DE1766434B2 - Verfahren und schaltungsanordnung zur beseitigung von stoerkomponenten beim erfassen von phasenschritten bei der phasendemodulation - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Beseitigung von Störkomponenten beim Erfassen von Phasenschritten bei der Phasendemodulation, wonach die Störkomponenten, die eine bestimmte Schwelle überschreiten, von einem Signal abgetrennt, in ihrer Polarität umgekehrt und mit dem ursprünglichen Signal kombiniert werden.

Aus der DT-AS 10 13 331 ist eine Schaltungsanordnung zur Störunterdrückung bekannt, bei welcher Störimpulse zunächst schwellenmäßig erfaßt werden und dann von einem Signal abgetrennt werden, in ihrer Polarität umgekehrt und mit dem ursprünglichen Signal wieder kombiniert werden.

Diese bekannte Schaltungsanordnung soll dazu dienen, die Störimpulse im ursprünglichen Signal umzukehren, also nicht vollständig aufzuheben. Bei dieser Schaltungsanordnung ändert sich auch die bs Schwelle entsprechend der Amplitude der empfangenen Signale, wobei die empfangenen Signale mit den darin enthaltenen Störimpulsen zwei Elektronenröhren mit gemeinsamem Ausgangskreis derart zugeführt werden, daß die Ausgangssignale beider Röhren entgegengesetzte Polarität haben und daß die eine der beiden Röhren zur Erzielung der Schwelle derart vorgespannt ist, daß sie bei fehlendem Eingangssignal gesperrt ist. Diese bekannte Schaltungsanordnung zeichnet sieh insbesondere dadurch aus, daß zwischen dem gemeinsamen Ausgangskreis und dem Eingangskreis dieser Röhre ein Tiefpaßfilter eingeschaltet ist, welches die Niederfrequenzkomponente einschließlich der Gleichstromkomponente zur Änderung der Vorspannung dieser Röhre im Sinne einer Änderung der Schwelle entsprechend der Amplitude der empfangenen Signale durchläßt.

Demnach gelangt bei dieser bekannten Schaltungsanordnung zwar ein Tiefpaßfilter zur Anwendung, dieses dient jedoch lediglich dein Zweck, die Vorspannung der genannten Röhre in Abhängigkeit von der Amplitude der Eingangssignale zu ändern, so daß das Tiefpaßfilter quasi einen Teil einer automatischen SchwelJeneinstellschaltung darstellt.

Aus der DT-AS 11 13 002 ist ein Verfahren zur Beseitigung weißer Störimpulse im Fernsehbild bekannt. Bei einem Fernsehempfänger sind auf dem Bildschirm in störverseuchten Gebieten schwarze und weiße Punkte zu sehen. Gemäß diesem bekannten Verfahren sollen die zu sehenden weißen Punkte mit Hilfe von Austastimpulsen beseitigt werden, zu welchem Zweck die die Spitzen der Synchronimpulse übertragenden Störimpulse mit Hilfe eines Amplitudensiebs vom Bildsignal getrennt werden, in einer Impuls Verbreiterungsstufe verbreitert und die so gewonnenen Austastimpulse anschließend dem Bildsignal mit solcher Polarität zugeführt werden, daß die durch das Überschwingen der nach schwarz gerichteten Störimpulse hervorgerufenen weißen Störimpulse unterdrückt werden. Dabei erfolgt die Verbreiterung der abgetrennten Störimpulse etwa auf die doppelte Länge.

Demnach werden gemäß diesem bekannten Verfahren aus den Störimpulsen Austastimpulse erzeugt, die eine größere Breite als die eigentlichen Störimpulse besitzen und diese Austastimpulse werden anschließend dem Bildsignal wieder zugeführt.

Zur Erzeugung der Austastimpulse mit der vergrößerten Breite ist ein Verzögerungsnetzwerk vorgesehen, welches vor dem Videoverstärker, in diesem oder zwischen Videoverstärker und Bildröhre eingeschaltet werden kann. Das Verzögerungsnetzwerk dient hier also lediglich der Verbreiterung der Austastimpulse, also beispielsweise nicht dazu, die durch die Übertragung eines Signalteiles über einen Schaltungszweig bedingte Laufzeit zu kompensieren.

Darüber hinaus gelangt bei diesem bekannten Verfahren auch kein Filter zur Anwendung, um beispielsweise von dem Eingangssignal einen Signalanteil abzutrennen, der für die Kompensation von Störkomponenten vorbereitet wird. Gemäß diesem bekannten Verfahren werden die Störkomponenten nur hinsichtlich ihrer Amplitude untersucht, wobei jedoch keine Auswahl hinsichtlich der Frequenz der Störkomponenten vorgenommen wird.

Schließlich ist aus der DT-PS 5 07 435 ein Verfahren zur aperiodischen Frequenzselektion für drahtlose Nachrichtenübermittlung bekannt. Diese bekannte aperiodische Frequenzselektion besteht im Prinzip aus der Kombination von künstlichen Leistungen mit steigender Laufzeit mit solchen Leitungen fallender Laufzeit für verschiedene Frequenzen, jedoch mit

gleicher Laufzeit für die auszustrahlende Frequenz, so daß für abweichende Frequenzkomponenten eine Phasenkompensation am Ausgang der Leitung stattfinden kann. Gemäß diesem bekannten Verfahren wird also die ankommende Energie auf nr.threre parallele Leitungen verteilt und die Phase der Energie von gewünschter Frequenz in jedem der Leitungsteile in gleicher Weise geändert, während die Phase der Energie von ungewünschter Frequenz in jedem der Leitungsteilr in ungleicher Weise geändert wird, worauf die resultierenden phasengeänderten Energieteile so kombiniert werden, daß nur Energie von gewünschter Frequenz gleichphasig kombiniert wird.

Dieses bekannte Verfahren läßt sich jedoch in der Praxis kaum zufriedenstellend realisieren, da auch die Energie von der gewünschten Frequenz unvermeidbar durch die mehreren parallelen Leitungen in der Phase beeinflußt wird, so daß Verzerrungen in das Nutzsignal eingeführt werden, die durch besondere Entzerrungsstufen wieder ausgeglichen werden müssen. Bei diesem bekannten Verfahren ist somit von Nachteil, daß in jedem Fall auch das Nutzsignal durch die Einrichtung zur Beseitigung der Störkomponenten mit beeinflußt wird. Darüber hinaus gelangt bei der Schaltungsanordnung zur Durchführung dieses bekannten Verfahrens ebenfalls kein Filter zur Anwendung.

Bei keinem der bekannten Verfahren oder der bekannten Schaltungen gelangt das in die Schaltung eingespeiste Signal bzw. Frequenzspektrum ohne Beeinflussung oder Verarbeitung des eigentlichen Nutzsignals bis zum Ausgang der betreffenden Stufe.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein Verfahren der eingangs definierten Art und eine Schaltungsanordnung zur Durchführung dieses Verfahrens anzugeben, durch die die Beseitigung von Störkomponenten unterhalb des Spektrums des modulierenden Signals ohne nennenswerte Beeinflussung des modulierenden Signals ermöglicht wird.

Ausgehend von dem Verfahren der eingangs definierten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Frequenzband am Ausgang des Demodulators unterhalb des Spektrums des modulierenden Signals gefiltert wird und daß in dem gefilterten Frequenzband mögliche Schalteinschwingwellen entsprechend den Phasenschritten des Demodulators ermittelt werden, daß die Auftrittszeit und die Amplitude der Schalteinschwingwellen bestimmt werden, daß Signale mit im wesentlichen gleicher Auftrittszeit und gleicher Phase hergeleitet werden und daß diese Signale mit invertierter Polarität dem Ausgangssignal aus dem Demodulator additiv zugeführt werden, um damit die Geräuschkomponenten entsprechend den Phasenschritten zu beseitigen.

Ein grundlegender Gedanke der vorliegenden Erfindung besteht also darin, das Ausgangssignal einer Demodulatorstufe über ein Tiefpaßfilter zu leiten, wobei das Tiefpaßfilter so ausgelegt ist, daß es nur für das Frequenzband unterhalb des modulierenden Signals durchlässig ist, so daß also das modulierende Signal lediglich über einen Zweig, der beispielsweise eine Verzögerungsleitung enthalten kann, geleitet wird und zur Ausgangsstufe bzw. Addierschaltung gelangt, während ein vom Ausgangssignal der Demodulatorstufe abgetrenntes Frequenzspektrum hinsichtlich der Auftrittszeit und der Amplitude der enthaltenen Störkom- t» ponenten untersucht wird und schließlich in der Phase umgedreht wird, so daß es in der genannten Addierstufe additiv mit dem Ausgangssignal der Demodulatorstufe kombiniert werden kann und somit Geräuschkomponenten entsprechend den Phasenschritten dabei beseitigt werden.

Die Schaltung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung ein Tiefpaßfilter enthält, welches am Ausgang eines Demodulators angeschlossen ist, um aus dem Eingangssignal ein gefiltertes Signal zu gewinnen, welches in seiner Polarität umgekehrt ist und daß die Schaltung eine Addierschaitung enthält, die sowohl an den Ausgang der das gefilterte Signa! erzeugenden Schaltung als auch an den Ausgang des Demodulators angeschlossen ist

Im einzelnen kann die Erfindung dadurch eine vorteilhafte Weiterbildung erfahren, daß eine oder mehrere Schwellenschaltungen zwischen das Tiefpaßfilter und der das gefilterte Signal erzeugenden Schaltung geschaltet ist, die die Auftretenszeit und die Amplitude der Schalteinschwingkomponenten bestimmen.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform kann eine Verzögerungsleitung zwischen dem Ausgang des Demodulators und dem einen Eingang der Addierschaltung eingeschaltet sein.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockdiagramm einer Schaltung nach der Erfindung, wie sie an einen phasenstarren Demodulator angeschlossen wird und

F i g. 2 und 3 zwei Diagramme, die die Betriebsweise der Schaltung nach F i g. 1 veranschaulichen.

Der in F i g. 1 mit gestrichelten Linien abgegrenzte Abschnitt 1 stellt einen gewöhnlichen phasenstarren Demodulator (phase-lock demodulator) dar. Dieser Modulator enthält in bekannter Weise einen Vervielfacher 2, dessen Ausgang zu einem Verstärker 3 führt, und der Ausgang des Verstärkers ist mit einem elektronisch abstimmbaren Oszillator 4 verbunden. Der Ausgang des letzteren ist mit einem Eingang des Vervielfachers 2 verbunden.

Der Abschnitt 5, der mit gestrichelten Linien abgegrenzt ist, betrifft eine Schaltung nach der Erfindung. Dieser Abschnitt enthält eine Entzerrerschaltung 6, deren Eingang mit dem Ausgang des Verstärkers 3 verbunden ist. Der Ausgang dieser Schaltung 6 ist sowohl aii den Eingang eines Tiefpaßfilters 7 als auch an den Eingang einer Verzögerungsleitung 8 angelegt. Der Ausgang des Filters 7 ist an den Eingang einer oder mehrerer Schwelienschaltungen 9 angelegt, deren Ausgang wiederum mit dem Eingang eines die Schwingungsform kompensierenden Generators iO angeschlossen ist Der Ausgang des Generators 10 ist an den ersten Eingang einer Addierschaltung 11 geführt, deren zweiter Eingang mit dem Ausgang der Verzögerungsleitung verbunden ist.

Die Funktionsweise der Schaltung ist folgende:

Es ist angenommen, daß das Modulationsspektrum des Signals zwischen einer minimalen Frequenz f_m und einer maximalen /m liegt. Das Filter 7 nimmt das Frequenzband unterhalb f_m aus dem Ausgang des Demodulators 1, über die Entzerrerschaltung 6, auf. In diesem Band ist normalerweise Rauschspannung enthalten, zu der sich sehr gut bestimmbare Schaltstoßwellen addieren lassen, wenn Phasenschritte auftreten. Die Zeit des Auftretens und die Amplitude dieser Schaltstoßwellen werden durch die Schwellenschaltung 9 bestimmt. Was die Amplitude betrifft, so sei erwähnt, daß sie

quantisiert ist (da, wie festgestellt wurde, die Phasenschritte ±π oder ein Vielfaches davon sein können). Eine Bestimmung dieser Amplituden wirft daher keine großen Probleme auf. Einmal wird die obenerwähnte Bestimmung durchgeführt, der Generator 10 wird angesteuert und erzeugt Schwingungsformen von gleicher Amplitude und mit entgegengesetzter Richtung, und zwar hinsichtlich der Schwingungsformen, die von den Phasenschritten herrühren. Diese SchwingungsfoYmen werden dem Addierer 11 zugeführt. Demselben Addierer 11 wird ebenso das Ausgangssignal der Verzögerungsleitung 8 zugeführt, die eine Verzögerung des Ausgangssignals des Demodulators I vorsieht, um die Zeit zu berücksichtigen, die zum Erkennen der Phasenschritte und für den Betrieb der kompensierenden Schwingungsformerzeugung erforderlich ist.

Die Rauschspannung am Ausgang des Filters 7, auch wenn sie im allgemeinen keine Schwierigkeiten zur Bestimmung der Amplitude der Phasenschritte verursacht, wie schon festgestellt wurde, verursacht jedoch einen Fehler in der Bestimmung der Auftrittszeiten der Amplituden, so daß die Kompensation der Phasenschritte in Wirklichkeit nicht vollständig ist.

In Fig.2 ist ein Diagramm dargestellt, in dem ein durch einen Phasenschritt hervorgerufenes Signal (a) gezeigt ist, bei (b) ist eine (a) kompensierende Schwingungsform gezeigt und in (c) ist das Signal gezeigt, welches sich aus der Addition der beiden Signale (a) und (b) ergibt. Dieses Diagramm veranschaulicht einen idealen Fall, bei dem die Auftrittszeit der Rauschsignale hinsichtlich den Phasenschritten und hinsichtlich der kompensierenden Schwingungsform identisch sind, wodurch eine vollständige Auslöschung der Störkomponente erreicht wird.

Fig. 3 zeigt ein ähnliches Diagramm wie Fig.2, bezieht sich jedoch auf einen aktuelleren Fall. Man kann daraus entnehmen, daß die Auftretenszeiten des Rauschsignals (a)' und der kompensierenden Schwingungsform (b)' unterschiedlich sind, wodurch nach einer Kompensation eine Geräuschkomponente (c)' in Form eines Impulses erhalten wird. Man kann jedoch zeigen, daß auch bei diesen Bedingungen eine beträchtliche Verbesserung durch die Schaltung nach der Erfindung erreicht werden kann, da die Rauschenergie sowohl reduziert als auch über das Signalband verteilt wird.

Die beschriebene Methode und Vorrichtung ist besonders im Falle von Nachrichtensystemen, die mit einer minimalen Übertragungsenergie arbeiten, von Bedeutung. Ein Beispiel eines solchen Systems ist z. B.

die Nachrichtenverbindung über einen Satelliten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Beseitigung von Störkomponenten beim Erfassen von Phasenschritten bei der s Phasendemodulation, wonach die Störkomponenten, die eine bestimmte Schwelle überschreiten, von einem Signal abgetrennt, in ihrer Polarität umgekehrt und mit dem ursprünglichen Signal kombiniert werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Frequenzband am Ausgang des Demodulators unterhalb des Spektrums des modulierenden Signals gefiltert vird und daß in dem gefilterten Frequenzband mögliche Schalteinschwingwellen entsprechend den Phasenschritten des Demodulators ermittelt werden, daß die Auftrittszeit und die Amplitude der Schalteinschwingwellen bestimmt werden, daß Signale mit im wesentlichen gleicher Auftrittszeit und gleicher Phase hergeleitet werden, und daß diese Signale mit invertierter Polarität dem Ausgangssignal aus dem Demodulator additiv zugeführt werden, um die Geräuschkomponenten entsprechend den Phasenschritten zu beseitigen.

2. Schaltung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung ein Tiefpaßfilter (7) enthält, welches am Ausgang eines Demodulators (I) angeschlossen ist, um aus dem Eingangssignal ein gefiltertes Signal zu gewinnen, welches in seiner Polarität umgekehrt ist und daß die Schaltung eine Addierschaltung (11) enthält, die sowohl an den Ausgang der das gefilterte Signal erzeugenden Schaltung (10) als auch an den Ausgang des Demodulators (I) angeschlossen ist.

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Schwellenschaltungen (9) zwischen das Tiefpaßfilter (7) und der Schaltung (10) geschaltet ist, die die Auftretenszeit und die Amplitude der Schalteinschwingkomponenten bestimmen.

4. Schaltung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verzögerungsleitung (8) zwischen dem Ausgang des Demodulators (I) und dem einen Eingang der Addierschaltung (11) eingeschaltet ist.

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