DE1466475C - Verfahren zur Aufbereitung eines kompatiblen Ein- oder Restseitenbandsignals - Google Patents

Description

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gen (»IRE National Convention Record», 1958, plitudenmodulierte hochfrequente Hilfsträgerschwin-

Pt. 7, S. 55 bis 60; »Proc. IRE« 49 (1961) S. 1503 gung einem Bandpaß mit einer zur Bandsperre kom-

bis 1527; »EBU-Review«, Pt. A, Nr. 71 (Februar plementären Übertragungsfunktion zugeführt wer-

1962), S. 12 bis 19). den, dessen Ausgangssignal mit dem Ausgangssignal

Es sind auch Verfahren bekanntgeworden, die im 5 des Ein- oder Restseitenbandfilters addiert, sodann

Idealfall für Vieltonmodulation ideal sind. Bei diesen mit der ersten Hilfsträgerschwingung demoduliert

Verfahren wird das erforderliche Quadraturfilter und einem Glied mit exponentiell Charakteristik

durch eine mehrfach angezapfte Laufzeitkette mit zu- zugeführt wird, bevor es die Trägerschwingung in der

sätzlichen Bewertungsgliedern und Summiergliedern Amplitude moduliert.

approximiert. Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei den io Das erfindungsgemäße Verfahren soll im folgenden Approximierungsverfahren unter Verwendung von an Hand der in den F i g. 1 bis 6 dargestellten Block-Laufzeitketten die idealen Verhältnisse nicht auch Schaltbilder noch etwas näher erläutert werden,
nur annähernd erreicht werden können, so daß auch Wie F i g. 1 zeigt, gibt man das ständig positive diese Verfahren bisher zu kaum besseren Ergebnissen Nachrichtensignal 1 + η auf ein Glied In mit logarithgeführt haben als die einfacheren, nur für Einton- 15 mischer Charakteristik und bildet zunächst das modulation idealen Verfahren (deutsche P atentschrif- niederfrequente Signal/n (1 + n). Mit diesem Signal ten 1088114; 1221691; 950 788; »Radio Enge- wird die hochfrequente Hilfsträgerschwingung neering«, 12 (1957), Nr. 5, S. 54 bis 61 [Übersetzung cos 42 ^ im Modulator ^M₁ amplitudenmoduliert. Die aus dem Russischen]; »Proc. IRE«, 48 (1960), S. 1431 amplitudenmodulierte Hilfsträgerschwingung y₀ wird bis 1435). 20 dem Eingang eines Ein- oder Restseitenbandfilters

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aus- EB zugeführt, dessen Ausgangssignal ^₁ einerseits

gehend von dem bekannten Verfahren zur Aufberei- zum Eingang eines Demodulators D₁ gelangt, in dem

tung eines kompatiblen Einseitenbandsignals, bei es mit der Hilfsträgerschwingung cos Ω _χί demoduliert

dem aus einem ständig positiven Nachrichtensignal wird; andererseits gelangt das Signal V₁ auf den Ein-

mittels eines Gliedes mit logarithmischer Charakte- 25 gang eines zweiten Demodulators D₂, in dem es mit

ristik ein niederfrequentes Signal gebildet wird, wel- einer zur ersten Hilfsträgerschwingung orthogonalen

ches dem Eingang eines Quadraturfilters zugeführt weiteren Hilfsträgerschwingung sin Ω _xt demoduliert

wird, mit dessen Ausgangssignal eine Trägerschwin- wird. Mit dem Ausgangssignal φ des Demodula-

gung, die mit dem stetig positiven Nachrichtensignal tors D₂ wird eine Trägerschwingung cos Ω _ot mittels

in der Amplitude moduliert wird, zusätzlich in der 30 eines Phasenmodulators PM in der Phase moduliert,

Phase moduliert wird, ein entsprechendes Verfahren zusätzlich wird die Trägerschwingung cosß₀i mit

anzugeben, das dem Idealfall für Vieltonmodulation dem Nachrichtensignal 1+n, das am Ausgang des

wesentlich näher kommt und dabei relativ einfach Demodulators D₁ über ein Glied mit exponentieller

technisch realisierbar ist. Charakteristik exp abgreifbar ist, mittels des Ampli-

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- 35 tudenmodulators AM₂ in der Amplitude moduliert,

löst, daß eine mit dem den Logarithmus des stetig Am Ausgang des Amplitudenmodulators AM₂ erhält

positiven Nachrichtensignals darstellenden nieder- man das gewünschte kompatible Einseitenbandsi-

f requenten Signal amplitudenmodulierte hochfre- gnal z.

quente Hilfsträgerschwingung einem Ein- oder Rest- In der F i g. 2 wird das zur Amplitudenmodulation

seitenbandfilter zugeführt wird, dessen Ausgangssi- 40 der Trägerschwingung cos Ω _ot notwendige Nachrich-

gnal mit einer zur Hilfsträgerschwingung orthogo- tensignal 1 + n direkt vom Eingang des Systems unter

nalen weiteren Hilfsträgerschwingung demoduliert Zwischenschaltung eines laufzeitausgleichenden Netz-

und zur Phasenmodulation der Trägerschwingung Werkes LA abgenommen, mit dem der Modulations-

verwendet wird. fehler infolge der Laufzeit des Ein- oder Restseiten-

Da das Ein- oder Restseitenbandfilter mit einer 45 bandfilters EB kompensiert wird.

Laufzeit behaftet ist, kann das ständig positive Nach- In den F i g. 3 und 4 sind zwei weitere Anordnunrichtensignal nicht ohne weiteres von der Eingangs- gen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verklemme des entsprechenden Systems abgenommen fahrens dargestellt, bei denen auch Restseitenbandwerden, um damit die Trägerschwingung in der Am- filter mit anderem Flankenverlauf als dem der plitude zu modulieren. Es wird deshalb das stetig 50 Nyquist-Flanke verwendet werden können. Auch in positive Nachrichtensignal vor der Amplitudenmo- diesem Fall bildet man den Logarithmus des ständig dulation der Trägerschwingung einem Laufzeitglied positiven Nachrichtensignals und moduliert das erzugeführt. Es ist aber auch möglich, das hochfre- haltene Signal im Amplitudenmodulator ^4M₁ mit der quente Ausgangssignal des Ein- oder Restseitenband- Hilfsträgerschwingung cos Ω _tt. Die amplitudenmodufilters mit der ersten Hilfsträgerschwingung zu demo- 55 lierte Hilfsträgerschwingung y₀ wird daraufhin nicht dulieren und einem Glied mit exponentieller Charak- direkt dem Restseitenbandfilter EB zugeführt, sonteristik zuzuführen, bevor damit die Trägerschwin- dem sie durchläuft erst eine Bandsperre BS, deren gung in der Amplitude moduliert wird. In diesem schmaler Sperrbereich symmetrisch zur Hilfsträger-FaIl ist die Laufzeit des Ein- oder Restseitenband- frequenz Ω _t liegt. Andererseits wird das Signal y₀ filters in beiden Modulationssignalen enthalten. 60 einem Bandpaß BP zugeführt, der eine zur Band-Werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Rest- sperre BS komplementäre Übertragungsfunktion aufseitenbandfilter verwendet, so ist es unter Umständen weist. Dessen Ausgangssignal wird in einem Sumgünstig, die amplitudenmodulierte hochfrequente mierglied mit dem Ausgangssignal des Restseiten-Hilfsträgerschwingung vor dem Restseitenbandfilter bandfilters addiert, worauf es in der der F i g. 1 enterst einer Bandsperre zuzuführen, deren gegenüber 65 sprechenden Weise weiterverarbeitet wird. Die entdem gesamten übertragenen Frequenzbereich schma- sprechende Realisierung mit einem laufzeitausgleiler Sperrbereich symmetrisch zur Hilfsträgerfrequenz chenden Netzwerk LA ist in der F i g. 4 dargestellt,
liegt. In diesem Fall kann zusätzlich noch die am- Im Gegensatz zu den Anordnungen gemäß F i g. 1

und 2 kann bei den Anordnungen gemäß F i g. 3 und 4 das Filter EB ein Restseitenbandfilter sein, dessen Filterflanke innerhalb des Sperrbereiches der Bandsperre BS beliebig verläuft. Das Ausgangssignal der Bandsperre BS besitzt in dem gesperrten Spektralbereich keine Energie, so daß die Filterflanke des Restseitenbandfilters innerhalb dieses Bereiches ohne Belang ist.

In den F i g. 5 und 6 sind zwei weitere Anordnungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, bei denen das hochfrequente Ausgangssignal V₁ des Ein- oder Restseitenbandfilters EB, statt mit der zur ersten Hilfsträgerschwmgung cosQ_tt orthogonalen weiteren Hilfsträgerschwingung sinßji demoduliert zu werden, zu der eine konstante Amplitude aufweisenden Hilfsträgerschwingung K- cos Ω _tt addiert wird. Das Ausgangssignal des Additionsgliedes wird daraufhin einerseits über einen Amplitudenbegrenzer BG einem Phasenvervielfacher PV zugeführt, in dem die Phase um den konstanten Faktor K vervielfacht wird; dessen hochfrequentes Ausgangssignal der Frequenz K₁ wird sodann in einem Mischglied M durch Mischung mit einer Zwischenträgerschwingung cosß₂i der Frequenz Ω₂—\Ω₀±ΚΩ₁\ auf die endgültige Trägerfrequenz Ω_ο umgesetzt. Andererseits wird das Ausgangssignal des Additionsgliedes einem Hüllkurvendetektor HD zugeführt, von dessen Ausgangssignal die Hilfsträgeramplitude K subtrahiert wird. Dieses niederfrequente Signal wird entsprechend den Anordnungen nach F i g. 1 und 3 einem Glied mit exponentieller Charakteristik exp zugeführt, dessen Ausgangssignal als stetig positives Nachrichtensignal 1+n in dem Amplitudenmodulator AM₂ die phasenmodulierte Trägerschwingung zusätzlich in der Amplitude moduliert. Die entsprechende Realisierung mit einem laufzeitausgleichenden Netzwerk LA ist in der F i g. 6 dargestellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 2 einer Zwischenträgerschwingung (cos Ω J), wobei Patentansprüche: Ω2 —\Ω0±ΚΩ1\, eine phasenmodulierte Träger- , x/ - u a CL · ι ' schwingung der Frequenz-"·"· zu ergeben.

1. Verfahren zur Aufbereitung eines kompa- & & ^ ₂π ^b

tiblen Ein- oder Restseitenbandsignals, bei dem 5 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch geaus einem stetig positiven Nachrichtensignal mit- kennzeichnet, daß das hochfrequente Ausgangstels eines Gliedes mit Iogarithmischer Charakte- . signal (^₁) des Ein- oder Restseitenbandfilters ristik ein niederfrequentes Signal gebildet wird, (EB) nach Addition mit der Hilfsträgerschwinwelches dem Eingang eines Quadraturfilters zu- gung (ATcosΩ _tr) einem Hüllkurvendetektor (HD) geführt wird, mit dessen 'Ausgangssignal eine io zugeführt wird, sodann um einen konstanten Trägerschwingung, die mit dem stetig positiven Wert ( — K) verringert und einem Glied mit expo-Nachrichtensigna! in der Amplitude moduliert nentieller Charakteristik (exp) zugeführt wird, bewird, zusätzlich in der Phase moduliert wird, d a- vor es die Trägerschwingung (cos Ω _ot) in der d u rc h ge k e η η ze i ch η e t, daß eine mit dem Amplitude moduliert,
den Logarithmus des stetig positiven Nachrich- 15

tensignals (1+«) darstellenden niederfrequenten

Signal amplitudenmodulierte hochfrequente Hilfs-

trägerschwingung (y_n) einem Ein- oder Restsei-

tenbandfilter (EB) zugeführt wird, dessen hoch- Auf den Rundfunkübertragungskanälen hat die

frequentes Ausgangssignal (y_t) mit einer zur 20 dichte Lage der Trägerfrequenzen und die sich zum

Hilfstragerschwingung (cos Ω,/) orthogonalen wei- Teil überlappenden Seitenbänder der einzelnen Sen-

teren Hilfsträgerschwingung (sin .O₁/) demoduliert der Anlaß zu der Überlegung gegeben, ob es bei ^/

und zur Phasenmodulation der Trägerschwin- vorgegebener Nachrichtenfunktion durch zusätzliche (J

gung (cos Ω_ot) verwendet wird. simultane Phasenmodulation der Sendersignale ge-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 25 lingt, deren spektrale Energie wesentlich dichter zu kennzeichnet, daß das stetig positive Nachrichten- legen, als es bei der konventionellen Amplitudenmosignal (l + n) einem Laufzeitglied (LA) zugeführt dulation der Fall ist, um so die zur Zeit bestehenden wird, bevor es die Trägerschwingung (cos UJ) Empfangsbedingungen zu verbessern.

in der Amplitude moduliert. Als »optimales Modulationssignal« wurde zu die-

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 30 sem Zweck ein in Amplitude und Phase moduliertes kennzeichnet, daß das hochfrequente Ausgangs- Signal der Gestalt

signal C₁) des Ein- oder Restseitenbandfilters ζ = [1 + η(O] · cosQ₀ + _φ(ί) (1)

(EB) mit der ersten Hilfstragerschwingung ^J °
() (

ggg

j demoduliert und einem Glied (exp) mit angegeben, wobei n(t) die niederfrequente Nachrich-

exponentieller Charakteristik zugeführt wird, be- 35 tenfunktion bedeutet, (|n(r)|<l), und der momen-

vor es die Trägerschwingung (cos Ω_οί) in der tane Phasenwinkel ep(t) durch die Hilbert-Transfor-

Amplitude moduliert. mation

.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ,_t\ _ T_{7 r}. _(Λ , V₁ /^_n

ι · i_ * j η j· l-x j Ji-* m(n = n milt«) (Z)
gekennzeichnet, daß die amplitudenmoduherte

hochfrequente Hilfstragerschwingung (y_a) vor 40 mit dem Logarithmus des stetig positiven Nachrich-

dem Restseitenbandfilter (EB) erst einer Band- tensignals 1 + η (t) verknüpft ist. Das Signals aus

sperre (BS) zugeführt wird, deren gegenüber dem Gleichung (1) ist unter der Bedingung der Glei-

gesamten übertragenen Frequenzbereich schmaler chung (2) ein Einseitenbandsignal, dessen Spektrum

Sperrbereich symmetrisch zur Hilfsträgerfrequenz unterhalb der festen Trägerfrequenz Ω_ο identisch Qi,

(Q¹Ziπ) liegt. 45 verschwindet, und ist — weil die Nachricht n(t) wie

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch ge- bei der konventionellen Amplitudenmodulation in der kennzeichnet, daß die amplitudenmodulierte Einhüllenden steckt — mit den existierenden Rundhochfrequente Hilfstragerschwingung (y.J einen funkempfängern kompatibel (B. I. Korenbljum, Bandpaß (RP) mit einer zur Bandsperre (BS) M. G. Krein, S. I. Tetelbaum, K. Matematitkomplementären Übertragungsfunktion zugeführt 50 scheskoi teorii motoda optimalnoi amplitudnowird, dessen Ausgangssignal mit dem Ausgangs- fasowoi moduljazii [Zur mathematischen Theorie des signal des Restseitenbandfilters addiert, sodann Verfahrens der optimalen Amplituden-Phasen-Momit der ersten Hilfstragerschwingung (cos Ω, i) de- dulation] Sbomik trudov instituta elektrotechniki an moduliert und einem Glied (exp) mit exponen- Ukraj. S. SR. Vyp. 7 (1951), S. 96 bis 104).

tieller Charakteristik zugeführt wird, bevor es die 55 Die technische Aufbereitung des Signals ζ laut

TrägerschwingungfcosQ,,/) in der Amplitude mo- Gleichung (1) ist bei einer Nachrichtenfunktion η (t),

duliert. deren Bandbreite sich beispielsweise von 50 Hz bis

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, da- etwa 10 kHz erstreckt, nicht einfach zu realisieren, durch gekennzeichnet, daß das hochfrequente Schwierigkeiten bereitet vor allem die technische Ausgangssignal (^₁) des Ein- oder Restseiten- 60 Realisierung eines Quadraturfilters, mit dessen Hilfe bandfilters (EB), statt mit der zur ersten Hilfs- im gesamten Spektralbereich eine Hilbert-Transforträgerschwingung(cos.Q_tr) orthpgonalen weiteren mation des Logarithmus des ständig positiven Nach-Hilfsträgerschwingung (sin Ω _xt) demoduliert zu richtensignals vorgenommen werden muß.

werden, zu der eine konstante Amplitude äufwei- Es sind einige Verfahren bekannt geworden, die

senden ersten Hilfstragerschwingung (Kcosüjf) 65 nur für Eintonmodulation gut funktionieren; diese

addiert, in seiner Amplitude begrenzt und in führen jedoch bei Vieltonmodulation zu einer sehr

seiner Phase um einen konstanten Faktor ver- mäßigen Unterdrückung des unerwünschten Seiten-

vielfacht wird, um daraufhin durch Mischung mit bandes oder sie erzeugen Intermodulationsverzerrun-