DE3419040C2 - - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03C—MODULATION
- H03C3/00—Angle modulation
- H03C3/02—Details
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- Transmitters (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Hubbegren
zung in einem frequenzmodulierten Sprechfunkgerät mit analoger
Modulationssignalaufbereitung, bestehend aus einem Amplituden
begrenzer und einem nachgeschalteten Tiefpaß.
Zur Hubbegrenzung, deren Messung bei einem gegenüber dem Normal
modulationshub um 20 dB erhöhten Pegel eines sinusförmigen Modu
lationssignals erfolgt, dient eine nichtlineare Schaltung, die
das Modulationssignal in seiner Amplitude hart begrenzt. Hierzu
können Schaltungen mit Dioden, Transistoren oder Operationsver
stärkern dienen, mit denen sich sehr scharf begrenzende Kennli
nien realisieren lassen. Die durch die Begrenzerschaltung im
Falle der Begrenzung entstehenden Oberwellen des Modulations
signals werden durch ein nachgeschaltetes steiles Tiefpaßfil
ter so weit unterdrückt, daß die Forderung bezüglich der uner
wünschten Nachbarkanalleistung des Senders erfüllt wird.
Eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Art mit einem Be
grenzer und einem nachgeschalteten Tiefpaß ist beispielsweise
aus dem Aufsatz "200-Kanal-Handsprechfunkgerät für das 2-m-Band"
von E. Koch bekannt, erschienen in der Zeitschrift "Funkschau"
1977, Heft 8, Seiten 69-72 (333-336) (vgl. insbesondere
Fig. 4).
Ferner ist eine entsprechende Anordnung aus Begrenzer und Tief
paß in den "Funkschau-Arbeitsblättern", Funkschau 15/1983, Sei
te 63 dargestellt und beschrieben.
Für ein Modulationssignal mit einer Frequenz nahe des oberen Mo
dulationsbandes ergibt sich bei der Begrenzung folgender Effekt:
nach dem Begrenzer wird bei symmetrischer Begrenzung das Sinus
signal annähernd zu einem Rechtecksignal geformt, das mit der be
kannten Fourier-Reihe
f(x) = 4A/π (cosx - 1/3 cos3x + 1/5 cos5x - . . .) beschrieben werden kann.
f(x) = 4A/π (cosx - 1/3 cos3x + 1/5 cos5x - . . .) beschrieben werden kann.
Im Tiefpaßfilter, das dem Begrenzer nachgeschaltet ist, werden
dann alle Oberwellen unterdrückt. Die Grundwelle
erscheint nach dem Filter mit einer um den Faktor
4/π = 1,273 höheren Amplitude als die Amplitude A des
Rechtecks. Diese Amplitude bestimmt den maximalen Fre
quenzhub des Senders bei der Messung der Hubbegrenzung.
Der vorstehend beschriebene Sachverhalt ist in den Fig.
1 und 2 dargestellt. Dabei zeigt
Fig. 1 in einem verein
fachten Blockschaltbild die Einrichtung zur Hubbegrenzung
mit einem Begrenzer B 1 und einem diesem nachgeschalteten
Tiefpaß T 1 mit der Grenzfrequenz f g 1 im Leitungsweg
zwischen dem NF-Eingang und dem NF-Ausgang (Anschlußpunkte
I und III),
Fig. 2 den Verlauf des Modulationssignals am NF-
Eingang I, zwischen Begrenzer und Tiefpaß und am NF-Aus
gang III. Die Kurven a stellen das Signal mit maximaler
Amplitude für eine verzerrungsfreie Übertragung dar, die
Kurven b für maximale Amplitude entsprechend eines maxi
malen Frequenzhubes.
Setzt man einen idealen Begrenzer voraus, so ergibt sich
eine lineare und damit verzerrungsfreie Modulationsüber
tragung am Ausgang des Begrenzers B 1 nur bis zur Ampli
tude A des Rechtecks, die damit also um den Faktor
π/4 = 0,7854 geringer ist, als es der maximale Frequenzhub
zulassen würde. Dieser Wert ergibt sich aus dem Verhält
nis a/b entsprechend dem rechten Bild in Fig. 2. Wenn
also beispielsweise ein maximaler Frequenzhub von ±4 kHz
zulässig ist, kann eine verzerrungsarme Modulation nur
bis zu einem Frequenzhub von ±3,14 kHz erfolgen. Dies
bedeutet eine Reduzierung der Ausnutzbarkeit des maximalen
Frequenzhubs um 2,1 dB.
Auch bei tieferen Modulationsfrequenzen, bei denen am Aus
gang des Tiefpasses ein verzerrtes Rechteck entsteht,
ergibt sich kein besseres Verhältnis. Dies liegt daran,
daß wegen der erforderlichen Steilheit des Tiefpasses für
diesen keine Besselcharakteristik verwendet werden kann und so
mit die nicht vermeidbare Verzerrung des Rechtecks am Ausgang
ebenfalls zu einer vergleichbar höheren Amplitude führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zur Ver
besserung der Hubbegrenzung in frequenzmodulierten Sprechfunk
geräten mit analoger Modulationssignalaufbereitung anzugeben.
Bei einer Einrichtung der eingangs beschriebenen Art wird diese
Aufgabe gemäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß der Ketten
schaltung aus Amplitudenbegrenzer und Tiefpaß ein weiterer Ampli
tudenbegrenzer und ein weiterer Tiefpaß in Kettenschaltung nach
geschaltet sind.
Der zweite Amplitudenbegrenzer ist in vorteilhafter Weise so ein
gestellt, daß er im Begrenzungsfall den Signalteil abschneidet,
der durch den ersten Tiefpaß als Amplitudenerhöhung verursacht
wird.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dar
gestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 3 in einem Blockschaltbild die erfindungsgemäß ergänzte Ein
richtung zur Hubbegrenzung,
Fig. 4 in einer grafischen Darstellung den Signalverlauf an den
einzelnen Schaltungspunkten und
Fig. 5 Meßkurven des Signalverlaufs bei einer Frequenz f = 2 kHz.
Fig. 3 zeigt den Leitungsabschnitt zwischen den Punkten II als
Ausgang des Tiefpasses T 1 und III als NF-Ausgang der Schaltung,
in den erfindungsgemäß ein zweiter Amplitudenbegrenzer B 2 und
ein zweiter Tiefpaß T 2 mit der Grenzfrequenz f g 2 in Kettenschal
tung geschaltet sind.
Der zweite Amplitudenbegrenzer B 2 ist dabei so einge
stellt, daß er im Begrenzungsfall den Signalteil abschnei
det, der durch den ersten Tiefpaß T 1 als Amplitudener
höhung verursacht wird. Der Aufwand für den zweiten Tief
paß T 2 kann wesentlich geringer gehalten werden als für
den ersten Tiefpaß T 1, da die Oberwellenbildung durch den
zweiten Begrenzer B 2 erheblich geringer ist. Durch diese
Maßnahmen wird eine vorteilhafte Erweiterung des Bereichs
des nutzbaren Frequenzhubs erreicht.
Im einzelnen soll die Wirkungsweise dieser Einrichtung
durch Fig. 4 erläutert werden, die den Signalverlauf an
einzelnen Schaltungspunkten zeigt, nämlich vor dem zweiten
Begrenzer B 2, am Ausgang des zweiten Begrenzers B 2 und am
Ausgang des zweiten Tiefpasses T 2. Die Kurven a und b be
ziehen sich dabei wiederum auf maximale Amplitude für ver
zerrungsfreie Übertragung bzw. maximale Amplitude ent
sprechend dem maximalen Frequenzhub.
Betrachtet man ein Modulationssignal hoher Frequenz, so
ergibt sich am Ausgang des zweiten Begrenzers B 2 eine
abgekappte Sinusschwingung, die sich angenähert durch eine
Fourier-Reihe für eine Trapezkurve wie folgt beschreiben
läßt:
f(x) = 4A/π · B (sinBsinx + 1/9 sin3Bsin3x + . . .)
f(x) = 4A/π · B (sinBsinx + 1/9 sin3Bsin3x + . . .)
Der Winkel B gibt dabei an, an welcher Stelle die Ab
kappung erfolgt. Es ist der Abstand des Schnittpunktes
der Kurve b mit der Mittellinie der Koordinatenachse und
einer im Abstand A parallel zu dieser verlaufenden Linie,
an der die Abkappung durch den zweiten Begrenzer B 2 er
folgt. Unter der Voraussetzung eines idealen Begrenzers
ergibt sich, wie vorstehend bereits ausgeführt wurde, eine
lineare und damit verzerrungsfreie Modulationssignalüber
tragung am Ausgang des Begrenzers B 1 nur bis zur Ampli
tude A des Rechtecks, die damit also um den Faktor
π/4 = 0,7854 geringer ist, als es der maximale Frequenzhub
zulassen würde. Geht man nun davon aus, daß nach dem
zweiten Begrenzer B 2 eine Begrenzung der Grundwelle beim
0,7854fachen der Maximalamplitude erfolgen soll, so er
gibt sich für B ein Wert von 0,90 im Bogenmaß. Damit kann
die nach dem zweiten Tiefpaß T 2 verbleibende Amplitudener
höhung zu
- 4/π · B (sinB) = 1,108
bestimmt werden.
Für tiefe Modulationsfrequenzen ergibt sich eine ähnliche
Wirkung, da die durch den ersten Tiefpaß T 1 verursachten
Amplitudenerhöhungen durch Überschwingen ebenfalls durch
den zweiten Begrenzer B 2 verbessert werden.
Gegenüber einer Einrichtung mit einem Begrenzer und einem
Tiefpaß entsprechend Fig. 1 ergibt sich durch die erfin
dungsgemäßen Maßnahmen eine Erhöhung des linear modulier
baren Frequenzhubes vom Faktor 0,79 auf den Faktor 0,9.
Somit kann dann beispielsweise bei einem Funksprechgerät
mit einem maximalen Frequenzhub =4 kHz eine verzerrungs
freie Modulation bis zu einem Frequenzhub =3,6 kHz erwartet
werden.
Fig. 5 zeigt Meßkurven eines Hubbegrenzers für ein sinus
förmiges Modulationssignal mit hoher Frequenz. In Fig. 5a
ist dabei im oberen Teil der Kurvenverlauf am Ausgang des
ersten Begrenzers B 1 und im unteren Teil am Ausgang des
ersten Tiefpasses T 1 dargestellt, in Fig. 5b zeigt der
obere Teil den Verlauf der Kurven am Ausgang des zweiten
Begrenzers B 2 und der untere Teil am Ausgang des zweiten
Tiefpasses T 2. Die Kurven a beinhalten dabei jeweils die
Signale mit niedrigerer Amplitude, entsprechend maximal
möglicher verzerrungsfreier Übertragung, die Kurven b die
Signale bei um 20 dB erhöhtem Eingangspegel, entsprechend
dem maximal möglichen Frequenzhub. Wie ein Vergleich der
Kurven im unteren Teil von Fig. 5a und Fig. 5b zeigt,
besteht am Ausgang des zweiten Tiefpasses T 2 ein wesent
lich verbessertes Verhältnis von a : b im Vergleich zum Aus
gang des ersten Tiefpasses T 1, was eine Erweiterung des
Bereichs des nutzbaren Frequenzhubs bedeutet.
Claims (2)
1. Einrichtung zur Hubbegrenzung in einem frequenzmodulierten
Sprechfunkgerät mit analoger Modulationssignalaufbereitung, be
stehend aus einem Amplitudenbegrenzer und einem nachgeschalte
ten Tiefpaß,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kettenschaltung aus Amplitudenbegrenzer (B 1) und Tief
paß (T 1) ein weiterer Amplitudenbegrenzer (B 2) und ein weiterer
Tiefpaß (T 2) in Kettenschaltung nachgeschaltet sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der weitere Amplitudenbegrenzer (B 2) so eingestellt ist, daß
er im Begrenzungsfall den Signalanteil abschneidet, der durch
den ersten Tiefpaß (T 1) als Amplitudenerhöhung verursacht wird.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19843419040 DE3419040A1 (de) | 1984-05-22 | 1984-05-22 | Einrichtung zur hubbegrenzung in einem frequenzmodulierten sprechfunkgeraet |
GR80728A GR80728B (en) | 1984-05-22 | 1984-10-22 | Wireless telephone |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19843419040 DE3419040A1 (de) | 1984-05-22 | 1984-05-22 | Einrichtung zur hubbegrenzung in einem frequenzmodulierten sprechfunkgeraet |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3419040A1 DE3419040A1 (de) | 1985-11-28 |
DE3419040C2 true DE3419040C2 (de) | 1987-09-03 |
Family
ID=6236553
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19843419040 Granted DE3419040A1 (de) | 1984-05-22 | 1984-05-22 | Einrichtung zur hubbegrenzung in einem frequenzmodulierten sprechfunkgeraet |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3419040A1 (de) |
GR (1) | GR80728B (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19612041C1 (de) * | 1996-03-27 | 1997-09-04 | Grundig Ag | Verfahren und Schaltungsanordnung zur verbesserten Nutzung der Übertragungsbandbreite eines Übertragungskanals |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL8200959A (nl) * | 1982-03-09 | 1983-10-03 | Philips Nv | Fm-ontvanger voorzien van een frequentie gesleutelde lus. |
DE3208758A1 (de) * | 1982-03-11 | 1983-09-22 | Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg | Schaltungsanordnung fuer einen fm-empfaenger |
-
1984
- 1984-05-22 DE DE19843419040 patent/DE3419040A1/de active Granted
- 1984-10-22 GR GR80728A patent/GR80728B/el unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3419040A1 (de) | 1985-11-28 |
GR80728B (en) | 1985-02-20 |
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