DE1812957A1

DE1812957A1 - Filterless single sideband receiver

Info

Publication number: DE1812957A1
Application number: DE19681812957
Authority: DE
Inventors: Stone Charles S
Original assignee: Tracor Inc
Current assignee: Tracor Inc
Priority date: 1967-12-05
Filing date: 1968-12-05
Publication date: 1969-08-21

Description

Beschreibung betreffend Filterloser Einseitenbandempfänger Priorität: 5. Dezember 1967 - USA Die Erfindung bezieht sich auf Einseitenbandempfänger und betrifft insbesondere einen Einseitenband-Oberlagerungsempfanger.Description regarding filterless single sideband receiver priority: Dec. 05, 1967 - USA The invention relates to single sideband receivers and particularly relates to a single sideband overlay receiver.

Bei Rundfunk-Oberlagerungsempfängern - wird ein Hochfrequenzsignal in ein Zwischenfrequenzsignal umgewandelt, indem das Hochfrequenzsignal ait der Schwingung eines Oszillators gemischt wird. Der Mischer des Empfängers spricht an auf Hochfrequenzsignale, die um die Zwischenfrequenz oberhalb oder unterhalb der Oszillatorfrequenz liegen, so daß zwei Zwischenfrequenzseitenbänder erzeugt werden zu beiden Seiten der Oszillatorfrequenz.With radio overlay receivers - becomes a high frequency signal converted into an intermediate frequency signal by the high frequency signal ait the Vibration of an oscillator is mixed. The receiver's mixer responds to high frequency signals that are around the intermediate frequency above or below the Oscillator frequency lie, so that two intermediate frequency sidebands are generated on either side of the oscillator frequency.

Dasjenige Band, welches die gewtlnschte Ubertragene Information enthält, wird als erwünsechtes Seitenband bezeichnet und das andere Seitenband als unerwünschtes Seitenband zw. Spiegel-Seitenband.The tape that contains the desired transferred information, is called the desired sideband and the other sideband is called the undesirable Sideband between mirror sideband.

Das Ubliche Verfahren zum Unterdrücken des Spiegel-Seitenbandes beruht auf der Verwendung von Filtern, welche das gewünschte sowie das Spiegel-Seitenband selektiv hervorheben bzw. abschwAchen.The usual method for suppressing the mirror sideband is based on the use of filters, which is the desired as well as the mirror sideband selectively highlight or weaken.

Ein anderes Verfahren zum Ausblenden des Spiegel-Seitenbandes verwendet Phasen@usblendungsschaltungen. Wie in dem Aufsatz von Donald E. Norgaard in Proceedings of the Institute of Radio Engineers, Des>mber 1956, S. 1735 mit dem Titel "The Phase Shift Method of Single Sideband Reception" erläutert ist, wird bei diesem Verfahren das Eingangssignal des Empfängers gleich mäßig geteilt und zwei Mischern mit um 900 phasenverschobenen Signalen des Oszillators zugeführt. Die Ausgangsspannung des einen Mischers wird um 900 phasenversoboben und sodann mit dem Ausgangssignal des anderen Mischers addiert. Wegen der Phasenverschiebung ist das Spiegel-Seitenband ausgelöscht und das gewUnschte Zwischenfrequenz-Seitenband wird in einem Summiernetzwerk verstärkt. Dieses Zwischenfrequenz-Seitenband, welches das obere und untere Seitenband des übertragenen Signals enthält, durchläuft dann einen Festfrequenzverstärker, woraufhin die Information in den beiden Seitenbändern mittels eines Detektors gewonnen wird.Another method of masking the mirror sideband used Phase fade out circuits. As in the article by Donald E. Norgaard in Proceedings of the Institute of Radio Engineers, Des> mber 1956, p. 1735 entitled "The Phase Shift Method of Single Sideband Reception "is explained in this case Process the input signal of the receiver equally divided and two mixers with 900 phase-shifted signals from the oscillator. The output voltage one mixer is phase shifted by 900 and then with the output signal of the other mixer added. Because of the phase shift, the mirror sideband is canceled and the desired intermediate frequency sideband is in a summing network reinforced. This intermediate frequency sideband, which is the upper and lower sideband of the transmitted signal, then passes through a fixed frequency amplifier, whereupon the information in the two sidebands is obtained by means of a detector will.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung der Phasenausblendtechnik nicht nur das gewünschte Zwischenfrequenz-Seitenband, sondern auch nur eines der beiden Seitenbänder des gewünschten Zwischenfrequenzsignals zu erzeugen, und zwar ohne Anwendung von Filtern in irgendeinem Teil des Empfängers.The invention is based on the object using the phase masking technique not just the desired intermediate frequency sideband, but also just one of the to generate both sidebands of the desired intermediate frequency signal, namely without applying filters in any part of the receiver.

Die Erfindung macht Gebrauch von zwei Mischstufen zum Erzeugen des gewünschten Zwischenfrequenzsignals und auch des oberen oder des unteren Seitenbandes des betreffenden Zwischenfrequenzsignais. Das Hochfrequzeingangssignal wird zu gleichen Teilen den beiden Mischstufen zugeführt. An die beiden Mischer werden ferner Signale eines Oszillators mit 900 Phasenverschiebung geleitet.The invention makes use of two mixing stages to produce the desired intermediate frequency signal and also the upper or lower sideband of the relevant intermediate frequency signal. The high frequency input signal becomes the same Parts fed to the two mixing stages. Signals are also sent to the two mixers an oscillator with 900 phase shift.

Die Ausgangsspannungen der beiden Mischstufen sind gegeneinander um 909 phasenverschoben und werden addiert, so daß sich eine Zwischenfrequenz ergibt, bei der die Spiegel-Zwischenfrequenz unterdrückt ist.The output voltages of the two mixer stages are relative to each other 909 are out of phase and added together so that a Intermediate frequency results in which the image intermediate frequency is suppressed.

Das Zwischenfrequenzsignal wird sodann in glicllen Anteilen zwei weiteren Mischstufen zugeführt, an die ferner um 900 phasenverschobene Schwingungen eines auf die Zwischenfrequenz eingestellten Oezillators gegeben werden. Die Ausgangsspannungen der beiden Zwis clienfrequenamischstufen werden dann um 900 gegeneinander phasenverschoben und addiert, so daß sich das Niederfrequenzsignal ergibt. Es läßt sich das obere oder das untere Seitenband einstellen, je nach der relativen Phasenverschiebung des Oszillatorasignals.The intermediate frequency signal then becomes two more in equal proportions Mixing stages fed to the further by 900 phase-shifted vibrations of a the oscillator set to the intermediate frequency. The output voltages of the two intermediate frequency mixer stages are then phase-shifted by 900 with respect to one another and added, so that the low frequency signal results. It can be the upper or adjust the lower sideband, depending on the relative phase shift of the oscillator signal.

In gewissen Fällen kann es günstig sein, eine Stufe für eine hohe Zwischenfrequenz und für eine niedrige Zwischenfrequenz vorzusehen. Gemäß der Erfindung sind zu dem Zweck erste und zweite Oberlagerungsstufen vorgesehen zum Erzeugen eines hohen bzw.In certain cases it can be beneficial to choose one level for a high one Intermediate frequency and to be provided for a low intermediate frequency. According to the invention First and second overlay stages are provided for the purpose of generating a high resp.

eines niedrigen Zwischenfrequenzsignals, sowie eine dritte Oberlagerungsstufe zum Erzeugen des. Seitenbandsignala.a low intermediate frequency signal, as well as a third superimposition stage for generating the sideband signal.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel erganzend beschrieben.The invention is described below with reference to schematic drawings an embodiment described in addition.

Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform eines Empfängers nach der Erfindung; Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform eines Erpfangers nach der Erfindung; Fig. 3 zeigt das schaltbild einer Mischstufe für einen Empfänger nach Fig. 1, und Fig. 4aund 4b zeigen Phasenschieberschaltungen für den Empfänger nach Fig. 1. Fig. 1 shows the block diagram of a preferred embodiment a receiver according to the invention; Fig. 2 shows a block diagram of another Embodiment of a Erpfangers according to the invention; Fig. 3 shows the circuit diagram a mixer for a receiver according to Fig. 1, and Figs. 4a and 4b show phase shift circuits for the receiver according to FIG. 1.

Fig. 1 zeigt im Blockschaltbild eine bevorzugte Ausführungsform eines Hochfrequenzempfämgers nach der Erfindung. Das von der Antenne 10 kommende Hochfrequenzsignal wird durch den Signal teiler 11 in zwei gleiche Komponenten geteilt, die jeweils phasengleich den beiden Mischstufen 12 und 13 zugeleitet werden Der Aufbau des Signalteilers und der Mischstufen hängt in wesentlichen von den zu empfangenden Hochfrequenzfrequenzen abO Ferner ist ein Oszillator 14 vorgesehen, dessen Oaxillatorfrequenz der Mischstufe 13 dirckt und der Mischstufe 12 über einen 90° Phasenschieber 15 zugeleitet wird. Die Frequenz des Oszillators 14 weicht von der Eingangsfrequenz des Empfängers um die Zwischenfrequenz ab, und die Zwischenfequenzsignale, nämlich sowohl das gewünschte Signal als auch das Spiegel-Zwischenfrequenzsignal, werden durch Oberlagerungswirkung in den Mischstufen erzeugt.Fig. 1 shows a preferred embodiment of a block diagram High frequency receiver according to the invention. The high frequency signal coming from the antenna 10 is divided by the signal divider 11 into two equal components, respectively The structure of the signal divider and the mixer stage depends largely on the high-frequency frequencies to be received abO An oscillator 14 is also provided, the oscillator frequency of which is the mixer stage 13 directs and the mixer 12 is fed via a 90 ° phase shifter 15. The frequency of the oscillator 14 deviates from the input frequency of the receiver the intermediate frequency from, and the intermediate frequency signals, namely both the desired Signal as well as the mirror intermediate frequency signal are due to the superposition effect generated in the mixing stages.

Die Ausgangs spannung der Mischstufe 12 wird durch einen g00 Phasenschieber 16 gegenüber der Ausgangaspannung der Mischstufe 13 phasenverschoben und beide Ausgangsspannungen sodann einen Summiernetzwerk 17 zugeleitet. Dabei wird das Spiegel-Seitenband ausgeblendet und das gewünschte Seitenband verstärkt.The output voltage of the mixer 12 is set by a g00 phase shifter 16 phase-shifted with respect to the output voltage of the mixer 13 and both output voltages then fed to a summing network 17. The mirror sideband is faded out and reinforced the desired sideband.

Das gewünschte Zwischenfrequenz-Seitenband enthält am Ausgang des Summiernetzwerkes 17 sowohl das obere als auch das untere Seitenband des übertragenen Signals. Während bei üblichen EmpfAngern Filter und Detektorschaltungen verwendet werden, um das übertragene Signal aus den Seitenbändern der Zwischenfrequenz zu gewinnen, wird bei dem Empfänger nach der Erfindung eine Phasenausblendtechnik verwendet, um das obere oder das untere Seitenband abzutrennen. Dabei sind keine Filter erforderlich. Das Zwischenfrequenzsignal vom Summiernetzwerk 17 wird an einen ZF-Signalteiler 20 geleitet, der dieses Signal in zwei gleiche Komponenten aufteilt, die gleichphasig zueinander sind.The desired intermediate frequency sideband contains at the output of the Summing network 17 both the upper and the lower sideband of the transmitted Signal. While filters and detector circuits are used in conventional receivers to take the transmitted signal from the sidebands of the intermediate frequency win, a phase masking technique is used in the receiver according to the invention, to cut the upper or lower sideband. No filters are required. The intermediate frequency signal from the summing network 17 is sent to an IF signal splitter 20, which divides this signal into two equal components that are in phase are to each other.

Die eine Kontponente gelangt durch den 90° Phasenschieber 21 an eine ZF-Mischstufe 22 und die andere Komponente direkt an eine ZF-Mischstufe 23. Ferner ist noch ein ZF-Oszillator 24 vorgesehen, der auf der Frequenz des Zwischenfrequenzsignals schwingt und der die ZF-Mischstufe 23 direkt und die ZF-Mischstufe 22 über einen der Phasenschieber 26 und 27 speist. Es wurde nun gefunden, daß bei Verwendung eines + 90° Phasenschiebers das obere Seitenband des Zwischenfrequenzsignals abgetrennt wird und durch Verwendung eines - 900 Phasenschiebers 27 das untere Seitenband des ZF-Signals Die Ausgangsspannungen der ZF-Mischer 22 und 23 werden an eine Summierschaltung 28 gelegt, an dessen Ausgang das gewünschte Seitenband des Zwischenfrequenzsignals auftritt Das Niederfrequenzseitenband am Ausgang der Summiervorrichtung 28 gelangt an einen NîederfrequenzverstArker 29 und an eine Niederfrequenzwiedergabevorrichtung 30 Es ist häufig wünschenswert, das Hochfrequenzsignal in ein hohes Zwischenfrequenzsignal und dieses sodann in ein niedriges Zwischenfrequenzsignal umzuwandeln. Dies läßt sich gemäß der Erfindung dadurch erreichen, daß zwei Überlagerungsstufen zum Erzeugen von ZF-Signalen vorgesehen sind und eine dritte Oberlagerungsstufe zum Erzeugen des übertragenen Signals aus einem der Seitenbänder des niedrigen Zwischenfrequenzsignals; Ein derartiger Empfänger ist in Fig. 2 im Blockschaltbild dargestellt. Das von der Antenne 31 kommende Hochfrequenzsignal gelangt an eine erste Überlagerungsstufe 32, welche ein erstes ZF-Signal mit verhältnismäßig hoher Frequenz erzeugt, welches kein Spiegelfrequenzsignal enthält. Dieses ZF-Signal gelangt an eine zweite Überlagerungsstufe 33, die ein zweites ZF-Signal mit verhältnismäßig niedriger Frequenz erzeugt, welches dann an eine dritte Oberlagerungsstufe 34 geleitet wird. Diese dritte Stufe erzeugt aus dem oberen oder dem unteren Seitenband des zweiten ZF-Signals das Niederfrequenzsignal, das an den Kopfhörer 35 geleitet wird.One contonent arrives at one through the 90 ° phase shifter 21 IF mixer 22 and the other component directly to an IF mixer 23. Furthermore an IF oscillator 24 is also provided, which operates on the frequency of the intermediate frequency signal oscillates and the IF mixer 23 directly and the IF mixer 22 via a the phase shifter 26 and 27 feeds. It has now been found that when using a + 90 ° phase shifter, the upper sideband of the intermediate frequency signal is separated and by using a - 900 phase shifter 27, the lower sideband of the IF signals The output voltages of the IF mixers 22 and 23 are sent to a summing circuit 28 placed, at the output of which the desired sideband of the intermediate frequency signal The low frequency sideband occurs at the output of the summing device 28 to a lower frequency amplifier 29 and to a low frequency reproducing device It is often desirable to convert the high frequency signal into a high intermediate frequency signal and then convert this into a low intermediate frequency signal. This leaves achieve according to the invention in that two superposition stages for generating of IF signals are provided and a third superposition level for generating the transmitted signal from one of the sidebands of the low intermediate frequency signal; Such a receiver is shown in Fig. 2 in the block diagram. That of the Antenna 31 coming high frequency signal arrives at a first superposition stage 32, which generates a first IF signal with a relatively high frequency, which does not contain an image frequency signal. This IF signal arrives at a second superimposition stage 33, which generates a second IF signal with a relatively low frequency, which is then passed to a third upper storage stage 34. This third stage creates the low-frequency signal from the upper or lower sideband of the second IF signal, that on the headphones 35 is routed.

Fig0 3 zeigt eine Mischschaltung, die sich für den Empfänger nach der Erfindung eignet. Das empfangene Hochfrequenzsignal FRF gelangt art die Prirnärwicklung des Transformators 41, und die beiden Enden der Sekundärwicklung desselben sind über Transistoren 42 und 44 mit Masse verbunden, An dem Mittelabgriff 42 der Sekundärwicklung tritt das Zwischenfrequenzsignal F auf, weiches gleich der Oszillatorfrequenz minus dem empfangenen Hochfrequenzsignal ist, also FLO - FRP. Die Basiselektroden 43, 44 der Transistoren werden über Widerstände 45 bzw 46 mit Triggerimpulsen +FL0 bzw. -FLO gespeist Indem die beiden Enden der Sekundärwicklung abwechselnd mit der Frequenz PLO geerdet werden, wird das Hochfrequenzsignal FRF mit der Oszillatorfrequenz FLO multipliziert, wobei die Zwischenfrequenz FIF eines der Produkte an dem Mittelabgriff der Sekundärwicklung bildet Bei dem Blockschaltbild nach Fig. 1 sind 900 Phasenschieber verwendet. Die relative Phasenverschiebung von 900 läßt sich natürlich auch dadurch erreichen, daß man in dem einen Signal Zweig eine Phasenverschiebung von +450 und in dem anderen Zweig eine solche von 450 ausführt. So kann z,B. das Signal des Oszillators 14 mit einer Phasenverschiebung von +45° an die Mischstufe 16 und mit einer Phasenverschiebung von -45° an die Mischstufe 13 geleitet werden, um insgesamt eine Pha-senverschiebung von 900 zwischen den beiden Signalen zu ergeben. Die Figuren 3a und 3b zeigen 45° Phasenschieber. Gemäß Fig. 3a wird eine Phasenverschiebung von +450 durch einen Serienkondensator mit einem Ableitwiderstand erzeugt, In ähnlicher Weise wird bei Fig; 3b eine Phasenverschiebung von -45° durch einen Serienwiderstand und einen Ableitkondensater erzeugt Andere geeignete Phasenschiebernetzwerke sind in dem Aufsatz von D.K. Weaver in Proceedings of the Institute of Radio Engineers, April 1954, mit dem Titel Design of RC Wide-band 90 Degree Phase Difference Networks" beschriebena Bei dem Ausfuhrun£;sbeispiel ist der 900 Phasenschieber an den Ausgang der Mischstufe 12 angeschlossen. Er kann jedoch auch an den Eingang derselben angeschaltet sein. In ähnlicher Welse kann der Phasenschieber 21 an den Ausgang der ZF-Mischstufe 22 anstatt an den Eingang derselben angeschlossen werden0 Durch Verwenden der Phasenausblendtechnik in zwei oder mehr Stufen eines Rundfunkempfängers läßt sich gemäß der Erfindung sowohl das obere als auch das untere Seitenband eines übertragenen Signals ohne Verwendung von Filtern ausblenden.Fig0 3 shows a mixer circuit that can be used for the receiver of the invention is suitable. The received high-frequency signal FRF arrives at the primary winding of the transformer 41, and both ends of the secondary winding are the same connected to ground via transistors 42 and 44, at center tap 42 of the secondary winding occurs the intermediate frequency signal F, which is equal to the oscillator frequency minus the received high frequency signal, i.e. FLO - FRP. The base electrodes 43, 44 of the transistors are triggered via resistors 45 or 46 with trigger pulses + FL0 or -FLO powered by placing the two ends of the secondary winding alternately with the frequency PLO are grounded, the high frequency signal FRF with the oscillator frequency FLO multiplied, the intermediate frequency FIF of one of the products at the center tap the secondary winding forms. In the block diagram of FIG. 1, there are 900 phase shifters used. The relative phase shift of 900 can of course also be thereby achieve that in one signal branch a phase shift of +450 and executes one of 450 in the other branch. For example, the signal of the oscillator 14 with a phase shift of + 45 ° to the mixer 16 and with a phase shift of -45 ° can be passed to the mixer 13 to achieve a total phase shift of 900 between the two signals. Figures 3a and 3b show 45 ° Phase shifter. According to Fig. 3a is a phase shift of +450 by a Series capacitor is created with a bleeder resistor, in a similar way is used at Fig; 3b shows a phase shift of -45 ° through a series resistor and a Discharge Condenser Generated Other suitable phase shifting networks are in the paper by D.K. Weaver in Proceedings of the Institute of Radio Engineers, April 1954, entitled Design of RC Wide-band 90 Degree Phase Difference Networks " at The exemplary embodiment is the 900 phase shifter at the output of the mixer 12 connected. However, it can also be connected to the input of the same. The phase shifter 21 can be connected to the output of the IF mixer 22 in a similar manner instead of being connected to the input of the same 0 By using the phase-skipping technique in two or more stages of a radio receiver can be according to the invention both the upper and lower sidebands of a transmitted signal without Hide the use of filters.

Claims

1. Single-sideband overlay receiver, not shown t by a first phase suppression circuit for generating an IF signal with the upper and lower sidebands from the high-frequency signal, with the image frequency is suppressed, and by a second phase masking superposition circuit for Generating an information signal sideband from the intermediate frequency signal.

2. Receiver according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c h -n e t that the second phase masking superposition circuit has a phase shifter zwn selecting the upper or lower information signal sideband.

3. Receiver according to claim 1 or 2, characterized in that g e k e n n -z e i c Note that the phase masking superposition circuits each have two mixer stages (12,13; 22,23), which are fed by components of the high-frequency signal which are at least equal in amplitude and frequency that the mixer each of signals of an oscillator (15, 24) shifted by 90 ° to each other be controlled that in the signal path of a mixer of each superimposition circuit a 90 phase shifter is switched on, and that the output signals of the two Mixer of each superimposition circuit is fed to a summing device (17, 28) will.

4. Receiver according to claim 1 to 3, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the inputs of the mixer stages (12,13; 22,23) to the outputs of a signal divider are connected, the high frequency signal in two according to amplitude, frequency and phase divides identical components.

5. Receiver according to claim 1 to 4, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the second superposition stage has a +900 and a -9O0 phase shifter (26,27) for the oscillator (24).

6. Receiver according to claim 1 to 5, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that between the first and the second superposition stage an additional Upper level is switched on to reduce the frequency of the intermediate frequency signal.

L e r s e i t e