DE2049059B2 - Verfahren zur Ausregelung von Phasenfehlern beim Empfang phasengetasteter Signale - Google Patents

Description

T= τ + π/2 ωζ

verzögerte ZF-Signal zugeführt wird und daß mit dem Ausgangssignal des zweiten Demodulators (M2), das von unerwünschten Frequenzkomponenten befreit v/ird, die Empfänger-Oszillatorfrequenz ((On—ωζ) nachgeregelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am Ausgang des zweiten Demodulators (M2) entstehende Gleichspannung ausgesiebt und zur Nachregelung der Empfängeroszillatorfrequenz (ωη—o)z)direkt verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am Ausgang des zweiten Demodulators (M2) entstehende erste Oberwelle (2 ωζ) der Zwischenfrequenz (ωζ) ausgesiebt und einem Frequenzdiskriminator (D) zugeführt wird, mit dessen Ausgangsspannung die Empfänger-Oszillatorfrequenz nachgeregelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 und/oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das um π/2 phasengedrehte Signal an einer Stelle der Laufzeitleitung abgegriffen wird, die die Beziehung

I/ _ π
"T ~ 2<-._ZT

erfüllt.

ω ■ τ = η ■ π und führen zu einer Verzerrung des demodulierten Ausgangssignals.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das es erlaubt, auftretende Fehler auszuregeln.

Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß die Phase des ZF-Signals zusätzlich um -τ/2 gedreht wird, daß einem zweiten Produktdemodulator das unverzögerte und das um

T= τ + π/2 ω/

verzögerte ZF-Signal zugeführt wird und daß mit dem Ausgangssignal des zweiten Demodulators, das von unerwünschten Frequenzkomponenten befreit wird, die Empfängeroszillatorfrequenz nachgeregelt wird.

Damit ergeben sich die Vorteile, daß Frequenzschwar.kungen der Hochfrequenz, der Temperatureinfluß, die Alterung von Quarzen und Laufzeitänderungen der Verzögerungsleitung kompensiert werden können,

2υ ohne daß besondere aufwendige Schaltungsmaßnahmen ergriffen werden müssen.

Vorzugsweise wird die am Ausgang des zweiten Demodulators entstehende Gleichspannung ausgesiebt und zur Nachregelung der Empfiängeroszillatorfrequenz direkt verwendet. Diese Verfahrensvariante ist besonders einfach und wenig aufwendig. Sie ist jedoch nur dann anwendbar, wenn der Phasenfehler nicht größer als π/2 wird.
Zur Ausregelung beliebig großer Phasenfehler wird

jo die am Ausgang des zweiten Demodulators entstehende erste Oberwelle der Zwischenfrequenz ausgesiebt und einem Frequenzdiskriminator zugeführt, mit dessen Ausgangsspannung die Empfängeroszillatorfrequenz nachgeregelt wird.

Das gegenüber dem um die Schrittdauer τ verzögerten Signal zusätzlich um π/2 phasengedrehte Signal wird vorteilhaft an einer Stelle der Laufzeitleitung abgegriffen, die die Beziehung

J

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausregelung von Phasenfehlern beim Empfang phasengetasteter Signale, die durch Multiplikation des um die Schrittdauer τ verzögerten ZF-Signals mit dem unverzögerten ZF-Signal demoduliert werden.

Bei der Übertragung von digitalen Signalen mittels Phasenumtastung des Hochfrequenzträgers wird häufig zur Demodulation ein Verfahren angewendet, bei dem ein Signalschritt und der vorhergehende Signalschritt, der mit Hilfe eines Verzögerungsgliedes um die Schrittdauer τ verzögert wurde, an die Klemmen einer Multiplikalionsstufe angelegt werden. Es wird das Produkt

sin ωί · sin ω(ΐ + τ)

gebildet. Bei richtiger Bemessung des Verzögerungsgliedes, d. h., wenn die Bedingung ω ■ τ = η ■ π erfüllt wird, erscheinen dann am Ausgang des Demodulators die Phasensprünge als Gleichstromsignale. Laufzeitänderungen der Verzögerungsleitung, Schwankung der Hochfrequenz, der Oszillatorfrequenz und andere Phasenfehler im Übertragungsweg verursachen eine Abweichung von der geforderten Phasenbedingung

60 Δ I: I= π/2 ω τ

erfüllt. Durch diese Maßnahme wird kein zusätzliches phasendrehendes Bauteil bei der Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens benötigt, wodurch nicht zuletzt auch eine eventuelle Störanfälligkeit der Schaltung verringert wird.

Anhand der Zeichnungen soll das erfindungsgemäße Verfahren im einzelnen erläutert werden.

Fig. 1 zeigt eine Gesamtansicht einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Schaltungsanordnung.

In einer Mischeinrichtung M wird aus der phasengetasteten Hochfrequenz ωμ und der vom Oszillator O gelieferten Oszillatorfrequenz ω//— cozdie Zwischenfrequenz ωζ gebildet. Diese Zwischenfrequenz wird einmal direkt und einmal mit Hilfe der Laufzeitleitung L 1 um die Schrittdauer τ verzögert auf einen Produktdemodulator MX gegeben. In diesem Demodulator wird das Produkt

sin ω/ t ■ sin (oi/t + ωζτ)

gebildet. Nach Aussiebung der entstehenden Oberwellen und unter der Bedingung ω/ τ = η ■ π springt dann die Ausgangsspannung zwischen den Werten + '/2 und — '/2, d. h., es erscheinen am Ausgang des Demodulators Ml die digitale Information enthaltenden Spannungswerte unterschiedlicher Polarität.

Schlechter wird es jedoch, wenn aus irgendeinem Grund die oben aufgestellte Bedingung ω/τ — η ■ π

nicht mehr eingehalten wird. Dann wird im Demodulator M 1 das Produkt

sin

sin (oj/ t + ω/τ + ο)

gebildet, wobei es gleichgültig ist, ob der Phasenfehler <) ^r> durch einen Laufzeitfehler Δ τ der Verzögerungsleitung L 1, durch eine Frequenzabweichung Δ ü>z der Zwischenfrequenz oder durch einen sonstigen Phasenfehler ψ gebildet wird. Am Ausgang des Demodulators MX erscheint dann eine verzerrte Ausgangsspannung, die i« zwischen den Werten —'/2 · cos δ (für η = ungerade Zahlen) und +'/2-cosö (für η = gerade Zahlen) springt. Mit wachsendem Phasenfehler Ö wird die Ausgangsspannung zunächst kleiner, bis sie für ό = π/2 zu 0 wird und bei ό>π/2 das Vorzeichen wechselt. \^r> Dadurch erkennt man sofort, daß eine eindeutige Demodulation des derart verzerrten Signals nicht mehr möglich ist.

Zur Nachregelung der Schaltung auf Einhaltung der Bedingung ωζτ = η ■ π ist die Signal verzerrung cos ö 2n nicht geeignet. Aus diesem Grund muß einem zweiten Produktdemodulator M2 neben dem unverzögerten Signal ωζ ein zusätzlich zur Verzögerung in Li in L 2 um π/2 phasengedrehtes Signal zugeführt werden In dem zweiten Demodulator M2 wird somit das Produkt

sin (ü)z ? + ü)z τ + π/2 + δ) ■ sin u>z ■ t

gebildet. Es enthält keinen Gleichstromanteil, wenn ό = 0 ist. Für ό φ 0 bildet sich ein Gleichstronanteil, der proportional der Fehlergröße sin ό ist und daher als jo Regelkriterium, z. B. für den Überlagerungsoszillator verwendet werden kann. Damit die Regelung eindeutig bleibt, muß ό < π/2 sein.

Der Phasenfehler ö setzt sich, wie schon oben angedeutet wurde, aus folgenden Anteilen zusammen:

ö = τ Δ ωζ+ ω/· Δτ + ψ,

ηύιΔωζ = Frequenzabweichung der Zwischenfrequenz, Δτ = Laufzeitfehler der Verzögerungsleitung und ψ = Phasenfehler, der durch sonstige Instabilitäten entsteht. Bei starker Frequenzinkonstanz wird δ^-τ-Δωζ. Mit der Forderung δ<π/2 folgt als Grenze der ausregelbaren Phasenfehler

Größere Frequenzschwankungen können gemäß Fig. 2 folgendermaßen ausgeregelt werden. Die am Ausgang des Demodulators M 2 entstehende erste Oberwelle 2ωζ der Zwischenfrequenz wird in einem Filter Fausgesiebt und einem Frequenzdiskriminator D zugeführt, dessen Ausgangsspannung den Empfangsoszillator Onachstellt.

Wird die Phasenschiebung π/2 an der Laufzeitleitung L 1 abgegriffen, so erfolgt die Unterteilung, wie in F i g. 3 dargestellt. Das phasengedrehte Signal wird an einer Stelle der Laufzeitleitung L 1 abgegriffen, die die Beziehung

ΔΙ/Ι = π/2ωζ-τ

erfüllt. Die Tatsache, daß hierbei das zum Demodulator M 2 geführte Signal gegenüber dem zum Demodulator M\ geführten eine Phasenverschiebung von — π/2 aufweist, ist prinzipiell bedeutungslos; das Ausgangssignal des Demodulators M 2 ändert hierdurch lediglich sein Vorzeichen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Ausregelung von Phasenfehlern beim Empfang phasengetasteter Signale, die durch Multiplikation des um die Schrittdauer (r) verzögerten ZF-Signals mit dem unverzögerten ZF-Signal demoduliert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Phase des ZF-Signals (ωζ) zusätzlich um π/2 gedreht wird, daß einem zweiten Produktdemodulator (M 2) das unverzögerte und das um