FI102991B - Elektroninen järjestely moduloidun kantoaaltosignaalin vastaanottamist a varten - Google Patents

Description

102991

Elektroninen järjestely moduloidun kantoaaltosignaalin vastaanottamista varten

Keksintönä on elektroninen järjestely moduloidun 5 kantoaaltosignaalin vastaanottamista varten, jolloin järjestely käsittää sekoitin/demodulaattorin, jota ohjataan kantotaajuudella fc, vähintään yhden suljettuun signaali-silmukkaan sisältyvän summaimen, alipäästösuodattimen sekä pulssinmuodostimen, jota ohjataan näytteitystaajuudella fs 10 ja jonka muodostaa sigma-delta (yksibittinen) signaalin-muutin, sekä digitaalisen desimointisuodattimen.

Tämän tyyppinen vastaanottojärjestelmä tunnetaan kokoonpanossa, jossa moduloitu kantoaaltosignaali demoduloidaan sekoitin/demodulaattorissa, jonka antosignaali 15 muutetaan alipäästösuodattimen läpäistyään digitaaliseksi signaaliksi sigma-delta-modulaattorissa.

Perinteisten vastaanottojärjestelyjen valintatark-kuus on yleensä tärkeä kolmen alueen kannalta, jotka ovat kaistaerotuskyky radiotaajuuksille, kanavaerotuskyky kan-20 tataajuuksille sekä kanavaerotuskyky välitaajuuksille.

Jotta vastaanottimet soveltuvat vastaanottamaan hyvin eri tasoisia signaaleita, täytyy etäisyyden maksimi vääristymättömän signaalin ja kohinan välillä vastaanottojärjeste-lyn suodattimissa olla äärimmäisen suuri. Passiiviset suo-25 dattimet soveltuvat periaatteessa tämän tasoisille signaaleille, mutta niitä ei koskaan voida integroida silikonil-le. Aktiiviset suodattimet, erityisesti kapeakaistaiset aktiiviset suodattimet, aikaansaavat paljon enemmän kohinaa eivätkä ne ole niin lineaarisia kuin passiiviset suo-30 dattimet, kun taas ne vaativat paljon tehoa tuottaessaan - suuria signaaleita. Merkittävin ongelma vahvistinottoas- teiden integroimisessa silikonille on siten selektiivisten komponenttien integrointi.

Yleisesti käytetään kahta menetelmää yksinkertais-35 tamaan ongelmia, joita esiintyy käytettäessä suodattimia 2 102991 vastaanottimissa. Suoraa signaalinmuunnosta voidaan käyttää, jotta vältytään kaistanpäästösuodattimien käytöltä välitaajuuksia varten. Signaali voidaan muuntaa myös suur-taajuisemmaksi signaaliksi, jolloin helpotetaan radiotaa-5 juuksien suodatusta. Molemmissa tapauksissa viimeinen muu-tosaskel on signaalin uudelleenmuokkaus kantataajuuksille, esimerkiksi yllä selitetyn tekniikan tason mukaisen järjestelyn avulla, jossa saatava muunnettu kantataajuinen analogiasignaali muunnetaan digitaalisignaaliksi.

10 Tekniikan tason mukaisiin järjestelyihin liittyvä haitta on se, että sekoitin/demodulaattori, joka täyttää lineaarisuudelle ja kohinalle, erityisesti signaalivuodolle, asetetut vaatimukset, on käytännössä äärimmäisen vaikea toteuttaa suunnitteluteknologian vuoksi.

15 Keksinnön kohteena on aikaansaada järjestely, jossa tätä haittaa ei ilmene.

Keksinnön mukaisesti tämä tavoite saavutetaan käyttämällä vastaanottojärjestelyä, jossa signaalisilmukka käsittää myös sekoitin/demodulaattorin, jolloin moduloitu 20 kantoaaltosignaali syötetään summaimeen, ja summaimen an-tosignaali syötetään sekoitin/demodulaattorille, ja jolloin signaalisilmukka käsittää toisen sekoittimen, jota ohjataan taajuudella fc, ja jolloin taajuuksilla fs ja fc on yhteinen monikerta.

25 Keksinnön mukaisessa vastaanottojärjestelyssä se koitin/demodulaattorille saatetaan asettaa huomattavasti alhaisemmat tekniset vaatimukset kuin tekniikan tason mukaisissa vastaanottimissa, koska sekoitin/demodulaattori sisältyy nyt suljetun signaalisilmukan myötähaaraan, joten 30 silmukan tämän osan suuren vahvistuksen aiheuttama vääristymä ja kohina vaimentuvat voimakkaasti sekoitin/demodu-laattorissa ja alipäästösuodattimessa. Vääristymät ja kohina kantataajuuskaistan ulkopuolella estetään digitaalisen desimointisuodattimen välityksellä, kun taas 1/f- 3 102991 kohina ei ole lainkaan merkittävä (yksibittisessä) digitaalisessa vastaanottimessa.

Ratkaisevat suunnittelumuuttujat keksinnön mukaisessa vastaanottojärjestelyssä ovat lineaarisuus ja kohina 5 signaalisilmukan takaisinkytkentähaarassa.

Yksibitti-analogia-digitaalisignaalinmuuttimen (A/D) käyttö sopii yhteen signaalin lineaarisuudelle suljetun silmukan takaisinkytkentäosassa asetetun vaatimuksen kanssa, kuten havaitaan tarkasteltaessa yksibittistä sig-10 naalia, joka muodostuu (keskenään yhtä suurista) positiivisista ja (keskenään yhtä suurista) negatiivisista pulsseista leveydeltään l/(2.fs), jotka on erotettu toisistaan saman levyisillä tyhjillä kohdilla (ts. väleillä, joissa ei ole signaalia) signaalivuodon estämiseksi. Rakenteel-15 taan tällainen signaali voidaan koota yksinkertaisesti uu delleen signaaliksi, joka koostuu yhtä suurista positiivisista ja negatiivisista pulsseista käsittäen ainoastaan eri etumerkit, sekä tasavirta-jännitekomponentista sekä taajuuskomponenteista, jotka ovat fs:n kokonaislukumoni-20 kertoja, jolloin viimeksi mainitut komponentit estää oleellisesti täysin signaalisilmukassa sijaitseva suodatin, samalla kun signaalin epälineaarisia komponentteja ei ole.

Keksinnön mukaisen vastaanottojärjestelyn takaisin-25 kytkentäsilmukassa syntynyt kohina voidaan pitää alhaisella tasolla, koska suurin osa kohinasta on peräisin siirtymistä "0":n ja "l":n välillä yksibittisessä signaalissa ja sen määrittää vastaanottimeen välttämättä sisältyvän oskillaattorin kohinakaistaleveys. Analogia-digitaalimuun-30 noksen aikana syntynyttä kvantisointikohinaa voidaan vähentää signaalisilmukan suodattimessa (jonka optimirakenne on kompromissi valintatarkkuuden ja stabiilisuusvaatimus-ten välillä), ja kasvattamalla ns. ylinäytteitystekijää (pulssinmuodostimen otossa olevan signaalitaajuuden ja 35 näytteitystaajuuden fs suhde).

4 102991 Näytteitystaajuuden fs arvo valitaan siten, että sillä on yhteinen monikerta kantotaajuuden fs kanssa (yhtälö: m. f s = n.fc, jolloin m ja n ovat kokonaislukuja). Jos f s valitaan vapaasti, äärettömän kapeita pulsseja 5 saattaa esiintyä toisen sekoittimen antosignaalissa, jolloin nämä pulssit saattavat aiheuttaa vääristymiä signaa-lisilmukan myötähaarassa.

Keksinnön mukaisen vastaanottojär jestelyn edulliset ominaisuudet ilmenevät erityisesti silloin, jos signaali-10 silmukka käsittää myös piirin automaattista vahvistuksen säätöä (AGC) varten, jolloin tämä piiri tuottaa yksibitti-sen signaalin, jonka kantotaajuus on fc ja jolla on vaihtuva pulssikorkeus ja/tai pulssileveys.

Muuttamalla pulssikorkeutta ja/tai pulssileveyttä 15 voidaan tehdä korjauksia järjestelyn ottosignaalin muutoksia varten (demoduloitu kantoaaltosignaali). AGC-piiriä ohjataan sinänsä tunnetulla tavalla synnytetyn korjaussig-naalin avulla.

Toisin kuin tekniikan tason mukaisissa vastaanotti-20 missä, joissa AGC-piiri ohjaa muuttuvan resistanssin arvoa ottosignaalissa ja jossa vahvistuksen säädön lineaarisuus ei ole suuri, keksinnön mukaisesti AGC-piirin käsittävässä vastaanottojärjestelyssä lineaarinen automaattinen vahvistuksen säätö voidaan aikaansaada verraten yksinkertaisella 25 tavalla.

Keksinnön mukaisen vastaanottojärjestelyn esimerk-kisuoritusmuodossa suljetun signaalisilmukan takaisinkyt-kentähaaraan sisältyy toinen sekoitin, joka on yhdistetty pulssinmuodostimen kanssa yhdeksi piiriksi.

30 Yhdistetyn pulssinmuodostin/sekoitinpiirin etuna tämän tyyppisessä vastaanottimessa on, että se voidaan rakentaa verraten yksinkertaisesti: on kyse digitaalipiiristä, johon on lisätty kertotoiminto (joko plus- tai miinusmerkkinen, kantoaallon tahdissa).

5 102991

Vaihtoehtoisessa esimerkkisuoritusmuodossa toinen sekoitin sisältyy suljetun signaalisilmukan myötähaaraan, ja järjestely käsittää kolmannen sekoittimen, jota ohjataan taajuudella fc, jolloin kolmannen sekoittimen otto on 5 kytketty toisen sekoittimen antoon, ja kolmannen sekoittimen anto on kytketty digitaaliseen desimointisuodat-timeen.

Tässä esimerkkisuoritusmuodossa vääristymää ja kohinaa toisen sekoittimen yhteydessä koskevat vaatimukset 10 voivat olla vähemmän vaativia, koska sekoitin muodostaa jälleen osan suljetun silmukan myötähaarasta. Kolmas sekoitin on välttämätön sen vuoksi, että se aikaansaa toisen sekoittimen välityksellä moduloidun signaalin demoduloi-tumisen jälleen ennen sen syöttämistä digitaaliselle desi-15 mointisuodattimelle.

Viimeksi mainitun esimerkkisuoritusmuodon mukaisessa vastaanottojärjestelyn edullisessa suoritusmuodossa kolmas sekoitin ja digitaalinen desimointisuodatin on yhdistetty yhteen ainoaan piiriin. Tämä yhdistäminen yhdeksi 20 piiriksi ei aiheuta teoreettisia ongelmia, ja sitä on pidettävä edullisena suunnitteluteknologian kannalta silloin, kun on kyse kahdesta komponentista täysin digitaalisia prosesseja varten.

Keksinnön mukaisen vastaanottojärjestelyn vaihto-25 ehtoisessa esimerkkisuoritusmuodossa tämä järjestely käsittää toisen yksibitti-signaalinmuuttimen, jonka otto on kytketty ensimmäisen yksibitti-signaalinmuuttimen antoon ja jonka anto on kytketty digitaalisen desimointisuodatti-men ottoon. Tämän tyyppisen vastaanottimen avulla on mah-30 dollista demoduloida moduloidut kantoaallot, joilla on eri arvoiset kantotaajuudet fc, kun taas digitaalisen (ali-päästö) desimointisuodattimen kaistaleveyttä ei tarvitse mukauttaa joka kerta. Toinen yksibitti-muutin vastaanotti-messa merkitsee yleensää ainoastaan pientä lisäystä ver-35 rattuna desimointisuodattimen kokoon ja häviöön, ja sitä 6 102991 on pidettävä paljon parempana kuin vaihtoehtoista suoritusmuotoa, jossa desimointisuodattimesta voidaan tehdä ohjelmoitava.

Keksinnön mukainen vastaanotin soveltuu erinomai-5 sesti suoramuunnosvastaanottimeksi amplitudimoduloituja signaaleita varten silloin, kun se käsittää oskillaattorin, jonka taajuus on liitetty kantotaajuuteen fc vaihe-lukitun silmukan välityksellä, joka käsittää alipäästösuo-dattimen sekä vähintään yhden kantotaajuudella fc ohjatun 10 sekoittimen.

Keksinnön mukaisen suoramuunnos-amplitudimoduloin-ti-vastaanottimen esimerkkisuoritusmuodossa näytteitystaajuus fs on kantotaajuuden fc parillinen monikerta, ja vaihelukittu silmukka käsittää taajuuden jakajan, jonka sama-15 vaiheinen anto on kytketty sekoitin/demodulaattoriin ja jonka kvadratuurianto on kytketty sekoittimeen vaihelukitussa silmukassa.

Vaihtoehtoinen esimerkkisuoritusmuoto käsittää vastaanotto j ärjestelyn, joka on erityisen sopiva tynkäkaista-20 amplitudimoduloitujen signaalien vastaanottamiseen. Tämä esimerkkisuoritusmuoto käsittää kaksi rinnakkaista signaa-linkäsittelyhaaraa, joista molemmat muodostaa keksinnön mukainen vastaanotin, ja jolloin näissä kahdessa haarassa sijaitsevat yksibitti-signaalimuuttimien alipäästösuodat-25 timet on monivaihekytketty keskenään.

Tämän esimerkkisuoritusmuodon mukaisen vastaanotto-järjestelyn avulla saadaan sivukaista-amplitudimodulaatio-vastaanotin, jossa kahdesta signaalinkäsittelyhaarasta voidaan tehdä symmetriset hyvin tiukkojen toleranssien si-30 säilä käyttämällä digitaalikomponentteja.

; Vaihtoehtoisessa esimerkkisuoritusmuodossa viimeksi mainitun esimerkin mukaiset digitaaliset desimointisuodat-timet on monivaihekytketty.

Viimeksi mainitun esimerkin edullisessa suoritus-35 muodossa digitaaliset desimointisuodattimet on muodostettu • 7 102991 suodattimien sarjakokoonpanon välityksellä, joilla on pienenevät kaistanpäästö- ja näytteitystaajuudet, kun taas yksi tai useampi suodatin signaalinkäsittelyhaaralta tulevia alhaisimpia taajuuksia varten on monivaihekytketty yh-5 teen tai useampaan suodattimeen, jotka on suunniteltu muulta signaalinkäsittelyhaaralta saapuvia vastaavia taajuuksia varten.

Tämän edullisen suoritusmuodon mukaisessa vastaan-ottimessa monivaihekytkennät aikaansaavat kahden signaali) linkäsittelyhaaran selektiivisyyden vaaditun epäsymmetrian. Signaali sinänsä tunnettua automaattista taajuuden säätöä (AFC) varten voidaan estää digitaalisen desimointi-suodattimen avulla aivan viimeisen sarjaan kytketyn suodattimen jälkeen, joka ei ole monivaihekytketty. Tämän 15 tyyppistä automaattisen taajuuden säädön piiriä varten tarvitaan vain vähän lisäsuodatusta. Tällä tavoin automaattisen taajuuden säädön välityksellä estetty signaali on edullinen sikäli, että sillä on symmetrinen spektri, joka ei aiheuta amplitudi- ja vaihevääristymiä automaattisen 20 taajuuden säädön piirissä, mitä epäsymmetrinen spektri aiheuttaa.

Vaihtoehtoisessa esimerkkisuoritusmuodossa aikaansaadaan vastaanottojärjestely, joka soveltuu erityisesti taajuusmoduloitujen signaalien (FM) vastaanottamiseen. 25 Tämä esimerkkisuoritusmuoto käsittää kaksi rinnakkaista signaalinkäsittelyhaaraa, jotka on kytketty kantotaajuuden fc käsittävien signaalien välityksellä, joista yksi syötetään kahdesta haarasta toisen haaran sekoitin/demodulaat-torille ja yksi 90°:n vaihesiirrossa oleva signaali syö-30 tetään toisen haaran sekoitin/demodulaattorille.

Keksintöä selitetään jatkossa esimerkkisuoritusmuo-tojen avulla viitateen piirustuksen kuvioihin, jotka ovat: kuvio 1 on lohkokaavio vastaanottojärjestelyn yksinkertaisesta esimerkkisuoritusmuotosta; 8 102991 kuvio 2 on lohkokaavio vastaanottoj ärj estelystä, jossa toinen sekoitin sisältyy suljetun signaalisilmukan takaisinkytkentähaaraan, ja jossa se on yhdessä pulssin-muodostimen kanssa yhdistetty yhdeksi piiriksi; 5 kuvio 3 on lohkokaavio vastaanottojärjestelystä, jossa toinen sekoitin yhdistyneenä pulssinmuodostimeen sisältyy suljetun signaalisilmukan myötähaaraan ja jossa digitaalinen desimointisuodatin on yhdistetty kolmannen sekoittimen kanssa; 10 kuvio 4 on lohkokaavio vastaanottojärjestelystä kä sittäen toisen yksibitti-signaalinmuuttimen; kuvio 5 on lohkokaavio vastaanottojärjestelystä amplitudimoduloituja signaaleita varten; kuvio 6 on lohkokaavio vastaanottojärjestelystä 15 tynkäkaista-amplitudimoduloituja signaaleita varten; ja kuvio 7 on lohkokaavio vastaanottojärjestelystä taajuusmoduloituja signaaleita varten.

Kuvio 1 on lohkokaavio yksinkertaisesta keksinnön mukaisen vastaanottojärjestelyn esimerkkisuoritusmuodosta 20 käsittäen sigma-delta (yksibitti-) signaalinmuuttimen, jonka muodostaa suljettuun signaalisilmukkaan sisältyvä summain (1), sekoitin/demodulaattorin (2), jota ohjataan kantotaajuudella fc, alipäästösuodattimen (3) ja pulssin-muodostimen (4), jota ohjataan näytteitystaajuudella fs, 25 sekä digitaalisen desimointisuodattimen (5), jota myös ohjataan taajuudella fc sekä toisen sekoittimen (6), jota ohjataan taajuudella fc ja joka sisältyy suljettuun silmukkaan.

Tässä vastaanottimessa digitaalinen desimointisuo-30 datin aikaansaa myös kapeakaista-kanavaerotuskyvyn eli toiminnon, jonka tekniikan tason mukaisissa vastaanottimissa suorittaa takaisinkytkentäsilmukkaan kuulumaton ali-päästösuodatin, joka on asetettu demodulaattorin perään. Suodattimen valetoistoja estävä toiminta tekniikan tason 35 mukaisissa vastaanottimissa suoritetaan tässä tapauksessa 9 102991 sigma-delta modulaattorisilmukan alipäästösuodattimen (3) välityksellä, mitä tarkoitusta varten tämä suodatin koostuu täysin tai osittain analogisista komponenteista. Kaksi sekoitinta (2) ja (6) ovat ns. kytkentämodulaattoreita, 5 joissa signaalin modulointi on toteutettu siten, että signaali kytketään päälle ja pois päältä kantotaajuuden tahdissa. Toisin kuin tekniikan tason mukaisissa vastaanottimissa moduloitu kantoaaltosignaali (7) syötetään summai-melle (1) ennen demodulointia. fc:n ja fs:n välillä on 10 suhde m.fs » n.fc, jolloin m ja n ovat kokonaislukuja.

Kuvio 2 on lohkokaavio vastaanottimesta käsittäen jälleen summaimen (1), jonka ottoon moduloitu kantoaalto-signaali (7) syötetään, sekoitin/demodulaattorin (2), alipäästösuodattimen (3) ja desimointisuodattimen (5), jotka 15 kaikki näkyvät kuviossa 1, mutta toisin kuin kuviossa 1, se käsittää toisen sekoittimen, joka on yhdistetty puls-sinmuodostimen kanssa yhdeksi piiriksi (8) ja joka sisältyy suljetun silmukan takaisinkytkentähaaraan. Jos yksi-bittinen signaali tässä vastaanottimessa koostuu positii-20 visista ja negatiivisista pulsseista, joita erottavat tyhjät kohdat, nämä tyhjät kohdat muodostuvat suljetun silmukan takaisinkytkentähaaraan sisältyvässä piirissä (ei kuvattu) piirin (8) jälkeen käsittäen pulssinmuodostimen ja toisen sekoittimen yhdistelmän.

25 Kuvio 3 on lohkokaavio vastaanottimesta, jossa pulssinmuodostin on yhdistetty suljetun silmukan myötähaa-ran sisältämään toisen sekoittimen kanssa yhdeksi piiriksi (9), jonka anto on kytketty kantotaajuudella fc ohjattuun kolmanteen sekoittimeen, joka on yhdistetty digitaalisen 30 desimointisuodattimen kanssa yhdeksi piiriksi (10).

Kuvio 4 on lohkokaavio vastaanottojärjestelystä käsittäen toisen yksibitti-signaalinmuuttimen, jolloin järjestelmä käsittää summaimen (1), johon moduloitu kantoaaltosignaali syötetään (7), sekoitin/demodulaattorin (2), 35 alipäästösuodattimen (3), pulssinmuodostimen (4), toisen 10 102991 sekoittimen (6), ja taajuudella fs3 ohjatun desimointisuo-dattimen (5), toisen yksibitti-signaalinmuuttimen, jonka muodostavat summain (11), analoginen alipäästösuodatin (12) ja taajuudella fs2 ohjattu, pulssinmuodostimen (4) ja 5 desimointisuodattimen (5) väliin asetettu pulssinmuodostin (13) , kun fs2 liittyy fs3:een ja fs3 ei enää liity kanto-taajuuteen fc. Kohinaspektrin tasoittamiseksi ensimmäisen yksibitti-signaalinmuuttimen jälkeen voidaan ylimääräinen alipäästösuodatin asettaa pulssinmuodostimen (4) ja sum- 10 maimen (11) väliin.

Kuvio 5 on lohkokaavio suoramuunosvastaanottimesta amplitudimoduloituja signaaleita varten. Amplitudimoduloi-tu signaali (7) syötetään suurtaajuusottoasteelle (15) käsittäen piirin automaattista vahvistuksen säätöä (AGC) 15 varten, minkä jälkeen signaali käsitellään yksibitti-vas-taanottimessa käsittäen summaimen (1), sekoitin/demodu-laattorin (2) (tässä esimerkissä päinvastoin kuin edellisissä esimerkeissä kytkentämodulaattorin sijaan sinimodu-laattori), alipäästösuodattimen (3) sekä yhdistetyn puls-20 sinmuodostin/sekoittimen (8). Oskillaattorin (16) taajuutta ohjataan vaihelukitun silmukan (AFC-silmukka) välityksellä, joka on lukittu kantotaajuuteen fc. Kaaviossa vaihelukittu silmukka muodostetaan sekoittimen (17), alipäästösuodattimen (18) ja taajuuden jakajan (19) välityksellä. 25 Jos oskillaattori (16) valitaan siten, että se tuottaa kantotaajuuden fc parillisen monikerran 2.n.fc (n kokonaisluku), taajuuden fc käsittävä samavaiheinen signaali voidaan syöttää yksinkertaisella tavalla taajuuden jakajalta (19) sekoittimelle (2), ja kvadratuurisignaali se-30 koittimelle (17). (Alipäästö)-digitaalinen desimointisuo-datin (5), jota edeltää signaalinmuutin (näytteitystaajuuden muutin) (14), tuottaa digitaalisen antosignaalin, jota voidaan tarvittaessa käsitellä edelleen. Tässä esimerkissä taajuuden fs arvo on kiinteä ja epäsymmetrinen näytteitys- 11 102991 taajuuden 2.n.fc kanssa, koska käytetään signaalinmuutinta (14).

Käytännössä näytteitystaajuuden 2.n.fc arvo ampli-tudlmoduloitujen signaalien demodulointia varten taajuus-5 kaistalla 500 kHz - 1 MHz voidaan määrittää seuraavalla tavalla. 6 kHz:n ja 3 dB:n suurtaajuuskaistaleveydellä (3 kHz kantataajuudelle) ja automaattisen vahvistuksen sääden piirillä (15), joka voi tuottaa 30 dB:n vahvistuksen 130 dB:n kokonaisdynamiikka-alueelle, riittää optimi-10 silmukkasuodattimen ja 100 dB:n signaali/kohinasuhteen käsittävää yksibitti-vastaanotinta varten 1,4 MHz:n ylittävä näytteitystaajuus, vastaten 2.n.fc = 4fc (2 MHz - 4 MHz tarkasteltavalla amplitudimodulointikaistalla).

On huomattava, että tämän esimerkkisuoritusmuodon 15 tarkoitus on kuvata eikä suinkaan rajoittaa. On esimerkiksi mahdollista ilman lisätoimenpiteitä käyttää keksinnön mukaista yksibitti-vastaanotinta automaattista taajuuden säätösilmukkaa varten. Lisäksi taajuusgeneraattorisilmuk-kaan voidaan sisällyttää oskillaattori.

20 Kuvio 6 on lohkokaavio tynkäkaistavastaanottimesta amplitudimoduloituja signaaleita varten kolmella taajuuskaistalla 40 MHz:n ja 1 GHz:n välillä. Myös tässä esimerkissä amplitudimoduloitu signaali (7) syötetään suurtaa-juusottoasteeseen (15) käsittäen automaattisen vahvistuk-25 sen säätöpiirin (AGC). Tynkäkaistavastaanottimessa sama-vaihei- ja kvadratuurisignaali demoduloidaan sitten kahdessa keksinnön mukaisessa yksibitti-vastaanottimessa käsittäen kumpikin erikseen summaimen (1, 20), sekoitin/de-modulaattorin (2, 21), alipäästösuodattimen (3, 22) sekä 30 yhdistetyn pulssinmuodostin/sekoittimen (8, 23). Alipääs-tösuodattimet (3, 22) kahden yksibitti-vastaanottimen yk-sibitti-signaalimuuttimissa on monivaihekytketty sinänsä tunnetulla tavalla (esimerkiksi NL-patenttihakemus nro 8 801 412). Gingell'in julkaisussa "Single-Sideband 35 Modulation using Sequence Asymmetric Polyphase Networks"; 12 102991

Electrical Communication 48, 21-25 (1973), esitetään, että monivaiheiset vastavuoroisuutta ehkäisevät kytkennät alipäästösuodattimien välillä saattavat aiheuttaa suodattimen tehollisen päästökaistan siirtymisen positiivisille 5 taajuuksille. Tahdistus aikaansaadaan taajuuden jakajan (19) avulla, josta taajuuden fc käsittävä samavaiheinen signaali syötetään samavaiheisen haaran sekoitin/demodu-laattorille (2) ja taajuuden fc käsittävä kvadratuurisig-naali syötetään kvadratuurihaaran sekoitin/demodulaatto-10 rille (21). Taajuuden jakaja (19) jakaa taajuusvakavoidul-ta oskillaattorilta (16) taajuudella n.fc saapuvan signaalin. Samavaihe- ja kvadratuurihaaroista kuvio 6 kuvaa edelleen signaalinmuuttimia (14, 24) ja digitaalisia desi-mointisuodattimia (5, 25), jotka on asetettu yhdistettyjen 15 pulssinmuodostin/sekoittimien (8, 23 erikseen) jälkeen ja joita ohjataan taajuudella f s, kuin myös oskillaattorin (16) taajuusvakavointisilmukan sisältämää alipäästösuoda-tinta (26). Jotta myös kanavaerotuskyky saa epäsymmetrisen vastekäyrän 0 Hz:iin nähden, myös digitaaliset desimointi-20 suodattimet (5 ja 25) on monivaihekytketty keskenään (ts. vastavuoroisuutta ehkäisevästi) (ei kuvattu).

825 MHz:ä ylittävää näytteitystaajuutta varten olevan signaalinmuuttimen signaali/kohinasuhteen teoreettinen arvo on 92 dB. Korkeinta taajuuskaistaa varten fs voidaan 25 valita yhtä suureksi kuin 2.fc. 20 dB:n suurtaajuisella automaattisen vahvistuksen säädön alueella tämän vastaanottimen dynamiikka-alue on siten 110 dB.

Tekniikan tason mukaisten tynkäkaista-amplitudimo-dulointivastaanottimien ongelmana on vaatimus, että sama-30 vaihe- ja kvadratuurihaarojen tulee olla oleellisesti symmetriset. Keksinnön mukaisen yksibitti-vastaanottimen käyttö merkitsee sitä, että epäsymmetrisyyden aiheuttaa ainoastaan summainten (1, 20) ja sekoittimien epäsymmetri-syys. Suodattimien epäsymmetrisyyttä kahdessa haarassa, 35 kuten 7 esimerkiksi Weaverin mukaisessa rakenteessa (vrt.

13 102991 "A Third Method of Generation and Detection of Single-Sideband Signals", Proc. of the IRE 44, 1703-1705 (1956), ei esiinny, koska valintatarkkuus kahdessa haarassa toteutetaan digitaalisesti (desimointisuodattimissa). Muihin 5 poikkeamiin, jotka eivät riipu taajuudesta, voidaan tehdä korjauksia verraten yksinkertaisella tavalla.

Kuvio 7 on lohkokaavio kvadratuurivastaanottimesta taajuusmoduloituja signaaleita varten. Taajuusmoduloitu signaali (7) syötetään suurtaajuusottoasteeseen (15) kä-10 eittäen automaattisen vahvistuksen säätöpiirin (AGC). Taa-juusmodulointivastaanottimessa samavaihe- ja kvadratuuri-signaalit demoduloidaan sitten kahdessa keksinnön mukaisessa yksibitti-vastaanottimessa käsittäen kumpikin erikseen yhden summaimen (1, 20), sekoitin/demodulaattorin (2, 15 21), alipäästösuodattimen (3, 22) sekä yhdistetyn pulssin- muodostin/sekoittimen (8, 23), jota ohjataan näytteitys-taajuudella n.fc (n kokonaisluku). Kaksi yksibitti-vas-taanotinta muodostavat taajuusmodulointivastaanottimen samavaihe- ja kvadratuurihaarat. Samavaihe- ja kvadratuu-20 risignaaleita saatetaan käyttää paitsi taajuusdemoduloin-tia varten myös (automaattista) taajuuskorjausta varten, jotta vältytään selektiivisen häipymisen aiheuttamalta signaalivääristymältä. Taajuusmoduloitujen signaalien taa-juussiirtymä aikaansaadaan ohjaamalla sekoitin/demodulaat-25 toria samavaihe- ja kvadratuurihaaroissa (2, 21) ensim mäistä samavaihe- ja jälkimmäistä kvadratuurisignaalin välityksellä taajuudella fc, joka on peräisin taajuuden jakajalta (19), joka jakaa säädettävältä taajuusgeneraattorilta (syntetisaattori) (27) saapuvan suurtaajuussignaa-30 Iin. Digitaalinen demodulointi voidaan aikaansaada sinänsä tunnetun algoritmin mukaan, esimerkiksi Cordicin algoritmin mukaan, jota on selittänyt Van Ginderdeuren jne.: "CORDIC-BASED HIFI DIGITAL FM DEMODULATOR, ALGORITHM FOR COMPACT VSLI IMPLEMENTATION": ELECTRONICS LETTERS 21, 35 1227-1229 (1985). Kuvio kuvaa edelleen samavaihe- ja kvad- 14 102991 ratuurihaarojen signaalinmuuttimia (14, 24) ja digitaalisia desimointisuodattimia (5, 25), jotka on kytketty yhdistetyn pulssinmuodostin/sekoittimen (8, 23) perään ja joita ohjataan taajuudella fs. Näiden muuttimien ja suo-5 dattimien antosignaaleita ovat edellä mainitut samavaihe-ja kvadratuurisignaalit.

Signaalikaistan vaihdellessa -150 kHz:stä +150 kHz:iin, suurtaajuisen automaattisen vahvistuksen säädön ollessa 30 dB ja dynamiikka-alueen 130 dB, näyt-10 teitystaajuudet n.fc (n kokonaisluku) ja fs ovat molemmat suurempia kuin 50 MHz.

Claims (12)

102991

1. Elektroninen vastaanottojärjestely moduloidun kantoaaltosignaalin (7) vastaanottamista varten, jolloin 5 järjestely käsittää sigma-delta (yksibittinen) signaalin-muuttimen, jonka muodostaa sekoitin/demodu-laattorin, jota ohjataan kantotaajuudella fc, vähintään yhden suljettuun signaalisilmukkaan sisältyvän summaimen (1), alipäästö-suodattimen (3) sekä pulssinmuodostimen (4), jota ohjataan 10 näytteitystaajuudella fs, sekä digitaalisen desimointi-suodattimen (5) , tunnettu siitä, että sig-naalisilmukka käsittää myös sekoitin/demodulaattorin (2), jolloin moduloitu kantoaaltosignaali (7) syötetään suitunaimelle (1), ja summaimen antosignaali syötetään 15 sekoitin/demodulaattorille (2), ja että signaalisilmukka käsittää toisen taajuudella fc ohjatun sekoittimen (6), ja että taajuuksilla fs ja fc on yhteinen monikerta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen elektroninen vastaanottojärjestely, tunnettu siitä, että 20 signaalisilmukka käsittää myös piirin automaattista vahvistuksen säätöä (AGC) varten, jolloin tämä piiri tuottaa kantotaajuisen fs ja pulssikorkeudeltaan ja/tai pulssileveydeltään vaihtelevan yksibittisen signaalin.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen elektroni-25 nen vastaanottojärjestely, tunnettu siitä, että suljetun signaalisilmukan takaisinkytkentähaara sisältää toisen sekoittimen (6), joka on yhdistetty pulssinmuodostimen (4) kanssa yhdeksi piiriksi.

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen elektroni-30 nen vastaanottojärjestely, tunnettu siitä, että toinen sekoitin (4, 9) sisältyy suljetun silmukan myötä- haaraan, ja että järjestely käsittää kantotaajuudella fc ohjatun kolmannen sekoittimen (10), jolloin sen otto on kytketty toisen sekoittimen (4, 9) antoon, ja jolloin 35 kolmannen sekoittimen anto on kytketty digitaaliseen • 102991 desimointisuodattimeen.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen elektroninen vastaanottojärjestely, tunnettu siitä, että kolmas sekoitin ja digitaalinen desimointisuodatin on 5 yhdistetty yhdeksi piiriksi (10).

6. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen elektroninen vastaanottojärjestely, tunnettu siitä, että tämä järjestely käsittää toisen yksibitti-signaa-linmuuttimen, jonka otto on kytketty ensimmäisen yksibit- 10 ti-signaalinmuuttimen antoon ja jonka anto on kytketty digitaalisen desimointisuodattimen (5) ottoon.

7. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen elektroninen vastaanottojärjestely, tunnettu siitä, että se käsittää oskillaattorin (16), jonka taajuus 15 liittyy kantotaajuuteen fc vaihelukitun silmukan välityksellä, joka puolestaan käsittää alipäästösuodattimen (18) ja vähintään yhden kantotaajuudella fc ohjatun sekoittimen (17) .

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen elektroninen 20 vastaanottojärjestely, tunnettu siitä, että näyt- teitystaajuus fs on kantotaajuuden fc parillinen monikerta, ja että vaihelukittu silmukka käsittää taajuuden jakajan (19), jonka samavaiheanto on kytketty sekoitin/demodulaattoriin (2) ja jonka kvadratuurianto on 25 kytketty sekoittimeen (21) vaihelukitussa silmukassa.

9. Elektroninen vastaanottojärjestely moduloidun kantoaaltosignaalin (7) vastaanottamiseksi, jolloin järjestely käsittää kaksi rinnakkaista signaalinkäsittely-haaraa, joista kumpikin koostuu patenttivaatimuksen 6 30 mukaisesta järjestelystä, tunnettu siitä, että kahden haaran alipäästösuodattimet (3, 22 yksibitti- signaalinmuuttimissa on monivaihekytketty keskenään.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen elektroninen vastaanottojärjestely, tunnettu siitä, että digi- 35 taaliset desimointisuodattimet (5, 25) on monivaihe- 102991 kytketty keskenään.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen elektroninen vastaanottojärjestely, tunnettu siitä, että digitaaliset desimointisuodattimet (5, 25) on muodostettu 5 yhdistämällä sarjaan suodattimet, joiden kaistanpäästö- ja näytteitystaajuudet ovat vähenevät, samalla kun yksi tai useampi suodatin yhdeltä signaalinkäsittelyhaaralta saapuvia alhaisimpia taajuuksia varten on monivaihe-kytketty yhteen tai useampaan suodattimeen toiselta 10 signaalinkäsittelyhaaralta saapuvia vastaavia taajuuksia varten.

12. Elektroninen vastaanottojärjestely moduloidun kantoaaltosignaalin (7) vastaanottamiseksi, jolloin järjestely käsittää kaksi rinnakkaista signaalinkäsittely- 15 haaraa, joista molemmat muodostaa patenttivaatimuksen 6 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että haarat on kytketty kantotaajuuden fc käsittävien signaalien välityksellä, joista yksi syötetään kahdesta haarasta toisen haaran sekoitin/demodulaattorille (2) ja toinen 20 90°:11a vaihesiirretty signaali syötetään toisen haaran sekoitin/demodulaattorille (21). » 102991