DE1088114B

DE1088114B - Arrangement for suppressing a sideband in an amplitude-modulated transmitter

Info

Publication number: DE1088114B
Application number: DET16541A
Authority: DE
Inventors: Jiri Vackar
Original assignee: Tesla AS
Current assignee: Tesla AS
Priority date: 1958-04-12
Filing date: 1959-04-13
Publication date: 1960-09-01
Also published as: GB877832A

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Unterdrückung eines Seitenbandes in einem amplitudenmodulierten Rundfunksender mittels eines zusätzlichen Phasenmodulators.The invention relates to an arrangement for suppressing a sideband in an amplitude-modulated one Radio transmitter using an additional phase modulator.

Rundfunksender für lange, mittlere und kurze Wellen arbeiten gewöhnlich mit Amplitudenmodulation, die im ausgesendeten Frequenzband zwei symmetrisch zur Trägerfrequenz gelagerte Seitenbänder bildet. Durch Unterdrückung eines dieser Seitenbänder kann sowohl eine wesentliche Verbesserung des Ausnutzungsgrades der ausgestrahlten Hochfrequenzenergie als auch des dem Sender zugeteilten Hochfrequenzspektrums erzielt werden. Da dieses Verfahren jedoch komplizierte und kostspielige zusätzliche Kreise im Empfänger erfordert, wird die Unterdrückung eines Seitenbandes~.bisher-fast ausschließlich nur bei kommerziellen Sendern angewendet.Long, medium and short wave broadcast transmitters usually use amplitude modulation, the two sidebands symmetrically to the carrier frequency in the transmitted frequency band forms. By suppressing one of these sidebands, both the Utilization of the radio frequency energy emitted and the radio frequency spectrum allocated to the transmitter be achieved. However, since this procedure is complicated and costly additional Requires circles in the receiver, the suppression of a sideband ~. So far-almost exclusively only used on commercial broadcasters.

Ein neues Verfahren für Amplitudenmodulation mit einem unterdrückten Seitenband wurde vorgeschlagen, das mit voller Amplitude der Trägerfrequenz und einer künstlich hervorgerufenen nichtlinearen Verzerrung des Modulationssignals arbeitet, um die im normalen Rundfunkempfänger bei Einseitenbandempfang entstandenen nichtlinearen Verzerrungen zu kompensieren. Ein solches Einseitenbandsignal kann auch bekannterweise durch eine Kombination der Amplituden- und Phasenmodulation entstehen, wo bei geeigneter gegenseitiger Phasenlage der beiden. Modulationssignale das eine oder das andere Seitenband unterdrückt werden kann. Durch eine einfache Berechnung kann allerdings gezeigt werden, daß ζ. B. für die gewünschte Unterdrückung eines der beiden Seitenbänder um etwa 40 db das richtige Verhältnis der beiden Modulationspegel auf 1% genau sein muß und auch die gegenseitige Phasenlage auf 0,7° genau eingestellt werden muß. Solche Genauigkeit der Amplituden- und Phasenverhältnisse in dem ganzen Frequenz- und Amplitudenbereich der normalen Modulationssignale zu erzielen ist aber sehr schwierig, und sie in Betrieb dauernd zu erhalten ist noch schwieriger. Deswegen ist es bekannt, daß solche Systeme das ungewünschte Seitenband nur selten über 30 db unterdrücken können. Diese Notwendigkeit der genauen Pegel- und Phaseneinstellung und deren Betriebsschwankungen zu beseitigen und die Seitenbandunterdrückung zu erhöhen, ist der Zweck der vorliegenden erfindungsgemäßen Anordnung, die die Eigenschaften einer Gegenkopplung aufweist und im Betrieb viel stabiler und einfacher richtig einzustellen ist.A new method for amplitude modulation with a suppressed sideband has been proposed, which works with the full amplitude of the carrier frequency and an artificially created non-linear distortion of the modulation signal, around the non-linear distortions that arise in normal radio receivers with single sideband reception to compensate. Such a single sideband signal can also be known by a Combination of the amplitude and phase modulation arise where with suitable mutual phase position of both. Modulation signals one or the other Sideband can be suppressed. However, by a simple calculation it can be shown that ζ. B. for the desired suppression of one of the two sidebands by about 40 db the right one The ratio of the two modulation levels must be accurate to 1% and also the mutual phase position must be set to an accuracy of 0.7 °. Such accuracy of the amplitude and phase relationships in However, achieving the entire frequency and amplitude range of normal modulation signals is very difficult difficult, and keeping them working all the time is even more difficult. That is why it is known that such Systems can only seldom suppress the undesired sideband above 30 db. This need the exact level and phase setting and their operational fluctuations to eliminate and the Increasing sideband suppression is the purpose of the present inventive arrangement has the properties of negative feedback and is much more stable and easier to set correctly during operation is.

Die erfindungsgemäße Anordnung zur Unterdrückung eines Seitenbandes in einem amplitudenmodulierten Sender geht aus von einer Anordnung, die einen Phasenmodulator zwischen der Quelle der Anordnung zur UnterdrückungThe arrangement according to the invention for suppressing a sideband in an amplitude-modulated The transmitter is based on an arrangement that has a phase modulator between the source of the Order to suppress

eines Seitenbandes
in einem amplitudenmodulierten Senderof a side ligament
in an amplitude modulated transmitter

Anmelder:
Tesla, närodni podnik, Prag-HloubetinApplicant:
Tesla, närodni podnik, Prague-Hloubetin

Vertreter: Dipl.-Ing. B. Wehr, Dipl.-Ing. H. Seiler,Representative: Dipl.-Ing. B. Wehr, Dipl.-Ing. H. Seiler,

Berlin-Grunewald, Lynarstr. 1,Berlin-Grunewald, Lynarstr. 1,

und Dipl.-Ing. H. Stehmann,and Dipl.-Ing. H. Stehmann,

Nürnberg 2, PatentanwälteNuremberg 2, patent attorneys

Beanspruchte Priorität:
Tschechoslowakei vom 12. April 1958Claimed priority:
Czechoslovakia from April 12, 1958

Jiri Vackäf, Prag,
ist als Erfinder genannt wordenJiri Vackäf, Prague,
has been named as the inventor

Trägerfrequenz und der Amplitudenmodulationsstufe verwendet. Sie ist gekennzeichnet durch einen Demodulator, der über ein Bandfilter, das auf das zu unterdrückende Seitenband abgestimmt ist, an den Ausgang des Senders angeschlossen ist, wobei dem anderen Eingang dieses Demodulators die phasenverschobene Trägerfrequenzspannung zugeführt wird und der Ausgang dieses Demodulators an den Eingang des zusätzlichen Phasenmodulators angeschlossen ist.Carrier frequency and the amplitude modulation stage used. It is characterized by a demodulator that has a band filter that is directed towards the suppressing sideband is tuned, connected to the output of the transmitter, with the the phase-shifted carrier frequency voltage is fed to the other input of this demodulator and the output of this demodulator is connected to the input of the additional phase modulator is.

Die Frequenz des Seitenbandes und die Trägerfrequenz werden zweckmäßig vor Einführung in den Hilfsmodulator durch Mischung mit einer Hilfsfrequenz herabgesetzt. Ferner kann vorteilhafterweise der Rückkopplungsspannung eine durch Phasenverschiebung aus dem Eingangs-Modulationssignal des Senders abgeleitete Komponente hinzugefügt werden.The frequency of the sideband and the carrier frequency are useful before being introduced into the Auxiliary modulator reduced by mixing with an auxiliary frequency. Furthermore can advantageously the feedback voltage is generated by phase shifting from the input modulation signal of the Sender-derived component can be added.

Das Entstehen des Einseitenbandsignals nach der Erfindung soll nun mit Hilfe der Zeichnung näher erklärt werden. Es zeigtThe emergence of the single sideband signal according to the invention will now be explained in more detail with the aid of the drawing will. It shows

Fig. 1 das Vektordiagramm für Amplitudenmodulation mit einem Seitenband,1 shows the vector diagram for amplitude modulation with a sideband,

Fig. 2 den zeitabhängigen Verlauf des Vektors aus Fig. 1,FIG. 2 shows the time-dependent course of the vector from FIG. 1,

Fig. 3 den Phasenverlauf undFig. 3 shows the phase curve and

Fig. 4 das Blockdiagramm einer beispielsweisen Ausführung des erfindungsgemäßen Senders.4 shows the block diagram of an exemplary embodiment of the transmitter according to the invention.

009 589/321009 589/321

In Fig. 1 entsteht der Vektor 3 als Vektorsumme des Trägerfrequenzvektors 1 und des rotierenden Vektors des Seitenbandes. 2. Die Amplitude des resultierenden Vektors ändert sich zeitabhängig gemäß der in Fig. 2 dargestellten Kurve.In Fig. 1, the vector 3 arises as the vector sum of the carrier frequency vector 1 and the rotating Vector of the sideband. 2. The amplitude of the resulting vector changes as a function of time according to curve shown in FIG.

Die Modulation mit bloß einem Seitenband kann, wie bekannt, durch gleichzeitige Amplituden- und Phasenmodulation der Trägerfrequenz erzielt werden. Wirksame Unterdrückung eines Seitenbandes in einem Sender mit der erwähnten gleichzeitigen Amplituden- und Phasenmodulation wird durch Rückkopplung gemäß der Erfindung erzielt. Ein Ausführungsbeispiel eines derartigen Sendes ist in Fig. 4 dargestellt.The modulation with only one sideband can, as is known, by simultaneous amplitude and Phase modulation of the carrier frequency can be achieved. Effective suppression of a sideband in a transmitter with the mentioned simultaneous amplitude and phase modulation is through Feedback achieved according to the invention. An exemplary embodiment of such a transmission is shown in FIG. 4 shown.

Durch die senkrechte, gestrichelte Linie ist die Figur in zwei Teile geteilt. Der linke Teil zeigt einen Sender mit den üblichen Stufen, nämlich dem Hauptoszillator 1, der HF-Verstärkerstufe 2, der modulierten Ausgangs-HF-Verstärkerstufe 3 und dem Modulationsverstärker 4. Zwischen dem Hauptoszillator 1 und der HF-Verstärkerstufe: 2 ist der Phasenmodulator 5 geschaltet, der die zusätzliche Phasenmodulation zur Unterdrückung eines Seitenbandes liefert.The figure is divided into two parts by the vertical dashed line. The left part shows one Transmitter with the usual stages, namely the main oscillator 1, the RF amplifier stage 2, the modulated Output RF amplifier stage 3 and the modulation amplifier 4. Between the main oscillator 1 and the RF amplifier stage: 2 is the phase modulator 5 switched, the additional phase modulation to suppress a sideband supplies.

Der rechte Teil der Figur zeigt die neuen zusatzliehen Teile des Senders, welche die wirksame Unterdrückung eines Seitenbandes durch die erfindungsgemäße Rückkopplung ermöglichen.The right part of the figure shows the new additions Parts of the transmitter, which the effective suppression of a sideband by the invention Enable feedback.

Die Frequenz des Hilfsoszillators 6 unterscheidet sich nur gering, z. B. um 10 kHz, vor der im Hauptoszillator 1 des Senders erzeugten Trägerfrequenz. In die Mischstufe 7 gelangen die nicht modulierte Frequenz des Oszillators 6 und die modulierte Frequenz des Oszillators 1, so- daß hier eine Differenzfrequenz f₁— /g entsteht, die gemäß der obigen Voraussetzung 1OkHz beträgt. Diese Differenzfrequenz trägt die gleiche Modulation wie das Ausgangssignal des Senders. Im Bandpaßfilter 8 wird aus diesem Frequenzspektrum das zu unterdrückende Seitenband ausgeschieden und in den Demodulator 11 geleitet.The frequency of the auxiliary oscillator 6 differs only slightly, for. B. by 10 kHz, before the carrier frequency generated in the main oscillator 1 of the transmitter. The unmodulated frequency of the oscillator 6 and the modulated frequency of the oscillator 1 reach the mixer 7, so that a difference frequency f ₁ - / g is produced here which, according to the above requirement, is 10 kHz. This difference frequency carries the same modulation as the output signal of the transmitter. In the band-pass filter 8, the sideband to be suppressed is separated from this frequency spectrum and passed into the demodulator 11 .

Gleichzeitig gelangt in die Mischstufe 9 die Frequenz des Hilfsoszillators 6 und die nicht modulierte Trägerfrequenz aus dem Hauptoszillator 1, so daß sich hier die nicht modulierte Differenzfrequenz Z₁-Z₆=IOkHz bildet. Diese wird im Phasenglied 10 z. B. um 90° verschoben, und sie wird dann als Hilfsträgerfrequenz in den Demodulator 11 geführt, wo sie sich mit dem durch das Bandpaßfilter 8 durchgelassenen Seitenband verbindet. Die Ausgangsspannung des Demodulators 11, dessen Phase von der im Phasenglied 10 erzielten Phase der Hilfsträgerfreqenz aus der Mischstufe 9 abhängt, während ihre Amplitude unmittelbar von der Amplitude des zu unterdrückenden Seitenbandes abhängt, bildet die Rückkopplungsspannung, die als Modulationssignal in den Phasen- modulator 5 des Senders geleitet wird. Durch geeignete Verschiebung der Phase der Hilfsträgerfrequenz im Phasenglied 10 kann, erzielt werden, daß die Rückkopplungsspannung aus dem Demodulator 11 die richtige Phase besitzt, die in Fig. 3 dargestellt ist und das betreffende Seitenband unterdrücken kann. Dies bedeutet, daß die gesamte Rückkopplungsbahn 5-2-3-7-8-11-5 den Charakter einer geschlossenen Rückkopplungsschleife mit negativem Faktor besitzt. Durch passende Wahl der Übertragungseigenschaften der einzelnen Glieder dieser Rückkopplungsschleife kann man einen verhältnismäßig hohen Wert des Rückkopplungsfaktors und dadurch auch eine wesentliche Unterdrückung des ungewünschten Seitenbandes erzielen.At the same time, the frequency of the auxiliary oscillator 6 and the non-modulated carrier frequency from the main oscillator 1 reach the mixer 9, so that the non-modulated difference _{frequency Z 1} -Z ₆ = 10 kHz is formed here. This is in the phase element 10 z. B. shifted by 90 °, and it is then fed as a subcarrier frequency into the demodulator 11 , where it connects to the side band passed through the bandpass filter 8. The output voltage of the demodulator 11, the phase of which depends on the phase of the subcarrier frequency from the mixer 9 achieved in the phase element 10, while its amplitude depends directly on the amplitude of the sideband to be suppressed, forms the feedback voltage, which is sent as a modulation signal in the phase modulator 5 of the Sender is directed. By appropriately shifting the phase of the subcarrier frequency in the phase element 10, it can be achieved that the feedback voltage from the demodulator 11 has the correct phase, which is shown in FIG. 3 and can suppress the relevant sideband. This means that the entire feedback path 5-2-3-7-8-11-5 has the character of a closed feedback loop with a negative factor. By a suitable choice of the transmission properties of the individual elements of this feedback loop, one can achieve a relatively high value of the feedback factor and thereby also a substantial suppression of the undesired sideband.

In manchen Fällen genügt es, wenn, bloß ein bestimmter Frequenzabschnitt des betreffenden Seitenbandes unterdrückt wird. Dies kann leicht durch geeignete Gestaltung der Übertragungskurve des Bandpaßfilters 8 erreicht werden. Der Sender strahlt dann z. B. die niedrigeren Frequenzen 30 bis 200Hz mit beiden Seitenbändern und die Frequenzen ab 200 Hz mit bloß einem Seitenband aus. Dadurch können die Kreise des Senders beträchtlich vereinfacht und verbilligt werden.In some cases it is enough if just a specific one Frequency section of the relevant sideband is suppressed. This can be done easily suitable design of the transfer curve of the bandpass filter 8 can be achieved. The transmitter shines then z. B. the lower frequencies 30 to 200Hz with both sidebands and the frequencies 200 Hz with just one sideband. This can greatly simplify the circuits of the transmitter and be cheaper.

Die Anordnung kann noch weiter verbessert werden, wenn der aus dem Demodulator 11 entnommenen Rückkopplungsspannung eine weitere Komponente hinzugefügt wird, die durch Phasenverschiebung des Eingangs-Modulationssignals des Senders mit Hilfe des zusätzlichen Phasengliedes 12 entsteht.The arrangement can be improved even further if a further component is added to the feedback voltage taken from the demodulator 11, which component arises from the phase shift of the input modulation signal of the transmitter with the aid of the additional phase element 12.

In der beschriebenen Weise kann durch verhältnismäßig einfache Mittel, ohne komplizierte Kreise im Empfänger, ein Seitenband wirksam bis um 50 bis 60 db unterdrückt werden.In the manner described, by relatively simple means, without complicated circles in the Receiver, a sideband can be effectively suppressed by 50 to 60 db.

Claims

Patent claims:

1. Arrangement for the suppression of a sideband in an amplitude-modulated transmitter which uses a phase modulator between the source of the carrier frequency and the amplitude modulation stage, characterized by a demodulator (H) which is connected to the output via a band filter that is matched to the sideband to be suppressed of the transmitter is connected, the other input of this demodulator (11) being supplied with the phase-shifted carrier frequency voltage and the output of this demodulator (11) being connected to the input of the phase modulator (5).

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the frequency of the sideband and the carrier frequency of the transmitter before introduction into the demodulator (11) by mixing with an auxiliary frequency can be reduced.

3. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the feedback voltage a voltage component derived by phase shifting from the input modulation signal of the transmitter will be added.

Publications considered: Technisches Zentralblatt (electrical engineering), 1956, P. 821, and 1958, p. 652/653.

1 sheet of drawings