DE932686C - Empfaenger zum Empfang von Einseitenbandsignalen - Google Patents

Description

(WiGBL S. 175)

AUSGEGEBEN AM 5. SEPTEMBER 1955

N 2213 Villa/21a*

ist als Erfinder genannt worden

Die Erfindung bezieht sich auf einen Empfänger zum Empfang von Einseitenbandsignalen mit unterdrückter Trägerwelle. Zur Wiedergewinnung der unterdrückten Trägerwelle werden hierbei gewöhnlich mit dem Einseitenbandsignal eine oder mehrere HiIf»Schwingungen mit ausgesandt.

So wird in einem bekannten Eintseitenband-Übertragungssystem für mehrere Kanäle, wobei die Träger Harmonische einer Grundfrequenz sind, eine der Trägerwellen moduliert mit einer Frequenz, die eine Harmonische der erwähnten Grundfrequenz ist, und wird die erwünschte Trägerfrequenz erzielt durch Demodulation dieser Hilfsschwingung und eine darauf folgende Frequenzvervielfachung.

In einem anderen bekannten Einseitenband-Übertragungssystem wurde vorgeschlagen, zwei Hilfsfrequenzen anzuwenden, deren Frequenzen derart gewählt sind, daß die gegenseitigen Unterschiede zwischen den Frequenzen der Hilfsschwingungen und der unterdrückten Trägerwelle in festen Verhältnissen zueinander stehen; zwischen der Trägerwelle und den beiden Hilfsschwingungen braucht hier keine harmonische Beziehung zu bestehen. Zur Wiedergewinnung der unterdrückten Trägerwelle werden hinter der Demodulationsstufe die demodulierten Hiilfssehwingungen selektiert und nach Frequenzvervielfachung oder Frequenzteilung miteinander verglichen, wobei, die richtige Lage der zugesetzten Trägerwelle dadurch, charak-

terisieirt "wird, 'daß die beiden, auf diese Weise· erzielten Hilf «schwingungen einander gleich sind..

Die Erfindung bezweckt einen besonders vorteilhaften Empfänger zum Empfang , von Einseitenbandsignalen mit zwei Hilfsfrequenzen, wobei die Frequenz der örtlich zugesetzten Trägerwelle auf "eine eindeutige Weise durch die beiden Hilfsschwingungen bestimmt wird.

Erfindungsgemäß wird die richtige Lage der für ίο die Demodulation anzuwendenden, örtlich erzeugten Trägerwelle in. bezug auf das Frequenzband des empfangenen Signals mit Hilfe von von einem Steueroszillator erzeugten Schwingungen und mittels mindestens einer in den Empfangskanal aufgenommenen Frequenzumwandlungsstufe gewährleistet, wobei der Steueroszillator in Abhängigkeit von der Differenzfrequenz der beiden Hilfsschwingungen derart geregelt wird, daß die Frequenz dieses Oszillators und die genannte Differenzfrequenz stets feste, vom Weglaufen des Empfängers unabhängige oder .nahezu unabhängige Verhältnisse zueinander einnehmen, und wobei die Frequenz der Schwingungen, mit der in der Frequenzumwandlungsstufe umgewandelt wird, mit Hilfe des Unterschieds in der Frequenz einer von einer Hi'lfsschwingung abgeleiteten Schwingung und einer vom Steueroszillator abgeleiteten Schwingung geregelt wird.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der zwei Ausführungsbeispiele dargestellt sind.

In Fig. ι ist schematisch die Zwisehenfrequenzstufe und die Demodulatorstufe eines Empfängers dargestellt, der sich zum Empfang von Einseitenbandsignalen mit unter drückte* Trägerwelle eignet, wobei zwei Hilfsschwingungen mit ausgesandt werden. Im Sender sind die Frequenzen der beiden Hilfsschwingungen und die Frequenz der unterdrückten Trägerwelle von einer gemeinsamen Grundfrequenz / abgeleitet, so daß diese Frequenzen in festen, vom Weglaufen des Senders unabhängigen Verhältnissen zueinander stehen. In der Zwischenfrequenzstufe 1 des Empfängers werden die zur Frequenzumwandlung dienenden örtlichen Schwingungen, die in einem örtlichen Oszillator 2 erzeugt werden, mit dem empfangenen und gegebenenfalls hochfrequent verstärkten Signal gemischt. Das Zwischenfrequenzsignal wird, nötigenfalls nach Verstärkung, drei elektrischen- Filtern 3, 4 und 5 zugeführt. Das Filter 3 läßt .au'ssdhließlidh die Modulation der unterdrückten Trägerwelle durch und sperrt die beiden Hilfsschwingungen; das Filter 4 siebt ausschließlich die eine und das Filter S ausschließlich die andere Hilfsschwingung aus. Die ,so abgetrennten Hiilfsschwingungen werden einer Mischstufe 6. zugeführt, an deren Ausgangsklemmen eine Schwingung mit einer dem Unterschied zwischen den Frequenzen der beiden Hilfsschwingungen gleichen Frequenz auftritt. Diese Schwingung wird einem Frequenzdetektor 7 zugeführt.

In einem Oszillator 8 (Steueroszillator) wird eine Schwingung erzeugt, mit der ein Multivibrator cj gesteuert wiird. Dieser Multivibrator erzeugt . dieihöheren Harmonischen der vom Steueroszillator erzeugten Schwingung. Eine dieser höheren Harmonischen wird nun gleichfalls dem Frequenzdetektor 7 zugeführt. Bei der Wahl dieser höheren Harmonischen wird folgendermaßen verfahren. Die 'Frequenzen der Hilfsschwingungen (und auch die Frequenz der unterdrückten Trägerwelle) des Signals sind von der weiter oben erwähnten gemeinsamen Grundfrequenz / abgeleitet. Die Frequenzen der empfangenen Hilfssehwingungen können also durch M₁ f bzw. M₂ f dargestellt werden; ihre Differenz beträgt (M₁-M₂)/. Nach der erwähnten Frequenzumwandlung sind zwar die absoluten Werte der Frequenzen der Hilfsschwingungen geändert, aber ihre Differenz ist gleich (%-m₂) / geblieben. Die Frequenz des Steueroszillators 8 wird nun so gut wie möglich gleich / gemacht, und die (M₁-M₂) f^te Harmonische dieses Oszillators, die vom Multivibrator 9 erzeugt wird, wird im Frequenzdetektor.7 mit der Frequenzdifferenz der Hilfsschwingungen verglichen.

Der Frequenzdetektor liefert eine Regelspannung, die vom Frequenzunterschied zwischen den beiden zu vergleichenden Schwingungen abhängig ist. Diese Regel spannung steuert einen Motor 10, der die Abstimmfrequenz des Steueroszillators 8 regelt. Dadurch wird die Frequenz des Steueroszillators 8 vollkommen oder bis auf einen sehr geringen Betrag gleich der im Sender benutzten Grundfrequenz / gemacht und auch dauernd gleich dieser Grundfrequenz gehalten.

Die unterdrückte Trägerwelle des Senders war im angenommenen Fall eine höhere Harmonische dieser Grundfrequenz /; als örtliche Trägerwelle im Empfänger müßte daher, wenigstens wenn keine Frequenzumwandlung des Signals stattgefunden hätte, auch die entsprechende höhere Harmonische des Steueroszillators verwendet werden. Da jedoch eine Frequenzumwandlung des Signals wohl stattgefunden hat,- muß natürlich auch eine örtliche Trägerwelle mit einer anderen Frequenz angewendet werden. Dafür kann aber wiederum eine geeignet gewählte höhere Harmonische des Steueroszillators 8 verwendet werden, wenn nur die Frequenz t des örtlichen Oszillators 2 einer bestimmten, näher zu erläuternden Bedingung entspricht.

Es besteht wegen der Frequenzumwandlung nämlich nicht ohne weiteres- noch ein festes Verhältnis zwischen der Frequenz des Steueroszililators und der Frequenz der (unterdrückten) in der Frequenz umgewandelten Trägerwelle des Signals. Die Frequenz der nicht in der Frequenz umgewandelten Trägerwelle kann durch M₃ f dargestellt werden, wobei / wiederum die im Sender benutzte Grundfrequenz bezeichnet. Wenn die Frequenz des Oszillators 2 durch t dargestellt wird, beträgt die unterdrückte, in der Frequenz umgewandelte Trägerwelle: (n₃f + t), und diese Frequenz steht nicht ohne weiteres in einem festen Verhältnis zur Frequenz / des Steueroszillators 8 oder zur Frequenz einer der höheren Harmonischen dieses

Oszillators (die im allgemeinen mit W₄/ bezeichnet werden können).

Wenn jedoch die Frequenz t des Oszillators 2 derart gewählt wird, daß t ein Vielfaches der Frequenz / beträgt (t=n₅f), ist das feste Verhältnis wiederhergestellt, da in diesem Fall auch die unterdrückte, in der Frequenz umgewandelte Trägerwelle eine Frequenz 'hat, die ein Vielfaches der Frequenz f ist, da in diesem Fall diese Frequenz

ίο (M₃ f + t) = (n₃f±n_sf)=f (w, ± M₅) beträgt. Die zur Frequenzumwandlung erforderliche Hilfssdhwingung könnte in diesem FaSlI unmittelbar dem Steueroszillator 8 oder dem Multivibrator 9 entnommen werden, wobei also n_if — f (w₃ ± M₅) oder

M₄ = (m₃ ± M₅) ist. In diesem Falle ist es in der Regel erforderlich, eine mehrfache Frequenzvervielfachung anzuwenden; dies wird jedoch bei der in Fig. ι dargestellten Schaltung wie folgt vermieden. Zu diesem Zweck wird der Oszillator 2 so genau wie möglich auf eine Frequenz t abgestimmt, die der genannten Bedingung (t = W₅ /) entspricht, und dann wird der richtige Wert dieser Frequenz selbsttätig mit Hilfe eines Motors 12 eingestellt, der durch die Ausgangsspannung eines weiteren 25 Frequenzdetektors 13 gesteuert wird. In diesem Frequenzdetektor werden zwei Frequenzen miteinander verglichen, und zwar die Frequenz einer der in der Frequenz umgewandelten Hilfsschwinguaigen und die Frequenz derjenigen höheren Harmonischen des Steueroszillators 8, die sich der erstgenannten Frequenz am meisten nähert. Durch die Regelung wird die Frequenz des Oszillators 2 derart eingestellt, daß die im Frequenzdetektor 13 verglichenen Frequenzen einander gleich oder nahezu gleich werden, d. 'h. daß die Frequenz einer der in der Frequenz umgewandelten Hilfsschwingung und somit auch die Frequenz der unterdrückten, in der Frequenz umgewandelten Trägerwelle einer Harmonischen des Steueroszillators 8 (also einem Vielfachen der Frequenz /) gleich werden, so daß die gestellte Bedingung erfüllt ist.

Die örtliche Trägerwelle, die jetzt als höhere Harmonische W₄ f der Frequenz des Steueroszillators 8 vom Multivibrator 9 geliefert wird, wird im Demodulator 11 mit dem Signal, das vom Filter 3 von den Hilfsschwiogungen befreit worden ist, gemischt, und das Signal wird demoduliert. Die infolgedessen auftretenden Niederfrequenzschwingungen werden weiter in einem nicht dargestellten Niederfrequenzverstärker verstärkt.

Wenn das demodulierte Signal mehrere Kanäle enthält, können die Demodulationsfrcquenzen dieser Kanäle dem Steueroszillator 8 oder dem Multivibrator 9 entnommen werden, wenn wenigstens im Sender die entsprechenden Trägerwellen dieser Kanäle von einer Grundfrequenz f abgeleitet sind.

In Fig. 2 ist ein ähnlicher Empfänger wie in Fig. ι dargestellt. Dieser Empfänger eignet sich zum Empfang von von einem Sender ausgesandten Einseitenbandsignalen, wobei die Frequenzen der Hilfsschwingungen und die Frequenz der unterdrückten Trägerwelle mittels Frequenzumwandlung aus Schwingungen hergeleitet sind, die von einer gemeinsamen Grundfrequenz abgeleitet sind, wobei jedoch noch eine Frequenzumwandlung vorgenommen ist. Diese Grundfrequenz beträgt im vorliegenden Beispiel 1 kHz, während die von dieser Grundfrequenz abgeleiteten Schwingungen eine Frequenz von 49, 48 und 27 kHz besitzen. Die Frequenz von 48 kHz dient a'ls Hilfsträgerwelle, und die beiden anderen dienen als Hilfssohwingungen. Das Frequenzband des Signals erstreckt sich von 28 bis 48 kHz. Das ganze Signal wird mittels Kurzwellen auegesandt und dann vom Empfänger empfangen.

Im Empfänger wird das Hochfrequenzsignal, nach etwaiger Verstärkung, in der üblichen Weise in ein Zwischenfrequenzsignal· umgewandelt, das Frequenzen von 289 bis 311 kHz umfaßt. Das Zwischenfrequenzsignal wird nun ähnlich wie beim Beispiel nach Fig. 1 in dear Mischstufe 1 des Zwischenfrequenzteiles 1 mit den vom örtlichen Oszillator 2 herrührenden Schwingungen gemischt. Die Frequenz des Oszillators 2 ist derart gewählt, daß sich das in der Frequenz umgewandelte Signal wiederum von 27 bis 49 kHz erstreckt (Modulationsbreite des Signals 28 bis 48 kHz, Hilfsschwingungen 27 und 49 kHz, unterdrückte Trägerwelle 48 kHz).

Das in der Frequenz umgewandelte Signalgemisch wird mittels zweier Filter 3' und 3" von den beiden Hilfsschwingungen befreit. Das Filter 3' läßt alle Schwingungen mit einer Frequenz kleiner als 48 kHz durch, und das Filter 3" läßt alle Schwingungen mit einer Frequenz höher als 28 kHz durch. Das Signalgemisch wird ferner noch zwei Filtern^ und 14 zugeführt; das Filter 4 läßt ausschließlich die (erste) Hilfeschwingung durch, deren Frequenz 49 kHz beträgt, und das Filter 14 läßt alle Schwingungen des Signale, ausgenommen gerade die erste Hilfsschwingung, durch. In der Mischstufe 15 wird das Signal, in dem die erste Hilfsschwingung vom Filter 14 unterdrückt ist, mit der zweiundzwanzigsten Harmonischen des Steueroszillators 8 gemischt (die Frequenz des Steueroszillators beträgt 1 kHz; die versöhiedenen Harmonischen werden vom Multivibrator 9 geliefert); die Vereinigung dieser zweiundzwanzigsten Harmonischen mit der im Signal noch vorhandenen zweiten Hilfsschwingung (27 kHz) liefert wiederum eine Frequenz von 49 kHz, die vom Filter 5 ausgesiebt wird.

Durch Anwendung der beschriebenen Vereinigung des Filters 14 und der Mischstufe 15 braucht nur eine geringe Anzahl von Filtern umgeschaltet zu. werden, wenn die Bandbreite des Senders geändert wird. Diese Änderung der Bandbreite kann zweckmäßig durch Verschiebung der Frequenz einer der Hilfsschwingungen erfolgen.

Im Frequenzdetektor 7 werden nun die von den Filtern 4 und 5 durchgelassenen Schwingungen miteinander verglichen. Die Ausgangsspannung dieses Frequenzdetektors steuert wiederum den Motor 10, und dieser regelt die Frequenz des Steueroszillators 8 in der Weise, daß die Frequenzen der beiden dem Frequenzdetektor zugeführten Schwingungen einander gleichgemacht werden. Tat-

"sächlich wird auch hier, wie beim ersten Aüsführungsbeispiel·, der Frequenzunterschied der zwei Hilf«schwingungen gleich einer geeignet gewählten höheren Harmonischen des Steueroszillators 8 gemacht.

Die örtliche Trägerwelle wird jetzt aber nicht dem Steueroszillator entnommen, sondern von einem unabhängig von diesem Oszillator arbeitenden (zweiten) örtlichen Hilfsoszillator i6 (48 kHz) erzeugt. Dieser Hilfsoszdllator 16 ist eingeführt, um die Erzeugung sehr höher Harmonischer durch den Multivibrator 9 zu vermeiden. Es ist jetzt notwendig, daß die Frequenz des Oszillators 2 außerdem noch in Abhängigkeit von der Frequenz des Hilfsoszillators 16 geregelt wird. Die vom Hilfsoszillator 16 erzeugte Schwingung (48 kHz) wird zu diesem Zweck in einer Mischstufe 17 mit der Frequenz des Steueroszillators 8 (1 kHz) gemischt. Die nach der Mischung auftretende Frequenz von

ao 49 kHz wird über ein Filter 18, das aus schließ lieh diese Frequenz durchläßt, dem Frequenzdetektor 13 zugeführt und dort mit der ersten Hilfsschiwingung (49 kHz) verglichen. Der Frequenzdetektor 13 regelt wiederum auf die vorhin bereits beschriebene Weise mittels des Motors 12 die Frequenz des Oszillators 2.

Auf diese Weise wird die richtige Lage der örtlich erzeugten Trägerwelle in bezug auf das Frequenzband des empfangenen Signals gewährleistet.

Die örtliche Trägerwelle wird im Demodulator 11 mit dem von den Hilfsschwingungen befreiten Signal gemischt, worauf die erhaltenen· Niederfrequenzschwingungen über ein Filter 19, das alle Schwingungen mit einer Frequenz niedriger als 20 kHz durchläßt, einem nicht dargestellten Nieder-■ frequenzverstärker übermittelt werden.

Die Verstärkung des Empfängers kann vorteilhaft selbsttätig geregelt werden in Abhängigkeit von der Stärke, mit der mindestens zwei Hilfs-Schwingungen empfangen werden. In der vorliegenden Schaltung kann beispielsweise die Regelspannung für die selbsttätige Verstärkungsregelung mit Hilfe von Schwingungen erzeugt werden, die von den Filtern 4 und 5 durchgelassen werden. Die Anschlußklemmen, von denen diese Schwingungen abgenommen werden können, sind in der Figur mit 20 bezeichnet.

Die Erfindung ist von besonderer Bedeutung bei transportablen Empfängern.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Empfänger zum Empfang von Einseitenbandisignalen mit zwei Hilfssohwingungen, wobei die gegenseitigen Unterschiede zwischen den Frequenzen der Hilfsschwingungen und der unterdrückten Trägerwelle in festen Verhältnissen zueinander stehen, dadurch gekennzeichnet, daß 4ie' richtige Lage der für die Demodulation anzuwendenden, örtlich erzeugten Trägerwelle in bezug auf das Frequenzband So des empfangenen Signals mit Hilfe von von einem Steueroszillator erzeugten Schwingungen und mittels mindestens einer in den Empfangskanal aufgenommenen Frequenzumwandlungsstufe gewährleistet wird, wobei der Steueroszillator in Abhängigkeit von der Differenzfrequenz der beiden Hilfsschwingungen derart geregelt wird, daß die Frequenz dieses Oszillators und. die genannten Frequenzunterschiede stets feste, vom Verlauf des Empfängers unabhängige oder nahezu unabhängige Verhältnisse zueinander einnehmen, und wobei die Frequenz der Schwingungen, mit der in der Frequenzumwandlungsstufe umgewandelt wird, mit Hilfe des Unterschieds in der Frequenz einer von einer Hilfsschwingung abgeleiteten Schwingung und einer vom Steueroszillator abgeleiteten Schwingung geregelt wird.
2. 2. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal in der Frequenz umgewandelt wird mit Hilfe von von einem (ersten) örtlichen Hilfsoszillator erzeugten , Schwingungen, deren Frequenz mittels eines Frequenzdetektors geregelt wird, in dem eine von der in der Frequenz umgewandelten Hilfsschwingung des Signals herrührende Spannung mit einer Spannung verglichen wird, die dem Steueroszillator entnommen ist.
3. 3. Empfänger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Demodulation anzuwendende Trägerwelle von einem (zweiten) örtlichen Hilfsoszillator erzeugt wird, der unabhängig vom Steueroszillator arbeitet, und daß die Frequenz des ersten Hilfsoszillators mit Hilfe eines Frequenzdetektors geregelt wird, in dem eine von mindestens einer der Hilfsschwingungen des Signals herrührende Spannung mit einer Spannung verglichen wird, die sowohl dem Steueroszillator als auch dem zweiten örtlichen Hilfsoszillator entnommen ist.
4. 4. Empfänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die örtlich erzeugte Trägerwelle vom Steueroszillator abgeleitet wird.
5. 5. Empfänger zum Empfang von Einseitenbandsignalen nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung des Empfängers selbsttätig geregelt wird in Abhängigkeit von der Stärke, mit der die beiden Hilfsschwingungen empfangen werden.

   Angezogene Druckschriften:
   Schweizerische Patentschrift Nr. 197737;
   USA.-Patentschrift Nr. 2 151 454.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen .

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