DE1909678A1

DE1909678A1 - Discriminator arrangement

Info

Publication number: DE1909678A1
Application number: DE19691909678
Authority: DE
Inventors: Alfred Beilner; Dipl-Ing Wolfgang Ulmer
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1969-02-26
Filing date: 1969-02-26
Publication date: 1970-08-27
Also published as: DE1909678B2

Description

Diskriminatoranordnung Die Erfindung bezieht sich auf eine Diskriminatoranordnung für die Frequenznachregelung von PM-Modulatoren in Systemen der elektrischen Nachrichten- und Übertragungstechnik, insbesondere solchen mit sehr kurzen elektromagnetischen Wellen (Richtfunksysteme). Discriminator arrangement The invention relates to a discriminator arrangement for frequency readjustment of PM modulators in systems of electrical communications and transmission technology, especially those with very short electromagnetic Waves (radio relay systems).

FM-Modulatoren für Richtfunksysteme werden meist automatisch in der Frequenz'nachgeregelt, Dies kann in der Weise erfolgen, daß ein Teil des ZF-Signals nach dem Modulator auf einen Frequenzdiskriminator gegeben wird, der eine, derFrequenzablage des Modulators entsprechende Gleichspannung abgibt, die, meist nach vorheriger Verstärkung, dem Modulator als Regelgröße zugeführt wird. Hierbei ist es heispielsweise auch bekannt, eine solche Nachregelschaltung mit Quarzen auf zubauen, was jedpch einen erheblichen Aufwand erfordert. An einen derartigen Diskriminator werden besondere Anforderungen gestellt. Er soll über die Bandbreite des Signalspektrums eine gewisse tineärität besitzen, damit bei Modulation des Trägers keine Verschiebung des Nullpunktes auftritt und damit das Pilotsignal, für das Je nach Kanalzahl verschiedene Frequenzen vorgesehen sind, für 0;'eß- und Überwachungszwecke demoduliert werden kann. Der Diskriminatornullpunkt soll eine große Temperaturkonstanz haben und unabhangig von kleinen Schwankungen der ZP-Eingansspannung und der Betriebsspannungen zein. Des weiteren soll der Diskriminatornullpunkt eine große Steilheit besitzen, d.h. bei Frequenzabweichungen vom Sollwert egli er möglichst viel Gleichspannung abgeben, damit ein nachfolgender Gleichspannungsverstärker einfach aufgebaut werden kann, Die Erfüllung all dieser Forderungen ist jedoch mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden, insbesondere deswegen, weil die letztgenannten Forderungen gegenläufig sind zu der Forderung nach -einer gewissen Linearität des Diskriminators über die Bandbreite des Signalspektrums Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Schwierigkeiten in einfacher Weise zu begegnen.FM modulators for radio relay systems are usually automatically implemented in the Frequency 'adjusted, this can be done in such a way that part of the IF signal after the modulator is given to a frequency discriminator, the one, the frequency offset of the modulator emits corresponding DC voltage, which, usually after previous amplification, is fed to the modulator as a controlled variable. It is also here, for example known to build such a readjustment circuit with crystals, what jedpch one requires considerable effort. Such a discriminator becomes special Requirements. It should over the bandwidth of the signal spectrum a certain have tinearity so that there is no shift in the zero point when the carrier is modulated occurs and thus the pilot signal, for which different frequencies depending on the number of channels are provided, can be demodulated for 0; 'eating and monitoring purposes. Of the Discriminator zero point should have a high temperature constancy and independent of small fluctuations in the ZP input voltage and the operating voltages zein. Of furthermore, the discriminator zero point should have a steep slope, i.e. at Adjust frequency deviations from the setpoint as much as possible DC voltage so that a subsequent DC voltage amplifier can be easily set up However, meeting all of these demands is with considerable difficulty connected, in particular because the latter claims are contrary are to the requirement for a certain linearity of the discriminator over the Bandwidth of the signal spectrum The invention is based on the object of this Facing difficulties in an easy way.

Bei einer diskriminatoranordnung für die Frequenznachregelung von FM-odulatoren in Systemen der elektrischen Nachrichten- und Übertragungstechnik, insbesondere solchen mit sehr kurzen elektromagnetischen Wellen (Richtfunksysteme), wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß am Ausgang des FM-Modulators, verzugsweise unter Zwischenschaltung eines geeigneten Verstärkers, ein breitbandiger und ein schmalbandiger Diskriminator parallel angeschaltet sind, deren Gleichstromausgänge der art zusammengeschaltet sind, daß die Spannungen bzw0-Ströme beider Diskriminatoren addiert werden, und daß die .lusgangsklemmen an eine Verstärkerschaltung -geführt sind, deren Ausgangsspannung dem FM-Modulator so zugeführt wird, daß dieser auf die Mittenfrequenz des-schmalbandagen Diskriminators nachgezogen wird.With a discriminator arrangement for the frequency readjustment of FM modulators in systems of electrical communications and transmission technology, especially those with very short electromagnetic waves (radio relay systems), this object is achieved according to the invention in such a way that at the output of the FM modulator, preferably with the interposition of a suitable amplifier, a broadband one and a narrow-band discriminator are connected in parallel, their DC outputs are interconnected in such a way that the voltages or currents of both discriminators are added, and that the .lusgangsklemmen-led to an amplifier circuit are, the output voltage of which is fed to the FM modulator so that it is on the center frequency of the narrow bandage discriminator is adjusted.

Mit einer Serienschaltung der Ausgängev-on breitbandigem und schmalbandicernn Diskriminator erfolgt eine- Überlagerung der Gleichspannungen beider Diskriminatoren. Der breitbandige Diskriminator umfaßt die gesamte Bandbreite des ZP-Signals; er weist einen großen-Höckerabstand und über einem großen Frequenzbereich eine annähernd lineare Steilheitekurve auf. In der Nähe des Nüllpunktes ergib"'t:' sich für die Gesamtspannung ein steilerer Verlauf als für die Gleichspannung des breitbandigen diskriminators.With a series connection of the outputs from broadband and narrowband core Discriminator takes place a superimposition of the DC voltages of both discriminators. The broadband discriminator covers the entire bandwidth of the ZP signal; he has a large hump spacing and approximates one over a large frequency range linear steepness curve. In the vicinity of the null point the result is "'t:' for the Total voltage a steeper course than for the DC voltage the broadband discriminator.

Dadurch, daß der schmalbandige Diskriminator eine wesentlich steilere Spannungskennlinie aufweis't; als der breitbandige, ist für die Temperaturkonstanz im wesentlichen der schmalbandige Diskriminator maßgebend. Dessen Dempcraturkonstanz kann sehr groß gemacht werden, da die besonders temperaturabhängigen Diodenkapazitaten- klein gegenüber den Kreiskapazitäten sind und da durch die Art der Ankopplung die Transistorwidestä'nde-keinen -Einfluff-- -auf die Resonanzfrequenz der Diskriminatorkreise haben.Because the narrow-band discriminator is a much steeper one Voltage characteristic; than the broadband, is for the temperature constancy essentially the narrow-band discriminator is decisive. Its temperature constancy can be made very large, as the particularly temperature-dependent diode capacities are small compared to the circular capacities and because of the type of coupling the Transistor resistances - no - influence - on the resonance frequency of the discriminator circuits to have.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Diskriminatoranordnung ist der, daß auch ohne Z?-Begrenzer vor dem Diskriminator der Nullpunkt unabhängig von kleinen Schwankungen der ZF-Eingangsspannung ist. Man spart dadurch Begrenzer- und Verstärkerstufen und kann außerdem das demodulierte Pilotsignal als Kriterium für die Überwachung der ZF-Ausgangsspannung des Modulators verwenden.Another advantage of the discriminator arrangement according to the invention is the fact that the zero point is independent even without a Z? limiter in front of the discriminator small fluctuations in the IF input voltage. This saves limiter and amplifier stages and can also use the demodulated pilot signal as a criterion to monitor the IF output voltage of the modulator.

Die Auskopplung des Pilotsignals erfolgt nur beim breitbandigen Diskriminator. Hierfür ist vorteilhafterweise an dessen Ausgang ein Übertrager angeordnet.The pilot signal is only decoupled with the broadband discriminator. For this purpose, a transformer is advantageously arranged at its output.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen Fig.1 eine schematische Darstellung der Regelschleife des FM-Modulators (Blockschaltbild), Fig.2 die Schaltung des Diskriminators mit ZF-Verstärker und Differenzialverstärker und Fig.3 in einer graphischen Darstellung den Verlauf der Diskriminätorspannung in Abhängigkeit von der Frequenz.The invention is explained in more detail below with the aid of an exemplary embodiment explained. 1 shows a schematic representation of the control loop of the FM modulator (block diagram), Fig. 2 the circuit of the discriminator with IF amplifier and differential amplifier and FIG. 3 in a graphical representation the course the discriminator voltage as a function of the frequency.

Bei der schematischen Darstellung nach Fig.1 bedeutet 1 der FM-Modulator, dessen Ausgangssignal (ZF-Signal) über den Verstärker 2 den beiden Diskriminatoren (schmalbandiger Diskriminator 3 und breitbandiger Diskriminator- 4) zugeführt wird. Den beiden Diskriminatoren ist jeweils ein Verstärker 7, 8 vorgeschaltet, wodurch ü.a.eine Entkopplung der Diskriminatoren erreicht wird. Anstelle der Verstärker kann man beispielsweise auch Gabel schaltungen, Richtungsweichen oder in- ihrer Funktion ähnliche Elemente einfügen. Die Ausgänge der beiden Diskriminatoren 3, 4 sind in Serie geschaltet und an einen Differenzialverstärker 6 geführt, dessen Ausgangsspannung dem ?M-1Todulator 1 als Regelspannung zugeführt wird.In the schematic representation according to Fig. 1, 1 means the FM modulator, its output signal (IF signal) via the amplifier 2 to the two discriminators (narrower Discriminator 3 and broadband discriminator 4) is fed. An amplifier 7, 8 is connected upstream of each of the two discriminators, whereby, above all, a decoupling of the discriminators is achieved. Instead of the amplifier you can, for example, also fork circuits, direction switches or in their own right Insert similar elements. The outputs of the two discriminators 3, 4 are connected in series and fed to a differential amplifier 6, whose Output voltage is fed to the? M-1Todulator 1 as a control voltage.

An Ausgang des breitbandigen Diskriminators 4 ist ferner ein Übertrager 5 angeschaltet, über den die Entnahme des Pilotsignals erfolgt.There is also a transformer at the output of the broadband discriminator 4 5 is switched on, via which the pilot signal is extracted.

Das Schaltbild nach Fig.2 zeigt die beiden Diskriminatoren D1 und D2 mit einem vorgeschalteten Z2-Verstärker und einem nachgeschalteten Differenzialverstärker. Der ZF-Verstärker weist zwei Transistoren T1 und T2 auf, die über ein Kopplungsnetzwerk zu einer Verstärkerkaskade verbunden sind. An den ZF-Verstärker schließen sich die beiden Diskriminatoren an, deren Eingänge parallel und deren Ausgänge in Serie liegen. Ein Teil des ZP-Signals wird vor dem breitbandigen Diskriminatör D1 abgezweigt und auf den schmalbandigen Diskriminator D2 gegeben. Der schmalbandige Diskriminator D1 ist vorzugsweise hochohmig angekoppelt, um Rückwirkungen auf den breitbandigen Diskriminator D2 zu verhindern. Der breitbandige Diskriminator D2 besteht aus zwei versetzten Einzelkreisen und weist an seinem Ausgang einen Übertrager 23 auf, bestehend aus den Primärwicklungen Wl und W2 und der Sekundärwicklung W3. Über diesen übers trager wird das nilotsignal dem breitbandigen Diskriminator entnommen. Der schmalbandige Diskriminator D2 weist zwei gegensinnig verstimmte Resonanzkreise auf', deren Spulen L1, L2 Änzapfungen besitzen. An diese Spulenanzapfungen sind die Gleichrichter G1 und G2 des Diskriminatore geführt. Dadurch wird eine Beeinflussung der Kapazität der Resonanzkreise durch die Gleichriehterkapazitäten weitestgehend verhindert. Die Ausgangeklemmen der Diskriminatoranordnung, bestehend aus dem breitbandigen und dem schmalbandigen Diskriminator, deren Gleichstromausgänge in Serie liegen, sind an einen Differenzialverstärker geführt, und zwar jeweils an die Basis der beiden Transistoren T5 und T6, deren Emitter über ein Potentiometer P1 miteinander verbunden sind. An den Kollektoren der Transistoren wird die Regelspannung abgenommen. Als Betriebsspannung für diese Transistoren dient eine erdfreie 24 V Gleichspannung.The circuit diagram according to Figure 2 shows the two discriminators D1 and D2 with an upstream Z2 amplifier and a downstream differential amplifier. The IF amplifier has two transistors T1 and T2, which are connected via a coupling network are connected to an amplifier cascade. They connect to the IF amplifier two discriminators whose inputs are parallel and whose outputs are in series. A part of the ZP signal is branched off in front of the broadband discriminator D1 and given to the narrow-band discriminator D2. The narrow-band discriminator D1 is preferably coupled with high resistance in order to avoid repercussions on the broadband To prevent discriminator D2. The broadband discriminator D2 consists of two offset individual circles and has a transformer 23 at its output, consisting from the primary windings Wl and W2 and the secondary winding W3. About this trans the pilot signal is taken from the broadband discriminator. The narrow one Discriminator D2 has two oppositely detuned resonance circuits', their coils L1, L2 have tapping. At these coil taps are the Rectifiers G1 and G2 of the discriminators led. This becomes an influence the capacity of the resonance circuits due to the capacities in the same direction as possible prevented. The output terminals of the discriminator arrangement, consisting of the broadband and the narrow-band discriminator, whose DC outputs are in series, are fed to a differential amplifier, each to the base of the two transistors T5 and T6, the emitter of which is connected to one another via a potentiometer P1 are connected. The control voltage is taken from the collectors of the transistors. A floating 24 V DC voltage is used as the operating voltage for these transistors.

Die Gleichetromausgänge der beiden Diskriminatoren kann man auch parallelschalten, so daß sich die Ausgangsströme addieren. Hierbei ist jedem Diskriminator vorzugsweise ein Verstärker nachgeschaltet, deren Ausgänge miteinander verbunden sind. In Abwandlung dieses Ausfshrungsbeisnicls kann man die rarallel liegenden Gleichstrom ausgänge Jemeinsam an einen niederohmigen Verstärker anschalten.The equal current outputs of the two discriminators can also be connected in parallel, so that the output currents add up. Each discriminator is preferred here an amplifier connected downstream, the outputs of which are connected to one another. In modification In this embodiment example, the parallel direct current outputs can be used Connect to a low-impedance amplifier together.

In Fig.3 ist in einem Diagramm die Regelspannung am Eingang des Differenzialverstärkers (Gleichepannungev-erstärker) in Abhängigkeit von der Frequenz dargestellt.In Figure 3, the control voltage at the input of the differential amplifier is in a diagram (Equal voltage v amplifiers) as a function of the frequency.

In der Nähe des Nullpunktes hat die Regelspannung einensteileren Verlauf als im übrigen Frequenzbereich. In diesem Rereich mit steilerem Verlauf erfolgt eine Überlagerung der Regelspannung des breitbandigen und des schmalbandigen Diskriminators. An den steileren Teil schließt sich im hier dargestellten Beispiel noch ein Teil negativer Steigung an, Der Verlauf der Regelspannungskennlinie aea breitbandigen Diskriminàtors allein ist im Vberlagerungsbereich strichliert eingezeichnet.In the vicinity of the zero point, the control voltage has a steeper curve than in the rest of the frequency range. In this area with a steeper course takes place a superposition of the control voltage of the broadband and narrowband discriminator. In the example shown here, another part is connected to the steeper part negative slope, the course of the control voltage characteristic aea broadband Discriminator alone is shown in dashed lines in the overlap area.

3 Figuren 6 Patentansprüche3 Figures 6 claims

Claims

Claims 1. Discriminator arrangement for frequency readjustment of FM modulators in systems of electrical communications and transmission technology, especially those with very short electromagnetic contractions (directional systems), characterized in that the output of the FM modulator, preferably with the interposition a suitable amplifier, a broadband and a narrowband discriminator are connected in parallel, the DC outputs of which are interconnected in this way are that the voltages resp.

Currents of both discriminators are added, and that the output terminals are led to an amplifier circuit, whose-Äusgansspaniiung the SM modulator is supplied in such a way that it is applied to the center frequency of the narrow-band discriminator is tightened.

2. Discriminator arrangement according to claim 1, characterized in that that in the output of the broadband discriminator a transmitter for removal of the pilot signal is switched on.

3. Discriminator arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that that the narrow-band discriminator contains two oppositely detuned resonance crises, to which the rectifiers are coupled in a step-down manner.

4. Discriminator arrangement according to one of claims 1 to.3, characterized gekennæeichnet that decoupling networks are switched on in front of the discriminators are.

5. Discriminator arrangement according to claim 4, characterized in that that isolating amplifiers are inserted in front of the broadband discriminator.

6. Discriminator arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the narrow-band discriminator is coupled with a high resistance is.