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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Taktwiederherstellungsschaltung
zum Wiederherstellen eines Taktsignals zwecks Datendemodulation
aus einem AM-Datenmultiplex-modulierten
Signal, das durch Multiplexen eines digitalen modulierten Signals
und eines AM-modulierten Signals im gleichen Frequenzband und zur
gleichen Zeit erhalten wird.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Herkömmliche
Datenmultiplexverfahren lassen sich grob einteilen in das Zeitmultiplexverfahren, das
durch Zeichenmultiplexrundfunk für
Fernsehrundfunk genutzt wird, und in das Frequenzmultiplexverfahren,
das durch Zeichenmultiplexrundfunk für FM-Rundfunk genutzt wird. Das von AM-Rundfunk
belegte Frequenzband ist schmal, so dass sich Frequenzmultiplex
und Zeitmultiplex nicht einsetzen lassen. Eine Vorrichtung, die
ein AM-Datenmultiplex-moduliertes Signal erzeugt, um ein AM-moduliertes
Signal und ein digitales moduliertes Signal in einer Weise zu multiplexen,
die dem Datenmultiplex-Rundfunk bei Fernsehen oder FM-Rundfunk ähnelt, wurde
bisher noch nicht realisiert.
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Die
Anmelderin der vorliegenden Anmeldung hat eine Vorrichtung zum Erzeugen
eines AM-Datenmultiplex-modulierten Signals vorgeschlagen, das durch
Multiplexen eines AM-modulierten Signals und eines digitalen modulierten
Signals erhalten wird, wobei die Vorrichtung eine AM-Synchron-Detektionsausgangsgröße nicht
nachteilig beeinflusst, wenn das AM-Datenmultiplex-modulierte Signal
AM-synchron detektiert wird. Dies ist in der japanischen Anmeldung
JP-A-8-166636 offenbart,
die am 16. Dezember 1997 als
JP
9326836 veröffentlicht
wurde.
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Der
spezifische Inhalt eines in obiger Weise modulierten AM-Datenmultiplex-modulierten Signals wird
nachstehend im Einzelnen erläutert.
Da ein digitales moduliertes Signal und ein AM-moduliertes Signals
im gleichen Frequenzband und zur gleichen Zeit gemultiplext werden,
unterscheidet sich das betreffende Modulationsverfahren von jenem,
das von Zeitmultiplex oder Frequenzmultiplex genutzt wird. Deshalb
ist es im Gegensatz zu herkömmlichen
Fällen unmöglich, ein
zur Signaldemodulation verwendetes Taktsignal durch synchrone Detektion
wiederherzustellen, also durch Extrahieren eines gewünschten digitalen
modulierten Signals zu einer ausgewählten Datenmultiplexzeit und
bei einem ausgewählten
Frequenzband.
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Das
Dokument
DE 36 16 864 offenbart
einen Empfänger
eines AM-Datenmultiplex-modulierten
Signals. Dieser Empfänger
umfasst einen Phasenregelkreis mit Phasendetektion des digitalen
phasenmodulierten Signals bei Zwischenfrequenz.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Taktwiederherstellungsschaltung
zu bieten, die ein Taktsignal wiederherstellt, das zur Datendemodulation
aus einem AM-Datenmultiplex-modulierten Signal verwendet wird, das
durch Multiplexen eines AM-modulierten Signals und eines digitalen modulierten
Signals im gleichen Frequenzband und zur gleichen Zeit erhalten
wird.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Taktwiederherstellungsschaltung
zum Wiederherstellen eines Taktsignals zur Datendemodulation aus
einem AM-Datenmultiplex-modulierten Signal, erhalten durch Multiplexen
eines digitalen modulierten Signals und eines AM-modulierten Signals
im gleichen Frequenzband und zur gleichen Zeit, eine Trägerextrahiereinrichtung,
die einen Träger
des AM-modulierten Signals aus dem AM-Datenmultiplex-modulierten
Signal extrahiert, eine Phasenkomparatoreinrichtung, die den von
der Trägerextrahiereinrichtung
extrahierten Träger
als eine Eingangsgröße empfängt, einen
spannungsgesteuerten Oszillator, dessen Oszillationsfrequenz von
einer Ausgangsgröße aus der
Phasenkomparatoreinrichtung gesteuert wird, und eine Frequenzteilereinrichtung,
welche die Oszillationsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators
frequenzteilt und der Phasenkomparatoreinrichtung eine frequenzgeteilte Ausgangsgröße als weitere
Eingangsgröße zuführt.
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In
der Taktwiederherstellungsschaltung dieser Erfindung extrahiert
die Trägerextrahiereinrichtung
den Träger
des AM-modulierten Signals aus dem AM-Datenmultiplex-modulierten Signal, die Phasen
des extrahierten Trägers
und eine Ausgangsgröße des Frequenzteilers
werden durch den Phasenkomparator verglichen, und in Übereinstimmung
mit einem Phasenvergleichsergebnis wird die Oszillationsfrequenz
des spannungsgesteuerten Oszillators gesteuert. Dementsprechend
wird die Oszillationsausgangsgröße des spannungsgesteuerten Oszillators
mit dem Träger
des AM-modulierten
Signals synchronisiert, und die Oszillationsausgangsgröße des spannungsgesteuerten
Oszillators kann als Taktsignal zum Demodulieren des digitalen modulierten
Signals verwendet werden, das vom AM-Datenmultiplex-modulierten
Signal getrennt ist.
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Als
Frequenzteiler wird ein digitaler Direktsynthesizer eingesetzt,
in den eine Oszillationsausgangsgröße aus dem spannungsgesteuerten
Oszillator eingegeben wird, und der dem Phasenkomparator eine Ausgangsgröße als weitere
Eingangsgröße zuführt.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung umfasst eine Taktwiederherstellungsschaltung, die
ein Taktsignal zur Datendemodulation aus einem AM-Datenmultiplex-modulierten
Signal wiederherstellt, erhalten durch Multiplexen eines digitalen
modulierten Signals und eines AM-modulierten Signals im gleichen
Frequenzband und zur gleichen Zeit, eine Frequenzwandlungseinrichtung,
die mit dem AM-Datenmultiplex-modulierten
Signal eine Frequenzwandlung in eine Zwischenfrequenz durchführt, eine
Trägerextrahiereinrichtung,
die einen Träger
des AM-modulierten Signals aus dem AM-Datenmultiplex-modulierten Signal extrahiert,
mit dem eine Frequenzwandlung in eine Zwischenfrequenz durchgeführt worden
ist, eine Phasenkomparatoreinrichtung, die den von der Trägerextrahiereinrichtung
extrahierten Träger
als eine Eingangsgröße empfängt, einen
spannungsgesteuerten Oszillator, dessen Oszillationsfrequenz durch
eine Ausgangsgröße aus der
Phasenkomparatoreinrichtung gesteuert wird, sowie einen ersten digitalen
Direktsynthesizer, in den eine Oszillationsausgangsgröße aus dem
spannungsgesteuerten Oszillator eingegeben wird und welcher der
Phasenkomparatoreinrichtung eine Ausgangsgröße als weitere Eingangsgröße zuführt, und einen
zweiten digitalen Direktsynthesizer, in den die Oszillationsausgangsgröße aus dem
spannungsgesteuerten Oszillator eingegeben wird und welcher der Frequenzwandlungseinrichtung
eine Ausgangsgröße als eine
lokale Oszillationsausgangsgröße zuführt, wobei
die Oszillationsausgangsgröße des spannungsgesteuerten
Oszillators als Taktsignal zur Datendemodulation aus dem AM-Datenmultiplex-modulierten
Signal benutzt wird.
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Gemäß dieser
Taktwiederherstellungsschaltung dieser Erfindung extrahiert die
Trägerextrahiereinrichtung
den Träger
des AM-modulierten Signals aus dem frequenzgewandelten AM-Datenmultiplex-modulierten
Signal, die Phasen des extrahierten Trägers und eine Ausgangsgröße des ersten
digitalen Direktsynthesizers werden durch den Phasenkomparator verglichen,
und in Übereinstimmung
mit einem Phasenvergleichsergebnis wird die Oszillationsfrequenz
des spannungsgesteuerten Oszillators gesteuert. Die Oszillationsausgangsgröße des spannungsgesteuerten
Oszillators wird der Frequenzwandlungseinrichtung als lokale Oszillationsausgangsgröße zugeführt. Dementsprechend
wird die Oszillationsausgangsgröße des spannungsgesteuerten
Oszillators mit dem Träger
des AM-modulierten Signals synchronisiert, und die Oszillationsausgangsgröße des spannungsgesteuerten
Oszillators kann als Taktsignal zum Demodulieren des digitalen modulierten
Signals verwendet werden, das vom AM-Datenmultiplex-modulierten Signal getrennt ist.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Blockdiagramm, das die Struktur einer Taktwiederherstellungsschaltung
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung darstellt, 2 ist ein Blockdiagramm, das
die Struktur einer Vorrichtung zur Erzeugung eines AM-Datenmultiplex-modulierten
Signals zeigt, die zur Erläuterung
der Taktwiederherstellungsschaltung der Ausführungsform verwendet wird, 3 ist
ein schematisches Diagramm, das die Funktionsweise der in 2 veranschaulichten
Vorrichtung zur Erzeugung eines AM-Datenmultiplex-modulierten Signals
erläutert,
und 4 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur einer
Taktwiederherstellungsschaltung gemäß einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung darstellt.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN
DER ERFINDUNG
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ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM
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Nun
wird eine Taktwiederherstellungsschaltung dieser Erfindung unter
Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen
beschrieben. Bei 1 handelt es sich um ein Blockdiagramm,
das die Struktur einer Taktwiederherstellungsschaltung gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung veranschaulicht.
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Bevor
die Taktwiederherstellungsschaltung der Erfindung erläutert wird,
erfolgt anhand 2 die Beschreibung einer Vorrichtung
zur Erzeugung eines AM-Datenmultiplex-modulierten Signals.
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In
der Vorrichtung zur Erzeugung eines AM-Datenmultiplex-modulierten
Signals wird ein (bei Anwendbarkeit nachstehend einfach als Eingangssignal
bezeichnetes) analoges Signal, wie z. B. ein Sprachsignal oder Ähnliches,
einem AM-Modulator 11 zugeführt, in welchem am Eingangssignal
eine AM-Modulation mittels eines Trägers vorgenommen wird, der
eine Frequenz fc aufweist, die von einem Frequenzteiler 112 erzeugt
wird, dessen Beschreibung später
erfolgt. Der AM-Modulator 11 besteht aus einem A/D-Wandler 111 zum
A/D-Wandeln des Eingangssignals und einem Multiplizierer 112 zum AM-Modulieren
einer Ausgangsgröße des A/D-Wandlers 111.
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Des
Weiteren beinhaltet die Vorrichtung zur Erzeugung eines AM-Datenmultiplex-modulierten Signals
einen QPSK-Basisbandsignalgenerator 12, der sich aus Folgendem
zusammensetzt: einem Taktgeber-Oszillator 121, der beispielsweise
mit einer Frequenz von 32 MHz schwingt; einem Frequenzteiler 122,
der eine Oszillationsfrequenz des Taktgeber-Oszillators 121 teilt, um Signale
mit Frequenzen von 2 MHz und 6 kHz zu erzeugen; einem digitalen Direktsynthesizer 123,
der ein Signal mit einer Frequenz von 2 MHz aus dem Frequenzteiler 122 empfängt und
den Träger
mit der Frequenz fc sowie zwei orthogonale Signale mit einer Frequenz
(fc + fα)
und zwei orthogonale Signale mit einer Frequenz (fc – fα) erzeugt;
und einem seriellen/parallelen Wandler 124, der serielle
digitale Daten I und Q von 6 kbps zu parallelen digitalen Daten
I und Q wandelt. Der QPSK-Basisband-Digitalsignal-Generator 12 gibt QPSK-Basisband-Digitalsignale
aus dem seriellen/parallelen Wandler 124 aus. Ein Ausgangssignal mit
einer Frequenz von 2 MHz wird als Taktsignal für den A/D-Wandler 111 genutzt, ein Ausgangssignal mit
einer Frequenz fc wird als Taktsignal des AM-Modulators 112 zugeführt, und
ein Ausgangssignal mit einer Frequenz von 6 kHz wird als Wandlungstaktsignal
des seriellen/parallelen Wandlers 124 zugeführt.
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Die
aus dem QPSK-Basisband-Digitalsignal-Generator 12 ausgegebenen
QPSK-Basisband-Digitalsignale
I und Q werden einem Quadraturmodulator 13 zugeführt, der
aus den Multiplizierern 131 und 132 sowie dem
Addierer 133 besteht. Der Multiplizierer 131 multipliziert
die I-Daten mit cos(ωc
+ ωα)t, der Multiplizierer 132 multipliziert
die Q-Daten mit sin(ωc
+ ωα)t, und der
Addierer 133 addiert die Ausgangsgrößen der Multiplizierer 131 und 132,
um dadurch am Träger
mit einer Frequenz (fc + fα)
durch die QPSK-Basisband-Digitalsignale
eine Quadraturmodulation vorzunehmen. Die Frequenzen (fc + fα) und (fc – fα) entsprechen
den Frequenzen des oberen und des unteren AM-modulierten Seitenbands.
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Außerdem werden
die aus dem QPSK-Basisband-Digitalsignal-Generator 12 ausgegebenen QPSK-Basisband-Digitalsignale
I und Q einem Komplexkonjugator 14 zugeführt, der
ein Komplexkonjugat von Digitalsignalen I und Q mit umgekehrtem
Vorzeichen erzeugt. Der Komplexkonjugator 14 kann aus einem
Inverter 141 zum Invertieren des I-Signals bestehen.
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Die
aus dem Komplexkonjugator 14 ausgegebenen QPSK-Basisband-Digitalsignale
I und Q werden einem Quadraturmodulator 16 zugeführt, der sich
aus den Multiplizierern 161 und 162 sowie dem Addierer 163 zusammensetzt.
Der Multiplizierer 161 multipliziert die I-Daten mit cos(ωc – ωα)t, der Multiplizierer 162 multipliziert
die Q-Daten mit sin(ωc – ωα)t, und der
Addierer 163 addiert die Ausgangsgrößen der Multiplizierer 161 und 162,
um dadurch eine Quadraturmodulation am Träger mit einer Frequenz (fc – fα) durch die
QPSK-Basisband-Digitalsignale
I und Q vorzunehmen, die aus dem Komplexkonjugator 14 ausgegeben
werden. Die Ausgangssignale aus den Quadraturmodulatoren 13 und 16 werden von
einem Addierer 17 addiert. Ein Ausgangssignal aus dem Addierer 17,
d. h. ein digitales moduliertes Signal, und ein aus dem AM-Modulator
ausgegebenes AM-moduliertes Signal werden von einem Addierer 18 addiert.
Ein Additionssignal aus dem Addierer 18 wird einem D/A-Wandler 20 zugeführt, damit
es zu einem analogen Signal gewandelt wird, dessen Ausgabe als AM-Datenmultiplex-moduliertes
Signal erfolgt.
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Ein
AM-Datenmultiplex-Modulationsvorgang ist in 3 mithilfe
der Vorrichtung zur Erzeugung eines AM-Datenmultiplex-modulierten
Signals schematisch erläutert,
die in 2 dargestellt und so strukturiert ist, wie oben
dargelegt. Bezugnehmend auf 3 ist ein
aus dem AM-Modulator 1 ausgegebenes AM-moduliertes Signal
mit a bezeichnet. Ein Ausgangssignal des Quadraturmodulators 16,
d. h. ein digitales moduliertes Signal, ist in 3 mit
b bezeichnet, und ein Ausgangssignal des Quadraturmodulators 13,
d. h. ein digitales moduliertes Signal, ist in 3 mit
c bezeichnet. Ein aus dem Addierer 17 ausgegebenes digitales
moduliertes Signal stellt eine Summe von b und c aus 3 dar,
und das aus dem Addierer 18 ausgegebene AM-Datenmultiplex-modulierte
Signal ist in 3 mit d bezeichnet.
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Nun
erfolgt die Beschreibung eines AM-Datenmultiplex-Modulationsvorgangs
mithilfe der in 2 veranschaulichten Vorrichtung
zur Erzeugung eines AM-Datenmultiplex-modulierten Signals.
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Ein
AM-moduliertes Signal vAM(t) wird durch die folgende Gleichung (1)
ausgedrückt: vAM(t) = {I + κvm(t)}cosωct (1),wobei I
für eine
Amplitude des Trägers, ωc(rad/s)
für eine
Winkelfrequenz des Trägers, κ für einen
Modulationsfaktor und vm(t) für
ein Eingangssignal stehen.
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Die
vom QPSK-Basisband-Digitalsignal-Generator 12 erzeugten
I- und Q-Signalzüge
sind mittels In und Qn dargestellt, die auch als Dibits bezeichnet werden,
wobei In = ±1 Qn = ±1.
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Die
Ausgangssignale aus dem QPSK-Basisbandsignal-Digitalsignal-Generator 12 werden
verzweigt, wobei eines davon dem Quadraturmodulator 13 zugeführt wird,
dem auch der Träger
mit der Frequenz (fc + fα)
zugeführt
wird, wobei am Träger
mit einer Winkelgeschwindigkeit von (ωc + ωα) (rad/s) mittels des Komplexsignalzugs
eine Quadraturmodulation vorgenommen wird. Ein Ausgangssignal vDH(t)
des Quadraturmodulators 13 wird durch die folgende Gleichung
(2) ausgedrückt: vDH(t) = Incos(ωc + ωα)t + Qnsin(ωc + ωα)t (2).
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Das
andere Ausgangssignal aus dem QPSK-Basisband-Digitalsignal-Generator 12 wird dem
Quadraturmodulator 14 zugeführt, in dem die Vorzeichen
der Ausgangssignale In und Qn zu (–In) und (Qn) gewandelt werden.
Dieser Komplexsignalzug wird dem Quadraturmodulator 16 zugeführt, dem auch
der Träger
mit der Frequenz (fc – fα) zugeführt wird,
wobei am Träger
mit einer Winkelgeschwindigkeit von (ωc – ωα) (rad/s) mittels des Komplexsignalzugs
eine Quadraturmodulation vorgenommen wird. Ein Ausgangssignal vDL(t)
des Quadraturmodulators 16 wird durch die folgende Gleichung
(3) ausgedrückt: vDL(t) = –Incos(ωc – ωα)t + Qnsin(ωc – ωα)t (3).
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Die
durch die Gleichungen (2) und (3) gegebenen Ausgangssignale vDH(t)
und vDL(t) werden vom Addierer 17 addiert, und das Additionssignal oder
das digitale modulierte Signal vD(t) ist durch die folgende Gleichung
(4) gegeben: vD(t) = vDH(t) + vDL(t)
=
Incos(ωc
+ ωα)t + Qnsin(ωc + ωα)t
– Incos(ωc – ωα)t + Qnsin(ωc – ωα)t (4).
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Das
AM-modulierte Signal vAM(t) und das digitale modulierte Signal vD(t)
werden vom Addierer 18 addiert, und das AM-Datenmultiplex-modulierte Signal
v(t) wird durch die folgende Gleichung (5) ausgedrückt, indem
die Gleichungen (1) und (4) angewandt werden: v(t) = vAM(t) + vD(t)
= {I + κvm(t)}cosωct
+
Incos(ωc
+ ωα)t + Qnsin(ωc + ωα)t
– Incos(ωc – ωα)t + Qnsin(ωc – ωα)t (5).
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Als
nächstes
erfolgt die Beschreibung der AM-synchronen Detektion für das AM-Datenmultiplex-modulierte
Signal, das in der obigen Weise erzeugt wird.
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Für die synchrone
Detektion wird die Gleichung (5) mit dem Träger cosωct multipliziert, um die folgende
Gleichung zu erhalten: 2{v(t)cosωct}
=
{1 + κvm(t)}
+ Incosωαt + Qnsinωαt
– Incos(–ωα)t + Qnsin(–ωα)t
+
{1 + κvm(t)}cos2ωct + Incos(2ωc – ωα)t
+
Qnsin(2ωc
+ ωα)t – Incos(2ωc – ωα)t
+
Qnsin(ωc – ωα)t
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Der
AM-Synchron-Detektor verfügt über ein Tiefpassfilter,
so dass hohe Frequenzkomponenten entfernt werden. Deshalb ändert sich
die obige Gleichung zur folgenden Gleichung (6): 2{v(t)cosωct}
=
{1 + κvm(t)}
+ Incosωαt + Qnsinωαt
– Incos(–ωα)t + Qnsin(–ωα)t
=
{1 + κvm(t)}
+ Incosωαt + Qnsinωαt
– Incosωαt – Qnsinωαt
=
1 + κvm(t) (6).
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Wie
aus Gleichung (6) hervorgeht, sind die Komponenten des digitalen
modulierten Signals ausgecancelt. Deshalb kann, falls die DC-Komponente der
Gleichung (6) gecuttet und das linke Signal verstärkt wird,
das ursprüngliche
Signal vm(t) aufgefangen werden, bevor es von der Vorrichtung zur
Erzeugung des AM-Datenmultiplex-modulierten Signals gemäß der Ausführungsform
moduliert wird. Es ist daher verständlich, dass ein AM-synchrones Detektionssignal
nicht nachteilig beeinflusst wird, das durch AM-synchrone Detektion
des AM-Datenmultiplex-modulierten Signals erhalten wird, das vom AM-Multiplex-modulierten Signalgenerator
aus 2 moduliert ist.
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Der
in 2 dargestellte QPSK-Basisband-Digitalsignal-Generator 12 kann
andere Modulationsverfahren nutzen, wie z. B. PSK, ASK, QAM, FSK,
MSK oder Ähnliches.
Obwohl in der Ausführungsform
zwei digitale Modulationsträger
mit den Frequenzen (fc + fα)
und (fc – fα) eingesetzt
werden, lassen sich auch zwei oder mehr digitale Modulationsträger verwenden,
etwa bei Multiträger-,
Frequenzsprung-, OFDM-Systemen oder dergleichen.
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Das
in der obigen Weise modulierte AM-Datenmultiplex-modulierte Signal
wird dadurch erhalten, dass das digitale modulierte Signal und das AM-modulierte
Signal im gleichen Frequenzband und zur gleichen Zeit gemultiplext
werden. Deswegen lässt
sich das Taktsignal, anders als bei den Modulationsverfahren des
Zeitmultiplexens und des Frequenzmultiplexens, nicht wiederherstellen,
indem ein gewünschtes
digitales moduliertes Signal zu einer gewünschten Datenmultiplexzeit
und aus einem gewünschten
Frequenzband extrahiert wird.
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Wie
aus 1 hervorgeht, wird in der Taktwiederherstellungsschaltung
der erfindungsgemäßen Ausführungsform
einem Bandpassfilter 1, das ein Band aufweist, das weniger
breit ist als die Bandbreite eines AM-Datenmultiplex-modulierten
Signals, ein AM-Datenmultiplex-moduliertes
Signal zugeführt, um
den Träger
des AM-modulierten Signals zu extrahieren. Der extrahierte Träger wird
einem Begrenzer 2 zugeführt,
um AM-modulierte Komponenten zu entfernen, die nicht vom Bandpassfilter 1 entfernt
werden. Eine Ausgangsgröße des Begrenzers 2 wird
einem Phasenkomparator 3 zugeführt.
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Eine
Ausgangsgröße des Phasenkomparators 3 wird
zwecks Glättung
einem aus einem Tiefpassfilter bestehenden Schleifenfilter 4 und
daraufhin einem spannungsgesteuerten Oszillator 5 als Frequenzsteuerspannung
zugeführt.
Eine Freischwing-Oszillationsfrequenz eines Oszillationsausgangssignals
des spannungsgesteuerten Oszillators 5 wird auf 32 Hz eingestellt.
Eine Oszillationsausgangsgröße des spannungsgesteuerten
Oszillators 5 wird als wiederhergestelltes Taktsignal ausgegeben und
ferner einem digitalen Direktsynthesizer 6 zugeführt.
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Im
digitalen Direktsynthesizer 6 wird die Oszillationsausgangsgröße des spannungsgesteuerten Oszillators 5 in
ein Signal mit einer Frequenz von 2 MHz frequenzgeteilt, wobei eine
frequenzgeteilte Signalausgangsgröße aus dem Frequenzteiler 61 einem
Zähler 62 zugeführt wird.
Die Wellenformdaten werden aus einem Wellenformdaten-ROM 63,
in welchem Wellenformen gespeichert sind, dadurch ausgelesen, dass
eine Zählung
des Zählers
als Adresse verwendet wird. Die aus dem Wellenformdaten-ROM ausgelesenen
Wellenformdaten werden einem D/A-Wandler 64 zugeführt, in
welchem sie zu einem Analogsignal gewandelt werden. Dieses Analogsignal
wird zunächst
einem Tiefpassfilter 7 zwecks Entfernung von Alias-Komponenten
und dann dem Phasenkomparator 3 zugeführt. Eine Ausgangsgröße aus dem
Frequenzteiler 61 wird dem D/A-Wandler 64 als
sein Taktsignal zur Wandlung zugeführt.
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Selbst
wenn die Oszillationsfrequenz von 32 MHz des spannungsgesteuerten
Oszillators 5 nicht ein ganzzahliges Vielfaches (Divisionsverhältnis des Frequenzteilers 61)
einer Eingangsfrequenz (Empfangsfrequenz, z. B. 954 kHz, 1242 kHz
oder dergleichen, oder auch eine Zwischenfrequenz) darstellt und
einen Bruchteil des ganzzahligen Vielfachen aufweist, lässt sich
in dieser Ausführungsform
ein wiederhergestelltes Taktsignal erhalten, das eine vorbestimmte
Wiederherstellungstaktfrequenz besitzt. Deswegen besteht die Möglichkeit,
ein wiederhergestelltes Taktsignal mit einer vorbestimmten wiederhergestellten
Taktfrequenz dadurch zu erhalten, dass der digitale Direktsynthesizer
mit dem Wellenformdaten-ROM 63 eingesetzt wird. Es ist
notwendig, die Eingangsfrequenz im Voraus festzulegen. Deswegen speichert
das Wellenformdaten-ROM 63 Sinuswellendaten mit Eingangsfrequenzen.
In Übereinstimmung
mit der Eingangsfrequenz werden Wellenformdaten, die der Zählung des
Zählers 62 entsprechen, aus
dem Wellenformdaten- ROM 63 ausgelesen
und zu analogen Daten gewandelt, deren Eingabe in den Phasenkomparator
erfolgt. Der digitale Direktsynthesizer wird nämlich eingesetzt, um einen
vorbestimmten Wiederherstellungstakt zu erzielen, indem die Vorabspeicherung
von Eingangsfrequenzen entsprechenden Wellenformdaten vorgenommen
wird.
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In
der wie oben dargelegt konstruierten Taktwiederherstellungsschaltung
der erfindungsgemäßen Ausführungsform
extrahiert das Bandpassfilter 1 den Träger des AM-modulierten Signals aus dem AM-Datenmultiplex-modulierten
Signal, wobei AM-modulierte Komponenten des extrahierten Trägers, die
nicht vom Bandpassfilter 1 entfernt werden, durch den Begrenzer 2 entfernt
werden, und der Träger
dem Phasenkomparator 3 als Referenzsignal zugeführt wird.
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Eine
Ausgangsgröße des Phasenkomparators 3 wird
vom Schleifenfilter 4 geglättet, und die Oszillationsfrequenz
des spannungsgesteuerten Oszillators 5 wird in Übereinstimmung
mit einer Ausgangsgröße des Schleifenfilters 4 gesteuert.
Die Freischwing-Oszillationsfrequenz einer Oszillationsausgangsgröße des spannungsgesteuerten
Oszillators 5 wird auf 32 MHz eingestellt. Eine Oszillationsausgangsgröße des spannungsgesteuerten
Oszillators 5 wird vom digitalen Direktsynthesizer 6 frequenzgeteilt,
das frequenzgeteilte Signal wird gezählt, und die Wellenformdaten
werden aus dem Wellenformdaten-ROM 63 in Übereinstimmung
mit einem Zählwert des
Zählers 62 ausgelesen.
Die Wellenformdaten werden durch den D/A-Wandler 64 zu
einem Analogsignal gewandelt und via das Tiefpassfilter 7 dem Phasenkomparator 3 zugeführt, in
welchem sie mit dem Träger
des AM-modulierten Signals verglichen werden.
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Falls
sich die Frequenz eines Ausgangssignals aus dem D/A-Wandler 64 von
der Trägerfrequenz
des AM-modulierten Signals unterscheidet, wird ein der Frequenzdifferenz
entsprechender Beat über
eine Ausgangsgröße des Schleifenfilters 4 gelagert,
so dass sich die Oszillationsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators 5 ändert. Dementsprechend
werden die Trägerfrequenz
des AM-modulierten Signals und das Ausgangssignal des Tiefpassfilters 7 via
den D/A-Wandler 64 mit dem Träger des AM-modulierten Signals
synchronisiert.
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Deshalb
wird eine Oszillationsausgangsgröße aus dem
spannungsgesteuerten Oszillator 5 ein Taktsignal, das mit
dem Träger
des AM-modulierten Signals synchronisiert ist, und die Oszillationsausgangsgröße aus dem
spannungsgesteuerten Oszillator 5 kann als Taktsignal zum
Demodulieren eines digitalen modulierten Signals verwendet werden,
das vom AM-Datenmultiplex-modulierten Signal getrennt ist.
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In
der Taktwiederherstellungsschaltung der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsform
wird der digitale Direktsynthesizer 6 als Beispiel angeführt. Statt
des digitalen Direktsynthesizers 6 sind auch andere Frequenzteiler 6 einsetzbar. Obgleich
QPSK als digitales Modulationsverfahren genutzt wird, besteht ferner
die Möglichkeit,
in der oben erläuterten
Taktwiederherstellungsschaltung der erfindungsgemäßen Ausführungsform
andere Modulationsverfahren, wie z. B. PSK, ASK, QAM, FSK und MSK
anzuwenden, wobei ähnliche
Vorteile zu erwarten sind.
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ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
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Eine
Taktwiederherstellungsschaltung gemäß einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist in 4 veranschaulicht. Mit Blick
auf 4 wird einem Frequenzwandler 201 ein
AM-Datenmultiplex-moduliertes Signal zugeführt, um mit ihm eine Wandlung
in eine Zwischenfrequenz durchzuführen. Das AM-Datenmultiplex-modulierte
Signal, mit dem eine Wandlung in eine Zwischenfrequenz durchgeführt worden
ist, wird durch ein Bandpassfilter 202 bandbegrenzt, dessen
Band weniger breit ist als die Bandbreite des AM-Datenmultiplex-modulierten Signals.
Das Bandpassfilter 202 extrahiert den Träger des
AM-modulierten Signals aus dem AM-Datenmultiplex-modulierten Signal.
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Der
vom Bandpassfilter 202 extrahierte Träger wird weiterhin einem Begrenzer 203 zugeführt, in welchem
nicht vom Bandpassfilter 202 entfernte AM-modulierte Komponenten
entfernt werden. Eine Ausgangsgröße des Begrenzers 203 wird
einem Phasenkomparator 204 zugeführt. Eine Ausgangsgröße des Phasenkomparators 204 wird
wiederum einem Schleifenfilter 205 in Form eines Tiefpassfilters
zugeführt,
um die Ausgangsgröße des Phasenkomparators
zu glätten,
die einem spannungsgesteuerten Oszillator 206 als Frequenzsteuersignal
zugeleitet wird. Eine Oszillationsausgangsgröße des spannungsgesteuerten
Oszillators 206 wird als wiederhergestelltes Taktsignal
ausgegeben und ferner einem digitalen Direktsynthesizer 207 zugeführt.
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Der
digitale Direktsynthesizer 207 gibt Wellenformdaten mit
einer Frequenz aus, die gleich der frequenzgewandelten Trägerfrequenz
ist, beispielsweise in Übereinstimmung
mit einer Oszillationsausgangsgröße des spannungsgesteuerten
Oszillators 206. Die aus dem digitalen Direktsynthesizer 207 ausgegebenen
Wellenformdaten werden einem D/A-Wandler 208 zugeführt, damit
sie zu einem analogen Signal gewandelt werden. Die Frequenz des gewandelten
analogen Signals ist gleich der frequenzgewandelten Trägerfrequenz,
und nachdem Alias-Komponenten des analogen Signals in einem Tiefpassfilter 209 entfernt
worden sind, wird das Signal dem Phasenkomparator 204 zugeführt. In
Entsprechung zu einer Ausgangsgröße aus dem
Phasenkomparator 204 wird die Oszillationsfrequenz des spannungsgesteuerten
Oszillators 206 gesteuert.
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Darüber hinaus
wird eine Oszillationsausgangsgröße aus dem
spannungsgesteuerten Oszillator 206 einem weiteren digitalen
Direktsynthesizer 210 zugeführt, welcher Wellenformdaten
ausgibt, deren Frequenz gleich der lokalen Oszillationsfrequenz ist.
Die aus dem digitalen Direktsynthesizer 210 ausgegebenen
Wellenformdaten werden einem D/A-Wandler 211 zwecks Wandlung
zu einem analogen Signal zugeführt.
Die Frequenz des gewandelten analogen Signals ist gleich der lokalen
Oszillationsfrequenz, und nachdem Alias-Komponenten des analogen
Signals in einem Tiefpassfilter 212 entfernt worden sind,
wird das Signal dem Frequenzwandler 201 als lokale Oszillationsausgangsgröße zugeführt, um
dadurch mit dem AM-Datenmultiplex-modulierten Signal eine Wandlung
in eine Zwischenfrequenz durchzuführen.
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In
der wie oben dargelegt aufgebauten Taktwiederherstellungsschaltung
gemäß der zweiten Ausführungsform
der Erfindung wird mit dem AM-Datenmultiplex-modulierten Signal
eine Wandlung in die Zwischenfrequenz durchgeführt, das Bandpassfilter 202 extrahiert
den Träger
des AM-modulierten Signals aus dem AM-Datenmultiplex-modulierten
Signal, mit dem eine Wandlung in die Zwischenfrequenz durchgeführt worden
ist, AM-modulierte Komponenten des extrahierten Trägers, deren
Entfernung nicht durch das Bandpassfilter 202 erfolgt,
werden durch den Begrenzer 203 entfernt, und der Träger wird
dem Phasenkomparator 204 als Referenzsignal zugeführt.
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Eine
Ausgangsgröße des Phasenkomparators 204 wird
vom Schleifenfilter 205 geglättet, und die Oszillationsfrequenz
des spannungsgesteuerten Oszillators 206 wird in Übereinstimmung
mit einer Ausgangsgröße des Schleifenfilters 205 gesteuert. Eine
Oszillationsausgangsgröße des spannungsgesteuerten
Oszillators 205 wird dem digitalen Direktsynthesizer 207 zugeführt, der
die Wellenformdaten ausgibt, deren Frequenz gleich der frequenzgewandelten
Trägerfrequenz
ist. Die Wellenformdaten werden vom D/A-Wandler 208 zu einem analogen
Signal gewandelt, und nachdem die Alias-Geräusche vom Tiefpassfilter 209 entfernt
worden sind, wird die Phase des analogen Signals vom Phasenkomparator 204 mit
dem Träger
des frequenzgewandelten AM-modulierten Signals verglichen, das aus
dem Begrenzer 203 ausgegeben wird.
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Falls
sich die Frequenz eines Ausgangssignals aus dem D/A-Wandler 208 von
der Trägerfrequenz
des frequenzgewandelten AM-modulierten Signals unterscheidet, wird
ein der Frequenzdifferenz entsprechender Beat über eine Ausgangsgröße des Schleifenfilters 205 gelagert,
so dass die Oszillationsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators 206 verändert wird.
Dementsprechend werden die Frequenzen der aus den digitalen Direktsynthesizern 207 und 210 ausgegebenen
Wellenformdaten verändert,
so dass die Frequenzen der Ausgangssignale aus den D/A-Wandlern 208 und 211 verändert wenden.
Deshalb konvergiert das Ausgangssignal via das Tiefpassfilter 209 ausgehend
vom D/A-Wandler 208 zur
Trägerfrequenz
des frequenzgewandelten AM-modulierten Signals, und dann das konvergiert das
Ausgangssignal via das Tiefpassfilter 212 ausgehend vom
D/A-Wandler 211 zur
lokalen Oszillationsfrequenz, die zur Frequenzwandlung genutzt wird. Demzufolge
ist die Oszillationsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators 206 mit
dem Träger des
frequenzgewandelten AM-modulierten Signals synchronisiert.
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Deshalb
wird eine Oszillationsausgangsgröße aus dem
spannungsgesteuerten Oszillator 206 ein Taktsignal, das
mit dem Träger
des AM-modulierten Signals synchronisiert ist, und die Oszillationsausgangsgröße aus dem
spannungsgesteuerten Oszillator 206 kann als Taktsignal
zum Demodulieren eines digitalen modulierten Signals verwendet werden, das
vom AM-Datenmultiplex-modulierten Signal getrennt ist.
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Wie
soweit beschrieben, besteht gemäß der Taktwiederherstellungsschaltung
der Erfindung die Möglichkeit,
ein Taktsignal zur Datendemodulation aus einem AM-Datenmultiplex-modulierten
Signal wiederherzustellen, das durch Multiplexen eines digitalen
modulierten Signals und eines AM-modulierten Signals im gleichen
Frequenzband und zur gleichen Zeit erhalten wird.