer Umtastfolge
von 1200 Baud, einer ModulationsfrequenzmQ= 2100 Hz und einer
Modulationsfrequenz In1= 1300 Hz können folgende Daten angegeben
werden:
ΔΘ = | 2 1T/6O | 60 | (P = | 60) | Hz |
fo - | 2100 χ | 60 | = 126 | 000 | Hz |
fl = | 1300 χ | = 78 | 000 | ||
no = | 13 | ||||
nl = | 21 | 1638 kHz | |||
F = | |||||
Kapazität des Vorwärts-Rückwärtseählers = p/4 + 1 = 16, das sind
4 bits.
Kapazität des D/A-Wandlers = 8 bits.
Qrenztfrequenz des Tiefpaßfilters: F„ = 4 kHz, Steilheit 12 dB/Oktave.
Fig. 5 ist ein Blockschaltbild eines phasenumgetasteten Modulatorsj
i Im allgemeinen besteht bei einem Phasenmodulator das Eingangssignal
aus einer binären Folge von Signalen und das Ausgangssignal j ist eine Sinusschwingung, deren Phasenlage relativ zu einer Trägerschwingung
sich entsprechend den Werten des Eingangssignales ändert. Die Änderung der Phase erfolgt durch eine vorübergehende
Änderung der Frequenz während einer Übergangszeitf , die zu BeginneeAnes,
der übertragung eines Wertes entsprechenden Zeitintervalles,
liegt.
Beispielsweise folgen bei einem Modulator mit 2100 Baud die Eingangsdaten
mit einer Geschwindigkeit von 2400 bits pro Sekunde
und die bits werden paarweise zu Doppelbits zusammengefaßt. Dies
gibt 1200 Boppelbite pro Sekunde.
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Die Frequenz des Modulatorausgangssignales ist 18OO Hz. Die Phase des Doppelbits ist in Bezug auf die Phase des vorausgegangenen Doppelbits bestimmt. Die nachfolgende Tabelle gibt beispielhaft den "Phasenwert" eines Doppelbits an
vorausgegangenen Doppelbit
00 + i»5°-
01 + 135£
11 + 225£ = 360° - 135°
10 + 315- = 360° - 45°
Um das Frequenzspektrum klein zu halten, erfolgt die Änderung der
Phase zwischen jeweils zwei Doppelbits nicht abrupt, sondern kontinuierlich während einer Übergangsperiode mit der Dauert* zu Beginn des zwischen zwei aufeinanderfolgenden Doppelbits definierten Zeitintervalls.
Die Änderung der Phase ΔΦ zwischen zwei Doppelbits erfolgt dadurch,
daß während einer Übergangszeit^ eine von FQ verschiedene Frequenz F benützt wird. Der Wert von F kann aus folgender Beziehung
berechnet werden:
2* FT - 21t F0T =Δ*Ρ.
p = Fo
Dabei kann Λf vier verschiedene Werte annehmen, die durch die vorausgegangene Tabelle definiert sind: + i»5°, ♦ 135°, - 135°,
- 1J5°. Es ist folglich notwendig, zusätzlich zur Frequenz FQ, die
am Ende eines jeden Doppelbits zur Anwendung kommt, vier weitere zusätzliche Frequenzen zu haben: F1, Fp, F,, F1., die jeweils am
Anfang jedes Doppelbits während der Dauert: angewandt und entsprechend dem Wert des Doppelbits ausgewählt wird. Zum Beispiel, wenn
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P0 = 1800 Hz und T = Ο,Ί ms ist, wird durch
Δ? = + r/1, P1 bestimmt zu F1 = 2 112,5 Hz,
3fM, F2 bestimmt zu F2 = 2 737,5 Hz,
- 5tf4, F, bestimmt zu F, = 862,5 Hz. und
Af= - «fi, P1, bestimmt zu F2, = 1 487,5 Hz.
Wenn die Zahl der Elemente Δθ während einer vollständigen Periode des Ausgangssignales ρ ist^die Frequenz des Eingangssignales
des Vorwärts-Rückwärtsaählers ρ mal so groß:
fo=pPo» fl= pPl» f2= pF2» f3= pP3» und *V pFV
Die Auswahl der verschiedenen Frequenzerzeuger erfolgt über eine
Steuerschaltung, die die zu übertragende Information erhält und folgende Funktionen erfüllt:
- Die paarweise Zusammenfassung der bits zu Doppelbits
- Das Inbetriebsetzen des Generators, je nach Wert des Doppelbits, für die Frequenz fj, f2, f, oder f^ während der
Dauenc
- Das Inbetriebsetzen des Generators der Frequenz f am Ende
des Doppelbits.
Der Modulator der Fig. 5 besteht aus einem Oszillator 1, der an
eine Reihe von Frequenzteilereinheiten 22 bis 26 angeschlossen ist, die jeweils die Frequenzen fQ, fj, f2, f, und f^ liefern.
Diese Teilereinheiten sind parallel geschaltet und versorgen über einen Umschalter 27 einen von einem Speicher 5 und einem D/A-Wandler 6 gefolgten Zähler 4. Die zu übertragende Information wird
von einem Schaltkreis 3 geliefert und gelangt in eine Steuereinheit 28, die zum Zwecke der Frequenzauswahl den Umschalter 27
ansteuert.
Eine Möglichkeit zur Verwirklichung der Steuereinheit 28 ist anhand des Blockschaltbildes der Fig.7 dargestellt. Die von der
Quelle 3 kommende Information wird an eine aus zwei Zellen bestehende Registriereinheit 29 zur Festlegung der Phasenverschiebung
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übertragen, welche Registriereinheit von einem Taktsignal H angesteuert wird. Die beiden gleichzeitig registrierten Zustandswerte
werden von einem l-aus-M D/A-Dekoder gelesen. Die Lesefolge des
Dekoders 31 wird durch das Taktsignal H bestimmt, dessen Frequenz mit Hilfe des Teilers 30 halbiert wird.
Dieses frequenzmäßig halbierte Taktsignal löst eine monostabile
Kippschaltung 33 mit der Haltezeit ^ aus.
Die Ausgangssignale des Dekoders 31 und der monostabilen Kippschaltung 33 steuern die Wählschaltung 32, die aus logischen Torschaltungen besteht.
Die WählBchaltüng 32, übermittelt an den Umschalter 27 der Fig.5
den Befehl, während einer Zeitc* eine der Frequenzen f* , fp, f,
oder fjj auszuwählen und anschließend auf die Frequenz f umzuschalten. Der Umschalter 27 kann aus einfachen logischen UND-Gliedern bestehen.
Im Ausführungsbeispiel der Figur wird die Informationsübertragung
mit vier Zustandswerten durchgeführt, nämlich mit einerMittenfrequenz F und vier Frequenzen, auf die umgetastet wird (F1, F-,
^3> Fjj)· Die Frequenzsprünge finden, wie gesagt, während Zeitintervallent; statt und die Auswahl der Frequenz erfolgt zu Beginn des Intervalls durch die Steuereinheit 28, je nach dem Wert
des Doppelbits. Wenn nach der ausgewählten Frequenz die gewünschte Phasenverschiebung erreicht ist, wird die Mittenfrequenz bis
zum Ende des Doppelbits eingestellt.
In Fig. 6 sind die verschiedenen erhaltenen Signale veranschaulicht:
Die Kurve a gibt die Informationsdaten während fünf aufeinanderfolgenden Doppelbits wieder.(I, II, III, IV und V).
Die Kurve b veranschaulicht die Frequenzen, die entsprechende Phasenverschiebungen verursachen.
- 11» -
7 0 9 8 4 5/0 6~72
In der Zeile d sind die Werte der relativen Phasenverschiebungen
zwischen aufeinanderfolgenden Doppelbits aufgeführt.
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Claims (1)
- PATENTANWÄLTE 270711fiDIETRICH LEWINSKY ' MOHEINZ-JOACh'liV! HUBER REINER PRIETSCHMÜNCHEN 2 1 18.2.1977GOTTHARDSTR. 81 9355-V/NiThomson-CSFPatentansprüche:( 1.J Sinusgenerator mit digitaler Frequenz- oder Phasenmodulierung, dadurch gekennzeichnet ^_daß er einen Oszillator (1), einen Frequenzteiler (2, 22 bis 26) zur Teilung der Frequenz der vom Oszillator (l) erzeugten Schwingung, eine an den Frequenzteiler angeschlossene Quelle (3) zu übertragender Information, einen an den Frequenzteiler (2) angeschlossenen Zähler (4) und einen Digital/Analog-Wandler (6) umfaßt, der das sinusförmige elektrische, entsprechend der zu übertragenden Information frequenz- oder phasenmodulierte Analogsignal liefert.2. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das TeilverhSltnis des Frequenzteilers (2) wählbar ist.3- Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (1J) ein Vorwärts-Rückwärts-Zähler ist und ein Speicher (5) zwischen den Vorwärts-Rückwärts-Zähler und den Digital/ Analog-Wandler geschaltet ist.1J. Generator nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Frequenz oder die Phase des Signals des Oszillators (1) in Abhängigkeit der digitalen vorliegenden zu übermittelnden Information ändert.5. Generator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Teiler (2) zwei Signale mit unterschiedlichen Frequenzen, die Teilfrequenzen der Frequenz der vom Oszillator (1) erzeugten709845/0672ORIGINAL INSPECTEDSchwingung darstellen, erzeugt, wobei jede der beiden Frequenzen einem bestimmten Wert der zu übermittelnden Information entspricht.Generator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen den Oszillator (1) und den Zähler (4) geschaltete Frequenzteiler (2) aus einer Mehrzahl von Frequenzteilereinheiten (22 bis 26) besteht, von denen jede ein Signal mit einer Teilfrequenz der Frequenz des Oszillatorsignales (1) liefert, daß ein mit der Quelle (3) verbundener Umschalter (27) vorgesehen ist, der mehrere Eingänge aufweist und daß die Wahl der Frequenz durch die Phasenverschiebung des zu Obertragenden Signales bestimmt wird.Generator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß, unter Verwendung der Beziehung sin (Ti -Θ) = sin Θ , der Vorwärts-Rückwärts-Zähler die Impulse zählt, die in dem Winkelintervall von -Π/2 bis +7Γ/2 enthalten sind, daß der Vorwärts-Rückwärtszähler ausgangsseitig an einen Binär-Dekoder für den Wert tT/2 und einen Binär-Dekoder für den Wert -TT/2 angeschlossen ist, wobei beide Binär-Dekoder an zwei Eingängen einer Kippschaltung (l8) liegen, deren Ausgangssignale Q und Q die Funktion des Zählers (Ί), je nach Fall, als Vorwärts-oder Rückwärts-Zähler steuern, wobei diese Steuerung über UND-Glieder (I1*, 15) erfolgt, deren jeweils zweite Eingänge mit dem Ausgang des Teilers (2) verbunden sind.Generator nach Anspruch 3 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß, unter Verwendung der Beziehung sin (-Θ) = - sin θ und sin (η-Θ) = sin θ, der Vorwärt s-Rückwärts-Zähler (i») die Impulse zählt, die in dem Winkelintervall von O bis Ή72 enthalten sind, daß der Vorwärts-Rückwörts-Zähler ausgangsseitig an einen Binär-Dekoder für den Wert O (16) und an einen Binär-Dekoder für den Wert Ti/2 (17) angeschlossen ist, wobei beide Binär-Dekoder an zwei Eingängen einer Kippschaltung (18) liegen, deren Ausgangssignale Q und Q die Funktion des Zählers, je nach Fall, als709845/0672Vorwärts- oder als RückwSrts-Zähler steuern, daß diese Steuerung über UND-Glieder (I1I, 15) erfolgt, deren jeweils zweite EingSnge mit dem Ausgang des Teilers (2) verbunden sind und daß der BinSr-Dekoder für den Wert 0 (16) über eine Kippschaltung (19) einen Analog-Inverter (7) steuert, der mit dem Ausgang des Digital/Analog-Wandlers (6) verbunden ist.9. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er an seinem Ausgang ein Filter (9) aufweist, das Frequenzen, die durch das Quantifizierungsrauschen verursacht werden, eliminiert .10.Generator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzwähler (28) eine an die Quelle (3) angeschlossene und durch ein Taktsignal H gesteuerte Schaltung (29) zur Registrierung der gewünschten Phasenverschiebung und einen an diese Schaltung (29) angeschlossenen Dekoder (31) aufweist, daß der Dekoder durch das über einen Frequenzteiler (30) geführte Taktsignal angesteuert wird, daß gleichermaßen eine monostabile Kippschaltung (33) angesteuert wird und daß der Dekoder (3D und die monostabile Kippschaltung (33) an eine Wählschaltung (32) angeschlossen sind, die den Umschalter (27) steuert.11.Generator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zu übertragende binäre Information paarweise zu Doppelbits zusammengefaßt ist, daß das Inbetriebsetzen der verschiedenen Frequenzteilereinheiten (22 bis 26) entsprechend der gewünschten Phasenverschiebung während einer Übergangszeit (T) erfolgt, die einen Bruchteil der Zeitdauer der Übermittlung eines Doppel* bits einnimmt, wogegen die Frequenzteilereinheit zur Erzeugung der Trägerfrequenz während der restlichen Zeltdauer in Betrieb -ist.-H-709845/067212. Generator nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammenfassung der zu übertragenden Information zu Doppelbits In der Registrierschaltung (29) erfolgt.13· Generator nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die monostabile Kippschaltung (33) die Länge der Übergangszeit (T) bestimmt.I1J. Vorrichtung zur Informationsübertragung, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Sinusgenerator mit digitaler Frequenz- oder Phasenmodulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 enthält.709845/0672
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