DE1267278B

DE1267278B - Transmitter for generating a compatible residual sideband signal

Info

Publication number: DE1267278B
Application number: DE19661267278
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Wolfgang Schneider
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1966-09-30
Filing date: 1966-09-30
Publication date: 1968-05-02

Description

Sender zur Erzeugung eines kompatiblen Restseitenbandsignals Die Erfindung betrifft einen Sender zur Erzeugung eines kompatiblen Restseitenbandsignals aus einem stets positiven aus einer Nachrichtenfunktion und einer überlagerten Gleichspannung gebildeten Eingangssignal mit einem Logarithmierglied am Sendereingang und mit einem Modulator am Senderausgang.Transmitter for generating a compatible vestigial sideband signal. The invention relates to a transmitter for generating a compatible residual sideband signal one always positive from a message function and a superimposed DC voltage formed input signal with a logarithmic element at the transmitter input and with a Modulator at the transmitter output.

Bei Sendern zur Erzeugung von kompatiblen Restseitenbandsignalen (KRB-Signalen) kommt es darauf an, daß die notwendige Phasenmodulation des auszusendenden Hochfrequenzsignals (HF-Signal) mit dessen Amplitudenmodulation genau synchron erfolgt. Ist dies nicht der Fall, ergibt sich bei vorgegebener, der Nachricht entsprechender Amplitudenmodulation AM eine Ausstrahlung im unerwünschten Seitenband. Verlangt man eine Seitenbandunterdrükkung von 40 db, muß der zeitabhängige Nullphasenwinkel von 10-z Radianten genau sein.In the case of transmitters for the generation of compatible residual sideband signals (KRB signals), it is important that the necessary phase modulation of the high-frequency signal (RF signal) to be transmitted takes place exactly synchronously with its amplitude modulation. If this is not the case, with a given amplitude modulation AM corresponding to the message there is a transmission in the undesired sideband. If a sideband suppression of 40 db is required, the time-dependent zero phase angle of 10-z radians must be precise.

Diese scharfe Forderung einzuhalten, ist bei den bekannten Sendern zur Erzeugung von KRB-Signalen (vergleiche z. B. USA.-Patentschrift 3050700), die den in F i g. 1 dargestellten Aufbau aufweisen, problematisch. Bei den bekannten Systemen mit einem Eingang E und einem Ausgang A wird nämlich das in dem KRB-Zusatz KRB erzeugte phasenmodulierte Signal auf denjenigen Eingang eines bekannten AM-Senders AM gegeben, an dem normalerweise die Trägerfrequenz anliegt. Gleichzeitig wird auf den Eingang, auf den normalerweise das zu verstärkende amplitudenmodulierte Signal gelangt, die amplitudenmodulierte Komponente des KRB-Sigpals gegeben. Soll deren Synchronismus in den beiden Modulationskanälen bis zur Antenne erhalten bleiben, muß in diesem Fall für den Trägerkanal Tr und den Modulationsverstärker Mo des AM-Senders eine hohe Präzision verlangt werden; beispielsweise müssen für eine Seitenbandunterdrückung von 40 db die Übertragungseigenschaften des Modulationsverstärkers und des Trägerkanals auf l '/o genau aufeinander abgestimmt sein. Adhering to this strict requirement is necessary in the case of the known transmitters for generating KRB signals (compare, for example, USA. 1 have the structure shown problematic. In the known systems with an input E and an output A, the phase-modulated signal generated in the KRB addition KRB is given to that input of a known AM transmitter AM at which the carrier frequency is normally applied. At the same time, the amplitude-modulated component of the KRB signal is applied to the input to which the amplitude-modulated signal to be amplified normally arrives. If their synchronism is to be maintained in the two modulation channels up to the antenna, high precision must be required in this case for the carrier channel Tr and the modulation amplifier Mo of the AM transmitter; For example, for a sideband suppression of 40 db, the transmission properties of the modulation amplifier and the carrier channel must be precisely matched to one another to within 1 / o.

Aufgabe der Erfindung war es daher, diese extremen Forderungen an die Präzision des AM-Senders zu mildern. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Ausgang des Logarithmiergliedes am Anfang zweier paralleler Wege liegt, die an den beiden Eingängen des Modulators enden, daß der erste Weg, beginnend mit einem ersten Tiefpaßfilter, nacheinander in Serie liegend ein Glied zur Erzeugung einer Exponentialfunktion, ein zweites Tiefpaßfilter und einen AM-Sender enthält, wobei die Exponentialfunktion die Umkehrfunktion der in dem Logarithmierglied erzeugten logarithmischen Funktion darstellt, daß der zweite Weg aus der Serienschaltung eines Hochpaßfilters und eines KEB-Senders besteht, daß das erste Tiefpaßfilter und das Hochpaßfilter zueinander komplementäre Filtercharakteristiken aufweisen, so daß die Summe der Ausgangssignale des ersten Tiefpaßfilters und des Hochpaßfilters gleich dem Ausgangssignal des Logarithmiergliedes ist und daß das zweite Tiefpaßfilter die hohen Spektralkomponenten der aus dem Ausgangssignal des ersten Tiefpaßfilters gebildeten Exponentialfunktion bis zu einer vorgebbaren Frequenz unterdrückt.The object of the invention was therefore to meet these extreme requirements to mitigate the precision of the AM transmitter. According to the invention, this is achieved by that the output of the logarithmic element is at the beginning of two parallel paths, which end at the two inputs of the modulator that the first path starting with a first low-pass filter, successively in series one element for generation contains an exponential function, a second low-pass filter and an AM transmitter, where the exponential function is the inverse function of those generated in the logarithmic term logarithmic function represents that the second way out of the series connection of a High-pass filter and a KEB transmitter is that the first low-pass filter and the High-pass filters have mutually complementary filter characteristics, so that the sum of the output signals of the first low-pass filter and the high-pass filter is equal the output signal of the logarithmic element and that the second low-pass filter the high spectral components from the output signal of the first low-pass filter The exponential function formed is suppressed up to a predeterminable frequency.

Der erfindungsgemäße Sender bietet damit gegenüber den bekannten Sendern zur Erzeugung von KRB-Signalen den Vorteil, daß er gestattet, die Außerbandstrahlung, die von der mangelhaften Genauigkeit des AM-Senders herrührt, klein zu halten.The transmitter according to the invention thus offers compared to the known transmitters for the generation of KRB signals the advantage that it allows the out-of-band radiation, which stems from the poor accuracy of the AM transmitter, to keep it small.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der F i g. 2 und 3 der Zeichnung näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to FIGS. 2 and 3 of the drawing explained in more detail.

F i g. 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Sender; in F i g. 3 ist eine mögliche Ausführungsform für den in F i g. 2 dargestellten KEB-Sender dargestellt.F i g. 2 shows a transmitter according to the invention; in Fig. 3 is a possible embodiment for the in F i g. 2 KEB transmitter shown.

Der in F i g. 2 dargestellte KRB-Sender besteht aus einem Logarithmierglied In, das am Eingang E des Senders liegt und dessen Ausgang einerseits mit dem Eingang eines Tiefpaßfilters T1 und andererseits mit dem Eingang eines Hochpaßfilters H 1 verbunden ist. Hinter dem Tiefpaßfilter T1 liegt ein Glied zur Erzeugung einer Exponentialfunktion exp, wobei die Exponentialfunktion die Umkehrfunktion der in dem Logarithmierglied In erzeugten logarithmischen Funktion darstellt, dem ein zweites Tiefpaßfilter T2 nachgeschaltet ist. Hinter diesem liegt ein AM-Sender AM, dessen Ausgang mit dem einen Eingang eines Modulators M 1 verbunden ist. Am Ausgang des Hochpaßfilters H 1 liegt ein KEB-Sender KEB, dessen Ausgang mit dem zweiten Eingang des Modulators M 1 verbunden ist. Der Ausgang des Modulators M 1 bildet gleichzeitig den Ausgang A des Senders.The in F i g. The KRB transmitter shown in FIG. 2 consists of a logarithmic element In which is connected to the input E of the transmitter and whose output is connected on the one hand to the input of a low-pass filter T1 and on the other hand to the input of a high-pass filter H 1 . Behind the low-pass filter T1 there is a member for generating an exponential function exp, the exponential function representing the inverse function of the logarithmic function generated in the logarithmic member In, which is followed by a second low-pass filter T2. Behind this is an AM transmitter AM, the output of which is connected to one input of a modulator M 1 . At the output of the high-pass filter H 1 there is a KEB transmitter KEB, the output of which is connected to the second input of the modulator M 1 . The output of the modulator M 1 also forms the output A of the transmitter.

Der erfindungsgemäße Sender zur Erzeugung des KRB-Signals arbeitet wie folgt: Zunächst wird von dem stets positiven Eingangssignal 1 + n der Bandbreite B der nat. Logarithmus gebildet und sodann das Signal l11 (1 + n) am Ausgang des Logarithmiergliedes durch zwei zueinander komplementäre Filter T I und H 1 in ein Tiefpaßsignal s, und in ein Hochpaßsignal s2 aufgeteilt, so daß das Hochpaßsignal s2 am Ausgang des Hochpaßfilters H 1 unterhalb einer bestimmten Frequenz (,)r keine Spektralkomponenten mehr besitzt und die Summe der Signale s, + s== 111 (1 + 11) ist.The transmitter according to the invention for generating the KRB signal works as follows: First of all, from the always positive input signal 1 + n of the bandwidth B, the nat. Logarithm and then the signal l11 (1 + n) at the output of the logarithmic element by two complementary filters T I and H 1 divided into a low-pass signal s and a high-pass signal s2, so that the high-pass signal s2 at the output of the high-pass filter H 1 below a certain frequency (,) r no longer has any spectral components and the sum of the signals s, + s == 111 (1 + 11) .

Von dem Tiefpaßsignal s, bildet man einerseits die Exponentialfunktion e-`-, deren nach hohen Frequenzen hin abfallende Spektralkomponenten von einer vorgebbaren Frequenz ab durch ein Tiefpaßfilter T2 unterdrückt werden, so daß für das Signal c am Ausgang des zweiten Tiefpaßfilters T2 noch mit für den jeweiligen Verwendungszweck des Systems ausreichender Genauigkeit gilt r - e'l. Mit dem Tiefpaßsignal v steuert man den AM-Sender .4M an, der mit einer Trägerfrequenz L), arbeitet, und gewinnt damit das bandbegrenzte AM-Signal 1,1= vei!',,y es, eiLi1.On the one hand, the exponential function is formed from the low-pass signal s e-`-, the spectral components of which decrease towards high frequencies from a predeterminable Frequency from can be suppressed by a low-pass filter T2, so that for the signal c at the output of the second low-pass filter T2 for the respective purpose of the system of sufficient accuracy, r - e'l applies. With the low-pass signal v controls the AM station .4M, which works with a carrier frequency L), and wins so that the band-limited AM signal 1,1 = vei! ',, y es, eiLi1.

Andererseits wird das Hochpaßsignal s2 am Ausgang des Hochpaßfilters H2 einem Sender zur Erzeugung eines kompatiblen Einseitenbandsignals KEB zugeführt, der mit der Trägerfrequenz d12 arbeitet und später an Hand der F i g. 3 erläutert werden soll.On the other hand, the high-pass signal is s2 at the output of the high-pass filter H2 is fed to a transmitter for generating a compatible single sideband signal KEB, who works with the carrier frequency d12 and later on the basis of FIG. 3 explained shall be.

Das entstehende KEB-Signal yi=e-#=+'`'ei`=_r wobei mit s2 das Quadratursignal von s, bezeichnet ist, d. h. ein Signal, das gegenüber dem Signal s2 um 90° in der Phase gedreht ist bzw. zu diesem in Phasenquadratur steht, wird sodann in dem Modulator M 1 mit dem bandbegrenzten Ausgangssignal des AM-Senders AM moduliert.The resulting KEB signal yi = e - # = + '''' ei` = _r where s2 denotes the quadrature signal of s, i.e. a signal that is or is rotated by 90 ° in phase with respect to signal s2 This is in phase quadrature, is then modulated in the modulator M 1 with the band-limited output signal of the AM transmitter AM.

Am Ausgang A des Modulators M 1 ergibt sich damit nun die obere Trägerfrequenz Lo = L?, + !?_ des auszusendenden KRB-Signals y3 = es, e.s,+iZ ei A", _ (1 +n)_ei(1'nt+c,) mit dem aus Nachrichtenfunktion und überlagerter Gleichspannung entstandenen Eingangssignal 1 + n als Hüllkurve.At the output A of the modulator M 1 is now the be emitted KRB signal y3 = this results in the upper carrier frequency Lo = L ?, +? _ It there, + iZ ei A "_ (1 + n) _ei (1 ' nt + c,) with the input signal 1 + n resulting from the message function and superimposed DC voltage as an envelope curve.

Das- Spektrum um die untere Trägerfrequenz S?" = 1 S?, - S)21 ist dabei leicht unterdrückbar.The spectrum around the lower carrier frequency S? " = 1 S ? , -S) 21 can easily be suppressed.

Ein wichtiger Sonderfall ist: d?, = L2, für den das ausgestrahlte KRB-Signal die Trägerfrequenz L, = 2 L?, erhält.An important special case is: d ?, = L2, for which the broadcast KRB signal receives the carrier frequency L, = 2 L ?.

Es ist natürlich auch möglich, an Stelle eines nichtlinearen Gliedes zur - Erzeugung des natürlichen Logarithmus einen Logarithmus mit einer anderen Basis zu erzeugen und eine entsprechende Exponential-Funktion als Umkehrfunktion zu wählen. Die Realisierung der Funktion des natürlichen Logarithmus hat sich jedoch als besonders einfach erwiesen.It is of course also possible instead of a non-linear element for - generating the natural logarithm one logarithm with another Generate base and a corresponding exponential function as an inverse function to choose. The realization of the function of the natural logarithm has however proved to be particularly simple.

Für den KEB-Sender in F i g. 2 wird eine Schaltung gemäß F i g. 3 vorgeschlagen, die sich aus einem konventionellen Einseitenbandsender EB und einem diesem vorgeschalteten Vorentzerrer V zusammensetzt.For the KEB transmitter in FIG. 2 is a circuit according to FIG. 3 proposed consisting of a conventional single sideband transmitter EB and a this upstream pre-equalizer V composed.

Hierbei besteht der Vorentzerrer V aus einem Glied zur Erzeugung einer Exponentialfunktion exp2, einem Glied zur Erzeugung einer Quadraturfunktion Q, einem Glied zur Erzeugung einer Cosinusfunktion cos, einem Modulator h12 und einem Tiefpaßfilter T3.Here, the pre-equalizer V consists of a member for generating a Exponential function exp2, a member for generating a quadrature function Q, a Element for generating a cosine function cos, a modulator h12 and a low-pass filter T3.

Der Vorentzerrer V bildet aus dem seinem Eingang E 1 zugeführten Hochpaßsignal s, einerseits in dem Glied exp= die Exponentialfunktion e,-, und andererseits in dem Glied Q das Quadratursignal s= und daraus in dem Glied cos die Funktion cos s,.The pre-equalizer V forms the high-pass signal s supplied to its input E 1 , on the one hand in the element exp = the exponential function e, -, and on the other hand in the element Q the quadrature signal s = and from this in the element cos the function cos s ,.

Die Signale e,2 und cos s, 'werden miteinander in dem Modulator A12 multipliziert. Das am Ausgang des Modulators .112 entstehende Signal e-`-,cos s, wird durch das Tiefpaßfilter T3 auf die Bandbreite < 2 B begrenzt und dem EB-Sender. zugeführt..The signals e, 2 and cos s, 'are interconnected in the modulator A12 multiplied. The signal e-`-, cos s, is limited by the low-pass filter T3 to the bandwidth <2 B and the EB transmitter. fed ..

Der KEB-Sender nach F i g. 3 liefert damit das gewünschte KEB-Signal:The KEB transmitter according to FIG. 3 delivers the desired KEB signal:

Claims

Claims: 1, a transmitter for generating a compatible residual sideband signal from an input signal, always positive, formed from a message function and a superimposed DC voltage, with a logarithmic element at the transmitter input and with a modulator at the transmitter output, characterized. that the output of the logarithmic element (I71) is at the beginning of two parallel paths. which end at the two inputs of the modulator (.111) that the first path, starting with a first low-pass filter (T1). successively in series a link for generating an exponential function (exh). a second low-pass filter (T2) and an A.11 transmitter (.-1.11), the exponential function being the inverse function of the logarithmic function generated in the logarithmic element (l11) that the second path from the series connection of a high-pass filter (H1) and of a KEB transmitter (KEB) is that the first low-pass filter (T1) and the high-pass filter ( H 1) have mutually complementary filter characteristics, so that the sum of the output signals of the first low-pass filter (T1) and the high-pass filter (H1) is equal to the output signal of the logarithmic element (111 ) and that the second low-pass filter (T2) suppresses the high spectral components of the exponential function formed from the output signal of the first low-pass filter (T1) up to a predeterminable frequency.

2. Transmitter according to claim 1, characterized in that the KEB transmitter (KEB) at the input has a member for generating an exponential function (exp2), the exponential function being the inverse function of the logarithmic function generated in the logarithmic member (In), its input a member for generating the quadrature function of the input signal fed to the KEB transmitter (KEB) is connected in parallel , followed by a member for generating a cosine function (cos) whose output is connected to an input of a modulator (M2) whose second input is connected to the output of the element for generating an exponential function (exp,) and that the output of the modulator (h12) is followed by a low-pass filter (T3) and this is followed by a single-sideband transmitter (EB). References considered: U.S. Patent No. 3,050,7 (K); British Patent No. 918,583. "Electro-Technology", July 1962, pp. 123 to 131.