DE3938643A1 - Reconstructing lost DC components of IF signals - applying correction signal to each fault-laden IF signal and generating corrected signal - Google Patents

Abstract

The received, angle-modulated, HF signal is mixed with a local oscillator (4) signal in two mixing stages (6,7) to form two IF signals with a phase-shift of 90 deg. The possible d.c. components are separated in an a.c.-coupled IF portion (8, - 11), thus forming faulty IF signals (I,Q). A correction signal (EI, EQ) is supplied to the faulty IF signal for generating a corrected signal (IK, QK). Each corrected signal is squared, the signal quadrates are added, and a further signal 8R) formed from the sum. Alternately the signal is determined by an approximation to the above mentioned steps. The obtained signal is passed through a high pass filter, and thee filtered signal multiplied by each corrected signal. USE/ADVANTAGE - For direct conversion receivers, with operation independent of demodulator.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ver­ fahren zum Rekonstruieren verlorener DC-Nutzanteile an ZF-Signalen in einem Direct-Conversion-Empfänger gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 oder 2 sowie auf einen Empfänger zum Durchführen des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 3, 4 oder 5.The present invention relates to a ver start to reconstruct lost DC useful components IF signals in a direct conversion receiver according to the preamble of claim 1 or 2 and a receiver for performing the method according to the The preamble of claim 3, 4 or 5.

In einem Direct-Conversion-Empfänger wird das empfan­ gene, winkelmodulierte HF-Eingangssignal, nachdem es einem Eingangsfilter und einem HF-Vorverstärker zugeführt worden ist, mit einem in einem Lokaloszillator (LO) erzeugten LO- Signal gemischt. Da das LO-Signal ungefähr die gleiche Frequenz aufweist, wie das HF-Eingangssignal, entsteht nach der Mischung ein Zwischenfrequenzsignal (ZF), das im niederfrequenten Bereich (NF) liegt. Mathematisch gesehen, entstehen durch die Mischung zeitweise negative Frequen­ zen, die aber in der Praxis nicht von den positiven unter­ schieden werden können. Ebenso können aber auch Gleich­ spannungsanteile (DC-Nutzanteile) erzeugt werden. Zur Auf­ rechterhaltung der vollen Information ist es bei Direct- Conversion-Empfängern notwendig, zwei 90° zueinander ver­ schobene ZF-Signale zu bilden. Dazu sind zwei Mischstufen vorhanden, an die je das HF-Signal und das LO-Signal an­ gelegt werden, wobei entweder das an die eine Mischstufe angelegte HF- oder LO-Signal gegenüber dem entsprechenden, an die andere Mischstufe angelegten Signal um 90° phasen­ verschoben ist. Die eine Mischstufe erzeugt ein erstes ZF- Signal und die andere Mischstufe erzeugt ein zweites, zum ersten ZF-Signal 90° phasenverschobenes ZF-Signal. Jedes der so gebildeten ZF-Signale (I, Q) wird danach je einem beispielsweise analogen, digitalen oder gemischt aufgebau­ ten Tiefpaßfilter mit je einer folgenden ZF-Verstärker­ stufe zugeführt und anschließend in einem Demodulator de­ moduliert. Weil bei Direct-Conversion-Empfängern die Zwi­ schenfrequenz im NF-Bereich liegt, ist der Demodulator mit integrierter Schaltungstechnik aufbaubar. Die gefilterten ZF-Signale (I, Q) werden in einer bevorzugten Ausführungs­ art, wie beispielsweise in der europäischen Patentschrift 01 80 339 angedeutet, in Analog-Digitalwandlern in Digi­ talsignale umgewandelt und zur Demodulation digital wei­ terverarbeitet. Digitale Signalprozessoren (DSP) haben sich dabei als nützliche Schaltungen angeboten. Nebenbei sei erwähnt, daß es ebenfalls möglich ist, den gesamten ZF-Teil zu integrieren. Der geforderte Dynamikbereich, Stromverbrauch und der Preis des Empfängers bestimmen hier vor allem die anzuwendende Technologie.In a direct conversion receiver, the received, angle-modulated RF input signal, after it has been fed to an input filter and an RF preamplifier, is mixed with an LO signal generated in a local oscillator (LO). Since the LO signal has approximately the same frequency as the RF input signal, an intermediate frequency signal (IF) is produced after the mixing, which is in the low-frequency range (NF). From a mathematical point of view, the mixture sometimes gives rise to negative frequencies, which in practice cannot be distinguished from the positive ones. Likewise, direct voltage components (DC useful components) can also be generated. In order to maintain full information, it is necessary for direct conversion receivers to form two IF signals that are shifted by 90 ° to each other. For this purpose, two mixing stages are available, to each of which the RF signal and the LO signal are applied, whereby either the RF or LO signal applied to one mixing stage phases by 90 ° with respect to the corresponding signal applied to the other mixing stage is moved. One mixer stage generates a first IF signal and the other mixer stage generates a second IF signal which is 90 ° out of phase with the first IF signal. Each of the IF signals ( I , Q ) thus formed is then fed to an analog, digital or mixed low-pass filter, each with a subsequent IF amplifier stage, and then de-modulated in a demodulator. Because the intermediate frequency of direct conversion receivers is in the LF range, the demodulator can be set up with integrated circuit technology. The filtered IF signals ( I , Q ) are in a preferred embodiment, as indicated for example in European Patent 01 80 339, converted to digital signals in analog-digital converters and further digitally processed for demodulation. Digital signal processors (DSP) have proven to be useful circuits. Incidentally, it should be mentioned that it is also possible to integrate the entire ZF part. The required dynamic range, power consumption and the price of the receiver primarily determine the technology to be used.

Wie bereits gesagt, können die ZF-Signale in Direct- Conversion-Empfängern Gleichspannungsanteile (DC-Nutzan­ teile) enthalten. Um die volle Information im ZF-Teil des Empfängers weiter zu verarbeiten, müßten die ZF-Verstär­ ker einen Übertragungsbereich aufweisen, der bis auf null Hertz hinunterreicht. Dies ist kaum realisierbar, da in Verstärkern und Mischstufen DC-Offsetspannungen auftreten, die wesentlich größer sein können, als die beiden genann­ ten ZF-Signale. Dadurch würden die ZF-Stufen übersteuert und bei der Demodulation entstünden unannehmbare Verzer­ rungen. Dies kann beispielsweise dadurch verhindert wer­ den, daß durch AC-Kopplung der ZF-Stufen, die Gleich­ spannungsanteile von den ZF-Signalen getrennt werden. Dadurch gehen, wie gewünscht, die DC-Offsetspannungen, aber unerwünschterweise auch die obgenannten DC-Nutzan­ teile der beiden ZF-Signale, verloren. In bestimmten Situationen können deshalb wiederum Verzerrungen bei der Demodulation entstehen. Obschon diese Verzerrungen von geringerem Ausmaß sind, sind sie immer noch störend.As already mentioned, the IF signals can be Conversion receivers DC components (DC usable parts) included. For the full information in the ZF part of the To process the receiver further, the ZF amplifiers would have to ker have a transmission range that down to zero Hertz reaches down. This is hardly feasible because in Amplifiers and mixer stages DC offset voltages occur which can be much larger than the two mentioned IF signals. This would override the IF stages and unacceptable distortions would result from demodulation  stanchions. This can be prevented, for example, by anyone that by AC coupling of the IF stages, the same voltage components are separated from the ZF signals. As a result, the DC offset voltages but undesirably also the above-mentioned DC utility parts of the two IF signals, lost. In particular Situations can in turn cause distortions in the Demodulation arise. Although these distortions from to a lesser extent, they are still distracting.

In der europäischen Patentschrift 02 55 175 ist das Auftreten dieser Verzerrungen erwähnt und ein Demodula­ tionsverfahren zum Demodulieren eines winkelcodierten Sig­ nales beschrieben, bei dem zum Verhindern solcher Verzer­ rungen aus den dem Demodulator zugeführten ZF-Signalen ein Steuersignal gebildet wird, das als Korrektursignal auf das demodulierte NF-Signal einwirkt.In European patent specification 02 55 175 that is Occurrence of these distortions mentioned and a demodula tion method for demodulating an angle-coded sig nales described in order to prevent such distortion inputs from the IF signals fed to the demodulator Control signal is formed, which as a correction signal the demodulated LF signal acts.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Ver­ fahren zum Rekonstruieren der infolge AC-Kopplung verlore­ nen DC-Nutzanteile in den ZF-Signalen vorzuschlagen, das unabhängig vom Demodulator arbeitet.It is the object of the present invention a ver drive to reconstruct the lost due to AC coupling to propose a useful DC component in the ZF signals works independently of the demodulator.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, zum Durchführen des Verfahrens geeignete Empfänger zu schaffen.Another job is to perform of the procedure to create suitable recipients.

Die erste Aufgabe wird gemäß der im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 oder 2 aufgeführten Merkmale gelöst. Erfindungsgemäße Empfänger weisen Mittel zum Re­ konstruieren der verlorenen DC-Nutzanteile auf, wie sie durch die Merkmale der Patentansprüche 3, 4 oder 5 gekenn­ zeichnet sind.The first task is according to that in the characterizing Part of claim 1 or 2 listed features solved. Recipients according to the invention have means for re construct the lost DC useful parts on how they characterized by the features of claims 3, 4 or 5  are drawn.

Das in dieser Schrift offenbarte Verfahren sowie die offenbarten Ausführungsvarianten von Empfängern zum Durch­ führen des Verfahrens zeichnen sich allesamt dadurch aus, daß die einzelnen Verfahrensschritte in einem in sich ge­ schlossenen Modul durchführbar sind, ohne daß irgendwel­ che Korrektur- oder Regelsignale auf andere Empfängerstu­ fen, insbesondere den Demodulator oder den NF-Teil einwir­ ken.The method disclosed in this document and the disclosed design variants of receivers to through All of the procedures are characterized by that the individual process steps in one ge closed module are feasible without any che correction or control signals to other Receiverstu fen, especially the demodulator or the NF part ken.

Das Modul umfaßt die genannten Rekonstruktionsmittel. Diese können einen programmgesteuerten, digitalen Signal­ prozessor aufweisen oder aus einzelnen analogen und/oder digitalen Funktionsstufen aufgebaut sein.The module includes the reconstruction means mentioned. These can be a program-controlled, digital signal have processor or from individual analog and / or digital function levels.

Weil das Modul unabhängig von anderen Empfängerstufen arbeitet, ist es vielseitig einsetzbar.Because the module is independent of other receiver levels works, it is versatile.

Amplitudenschwankungen des Eingangssignales (fading) wirken sich praktisch nicht aus, sofern die Schwankungen bei den beiden um 90° verschobenen ZF-Signalen gleich sind. Das Rekonstruktionsmodul eignet sich sowohl für Übertragungsstrecken über Funk als auch über Kabel.Amplitude fluctuations of the input signal (fading) have practically no effect, provided the fluctuations the same for the two IF signals shifted by 90 ° are. The reconstruction module is suitable for both Transmission lines via radio as well as via cable.

Anhand von Figuren wird die Erfindung im folgenden beispielsweise näher beschrieben. Es zeigen: The invention is described below with reference to figures described in more detail, for example. Show it:  

Fig. 1 das Blockschaltbild eines Direct-Conversion-Em­ pfängers, Fig. 1 is a block diagram of a direct conversion pfängers Em,

Fig. 2 ein Blockschaltbild der Mittel zum Rekonstruieren verlorener DC-Nutzanteile in den ZF-Signalen, Fig. 2 is a block diagram of the means for reconstructing lost DC useful components in the IF signals,

Fig. 3 eine Koordinatendarstellung zum Erklären der Funktion der Rekonstruktionsmittel und Fig. 3 is a coordinate diagram for explaining the function of the reconstruction means, and

Fig. 4 ein Blockschaltbild gemäß Fig. 2 mit erweiter­ ten Rekonstruktionsmitteln. Fig. 4 is a block diagram of FIG. 2 with extended reconstruction means.

Die Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild eines Direct- Conversion-Empfängers, bei dem das erfindungsgemäße Ver­ fahren zum Rekonstruieren der beispielsweise infolge AC- Kopplung im ZF-Teil verlorenen DC-Nutzanteile der ZF-Sig­ nale (I, Q) angewendet wird. Ein HF-Eingangssignal wird mit der Antenne 1 empfangen, in einem Eingangsfilter 2 gefil­ tert und in einem Vorverstärker 3 verstärkt. Ein Lokalos­ zillator 4 erzeugt ein Lokaloszillator-Signal, im folgen­ den LO-Signal genannt, das ungefähr die gleiche Frequenz aufweist, wie das von der Antenne 1 empfangene HF-Ein­ gangssignal. Das LO-Signal wird zwei Mischstufen 6, 7 zu­ geführt, einer ersten Mischstufe 6 direkt und einer zwei­ ten Mischstufe 7 über ein Phase-Schiebeglied 5. Die beiden Mischstufen 6, 7 erhalten ebenfalls je das vom Vorverstär­ ker 3 verstärkte HF-Signal. Jede der Mischstufen 6, 7 er­ zeugt an ihrem Ausgang je ein ZF-Signal, das wegen der un­ gefähren Gleichheit der Frequenz des HF-Eingangssignales und des LO-Signales im niederfrequenten Bereich liegt. Je­ des der ZF-Signale wird in je einem Tiefpaßfilter 8, 9 tiefpaßgefiltert und in je einem ZF-Verstärker 10, 11 ver­ stärkt. Am Ausgang des ersten ZF-Verstärkers 10 liegt ein ZF-Signal I an und am Ausgang des zweiten ZF- Verstärkers 11 liegt ein gegenüber dem Signal I um 90° phasenverscho­ benes ZF-Signal Q an. Die zwei ZF-Signale I, Q können, wie schon in der Beschreibungseinleitung dargelegt worden ist, in Direct-Conversion-Empfängern je eine Gleichspannungs­ komponente, nachfolgend DC-Nutzanteil genannt, enthalten. Infolge beispielsweise Hochpaßfiltern oder AC-Kopplungen ist dieser DC-Nutzanteil zusammen mit DC-Offsetspannungen in jedem der ZF-Signale I, Q entfernt worden. Durch das Fehlen eines eventuell vorhanden gewesenen DC-Nutzanteiles enthalten die ZF-Signale I, Q Fehler, wodurch bei der Demo­ dulation Verzerrungen entstehen. Die beiden mit Fehler be­ hafteten ZF-Signale I und Q werden einem Mitteln 12 zur Rekonstruktion verlorener DC-Nutzanteile zugeführt. Mit diesen Rekonstruktionsmitteln wird das erfindungsgemäße Verfahren an den beiden Signalen I und Q durchgeführt und die beiden korrigierten ZF-Signale I _K und Q _K oder die bei­ den normierten korrigierten Signale I _N und Q _N erzeugt, welche an einen Demodulator 13 zum Erzeugen des NF-Signa­ les weitergeleitet werden. Fig. 1 shows the block diagram of a direct- conversion receiver in which Ver the inventive drive for reconstructing the IF part of the IF Sig nal (I, Q) is applied, for example, as a result of AC coupling in the lost DC useful components. An RF input signal is received with the antenna 1 , filtered in an input filter 2 and amplified in a preamplifier 3 . A Lokalos zillator 4 generates a local oscillator signal, hereinafter called the LO signal, which has approximately the same frequency as the RF input signal received by the antenna 1 . The LO signal is fed to two mixer stages 6 , 7 , a first mixer stage 6 directly and a two-th mixer stage 7 via a phase shift element 5 . The two mixing stages 6 , 7 also each receive the RF signal amplified by the pre-amplifier 3 . Each of the mixer stages 6 , 7 generates an IF signal at its output, which is due to the un dangerous equality of the frequency of the RF input signal and the LO signal in the low-frequency range. Each of the IF signals is low-pass filtered in a low-pass filter 8 , 9 and amplified in each case in an IF amplifier 10 , 11 . At the output of the first IF amplifier 10 there is an IF signal I and at the output of the second IF amplifier 11 there is an IF signal Q which is 90 ° out of phase with the signal I. As already explained in the introduction to the description, the two IF signals I , Q can each contain a direct voltage component, hereinafter referred to as DC useful component, in direct conversion receivers. As a result of, for example, high-pass filters or AC couplings, this DC useful component together with DC offset voltages in each of the IF signals I , Q have been removed. Due to the lack of a possibly available DC useful component, the IF signals contain I , Q errors, which leads to distortions during demodulation. The two IF signals I and Q, which are subject to errors, are fed to a means 12 for the reconstruction of lost DC useful components. With these reconstruction means, the method according to the invention is carried out on the two signals I and Q and the two corrected IF signals I _K and Q _K or the normalized corrected signals I _N and Q _{N are} generated, which are sent to a demodulator 13 for generating the LF -Signa les to be forwarded.

In der Fig. 2 ist das Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der Rekonstruktionsmittel 12 dargestellt, anhand dessen das erfindungsgemäße Verfahren zum Rekon­ struieren der abgetrennten DC-Nutzanteile an den ZF-Sig­ nalen I und Q erklärt wird. Das Rekonstruktionsglied 12 besitzt zwei Eingänge, denen die ZF-Signale I und Q zu­ geführt werden und zwei Ausgänge, an denen die korrigier­ ten ZF-Signale I _K und Q _K mit je dem rekonstruierten DC- Nutzanteil anliegen. Jedes der mit Fehler behafteten Sig­ nale I, Q wird je einem Subtrahierer 20, 21 zugeführt, an welchem ebenfalls Korrektursignale E _I bzw. E _Q anliegen und die Signale I, Q so beeinflussen, daß je am Ausgang der genannten Subtrahierer 20, 21 je ein korrigiertes ZF-Signal I _K bzw. Q _K vorhanden sind. Die Korrektursignale E _I , E _Q kön­ nen als Stellgrößen eines Regelkreises aufgefaßt werden, die, wie nachstehend beschrieben, zustandekommen. Die kor­ rigierten Ausgangssignale I _K , Q _K werden einer ersten Stufe 22 zugeführt, in welcher von jedem der Signale das Quadrat gebildet wird, die beiden quadrierten Signale addiert wer­ den und aus der Summe ein der Wurzel daraus entsprechen­ des, am Ausgang anliegendes weiteres Signal R gebildet wird. Das weitere Signal R wird anschließend einem Hoch­ paßfilter 23 zugeführt und als hochpaßgefiltertes Signal EX mit je einem Multiplizierer 24, 25 verbunden. Im einen Multiplizierer 24 wird das korrigierte Signal Q _K mit dem hochpaßgefilterten Signal EX multipliziert und als Aus­ gangsgröße E X _Q einer ersten Integrationsstufe 26 zuge­ führt. Das korrigierte Signal I _K wird im anderen Multi­ plizierer 25 mit dem hochpaßgefilterten Signal EX multi­ pliziert und als Größe E X _I einer zweiten Integrations­ stufe 27 zugeführt. Das Ausgangssignal der ersten Inte­ grationsstufe 26 ist das Korrektursignal E _Q , das als Stellgröße an einem Subtrahierer 20 anliegt und das Aus­ gangssignal der zweiten Integrationsstufe 27 ist das Kor­ rektursignal E _I , das als Stellgröße am anderen Subtra­ hierer 21 anliegt.In FIG. 2 is a block diagram of a first embodiment of the reconstruction means 12 is shown, whose basis the inventive method for Recon struieren the separated DC-useful components to the IF Sig nal I and Q will be explained. The reconstruction element 12 has two inputs to which the IF signals I and Q are fed and two outputs to which the corrected IF signals I _K and Q _{K are applied} , each with the reconstructed DC useful component. Each of the error-prone signals I , Q is fed to a subtractor 20 , 21 , to which correction signals E _I and E _{Q are also} applied and influence the signals I , Q so that depending on the output of said subtractors 20 , 21 each a corrected IF signal I _K or Q _K are present. The correction signals E _I , E _Q can be understood as manipulated variables of a control loop, which come about as described below. The corrected output signals I _K , Q _K are fed to a first stage 22 , in which the square is formed from each of the signals, the two squared signals are added and the sum of which corresponds to the root of the further signal present at the output R is formed. The further signal R is then fed to a high-pass filter 23 and connected to a multiplier 24 , 25 as a high-pass filtered signal EX . In a multiplier 24 , the corrected signal Q _{K is} multiplied by the high-pass filtered signal EX and supplied as the output variable E X _{Q to} a first integration stage 26 . The corrected signal I _K is multiplied in the other multiplier 25 with the high-pass filtered signal EX and multiplied as a size E X _{I to} a second integration stage 27 . The output signal of the first integration stage 26 is the correction signal E _Q , which is present as a manipulated variable at a subtractor 20 and the output signal from the second integration stage 27 is the correction signal E _I , which is present as a manipulated variable at the other subtra here 21 .

In der Fig. 3 ist versucht worden, daß vorgängig be­ schriebene Verfahren in einer XY-Darstellung anschaulich zu zeigen. Zur besseren Verständlichkeit wird im folgen­ den angenommen, daß die Korrektursignale E _I , E _Q von den Subtrahierstufen 20, 21 getrennt sind. Die zueinander 90° phasenverschobenen ZF-Signale spannen einen Vektor r auf. Rein sinusförmige bzw. kosinusförmige ZF-Signale I′, Q′ bilden einen Vektor r′, der mit gleichmäßiger Rotations­ geschwindigkeit um das Zentrum Z′ des Koordinatensystemes rotiert. Weisen die ZF-Signale nach dem Mischen einen DC- Nutzanteil auf, so äußert sich das in der bildlichen Dar­ stellung dadurch, daß die Rotationsgeschwindigkeit des Vektors r′ nicht mehr konstant ist. Beispielsweise durch eine AC-Kopplung werden Gleichspannungsanteile in den ZF- Signalen entfernt. Dies äußert sich in der bildlichen Darstellung als lineare Verschiebung A der Koordinaten­ achse I′ zur Koordinatenachse I _K und als lineare Verschie­ bung B der Koordinatenachse Q′ zur Koordinatenachse Q _K . Der Schnittpunkt Z der beiden letztgenannten Koordinaten­ achsen ist das neue Zentrum, um das der infolge der Ab­ trennung der DC-Nutzanteile von den jetzt mit Fehlern be­ hafteten ZF-Signalen I, Q aufgespannte Vektor r rotiert. Der Betrag R des Vektors r ändert dauernd. In der vorge­ nannten Stufe 22 wird nichts anderes getan, als dauernd der Betrag R dieses letztgenannten Vektors ausgerechnet. Genau geschieht dies nach dem Lehrsatz des Pythagoras, entsprechend der in den Fig. 2 und 4 in der Stufe 22 angegebenen Formel. Im Falle, daß die Rekonstruktionsmit­ tel 12 einen programmgesteuerten, digitalen Signalprozes­ sor umfassen, wird das Wurzelziehen etwas aufwendig. Ent­ sprechende Näherungsformeln zum Bilden des Betrages des Kreisradius, beispielsweiseIn FIG. 3, attempts have been made to clearly show the previously described method in an XY representation. For better understanding, it is assumed in the following that the correction signals E _I , E _{Q are separated} from the subtracting stages 20 , 21 . The IF signals, which are 90 ° out of phase with each other, span a vector r . Purely sinusoidal or cosine-shaped IF signals I ', Q ' form a vector r 'which rotates at a uniform rotational speed around the center Z ' of the coordinate system. If the IF signals have a DC useful component after mixing, this is shown in the pictorial representation by the fact that the rotational speed of the vector r 'is no longer constant. For example, an AC coupling removes DC components in the IF signals. This manifests itself in the graphic representation as a linear displacement A of the coordinate axis I 'to the coordinate axis I _K and as a linear displacement B of the coordinate axis Q ' to the coordinate axis Q _K. The intersection Z of the two last-mentioned coordinates is the new center, around which the vector r rotates as a result of the separation of the DC useful components from the IF signals I , Q which are now subject to errors. The amount R of the vector r changes continuously. In the aforementioned stage 22 , nothing else is done than continuously calculating the amount R of this latter vector. Exactly this happens according to the Pythagorean theorem, according to the formula given in step 22 in FIGS. 2 and 4. In the event that the Rekonstruktionsmit tel 12 include a program-controlled, digital signal processor, the root pulling is somewhat expensive. Appropriate approximation formulas for forming the amount of the circle radius, for example

werden deshalb angewandt. Die oben angegebene Formel be­ sagt, daß dauernd die Momentanwerte der Beträge des I _K - und Q _K -Signales plus der größere der momentanen Beträge der beiden Signale addiert und die Summe halbiert wird. Der dabei entstehende kleine Fehler beeinträchtigt die Rekonstruktion nicht merklich. Wie bereits gesagt, ändert der Betrag R des Vektors r dauernd, sobald der Ursprung des Koordinatensystems verschoben ist. Diese Radiusände­ rung wird als Kriterium für die Größe der Verschiebung verwendet. Um aus dem Signal R ein Signal für die Ände­ rung von R zu erhalten, wird letzteres einem Hochpaßfil­ ter 23 zugeführt, das den konstanten Teil vom Signal R ab­ trennt und das hochpaßgefilterte Signal EX bildet. Wird dieses letztere Signal mit I _K bzw. Q _K multipliziert und je das Produkt in den Integrationsstufen 26 und 27 inte­ griert, entstehen die zwei Regelsignale E _I bzw. E _Q , die das Zentrum Z in Richtung ursprüngliches Zentrum Z′ ver­ schieben.are therefore used. The formula given above means that the instantaneous values of the amounts of the I _K and Q _K signals plus the larger of the instantaneous amounts of the two signals are added continuously and the sum is halved. The small error that arises does not noticeably affect the reconstruction. As already said, the amount R of the vector r changes continuously as soon as the origin of the coordinate system is shifted. This radius change is used as a criterion for the size of the displacement. In order to obtain a signal for the change of R from the signal R , the latter is fed to a high-pass filter 23 , which separates the constant part from the signal R and forms the high-pass filtered signal EX . If this latter signal is multiplied by I _K or Q _K and the product is integrated in the integration stages 26 and 27 , the two control signals E _I and E _Q arise which push the center Z towards the original center Z 'ver.

Die Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild mit gegenüber der Fig. 2 erweiterten Rekonstruktionsmitteln. Damit die Re­ gelschaltung weitgehend unabhängig vom Eingangspegel immer richtig funktioniert, d.h. zum Vergrößern des Dynamikbe­ reiches, werden in diesem Ausführungsbeispiel die korri­ gierten Signale I _K , Q _K normiert, indem jedes dieser Signale durch den Mittelwert R des weiteren Signales R in je einer Dividierstufe 30, 31 dividiert wird. Am Ausgang jeder der genannten Dividierstufen 30, 31 stehen die normierten, kor­ rigierten Signale I _N bzw. Q _N an. Der Mittelwert R des wei­ teren Signales R wird dadurch erhalten, daß letzteres in einem Tiefpaßfilter 28 gefiltert wird. Das weitere Signal R und das tiefpaßgefilterte Signal R werden einem Sub­ strahierer 29 zugeführt, welcher an seinem Ausgang ein normiertes Signal EX zur Verfügung stellt. Das Tiefpaß­ filter 28 und der Subtrahierer 29 bilden zusammen ein Hochpaßfilter, so daß das soeben genannte Signal EX im Prinzip dem in der Fig. 2 genannten hochpaßgefilterten Signal EX entspricht. FIG. 4 shows a block diagram with reconstruction means expanded compared to FIG. 2. So that the control circuit largely works correctly regardless of the input level, ie to increase the dynamic range, in this exemplary embodiment the corrected signals I _K , Q _{K are} normalized by each of these signals by the mean value R of the further signal R in each division stage 30 , 31 is divided. At the output of each of the divider stages 30 , 31 , the standardized, corrected signals I _N and Q _{N are} pending. The mean value R of the further signal R is obtained by filtering the latter in a low-pass filter 28 . The further signal R and the low-pass filtered signal R are supplied to a subtractor 29 , which provides a standardized signal EX at its output. The low-pass filter 28 and the subtractor 29 together form a high-pass filter, so that the signal EX just mentioned corresponds in principle to the high-pass filtered signal EX mentioned in FIG. 2.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist in unterschied­ lich konzipierten Empfängern durchführbar. Eine erste be­ vorzugte Ausführungsform sieht einen Empfänger der ein­ gangs beschriebenen Art vor, bei dem die Rekonstruktions­ mittel 12 einen programmgesteuerten, digitalen Signalpro­ zessor zur Durchführung der genannten Verfahrensschrit­ te umfassen. In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, das Rekonstruktionsverfahren im gleichen programmgesteuerten digitalen Signalprozessor, der bereits als Demodulator eingesetzt ist, durchzuführen. In einer dritten bevorzugten Ausführungsvariante werden die einzel­ nen Verfahrensschritte zum Rekonstruieren der DC-Nutzan­ teile in den ZF-Signalen in aus diskreten und/oder inte­ grierten Bauelementen gebildeten, analogen und/oder digi­ talen Funktionsstufen durchgeführt.The method according to the invention can be carried out in differently designed receivers. A first preferred embodiment provides a receiver of the type described in the introduction, in which the reconstruction means 12 comprise a program-controlled, digital signal processor for carrying out the above-mentioned method steps. A second preferred embodiment provides for the reconstruction method to be carried out in the same program-controlled digital signal processor that has already been used as a demodulator. In a third preferred embodiment, the individual method steps for reconstructing the DC useful parts in the IF signals are carried out in analog and / or digital functional stages formed from discrete and / or integrated components.

Claims (5)

1. Verfahren zum Rekonstruieren verlorener DC-Nutzan­ teile an ZF-Signalen in einem Direct-Conversion-Empfänger, in dem ein empfangenes winkelmoduliertes HF-Signal mit je einem in einem Lokaloszillator (4) erzeugten LO-Signal in zwei Mischstufen (6, 7) gemischt wird und zwei in ihrer Phase um 90° verschobene ZF-Signale gebildet werden, wo­ bei jedes der ZF-Signale einen DC-Nutzanteil enthalten kann, welcher je in einem AC-gekoppelten ZF-Teil (8, 9, 10, 11) abgetrennt werden, wodurch mit Fehlern behaftete ZF- Signale (I, Q) entstehen, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) jedem der mit Fehlern behafteten ZF-Signale (I, Q) je ein Korrektursignal (E _I , E _Q ) zugeführt und je ein korri­ giertes Signal (I _K , Q _K ) erzeugt wird,
• b) jedes der korrigierten Signale (I _K , Q _K ) quadriert wird, die Signalquadrate addiert und aus der Summe ein der Wurzel daraus entsprechendes weiteres Signal (R) gebil­ det wird oder daß das weitere Signal (R) mit einer An­ näherung an die obgenannten Schritte bestimmt wird,
• c) das weitere Signal (R) hochpaßgefiltert wird und das hochpaßgefilterte Signal (EX) mit jedem der korrigier­ ten Signale (I _K , Q _K ) multipliziert wird und
• d) je das Produktsignal (E X _I , EX _Q ) zum Bilden der beiden Korrektursignale (E _I , E _Q ) integriert wird.

1. A method for reconstructing lost DC Nutzan parts of IF signals in a direct conversion receiver, in which a received angle-modulated RF signal with one LO signal generated in a local oscillator ( 4 ) in two mixing stages ( 6 , 7 ) is mixed and two IF signals shifted in phase by 90 ° are formed, where each of the IF signals can contain a DC useful component, each of which is in an AC-coupled IF part ( 8 , 9 , 10 , 11 ) are separated, which results in faulty IF signals ( I , Q ), characterized in that

• a) each of the IF signals with errors ( I , Q ) is supplied with a correction signal ( E _I , E _Q ) and a corrected signal ( I _K , Q _K ) is generated,
• b) each of the corrected signals ( I _K , Q _K ) is squared, the signal squares are added and from the sum a further signal ( R ) corresponding to the root is formed or that the further signal ( R ) with an approximation to the above steps is determined
• c) the further signal ( R ) is high-pass filtered and the high-pass filtered signal ( EX ) is multiplied by each of the corrected signals ( I _K , Q _K ) and
• d) the product signal ( E X _I , EX _Q ) is integrated to form the two correction signals ( E _I , E _Q ).

2. Verfahren zum Rekonstruieren verlorener DC-Nutzan­ teile an ZF-Signalen in einem Direct-Conversion-Empfänger in dem ein empfangenes winkelmoduliertes HF-Signal mit je einem in einem Lokaloszillator (4) erzeugten LO-Signal in zwei Mischstufen (6, 7) gemischt wird und zwei in ihrer Phase um 90° verschobene ZF-Signale gebildet werden, wo­ bei jedes der ZF-Signale einen DC-Nutzanteil enthalten kann, welcher je in einem AC-gekoppelten ZF-Teil (8, 9, 10, 11) abgetrennt wird, wodurch mit Fehlern behaftete ZF- Signale (I, Q) entstehen, dadurch gekennzeichnet, daß

• a′) jedem der mit Fehlern behafteten ZF-Signale (I, Q) je ein Korrektursignal (E _I , E _Q ) zugeführt und je ein kor­ rigiertes Signal (I _K , Q _K ) erzeugt wird,
• b′) jedes der korrigierten Signale (I _K , Q _K ) quadriert wird, die Signalquadrate addiert und aus der Summe ein der Wurzel daraus entsprechendes weiteres Signal (R) ge­ bildet wird oder daß das weitere Signal (R) mit einer Annäherung an die obgenannten Schritte bestimmt wird,
• c′) das weitere Signal (R) tiefpaßgefiltert wird,
• d′) jedes der korrigierten Signale (I _K , Q _K ) durch das tief­ paßgefilterte Signal (R′) zum Bilden je eines nor­ mierten korrigierten Signales (I _N , Q _N ) dividiert wird,
• e′) das weitere Signal (R) hochpaßgefiltert wird, das hochpaßgefilterte Signal (EX) mit jedem der normier­ ten korrigierten Signale (I _N , Q _N ) multipliziert wird und
• f′) je das Produktsignal (E X _I , EX _Q ) zum Bilden der beiden Korrektursignale (E _I , E _Q ) integriert wird.

2. Method for reconstructing lost DC useful parts of IF signals in a direct conversion receiver in which a received angle-modulated RF signal with one LO signal generated in a local oscillator ( 4 ) in two mixing stages ( 6 , 7 ) is mixed and two IF signals shifted in phase by 90 ° are formed, where each of the IF signals can contain a DC useful component, each of which is in an AC-coupled IF part ( 8 , 9 , 10 , 11 ) is separated, which results in faulty IF signals ( I , Q ), characterized in that

• a ′) each of the IF signals with errors ( I , Q ) is supplied with a correction signal ( E _I , E _Q ) and a corrected signal ( I _K , Q _K ) is generated,
• b ') each of the corrected signals ( I _K , Q _K ) is squared, the signal squares are added and the sum forms a further signal ( R ) corresponding to the root thereof, or that the further signal ( R ) is approximated above steps is determined
• c ′) the further signal ( R ) is low-pass filtered,
• d ′) each of the corrected signals ( I _K , Q _K ) is divided by the low pass-filtered signal ( R ′) to form a standardized corrected signal ( I _N , Q _N ),
• e ') the further signal ( R ) is high-pass filtered, the high-pass filtered signal ( EX ) is multiplied by each of the standardized corrected signals ( I _N , Q _N ) and
• f ′) the product signal ( E X _I , EX _Q ) is integrated to form the two correction signals ( E _I , E _Q ).

3. Empfänger zum Durchführen der Verfahren nach An­ spruch 1 oder 2 mit einem HF-Teil (1, 2, 3), einem Lokal­ oszillator (4), zwei Mischstufen (6, 7), einem ZF-Teil (8, 9, 10, 11) mit zwei Kanälen zum Filtern und Verstärken der in den Mischstufen (6, 7) erzeugten ZF-Signale und ei­ nem Demodulator (13), wobei die nach dem ZF-Teil (8, 9, 10, 11) vorhandenen ZF-Signale (I, Q) infolge des durch AC- Kopplung abgetrennten DC-Nutzanteiles mit Fehlern behaftet sind, dadurch gekennzeichnet, daß Rekonstruktionsmittel (12) in der Form eines programmgesteuerten digitalen Sig­ nalprozessors zum Durchführen der einzelnen Verfahrens­ schritte (a, b, c, d) oder (a′, b′, c′, d′, e′, f′) zum Erzeugen korrigierter ZF-Signale (I _K , Q _K ) oder normierter korri­ gierter ZF-Signale (I _N , Q _N ) vorhanden sind.3. Receiver for performing the method according to claim 1 or 2 with an RF part ( 1 , 2 , 3 ), a local oscillator ( 4 ), two mixing stages ( 6 , 7 ), an IF part ( 8 , 9 , 10 , 11 ) with two channels for filtering and amplifying the IF signals generated in the mixing stages ( 6 , 7 ) and a demodulator ( 13 ), the IF after the IF part ( 8 , 9 , 10 , 11 ) Signals ( I , Q ) are affected by errors as a result of the DC useful component separated by AC coupling, characterized in that reconstruction means ( 12 ) in the form of a program-controlled digital signal processor for carrying out the individual method steps ( a , b , c , d ) or ( a ′, b ′, c ′, d ′, e ′, f ′) for generating corrected IF signals ( I _K , Q _K ) or standardized corrected IF signals ( I _N , Q _N ) available. 4. Empfänger zum Durchführen der Verfahren nach An­ spruch 1 oder 2 mit einem HF-Teil (1, 2, 3), einem Lokal­ oszillator (4), zwei Mischstufen (6, 7), einem ZF-Teil (8, 9, 10, 11) mit zwei Kanälen zum Filtern und Verstärken der in den Mischstufen erzeugten ZF-Signale und einem De­ modulator (13), wobei die nach dem ZF-Teil (8, 9, 10, 11) vorhandenen ZF-Signale (I, Q) infolge des durch AC-Kopp­ lung abgetrennten DC-Nutzanteiles mit Fehlern behaftet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Demodulator (13) als programmgesteuerter digitaler Signalprozessor ausge­ führt ist und ebenfalls zum Durchführen der einzelnen Verfahrensschritte (a, b, c, d) oder (a′, b′, c′, d′, e′, f′) zum Erzeugen korrigierter ZF-Signale (I _K , Q _K ) oder normierter korrigierter ZF-Signale (I _N , Q _N ) bestimmt ist. 4. Receiver for performing the method according to claim 1 or 2 with an RF part ( 1 , 2 , 3 ), a local oscillator ( 4 ), two mixing stages ( 6 , 7 ), an IF part ( 8 , 9 , 10, 11) with two channels for filtering and amplifying the IF signals generated in the mixers and a De modulator (13), wherein the existing after the IF section (8, 9, 10, 11) IF signals (I, Q ) are subject to errors as a result of the DC useful component separated by AC coupling, characterized in that the demodulator ( 13 ) is designed as a program-controlled digital signal processor and also for carrying out the individual method steps ( a , b , c , d ) or ( a ′, b ′, c ′, d ′, e ′, f ′) for generating corrected IF signals ( I _K , Q _K ) or normalized corrected IF signals ( I _N , Q _N ). 5. Empfänger zum Durchführen der Verfahren nach An­ spruch 1 oder 2 mit einem HF-Teil (1, 2, 3), einem Lokal­ oszillator (4), zwei Mischstufen (6, 7), einem ZF-Teil (8, 9, 10, 11) mit zwei Kanälen zum Filtern und Verstärken der in den Mischstufen erzeugten ZF-Signale und einem De­ modulator (13), wobei die nach dem ZF-Teil vorhandenen ZF-Signale (I, Q) infolge des durch AC-Kopplung abge­ trennten DC-Nutzanteiles mit Fehlern behaftet sind, da­ durch gekennzeichnet, daß die Rekonstruktionsmittel (12) zum Durchführen der einzelnen Verfahrensschritte (a, b, c, d) oder (a′, b′, c′, d′, e′, f′) zum Bilden korrigierter ZF-Sig­ nale (I _K , Q _K ) oder normierter korrigierter ZF-Signale (I _N , Q _N ) aus diskreten und/oder integrierten Bauelementen gebildete analoge und/oder digitale Funktionsstufen (20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27) oder (20, 21, 22, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31) umfassen.5. Receiver for performing the method according to claim 1 or 2 with an RF part ( 1 , 2 , 3 ), a local oscillator ( 4 ), two mixing stages ( 6 , 7 ), an IF part ( 8 , 9 , 10 , 11 ) with two channels for filtering and amplifying the IF signals generated in the mixing stages and a de-modulator ( 13 ), the IF signals present after the IF part ( I , Q ) being removed due to the AC coupling separated DC useful part are subject to errors, as characterized in that the reconstruction means ( 12 ) for performing the individual method steps ( a , b , c , d ) or ( a ′, b ′, c ′, d ′, e ′, f ') to form corrected IF signals ( I _K , Q _K ) or standardized corrected IF signals ( I _N , Q _N ) from discrete and / or integrated components formed analog and / or digital function stages ( 20 , 21 , 22nd , 23 , 24 , 25 , 26 , 27 ) or ( 20 , 21 , 22 , 24 , 25 , 26 , 27 , 28 , 29 , 30 , 31 ).