DE3005218C2 - - Google Patents
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- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
- H04L7/02—Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information
- H04L7/027—Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information extracting the synchronising or clock signal from the received signal spectrum, e.g. by using a resonant or bandpass circuit
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung in einem
Empfänger eines Systems für Datenübertragung mittels n-wertiger Phasenmodulation
eines Trägers zum Wiedergewinnen eines Taktsignals und zum
mit der Modulationsgeschwindigkeit Abtasten der demodulierten Signale,
die durch Demodulation des empfangenen Signals mittels der In-Phase-
und Quadraturkomponenten eines Ortsträgers gebildet werden, welche
Taktgewinnungsanordnung einen Kreis zur Phasenverriegelung eines örtlichen
Taktsignals auf den Nulldurchgängen eines Signals enthält.
Diese Anordnung hat zur Aufgabe, in dem Empfänger aus dem
empfangenen phasenmodulierten Signal ein örtliches Taktsignal wiederzugewinnen,
das zu dem in dem Spender zur Modulation des Trägers benutzen
Taktsignal synchron ist, um die zwei orthogonalen Signale,
die durch Demodulation des empfangenen Signals mittels örtlich erzeugter
Träger erhalten werden, in der richtigen Phase abzutasten. Eine derartige
Abtastung mit einem örtlichen Taktsignal, das zu dem senderseitigen
Taktsignal synchron ist, ist für die einwandfreie Wiedergewinnung
der übertragenen Phasen und folglich der ausgesendeten Daten
notwendig.
Während die vorstehend angegebene Anordnung geeignet ist,
aus einem emfangenen phasenmodulierten Signal ein örtliches
Taktsignal wieder zu gewinnen, das zu dem im Sender
zur Modulation des Trägers genutzte Taktsignal synchron
ist, beschreibt die DE-OS 27 35 945 eine Schaltungsanordnung
für die Wiedergewinnung des Trägers selbst
aus dem empfangenen 4-wertig phasenmodulierten Signal.
Bei dieser bekannten Anordnung wird der Träger unter Benutzung
von Schaltkreisen erhalten, die den zu der Phase
des empfangenen Signals zum Abtastzeitpunkt gehörenden
Phasensektor detektieren. Dabei werden die am Ausgang von
Filtern auftretenden Komponenten X und Y Begrenzerstufen
zugeführt, welche jeweils die Vorzeichen (Sgn) von X und
Y liefern. Die Komponenten X und Y werden Vergrößerungsleitungen
zugeführt, die eine Verzögerung um die halbe
Signalperiode bewirken. Das am Ausgang der Verzögerungsleitung
für die Komponente X auftretende verzögerte Signal
X wird in einer Multiplizierstufe mit der von der Abtastschaltung
kommenden Information über Sgn [Y ] multipliziert.
Das am Ausgang der Verzögerungsleitung für die
Komponente Y auftretende verzögerte Signal Y wird in
einer Multiplizierstufe mit der am Ausgang der Abtastschaltung
auftretenden Information Sgn [X ] multipliziert.
Das am Ausgang der ersten Multiplizierstufe mit der am
Ausgang der Abtastschaltung auftretenden Information
Sgn [X ] multipliziert. Das am Ausgang der ersten Multiplizierstufe
auftretende Produkt X Sgn [Y ] wird durch eine
Summenschaltung von dem am Ausgang der zweiten Multiplizierstufe
auftretenden Produkt Y Sgn [X ] subtrahiert. Aus
der DE-OS 27 35 945 ist daher eine Anordnung an sich bekannt,
welche gemäß der Gleichung d Φ = X Sgn [X ] - X Sgn [Y ]
arbeitet.
Es ist ferner bekannt, eins von beiden orthogonalen, durch Demodulation
mittels örtlich erzeugter Träger erhaltenen Signalen als Signal zu
verwenden, dessen Nulldurchgänge zur Phasenverriegelung des örtlichen
Taktsignals benutzt werden. Aber dieses bekannte Verfahren ist nur
anwendbar, wenn der Ortsträgergenerator mit dem senderseitigen Trägergenerator
genau phasenverriegelt wird. Wenn, aus irgendeinem Grund,
eine Phasenverriegelung des Ortsträgers auf dem senderseitigen Träger
nicht vorgesehen oder nicht möglich ist, ergibt sich zwischen den
senderseitigen und empfängerseitigen Trägern eine veränderliche Phasenabweichung,
wodurch die Nulldurchgangszeitpunkte der demodulierten
Signale ungenau definiert und somit zum Synchronisieren des örtlichen
Taktsignals auf dem senderseitigen Taktsignal nicht geeignet sind.
Außerdem ist es bei bestimmten Empfängertypen nicht möglich, eine
Phasenverriegelung der örtlichen und senderseitigen Träger zu bewerkstelligen
bevor eine Synchronisierung der Taktsignale erhalten worden
ist, was am Anfang einer Datenübertragung ein Problem bildet.
Die vorliegende Erfindung hat nun zur Aufgabe, diese Nachteile
zu verringern und eine Taktgewinnungsanordnung zu schaffen, die
sich mit einem nicht auf dem senderseitigen Träger phasenverriegelten
Ortsträger begnügt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Anordnung logische Kreise enthält zum aus den Abtastwerken der demodulierten
Signale Detektieren, welchem Phasensektor von den n möglichen
Phasensektoren der übertragenen Signale die Phase des empfangenen Signals
zu den Abtastzeitpunkten zugeordnet ist, sowie Rechenkreise zum
Bilden einer mit einer der In-Phase- und Quadraturkomponenten des
Ortsträgers gleichphasigen Komponente eines Signals, das von dem empfangenen
Signal durch eine derartige Phasendrehung ΔR abgeleitet ist,
daß die Phase dieser Signalkomponente zu den Abtastzeitpunkten der
zentralen Phase des genannten detektierten Phasensektors entspricht,
wobei diese Signalkomponente das Signal bildet, dessen Nulldurchgänge
zur Phasenverriegelung des örtlichen Taktsignals benutzt werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 ein Schaltbild eines Empfängers mit der Taktgewinnungsanordnung
nach der Erfindung im Falle der Vierphasenmodulation,
Fig. 2 ein Phasendiagramm, das die ausgesendeten und empfangenen
Signale bei Vierphasenmodulation darstellt,
Fig. 3 zwei Diagramme, die die Form der demodulierten
Signale darstellen, wenn die Träger des Senders und des Empfängers
gleichphasig sind,
Fig. 4 zwei Diagramme, die die Form der demodulierten Signale
zeigen, wenn es zwischen den Trägern des Senders und des Empfängers
eine Phasenabweichung gibt,
Fig. 5 und Fig. 6 Phasendiagramme zur Erläuterung der
Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung,
Fig. 7 eine Darstellung von Signalen zur Erläuterung der
aus den den Werten cos ΔR und sin ΔR entsprechenden Abtastwerten
durchzuführenden Glättungsvorgänge in der erfindungsgemäßen Anordnung,
Fig. 8 ein Phasendiagramm, das die ausgesendeten und empfangenen
Signale bei Achtphasenmodulation darstellt,
Fig. 9 ein Schaltbild des Kreises, der die Abtastwerte cos ΔR
und sin ΔR bei Achtphasenmodulation berechnet.
Fig. 1 zeigt das Schaltbild eines Empfängers von Daten, die
durch Phasenmodulation eines Trägers übertragen worden sind, wobei
der Empfänger eine Anordnung zur Wiedergewinnung des Taktsignals nach
der Erfindung erhält. Das empfangene phasenmodulierte Signal an dem
Eingang 1 des Empfängers wird zwei Demodulatoren 2 und 3 zugeführt,
denen Tiefpaßfilter 4 bzw. 5 nachgeschaltet sind. Der Demodulator 2 erhält
unmittelbar den Ortsträger, der von einem örtlichen Trägergenerator
6 erzeugt wird, und der Demodulator 3 erhält ein Signal, dessen
Phase durch den Phasendreher 7 in Bezug auf den Ortsträger um 90° verschoben
ist.
Die In-Phase- bzw. Quadratur demodulierten Signals X (t) und
Y (t) werden an den Ausgängen der Tiefpaßfilter 4 und 5 erhalten.
Diese Signale X (t) und Y (t) werden von Abtastkreisen 8 und 9 abgetastet,
welche Kreise mit einer Abtastfrequenz arbeiten, die der Modulationsfrequenz
1/T in dem Sender gleich und zu dieser Frequenz synchron sein
muß. Diese Abtastfrequenz wird mit Hilfe einer Taktgewinnungsanordnung
10 erhalten, die von dem empfangenen Signal ausgehend die richtige
Phase des im Sender zum Modulieren des Trägers benutzten Taktsignals
wiedergewinnt.
In dem betreffenden Empfänger werden die von den Abtastkreisen
8 und 9 erzeugten abgetasteten Signale X, Y durch die Analog-Digital-Wandler
11, 12 in digitale Signale umgewandelt und in dieser
Form dem digitalen Entzerrer 13 zugeführt, der zur Aufgabe hat, die durch
den Übertragungskanal herbeigeführten Verzerrungen, insbesondere Phasenverzerrungen,
auszugleichen. Die entzerrten digitalen Signale X e , Y e
schaffen zusammen ein entzerrtes Signal, dessen Phase im Betriebszustand
sehr nahe bei der Phase des zu den Abtastzeitpunkten ausgesendeten
Signals liegt. Diese Signale X e , Y e werden einem Entscheidungskreis 14
zugeführt, in dem die Phase des entzerrten Signals mit den möglichen
ausgesendeten Phasen verglichen wird. Basiert auf dem Ergebnis dieses
Vergleiches wird zu jedem Abtastzeitpunkt die ausgesendete Phase an dem
Ausgang 15 des Entscheidungskreises wiederhergestellt und die Phasenabweichung
E zwischen der Phase des entzerrten Signals und der ausgesendeten
Phase an dem Ausgang 16 abgegeben. Diese Phasenabweichung
E wird dem Entzerrer 13 zugeführt, in dem die erforderlichen Korrekturen
durchgeführt werden und ebenfalls dem Generator 6, in dem eine Regelung
des Ortsträgers durchgeführt wird. Ein Empfänger der obenstehend beschriebenen
Art ist beispielsweise in der französischen Patentschrift
23 19 251 beschrieben worden. Wenn die Phase des Ortsträgers des Empfängers
auf der Phase des Trägers des Senders nicht sehr genau verriegelt
ist, kann es bei der Wiedergewinnung des Taktsignals Probleme
geben.
Um dieses Problem zu verstehen und um zu zeigen, wie diese
Probleme durch die Erfindung gelöst werden, wird der Fall, in dem die
Phasenmodulation, die in dem Sender benutzt wird zum Aussenden von
Daten vierwertig ist, wobei die vier möglichen Phasen des von dem
Sender ausgesendeten Trägers in bezug auf die Phase des Bezugsträgers
des Senders 45°, 135°, 225° und 315° sind, zunächst beschrieben.
In dem Phasendiagramm nach Fig. 2 bestimmen die zwei senkrecht
aufeinanderstehenden Achsen x′Ox und y′Oy vier Quadranten, die
durch Z₁, Z₂, Z₃ bzw. Z₄ bezeichnet sind und die Punkte der Halbachse
Ox haben die Nullphase des Bezugsträgers des Empfängers. Wenn die Träger
des Senders und des Empfängers völlig gleichphasig sind, kann das
empfangene Signal durch einen der vier Punkte A₁, A₂, A₃ und A₄ dargestellt
werden, welche Punkte die Phasen haben, die beim Aussenden
benutzt werden zum Modulieren des Trägers und die auf den Halbierenden
der vier Quadranten liegen. Demodulation durch die Demodulatoren 2 und
3 ergibt die demodulierten Signale X (t) und Y (t), die durch die Koordinaten
eines der Punkte A₁, A₂, A₃ bzw. A₄ dargestellt werden und die
an dem Ausgang der Filter 4 und 5 erscheinen.
Die Taktgewinnungsanordnung 10 hat zur Aufgabe, aus dem in
dem Empfänger eingegangenen Signal ein Ortstaktsignal abzuleiten, wodurch
es möglich ist, mittels der Abtastkreise 9 und 10 die demodulierten
Signale X (t) und Y (t) zu Zeitpunkten abzutasten, die eine genaue
Wiederherstellung der ausgestrahlten Phasen ermöglichen.
In dem obenstehend beschriebenen Fall, wo die Träger des
Senders und des Empfängers völlig gleichphasig sind, können die Abtastzeitpunkte
einwandfrei in bezug auf die Zeitpunkte bestimmt werden, zu
denen die demodulierten Signale X (t) oder Y (t) durch Null gehen, wie
untenstehend in bezug auf Fig. 3 näher beschrieben wird.
Die Diagramme 3ª und 3b zeigen die Form der demodulierten
Signale X (t) und Y (t) während vier aufeinanderfolgender Zeitintervalle
T (1/T ist die Modulationsfrequenz), während der das empfangene Signal
der Reihe nach durch die Punkte A₁, A₂, A₃ und A₄ dargestellt ist. Die
Rechteckkurven C x , C y stellen die demodulierten Signale X (t) und Y (t)
für den in der Praxis nicht verwendeten Idealfall dar, wobei die Bandbreite
der ausgesendeten Signale unbeschränkt ist. Die abgerundeten
Kurven D x , D y stellen dieselben Signale in dem praktischen Fall dar, wobei
die Bandbreite der ausgesendeten Signale beschränkt ist. Die praktischen
Signale X (t) und Y (t), die durch die Kurven D x und D y dargestellt
werden, haben Nulldurchgangszeitpunkte, die mit Übergangszeitpunkten
der Kurven C x und C y zusammenfallen. Die eigentlichen Abtastzeitpunkte, die durch Pfeile angegeben sind, liegen in der Mitte der
Zeitintervalle T und können also von den Nulldurchgangszeitpunkten der
demodulierten Signale X (t) oder Y (t) abgeleitet werden.
Wenn die Träger des Senders und des Empfängers völlig gleichphasig
sind, ist es möglich, in der Taktgewinnungsanordnung 10 einen
Nulldurchgangsdetektor 18 zu verwenden, dem das Signal X (t) oder das
Signal Y (t) unmittelbar zugeführt wird. Die von diesem Detektor 18 zu
den Nulldurchgangszeitpunkten von X (t) oder Y (t) erzeugten Impulse
werden zur Regelung der Phase eines Taktimpulsgenerators 19 verwendet,
der an dem Ausgang 20 die Abtastimpulse für die Signale X (t) und Y (t)
mit der richtigen Phase liefert.
Aber, wie untenstehend noch erläutert wird, wenn die Träger
des Senders und des Empfängers nicht gleichphasig sind, wird auf Basis
der Nulldurchgänge der demodulierten Signale X (t) oder Y (t) kein
Ortstaktsignal erhalten, das eine richtige Abtastung dieser Signale ermöglicht.
Wenn beispielsweise vorausgesetzt wird, daß der Träger des
Senders eine Phase hat, die auf die Phase des Trägers des Empfängers
um ΔΦ voreilt, zeigt das Phasendiagramm nach Fig. 2 die Halbachse Ox₁,
dessen Punkte die Bezugsphase des Senders haben und somit eine Phasenvoreilung
ΔΦ in bezug auf die Punkte der Halbachse Ox, die die Bezugsphase
des Empfängers darstellt. Unter diesen Umständen wird das empfangene
Signal durch einen der Punkte B₁, B₂, B₃ oder B₄ dargestellt,
deren Phase um ΔΦ voreilt auf die Phase der entsprechenden Punkte A₁,
A₂, A₃ oder A₄. Die demodulierten Signale X (t) und Y (t), die im Empfänger
an dem Ausgang der Filter 4 und 5 auftreten, werden durch die Koordinaten
der Punkte B₁, B₂, B₃ oder B₄ in dem Achsensystem x′Ox und y′Oy dargestellt.
Auf dieselbe Art und Weise wie in Fig. 3 zeigen die Diagramme
4ª und 4b in Fig. 4 Kurven, die die Form der demodulierten Signale
X (t) und Y (t) darstellen, wenn das empfangene Signal der Reihe nach
durch die Punkte B₁, B₂, B₃ und B₄ dargestellt wird. Die Rechteckkurven
C′ x , C′ y stellen die Signale X (t) und Y (t) für den Idealfall dar,
wobei die Bandbreite der ausgesendeten Signale unbeschränkt ist, während
die abgerundeten Kurven D′ x und D′ y die Signale X (t) und Y (t) für
den praktischen Fall darstellen, wobei die Bandbreite der ausgesendeten
Signale beschränkt ist.
Die durch die Kurven D′ x und D′ y dargestellten praktischen
Signale haben Nulldurchgangszeitpunkte, die nicht mit den Übergängen der
durch die Kurven C′ x und C′ y dargestellten Signale zusammenfallen. Es
ist leicht ersichtlich, daß, wenn die Phasenabweichung ΔΦ zwischen
den Trägern des Senders und des Empfängers veränderlich ist, die Nulldurchgangszeitpunkte
der durch die Kurven D′ x und D′ y dargestellten
praktischen Signale ebenfalls eine Lage haben, die in bezug auf die Übergänge
der durch die Kurven C′ x und C′ y dargestellten Signale veränderlich
ist. Da die richtigen Abtastzeitpunkte (die durch Pfeile angegeben sind)
in der Mitte der Zeitintervalle T liegen, die durch die letztgenannten
Übergänge definiert sind, dürfte es einleuchten, daß eine Regelung
des örtlichen Taktsignals des Empfängers basiert auf den Nulldurchgangszeitpunkten
der Signale X (t) und Y (t) nicht imstande wäre die richtigen
Abtastzeitpunkte zu schaffen. Es sei ebenfalls erwähnt, daß, wenn
die Phasenabweichung ΔΦ ein Vielfaches von 90° erreicht, wodurch die
Punkte B₁, B₂, B₃ oder B₄ auf der Achse x′Ox oder y′Oy zu liegen kommen,
eines der Signale X (t) und Y (t) während eines ganzen Zeitintervalls T
praktisch gleich Null wird, was den Nachteil eines Verfahrens zur Regelung
des örtlichen Taktsignals auf Basis der Nulldurchgänge der Signale
X (t) oder Y (t) noch weiter vergrößert.
Eine veränderliche Phasenabweichung zwischen den Trägern des
Senders und des Empfängers wird selbstverständlich herbeigeführt, wenn
der Ortsträgergenerator des Empfängers unabhängig von dem Trägergenerator
des Senders arbeitet. Aber sogar wenn eine Regelung zwischen den zwei
Generatoren vorgesehen wird, wird dasselbe Problem auftreten. Beispielsweise
bei der Inbetriebnahme des in Fig. 1 dargestellten Empfängers
kann die Regelung des Ortsträgergenerators 6 in dem Empfänger nicht
bewerkstelligt werden bevor eine Synchronisierung des örtlichen Taktsignals
erhalten worden ist, da ein Signal mit einer Phasenabweichung E,
resultierend aus dem durch den Entzerrer 13 gelieferten entzerrten Signal,
zur Regelung des Ortsträgers benutzt wird; dieser Entzerrer 13 kann
übrigens selber nur einwandfrei funktionieren, wenn die demodulierten
Signale X (t) und Y (t) durch das örtliche Taktsignal mit der richtigen
Phase abgetastet worden sind. Weiterhin, wenn die Übertragung zwischen
dem Sender und dem Empfänger über einen Rundfunkkanal durchgeführt wird,
wobei eine Vielzahl von Trägerfrequenzstrecken durchlaufen wird, ist
die Phase des Trägers bei Empfang nicht genau definiert und ist in dem
Generator 6 nur eine Frequenzregelung des Empfängerträgers in bezug auf
den Senderträger möglich, ohne daß eine Phasenregelung möglich ist.
Deswegen ergibt sich noch immer das Problem, ein örtliches Taktsignal
in dem Empfänger zu erhalten, das trotz einer veränderlichen Phasenabweichung
zwischen den Trägern des Senders und des Empfängers eine
richtige Abtastung der demodulierten Signale ermöglicht.
Nach der Erfindung wird dieses Problem dadurch gelöst, daß
das demodulierte Signal X (t) oder Y (t), das in der bekannten Taktgewinnungsanordnung
dem Nulldurchgangsdetektor 18 zugeführt wird, durch
ein anderes Signal X′ (t) oder Y′ (t) ersetzt wird, welches Signal in
der Anordnung 30 gebildet wird.
In dieser Anordnung 30 werden folgende Vorgänge durchgeführt:
an erster Stelle wird detektiert, welchem Phasensektor Z₁, Z₂, Z₃ oder
Z₄ die Phase R des durch die Punkte B₁, B₂, B₃ oder B₄ dargestellten
empfangenen Signals zu jedem Abtastzeitpunkt zugeordnet ist, wonach ein
neues Signal gebildet wird, das von dem empfangenen Signal durch eine
derartige Phasendrehung ΔR abgeleitet wird, daß die Phase dieses
Signals zu den Abtastzeitpunkten der zentralen Phase 45°, 135°, 225°,
315° des genannten detektierten Phasensektors entspricht. Die Komponenten
des neuen Signals, die mit den In-Phase- und Quadraturkomponenten des
Ortsträgers gleichphasig sind, bilden die gewünschten Signale X′ (t) und
Y′ (t).
Diese Vorgänge werden untenstehend auf eine genauere Art und
Weise in zwei Beispielen erläutert, und zwar an Hand der Fig. 5 und
Fig. 6, die auf dieselbe Art und Weise wie die Fig. 2 gezeichnet sind
und daher dieselben Bezugszeichen tragen. In Fig. 5 stellt der Punkt B₁
das empfangene Signal zu einem Abtastzeitpunkt dar, wenn der Träger mit
einer Phase von 45° übertragen wird und der Bezugsträger des Senders eine
Phase hat, die in bezug auf die Phase des Bezugsträgers des Empfängers
um ΔΦ voreilt, wobei ΔΦ <45° ist. Das empfangene Signal wird durch
den Punkt A₁ dargestellt, wenn ΔΦ = 0 ist. Auf Basis der Abtastwerte
X, Y der demodulierten Signale X (t) und Y (t), welche Abtastwerte
durch die Koordinaten der Punkte B₁ dargestellt werden, kann (wie untenstehend
noch erläutert) detektiert werden, daß die Phase des durch
den Punkt B₁ dargestellten Signals dem Quadranten Z₁ zugeordnet ist.
Durch eine Phasendrehung ΔR = -ΔΦ, die der Differenz zwischen der
zentralen Phase des Quadranten Z₁, d. h. 45°, und der Phase des empfangenen
Signals zu dem Abtastzeitpunkt, d. h. 45° + ΔΦ, entspricht, wird
ein neues Signal erhalten mit einer Phase von 45°, das zu dem Abtastzeitpunkt
durch den Punkt B₁ auf der Halbierenden des Quadranten Z₁ dargestellt
ist. Dieser Punkt B′₁ fällt mit dem Punkt A₁ zusammen und die
Koordinaten X′ und Y′ stellen die Abtastwerte der gewünschten Signale
X′ (t) und Y′ (t) dar.
In Fig. 6 stellt der Punkt B₁ das empfangene Signal zu dem
Abtastzeitpunkt dar, wenn der Träger mit einer Phase von 45° übertragen
wird, aber der Bezugsträger des Senders eine Phase hat, die in bezug
auf die Phase des Bezugsträgers des Empfängers um ΔΦ <45° voreilt, so
daß der Punkt B₁ beispielsweise in dem Quadranten Z₂ liegt. In diesem
Fall wird eine Phasendrehung ΔR des empfangenen Signals bewerkstelligt,
die der Differenz zwischen der zentralen Phase des Quadranten Z₂ und
der Phase des empfangenen Signals zu dem Abtastzeitpunkt entspricht,
so daß ΔR = 135° - (45° + ΔΦ) = 90° - ΔΦ. Das auf diese Weise
erhaltene neue Signal hat eine Phase von 135° und die Darstellung zu
dem Abtastzeitpunkt liegt auf der Halbierenden des Quadranten Z₂. Die
Koordinaten X′ und Y′ des Punktes B′₁ stellen die Abtastwerte der gewünschten
Signale X′ (t) und Y′ (t) dar.
Die Phasendrehung ΔR, die das empfangene Signal erfahren
muß, hat einen Absolutwert unterhalb 45°. Diese Phasendrehung kann
die Form ΔR = k · 90° - ΔΦ haben, wobei die ganze Zahl k derart ist,
daß ΔR einen Absolutwert unterhalb 45° erhält. Die Komponenten X′ (t)
und Y′ (t) des neuen Signals, das durch die Phasendrehung ΔR erhalten
wird, zeigen die Merkmale von modulierten Signalen, die durch Demodulation
des empfangenen Signals mittels eines Ortsträgers, der bis auf
k · 90° mit dem Träger des Senders in Phase ist, erhalten werden würden.
Diese Komponenten X′ (t) und Y′ (t) haben bis auf kT richtig definierte
Nulldurchgangszeitpunkte, genau wie die durch die Kurven D x und D y in
Fig. 3 dargestellten Signale und eignen sich somit durchaus zur Regelung
des örtlichen Taktsignals des Empfängers. Es sei bemerkt, daß die
Signale K · X′ (t) und K · Y′ (t), die den Komponenten X′ (t) bzw. Y′ (t) proportional
sind, dieselben Nulldurchgangskennzeichen zeigen würden.
Mehrere Formeln, die den obenstehend beschriebenen Vorgängen
entsprechen und in der Rechenanordnung 30 durchgeführt werden, werden
untenstehend erläutert.
Die gewünschten Komponenten X′ (t) und Y′ (t) lassen sich wie
folgt schreiben:
X′ (t) = ρcos (R + ΔR)
Y′ (t) = ρsin (R + ΔR)
wobei ρ die Amplitude des empfangenen Signals, R die Phase des empfangenen Signals und ΔR die auf die obenstehend beschriebene Art und Weise an dem empfangenen Signal durchzuführende Phasendrehung ist.
X′ (t) = ρcos (R + ΔR)
Y′ (t) = ρsin (R + ΔR)
wobei ρ die Amplitude des empfangenen Signals, R die Phase des empfangenen Signals und ΔR die auf die obenstehend beschriebene Art und Weise an dem empfangenen Signal durchzuführende Phasendrehung ist.
Unter Berücksichtigung der Beziehungen ρcosR = X (t) und
ρsinR = Y (t) werden die folgenden Gleichungen erhalten:
X′ (t) = X (t) · cosΔR - Y (t) · sinΔR (1)
Y′ (t) = Y (t) · cosΔR + X (t) · sinΔR (2)
Um die in diesen Formeln (1) und (2) auftretende Phasenverschiebung
ΔR zu ermitteln, muß detektiert werden, welchem Phasensektor
Z₁, Z₂, Z₃ oder Z₄ die Phase R des empfangenen Signals zugeordnet
ist und zwar zu jedem Abtastzeitpunkt. Dies kann durch das Vorzeichen
der Abtastwerte X und Y der demodulierten Signale X (t) und Y (t) entsprechend
der nachfolgenden Tabelle I durchgeführt werden, wobei Sgn bedeutet
"Vorzeichen von".
Mit Hilfe der Diagramme in Fig. 5 und Fig. 6 ist es nun leicht
ersichtlich daß die Werte für cosΔR und sinΔR zu den Abtastzeitpunkten
wie folgt sind:
cos ΔR = X · Sgn [X ] + Y · Sgn [Y ] (3)
sin ΔR = X · Sgn [Y ] - Y · Sgn [X ] (4)
Dadurch, daß in der Formel (1) und (2) cosΔR und sinΔR
durch die proportionalen Werte cos ΔR und sin ΔR ersetzt
werden, die durch die Formel (3) bzw. (4) gegeben werden, werden die
Signale · X′ (t) und · Y′ (t) erhalten, die den Signalen X′ (t) bzw.
Y′ (t) proportional sind und somit dieselben Nulldurchgangskennzeichen
haben.
Die Rechenanordnung 30 aus Fig. 1 hat nun die Aufgabe, unter
Verwendung der Formeln (1) und (2) das Signal · X′ (t) oder das Signal
· Y′ (t) zu bilden, wobei die Werte · cosΔR und · sinΔR
entsprechend den Formeln (3) und (4) berechnet werden, für den in dieser
Figur dargestellten Fall einer Vierphasenmodulation. Im allgemeinen
hat die Anordnung 30 die Aufgabe, die Signale K · X′ (t) oder K · Y′ (t) proportional
zu X′ (t) und Y′ (t) zu bilden. In dem vorliegenden Fall sind
die Berechnungen einfach, wenn K = .
Die Anordnung 30 enthält einen Eingangskreis 31, der die Werte
von cos ΔR und sin ΔR berechnet. In der obenstehend beschriebenen
Ausführungsform ist der Kreis 31 vom digitalen Typ und bearbeitet
die Abtastwerte X und Y, die durch die Analog-Digital-Wandler
11 und 12 in die digitale Form umgewandelt worden sind. Dem Eingang des
Kreises 31 werden die Abtastwerte X und Y zugeführt und zwar zu den Vorzeichendetektoren
32 bzw. 33, deren logische Ausgangssignale Sgn [X ]
und Sgn [Y ] Information erteilen über den Quadranten, dem das empfangene
Signal zu jedem Abtastzeitpunkt zugeordnet ist. Die Multiplizierkreise
34 und 35 bilden zu jedem Abtastzeitpunkt die Produkte X · Sgn [X ]
bzw. Y · Sgn [Y ] und der Addierkreis 36 bildet die Summe dieser Produkte,
so daß entsprechend der Formel (3) die den Werten · cos ΔR zu den
Abtastzeitpunkten entsprechenden digitalen Abtastwerte an dem Ausgang
des Addierkreises 36 erhalten werden. Auf gleiche Weise bilden die Multiplizierkreise
37 und 38 die Produkte X · Sgn [X ] bzw. Y · Sgn [Y ] und der
Subtrahierkreis 39 liefert die Differenz zwischen diesen Produkten, so
daß entsprechend der Formel (4) die den Werten · sin ΔR zu den
Abtastzeitpunkten entsprechenden digitalen Abtastwerte an dem Ausgang
des Subtrahierkreises 39 erhalten werden.
In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform werden die
digitalen Abtastwerte · cos ΔR und · sin ΔR durch die Digital-Analog-Wandler
40 und 41 in die analoge Form umgewandelt und die erhaltenen analogen
Abtastwerte werden den analogen Tiefpaßglättungsfilterkreisen 42
und 43 zugeführt, welche für das · cos ΔR bzw. · sin ΔR repräsentativen
analogen Signale liefern.
Es dürfte einleuchten, daß das Filtern der Abtastwerte
· sin ΔR ein spezielles Problem bildet und deshalb wird nachstehend
eine bevorzugte Ausführungsform des Glättungsfilterkreises 43 beschrieben,
wodurch das Problem gelöst werden kann.
Die von den Filterkreisen 42 und 43 gelieferten analogen Signale
· cos ΔR bzw. · sin ΔR werden einem Eingang der analogen Multiplizierkreise
44 und 45 zugeführt, deren anderer Eingang die demodulierten
Signale X (t) bzw. Y (t) erhält. Die auf diese Weise erhaltenen
Produkte X (t) · cos ΔR und Y (t) · cos ΔR werden dem Differenzkreis
46 zugeführt, der entsprechend der obenstehenden Formel (1) das
analoge Signal · X′ (t) erzeugt. Wie obenstehend erläutert, eignet sich
dieses Signal · X′ (t) wegen seiner Nulldurchgänge zur Regelung des örtlichen
Taktsignals des Empfängers und aus diesem Grunde wird es dem Nulldurchgangsdetektor
18 zugeführt, dessen Ausgang mit dem Regeleingang des
Taktimpulsgenerators 19 verbunden ist.
Statt der Bildung des Signals · X′ (t) in der Rechenanordnung
30 ist es auch möglich, das analoge Signal · Y′ (t) zu bilden, das
ebenfalls zur Regelung des örtlichen Taktsignals geeignet ist. Dieses
Signal · Y′ (t) kann auf dieselbe Art und Weise entsprechend der Formel
(2) mittels der analogen Signale · cos ΔR und · sin ΔR und der
demodulierten Signale X (t) und Y (t) gebildet werden.
In der Ausführungsform nach Fig. 1 enthält die Rechenanordnung
30 einen Eingangskreis 31, der auf digitale Weise arbeitet zum
Erzeugen der digitalen Abtastwerte · cos ΔR und · sin ΔR, zwei Digital-Analog-Wandler
40, 41 und schließlich Filterkreise 42, 43 und
Rechenkreise 44, 45, 46, die analoge Signale verarbeiten. Es dürfte
dem Fachmann einleuchten, daß es ebenfalls möglich ist, eine nur analoge
Rechenkreise enthaltende Rechenanordnung 30 zu verwenden. In
diesem Fall würde der Eingangskreis 31 die analogen Abtastwerte
· cos ΔR und · sin ΔR unmittelbar aus den analogen Abtastwerten X
und Y bilden, die durch die Abtastkreise 8 und 9 erhalten worden sind.
Andererseits wäre es möglich, die digitale Form des Signals X′ (t) oder
des Signals Y′ (t) mittels Filterkreise 42, 43 und Rechenkreise 44, 45,
46 vom digitalen Typ zu bilden und danach diese Signale am Ausgang der
Rechenanordnung 30 in das analoge Signal X′ (t) oder Y′ (t) umzuwandeln.
Untenstehend folgt die Erläuterung des Problems bei der Filterung
der Abtastwerte · cos ΔR und · sin ΔR in den Glättungsfilterkreisen
42 und 43. Insbesondere wenn die Übertragung über einen Funkkanal
durchgeführt wird, kann das empfangene Signal in dem Empfänger
durch ungelegte Amplituden und insbesondere Phasenschwankungen beeinträchtigt
werden, die sich durch einen wesentlichen Geräuschanteil in
den Abtastwerten · cos ΔR und · sin ΔR zeigen. Das Filtern des durch
diese Abtastwerte gebildeten Signals in den Glättungsfilterkreisen 42 und
43 muß ausreichen um dieses Geräusch zu unterdrücken ohne jedoch die
wiederhergestellten analogen Signale · cos ΔR und · sin ΔR zu
stören um zu vermeiden, daß die Nulldurchgänge des Signals X′ (t) oder
Y′ (t) durch Räuschen beeinträchtigt werden und um zu gewährleisten, daß
sie in die richtige Lage geraten.
In dem Diagramm 7ª aus Fig. 7 sind die Kurve · cos ΔR
(punktierte Linie) und die Kurve · sin ΔR (gezogene Linie) als Funktion
der Phasenabweichung ΔΦ zwischen den Trägern des Senders und des Empfängers
aufgetragen. Diese Kurven können auf einfache Weise aufgetragen
werden, wenn berücksichtigt wird, wie obenstehend erwähnt, daß der
Absolutwert von ΔR niedriger ist als (oder gleich) π/4 rad und
ΔR = k · π/2 - ΔΦ. Es wird nun vorausgesetzt, daß die Phasenabweichung
ΔΦ mit der Zeit linear zunimmt. Da das Signal · cos ΔR eine leichte
Wellenform ohne plötzliche Amplitudenschwankungen hat, ist es bei einer
Beeinflussung der Abtastwerte dieses Signals durch Rauschen möglich
dieses Rauschen durch eine energische Filterung in dem Kreis 42 zu unterdrücken
ohne dabei die Werte von · cos ΔR in dem gefilterten Signal
merklich zu ändern. Andererseits zeigt das Signal · sin ΔR plötzliche
Amplitudenschwankungen (von -1 bis +1) und zwar jeweils wenn die Phasenabweichung
ΔΦ ein ungerades Vielfaches von π/4 rad ist. Wenn die
Abtastwerte dieses Signals energisch gefiltert werden, damit das Rauschen
unterdrückt wird, werden die Werte von · ΔR in dem gefilterten
Signal für Phasenabweichungen Φ in der Nähe von ungeraden Vielfachen
von π/4 wesentlich geändert. Dies wird durch die Kurve des Diagramms
7b dargestellt, die die Form des Signals · sin ΔR nach einer energischen
Filterung darstellt. Es dürfte einleuchten, daß es nicht möglich ist,
von einem derart gefilterten Signal · sin ΔR ein Signal X′ (t) oder Y′ (t)
zur Regelung des örtlichen Taktsignals geeigneten Nulldurchgängen abzuleiten.
Um diesen Nachteil zu verringern ist der Glättungsfilterkreis
43 wie folgt konstruiert. Die Abtastwerte · sin ΔR werden dem Tiefpaßfilter
47 zugeführt, das eine energische Filterung entsprechend der
im Diagramm 7b dargestellten Kurve durchführt. Dieses gefilterte Signal
hat dasselbe Vorzeichen wie das Signal · sin ΔR im Diagramm 7ª und wird
dem Vorzeichendetektor 48 zugeführt, dessen Funktion untenstehend erläutert
wird. Die Abtastwerte · sin ΔR werden ebenfalls dem Gleichrichter
49 zugeführt. Wenn das Signal · sin ΔR im Diagramm 7ª dem Gleichrichter
49 zugeführt wird, erzeugt dieser das gleichgerichtete Signal mit
der im Diagramm 7c dargestellten Form. Die durch den Gleichrichter 49
gelieferten gleichgerichteten Abtastwerte werden in dem Tiefpaßfilter
50 gefiltert und antwortlich des gleichgerichteten Signals im Diagramm
7c liefert das Filter 50 das im Diagramm 7d dargestellte gleichgerichtete
und gefilterte Signal. Es dürfte einleuchten, daß die Werte von
· sin ΔR in dem gleichgerichteten Signal viel weniger durch die Filterung
beeinträchtigt werden als die Werte von · sin ΔR in dem nicht
gleichgerichteten Signal, insbesondere in der Nähe der Phasenabweichungen
ΔΦ, die ein ungerades Vielfaches von π/4 sind. Das gleichgerichtete
und gefilterte Ausgangssignal des Filters 50 wird gleichzeitig den Verstärkern
51 und 52 mit Verstärkern +1 bzw. -1 zugeführt und der Umschaltkreis
53, der durch das Ausgangssignal des Vorzeichendetektors 48
gesteuert wird, läßt entweder das Ausgangssignal des Verstärkers 51
oder das Ausgangssignal des Verstärkers 52 zu dem Multiplizierkreis 45
durch. Das Vorzeichen des Signals · sin ΔR im Diagramm 7ª wird also
zu dem Ausgangssignal des Filters 50 zugeordnet und das Ausgangssignal
des Filterkreises 43 hat dadurch die Form, wie diese im Diagramm 7e dargestellt
ist. Dieses Signal hat eine Form, die der des idealen Signals
· sin ΔR aus dem Diagramm 7ª nahezu entspricht, insbesondere für
Phasenabweichungen ΔΦ in der Nähe von ungeraden Vielfachen von π/4. Dieses
Signal, dessen Rauschanteil durch Filterung entfernt worden ist, eignet
sich zum Gebrauch in dem Multiplizierkreis 45 zur Bildung des Signals
X′ (t).
Bisher wurde die Taktgewinnungsanordnung nach der Erfindung für
den Fall eines Empfängers beschrieben, der mittels Vierphasenmodulation
eines Trägers übertragene Signale erhält. Die Erfindung bezieht sich
im allgemeinen auch auf den Fall einer n-Phasenmodulation und untenstehend
folgt beispielsweise die Beschreibung der Anordnung nach der Erfindung
für den Fall, in dem die den Empfänger erreichenden Signale das Resultat
einer Achtphasenmodulation eines Trägers sind.
In dem Fall einer derartigen achtwertigen Modulation wird der
Träger durch die Daten entsprechend acht Phasen moduliert, die ungerade
Vielfache von 22°5 sind. Das Diagramm in Fig. 8 zeigt acht aufeinanderfolgende
Phasensektoren Z₁ bis Z₈ von 45°. Wenn der Träger des Empfängers
mit dem Träger des Senders genau gleichphasig ist, wird das in dem Empfänger
empfangene Signal durch einen der Punkte A₁ bis A₈ mit der zentralen
Phase der acht Phasensektoren dargestellt. Wenn es eine Phasenabweichung
ΔΦ zwischen den Trägern des Senders und des Empfängers gibt,
wird das empfangene Signal durch den Punkt B₁ dargestellt, der beispielsweise
in dem Phasensektor Z₃ liegt, statt durch den Punkt A₁, wenn diese
Phasenabweichung ΔΦ Null ist. Ebenso wie bei Vierphasenmodulation wird,
ausgehend von dem durch Punkt B₁ dargestellten empfangenen Signal und
seinen Komponenten X (t) und Y (t) eine Phasendrehung ΔR derart durchgeführt,
daß die Phase des empfangenen Signals zu den Abtastzeitpunkten
der zentralen Phase des Phasensektors, in dem der Punkt B₁ liegt, entspricht
und dadurch wird ein Signal erhalten, das durch den Punkt B′₁ dargestellt
wird und das in dem gewählten Ausführungsbeispiel mit dem Punkt
A₃ zusammenfällt, dessen Komponenten X′ (t) oder Y′ (t) zur Regelung des
örtlichen Taktsignals im Empfänger geeignet sind.
Die Formeln (1) und (2), die obenstehend dargestellt sind und
die, von den modulierten Signalen X (t) und Y (t) und der Phasendrehung
ΔR ausgehend, die gewünschten Komponenten X′ (t) und Y′ (t) liefern, behalten
ihre Gültigkeit für den Fall einer achtwertigen Modulation. Es
dürfte einleuchten, daß für diese Achtphasenmodulation der Absolutwert
der Phasendrehung ΔR niedriger ist als 22°5 und auf einer Phasenabweichung
ΔΦ zwischen den Trägern des Senders und des Empfängers durch die Beziehung
ΔR = k · 90° - ΔΦ bezogen ist, wobei die ganze Zahl k derart ist,
daß der Absolutwert von ΔR <22°5 ist.
Das Berechnen der Werte, die gleich oder proportional zu
cos ΔR und sin ΔR sind, basiert ebenfalls auf der Bestimmung, welchem
der acht Phasensektoren die Phase des empfangenen Signals zu den Abtastzeitpunkten
zugeordnet ist. Diese Information kann durch das Vorzeichen
der Abtastwerte X und Y der demodulierten Signale und durch einen Vergleich
der Absolutwerte dieser Abtastwerte X und Y entsprechend der nachfolgenden
Tabelle II geliefert werden.
Es ist nun leicht zu zeigen, daß die Werte von cos ΔR
und sin ΔR durch folgende Gleichungen gegeben sind.
Für |X | - |Y | <0:
cos ΔR = Sgn [X ] · 0,924 · X + Sgn [Y ] · 0,383 · Y (5)
sin ΔR = Sgn [Y ] · 0,383 · X - Sgn [X ] · 0,924 · Y
(6)
(6)
Für |X | - |Y | <0:
cos ΔR = Sgn [X ] · 0,383 · X + Sgn [Y ] · 0,924 · Y (7)
sin ΔR = Sgn [Y ] · 0,924 · X - Sgn [X ] · 0,383 · Y (8)
In diesen Formeln sind die Terme 0,924 und 0,383 annähernde
Werte von cos 22°5 bzw. sin 22°5.
Aus den obenstehenden Erläuterungen folgt, daß wenn die
Anordnung zur Wiedergewinnung des Taktsignals nach der Erfindung für
Achtphasenmodulation benutzt wird, die Rechenanordnung 30 die in Fig. 1
dargestellte Struktur hat mit Ausnahme des Eingangskreises 31, in dem
die Abtastwerte cos ΔR und sin ΔR berechnet werden entsprechend den
Formeln (5), (6) oder (7), (8), abhängig von dem Vorzeichen von
|X | - |Y |.
Für den Fall einer Achtphasenmodulation kann dieser Eingangskreis
31
die Konstruktion haben, wie diese in Fig. 9 dargestellt ist.
Dieser enthält die Detektoren 60 und 61 zum Detektieren des Vorzeichens
der Abtastwerte X bzw. der Abtastwerte Y und Gleichrichter 62 und 63
zum Bilden der Absolutwerte von X bzw. Y. Der Vergleichskreis 64 ist
mit dem Ausgang der Gleichrichter 62, 63 verbunden und erzeugt ein
logisches Signal, dessen Wert von der Differenz |X | - |Y | abhängig ist.
Die Ausgangssignale der Kreise 60, 61 und 64 bilden zusammen die Information,
mit deren Hilfe detektiert werden kann, welchem Phasensektor die
Phase des empfohlenen Signals zu jedem Abtastzeitpunkt zugeordnet ist.
Aus dieser Information werden die Abtastwerte cos ΔR und sin ΔR wie
folgt gebildet. Das Ausgangssignal des Vergleichskreises 64 steuert simultan
die Umschaltkreise 65 und 66 zum Zuführen der Zahl 0,924 oder 0,383
in den Formeln (5) bis (8) zu einem Eingang der Multiplizierkreise 67
und 68. Der andere Eingang dieser Multiplizierkreise ist mit dem Ausgang
der Vorzeichendetektoren 60 und 61 verbunden. In Fig. 9 sind die Umschaltkreise
65 und 66 in der Lage entsprechend |X | - |Y | <0 und lassen
die Zahlen 0,924 und 0,383 zu den Multiplizierkreisen 67 bzw. 68 durch.
Das in den Multiplizierkreisen 67, 68 gebildete Produkt Sgn |X | · 0,924
bzw. Sgn |Y | · 0,383 wird einem Eingang der Multiplizierkreise 69 bzw.
70 zugeführt, deren anderer Eingang die Abtastwerte X bzw. Y zugeführt
bekommt. Die in den Multiplizierkreisen 69 und 70 gebildeten Produkte
werden dem Addierkreis 61 zugefügt, der die in dem zweiten Glied der
Formel (5) angegebene Summe bildet, d. h. die Abtastwerte cos ΔR.
Die in den Multiplizierkreisen 67, 68 gebildeten Produkte werden ebenfalls
einem Eingang der Multiplizierkreise 72 bzw. 73 zugeführt, deren
anderer Eingang die Abtastwerte Y bzw. X zugeführt bekommt. Die in den
Multiplizierkreisen 72 und 73 gebildeten Produkte werden einem Subtrahierkreis
74 zugeführt, der die in dem zweiten Glied der Formel
(6) angegebene Differenz bildet, d. h. die Abtastwerte sin ΔR.
Wenn der Vergleichskreis 64 detektiert, daß |X | - |Y | <0
ist, gelangen die Umschaltkreise 65 und 66 in die der Lage nach Fig. 9
entgegengesetzte Lage und es dürfte einleuchten, daß die Abtastwerte
cos ΔR und sin ΔR entsprechend den Formeln (7) und (8) berechnet werden.
Die digitalen Abtastwerte cos ΔR und sin ΔR, die in dem
Eingangskreis 31 auf die obenstehend beschriebene Art und Weise berechnet
werden, werden entsprechend dem Schaltbild von Fig. 1 in den
Digital-Analog-Wandlern 40 und 41 in die analoge Form umgewandelt und
danach in den Filterkreisen 42 und 43 gefiltert. Beim Filtern des
Signals sin ΔR, das im allgemeinen eine Form hat wie diese im Diagramm
7ª dargestellt ist, wird das bereits beschriebene Problem erfahren,
wobei die Diskontinuitäten jetzt immer für die Phasenabweichungen ΔΦ
auftreten, die einem ungeraden Vielfachen von π/8 rad entsprechen.
Dieses Problem wird durch denselben Glättungsfilterkreis 63 gelöst, der
obenstehend detailliert beschrieben worden ist.
Nach der Formel (1) bilden die Kreise 44, 45 und 46 das
Signal X′ (t), dessen Nulldurchgänge zur Regelung des örtlichen Taktsignals
im Empfänger benutzt werden, und zwar aus den in analoger Form umgewandelten
Signalen cos ΔR und sin ΔR und den demodulierten Signalen
X (t) und Y (t).
Die obenstehend beschriebene Anordnung zur Wiedergewinnung des
Taktsignals nach der Erfindung kann ebenfalls für einen Empfänger von
Daten benutzt werden, die durch Phasen- und Amplitudenmodulation übertragen
worden sind. Der zum Bilden der Signalkomponenten K · X′ (t) oder
K · Y′ (t) durchgeführte Vorgang entspricht einer Phasendrehung des empfangenen
Signals und die Amplitude des empfangenen Signals wirkt nun auf
den Proportionalitätskoeffizienten ein, der auf den Nulldurchgang
dieser Komponenten keinen Einfluß hat.
Claims (6)
1. Anordnung in einem Empfänger eines Systems für Datenübertragung
mittels n-wertiger Phasenmodulation eines Trägers
zum Wiedergewinnen eines Taktsignals und zum mit der
Modulationsgeschwindigkeit Abtasten der demodulierten
Signale, die durch Demodulation des empfangenen Signals
mittels der In-Phase- und Quadraturkomponenten eines
Ortsträgers gebildet werden, welche Taktgewinnungsanordnung
einen Kreis zur Phasenverriegelung eines örtlichen
Taktsignals auf den Nulldurchgängen eines Signals enthält,
dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung (10)
logische Kreise (32, 33) enthält zum aus den Abtastwerten
der demolierten Signale detektieren, welchem Phasensektor
von den n möglichen Phasensektoren der übertragenen
Signale die Phase des empfangenen Signals zu den Abtastzeitpunkten
zugeordnet ist, sowie Rechenkreise (34-39,
44-46) zum Bilden einer mit einer der In-Phase- und Quadraturkomponenten
des Ortsträgers gleichphasigen Komponente
[X′(t) ] eines Signals, das von dem empfangenen Signal
durch eine derartige Phasendrehung ΔR abgeleitet
ist, daß die Phase dieser Signalkomponente zu den Abtastzeitpunkten
der zentralen Phase des genannten detektierten
Phasensektors entspricht, wobei diese Signalkomponente
[X′(t) ] das Signal bildet, dessen Nulldurchgänge
zur Phasenverriegelung des örtlichen Taktsignals benutzt
werden. (Fig. 1).
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
sie logische Kreise und Rechenkreise (31) enthält um zu
jedem Abtastzeitpunkt die Abtastwerte [K · cos ΔR] und
[K · sin ΔR] zu bilden, wobei K ein Proportionalitätskoeffizient
ist, zwei Multiplizierkreise (44 bzw. 45) zum
Bilden der zwei Produkte X (t) · [K · cos ΔR] und Y (t) [K · sin ΔR]
oder der zwei Produkte Y (t) [K · cos ΔR] und X (t) [K · sin ΔR],
wobei X (t) und Y (t) die In-Phase- bzw. Quadraturdemodulierten
Signale sind, und einen Kombinierkreis (46), der
die genannten zwei Produkte kombiniert zu dem Signal
X′ (t), das zur Phasenverriegelung des örtlichen Taktsignals
benutzt wird.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Abtastwerte [K · cos ΔR] und [K · sin ΔR] Glättungskreisen
(42, 43) zum Unterdrücken von Rauschanteilen zugeführt
werden, wobei der Glättungskreis (43) für die Abtastwerte
[K · sin ΔR] ein erstes Filter (47) enthält, das
diese Abtastwerte unmittelbar erhält und dessen Ausgangssigal
einem Vorzeichendetektor (48) zugeführt wird, sowie
ein zweites Filter (50), das diese Abtastwerte mittels
eines Gleichrichters (49) erhält, und einen Schaltkreis
(53) zum Zuordnen des vom Vorzeichendetektor (48)
gelieferten Vorzeichens zu dem Ausgangssignal des zweiten
Filters (50). (Fig. 1).
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, geeignet
für einen Empfänger für Datenübertragung mittels Vierphasenmodulation,
dadurch gekennzeichnet, daß sie logische
Kreise (32, 33) enthält zum Detektieren des Vorzeichens
der Abtastwerte X und Y der demolierten Signale in Form
von Signalen Sgn [X ] und Sgn [Y ], Kreise (34, 35 bzw. 37,
38) zum Bilden der ersten Produkte X · Sgn [X ], Y · Sgn [Y ] und
der zweiten Produkte X · Sgn [Y ], Y · Sgn [X ], einen Kreis (36)
zum Kombinieren der ersten Produkte zur Bildung der
Abtastwerte · cos ΔR und einen Kreis (39) zum Kombinieren
der zweiten Produkte zur Bildung der Abtastwerte · sin ΔR.
(Fig. 1).
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, geeignet
für einen Empfänger für Datenübertragung mittels
Achtphasenmodulation, dadurch gekennzeichnet, daß sie
logische Kreise (60, 61, 64) enthält zum Detektieren des
Vorzeichens der Abtastwerte X und Y der demodulierten
Signale in Form von Signalen Sgn [X ] und Sgn [Y ] und zum
Detektieren des Vorzeichens von |X | - |Y |, wobei |X | und |Y |
durch Gleichrichtung (62, 63) der Abtastwerte X und Y
gebildet werden, mit Multiplizierkreisen (67-70, 72, 73)
zusammen arbeitende Umschaltkreise (65, 66) die entsprechend
dem Vorzeichen von |X | - |Y | gesteuert werden zum Bilden
(69, 70) erster Produkte K₁ · X · Sgn [X ] und K₂ · Y · Sgn [Y ]
bzw. K₂ · X · Sgn [X ] und K₁ · Y · Sgn [Y ] und zum Bilden (72, 73)
zweiter Produkte K₂ · X · Sgn [Y ] und K₁ · Y · Sgn [X ] bzw.
K₁ · X · Sgn [Y ] und K₂ · Y · Sgn [X ], wobei K₁ und K₂ näherungsweise
gleich cos 22,5° bzw. sin 22,5° sind, einen Kreis (71)
zum additiven Kombinieren der ersten Produkte zur Bildung
der Abtastwerte cos ΔR und einen Kreis (74) zum subtraktiven
Kombinieren der zweiten Produkte zur Bildung der
Abtastwerte sin ΔR. (Fig. 9)
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die in
einem Empfänger eines Systems für Datenübertragung mittels
Phasen- und Amplitudenmodulation eines Trägers benutzt
wird.
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2449376B1 (de) | 1984-05-25 |
| FR2449376A1 (fr) | 1980-09-12 |
| US4295222A (en) | 1981-10-13 |
| GB2044046B (en) | 1983-01-26 |
| DE3005218A1 (de) | 1980-08-28 |
| JPS6324347B2 (de) | 1988-05-20 |
| JPS55110460A (en) | 1980-08-25 |
| GB2044046A (en) | 1980-10-08 |
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