DE2920496A1 - System zum entfernen der interferenzverzerrung in einem demodulierten signal eines frequenzmodulierten signals - Google Patents
System zum entfernen der interferenzverzerrung in einem demodulierten signal eines frequenzmodulierten signalsInfo
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Description
8 - Re-zr/9407
17.5.1979
Victor Company of Japan Ltd; No. 12,3-chome, Moriya-Cho,
Kanagawa-Kuf Yokohama-City, Kanagawa ken, Japan
System zum Entfernen der Interferenzverzerrung in einem demodulierten Signal eines frequenzmddulierten Signals
Die Erfindung betrifft-ein System zum Entfernen der Interferenzverzerrung in einem demodulierten Signal eines frequenzmodulierten
Signals, mit einer Einrichtung zur Demodulation eines frequenzmodulierten Eingangssignals, das einer Interferenz
mit einem anderen frequenzmodulierten Signal ausgesetzt ist. Insbesondere betrifft die Erfindung ein System, in
welchem eine Verzerrungs- oder Störkomponente einer Interferenzverzerrung weitgehend angenähert wird, die in einem Signal
enthalten ist, das durch die Demodulation eines frequenzmodulierten Signals erhalten wird und die zur Löschung und damit
zum Entfernen der Interferenzverzerrung dient.
Im allgemeinen wird eine Interferenzstörung erzeugt,
wenn eine Vielzahl von frequenzmodulierten Signalen, die weiterhin als FM-Signale bezeichnet werden, miteinander interferieren.
Dieses Phänomen tritt in solchen Fällen auf, bei denen beispielsweise die FM-Signale durch eine Anzahl von Übertragungswegen
(Mehrfachwegen) hindurchgelaufen sind und miteinander interferieren. Diese Interferenzverzerrung wird als Verzerrung
durch Mehrwegübertragung bezeichnet. Wird zum Beispiel' eine FM-Radiowelle direkt an der Antenne eines FM-Empfängers
und zur gleichen Zeit die reflektierte Welle empfangen, nachdem diese an Objekten wie beispielsweise Gebäuden reflektiert
oder gebeugt wurde, interferieren die auf diese Weise empfangenen FM-Signale, nachdem sie Mehrfachübertragungswege durchlaufen
haben miteinander und geben Anlaß zu einer Interferenzverzerrung in dem demodulierten Signal.
Um die Erzeugung einer Verzerrung durch Mehrwegübertragung dieser Art zu verringern, werden in der Praxis bei be-
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kannten FM-Empfängem Antennen mit scharfer Richtungscharakteristik
verwendet, mit denen nur die direkt ankommenden FM-Signale
empfangen werden können, während die FM-Signale, die nach Reflexion oder Beugung ankommen, kaum empfangen werden. Jedoch
kann das Auftreten einer Verzerrung infolge von Mehrwegübertragung hur durch die Verwendung einer Antenne mit einer exakten
Richtungscharakteristik nicht vollständig unterdrückt werden .
Zur Beseitigung der Interferenzverzerrung ist ein Verfahren bekannt, bei dem in einer elektrischen Schaltung innerhalb
des FM-Empfängers ein Signal erzeugt wird, das der Interferenzverzerrungskomponente
angenähert ist und das zur Löschung der Verzerrungskomponente in dem demodulierten Signal
Verwendet wird. Bei diesem bekannten Verfahren ist jedoch der Grad der Annäherung des Signals an die Verzerrungskomponente,
um diese möglichst weitgehend auszulöschen, nur sehr grob. Aus diesem Grund sind die Komponenten des Verzerrungslöschsignals
und des tatsächlich auftretenden Verzerrungssignals noch immer stark unterschiedlich, so daß die Verzerrungslöschung nicht
zufriedenstellend ausgeführt werden kann und auch nach der
Durchführung der Verzerrungslöschung noch eine wesentliche Verzerrungskomponente erhalten bleibt.
In diesem Zusammenhang wird auch darauf hingewiesen, daß gegenseitige Interferenz von FM-Signalen nicht nur auf FM-Radiowellen
begrenzt ist, sondern auch in anderen Wellen auftritt, wie beispielsweise bei der Aufzeichnung und Wiedergabe
eines FM-Signals auf und von einem Aufzeichnungsmedium und in
dem Fall, bei dem eine Fehlanpassung zwischen einem Kabel zum Übertragen eines FM-Signals und den damit verbundenen Eingangsund
Ausgangsgeräten besteht.
Es wurde auch schon ein System zum Entfernen von Interf
er en ζ Verzerrungen im demodulierten Signal eines frequenzmodulierten
Signals vorgeschlagen, auf das bei der Figurenbeschreiburig näher eingegangen wird. Dieses vorgeschlagene System
umfaßt einen Demodulator für die Demodulation eines FM-
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Eingangssignals, das einer Interferenz mit einem anderen FM-Signal
ausgesetzt war, einen Hüllkurven-Detektor zum.Feststellen der Einhüllenden der Amplitudenschwankung des Eingangssignals,
eine automatische Verstärkerregelschaltung (AGC-Schaltung) zum Regeln des Pegels des Eingangssignals, das dem
Hüllkurven-Detektor zugeführt wird und einen Kondensator, der nur die Wechselstromkomponente des Ausgangssignals des Hüllkurven-Detektors
hindurchläßt. Ferner ist eine Schaltung vorgesehen, die eine Übertragungs-Charakteristik gemäß einer hyperbolischen
Funktion besitzt und die Wellenform der Wechselstromkomponente umwandelt, des weiteren eine Analogmultiplizierschaltung,
die an ihrem x-Eingangsanschluß mit dem Ausgangssignal der Wellenform-Wandlerschaltung beaufschlagt wird und
ein Verzerrurigslöschsignäl erzeugt. Eine erste Operationsschaltung wird mit dem Ausgangssignal des Demodulators und
mit dem Verzerrungslöschsignal gespeist und löscht die Interferenzverzerrung des demodulierten Signals zum Teil mit dem
Verzerrungslöschsignal. Ferner ist eine Verzögerungsschaltung zum Verzögern des Ausgahgssignals der ersten Operationsschaltung
oder des Demodulators um eine bestimmte Zeit vorgesehen und eine zweite Operationsschaltung, die mit dem Ausgangssignal
der ersten Operationsschaltung oder des Demodulators beaufschlagt
wird und mit dem Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung, wobei sie eine Signalverknüpfung vornimmt und das
resultierende Ausgangssignal dem y-Eingangsanschluß der Analogmultiplizierschalturig
zuleitet. Der Ausgang der ersten Operationsschaltung ist ein demoduliertes Signal, in welchem die
Interferenzverzerrung gelöscht und somit entfernt wurde.
Für den Fall, daß ein Pegel eines nicht reflektierten Signals, das direkt von einer Übertragungsantenne empfangen
wird, weiterhir als ein direkt empfangenes Signal bezeichnet, größer als ein Pegel eines Signals ist, das nach der Reflexion
an einem Gebäude empfangen wird, das weiterhin als ein reflektiertes Signal bezeichnet wird, kann mit dem vorgeschlagenen
System ein frequenzdemoduliertes Signal erhalten werden, in welchem die Interferenzstörung verringert oder entfernt ist.
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Jedoch in einem Fall, bei dem der Pegel des direkt empfangenen Signals kleiner als der Pegel des reflektierten Signals ist,
ist das vorgeschlagene System nicht imstande, die Interferenzstörung zu entfernen, sondern neigt eher dazu, die Verzerrung
noch zu erhöhen.
In der Praxis ergibt sich beim. Empfang von FM-Signa-■len,
daß die Verhältnisse der Pegelhöhen des direkt empfangenen und des reflektierten Signals von Fall zu Fall unterschiedlich
sind, entsprechend den ümgebungsbedingungen um den Empfangspunkt bzw· die Empfangsstelle und den Bedingungen der
Übertragungswege der FM-Signale. Bei einigen der zuvor erwähnten
Konditionen kann ein Fall eintreten, bei dem der Pegel des reflektierten Signals größer als derjenige des direkt empfangenen
Signals ist. Dann wird ein empfangenes und demoduliertes Signal mit größerem Rauschverhältnis beim Empfang und der Demodulation
des reflektierten Signals als des direkt empfangenen Signals erhalten. ..
Aufgabe der Erfindung ist es, ein System zum Entfernen der Interferenzverzerrung in dem demodulierten Signal
eines frequenzmodulierten Signals unter Vermeidung der Schwierigkeiten und Nachteile bekannter Systeme zu schaffen, bei
dem zum Löschen der Verzerrungskomponts ein Verzerrungslöschsignal
verwendet wird, das der Interferenzverzerrung in dem demodulierten Signal des frequenzmodulierten Signals weitgehend
angenähert ist und.bei dem entweder der Pegel des reflektierten Signals größer als der Pegel des direkt empfangenen
Signals ist oder der umgekehrte Fall vorliegt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 9.
Bei der Erfindung wird eine Wellenform-Wandlerschalturig
in einem Schalturigssystem zur Bildung eines. Verzerrungs-
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löschsignals verwendet, und dadurch ein Signal zur Verzerrungslöschung mit einem ausgezeichneten Näherungsgrad in bezug auf
die Interferenzverzerrung erhalten.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 - ein schematisch.es Blockschaltbild einer Ausführungsform eines Systems zum Entfernen von Interferenzverzerrungen,
wie es von dem Anmelder der vorliegenden Anmeldung schon vorgeschlagen wurde,
Figur 2 - ein Schaltdiagramm einer Ausführungsform der Wellenform-Wandlerschaltung
des Systems nach Figur 1,
Figur 3 - einen Kurvenverlauf einer Charakteristik der Wellenform-Wandlerschaltung
nach Figur 2,
Figur 4 - ein schematisches Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform
des Systems zum Entfernen der Interferenzverzerrung nach der Erfindung,
Figur 5 - ein schematisches Blockschaltbild einer zweiten Ausführurigsform
des Systems nach der Erfindung,
Figur 6 - ein Schaltdiagramm einer Ausführungsform der Wellenform-Wandlerschaltung
in dem in Figur 5 gezeigten System,
Figur 7 - einen Kurvenverlauf einer Charakteristik der Wellenform-
Wand ler schaltung nach Figur 6, und
Figur 8 - ein schematisches Blockschaltbild einer dritten Ausführurigsform
des·Systems zum Entfernen der Interferenzverzerrung
nach der Erfindung.
In den Figuren 1 bis 3 ist eine Ausfuhrungsform des
bereits vorgeschlagenen Systems dargestellt. Ein frequenzmoduliertes FM-Signal Ca(t) wird einem Eingangsanschluß 11 des Systems
von einem Frequenzdemodulator 12 zugeleitet, in welchem es demoduliert wurde. Zur gleichen Zeit wird das FM-Eingangssignal
Ca(t) durch eine automatische Verstärkerregelschaltung (AGC-Schalturig) 13 einer Hüllkurven-Detektorschaltung 14 zugeführt,
in der ihre Umhüllende festgestellt wird.
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Falls eine Interferenzverzerrung auftritt, ist das FM-Eingangssignal Ca(t) eine kombinierte Welle aus der direkten
Welle, das ist das ursprüngliche FM-Signal C(t) ohne Verzerrung,
und der reflektierten Welle bzw. dem reflektierten Signal, das ist ein FM-Signal C (t -*£"), wobei dieses Signal
C(t) eine ZeitverzögerungT"aufweist. Es können dann diese
FM-Signale durch die folgenden Gleichungen in Termen des modulierten
Signals f'(t) ausgedrückt werden, wobei f'(t) =
df(t)/dt ist/ durch die Amplitude Ä der Trägerwelle, die
durch dieses Modulationssignal frequenzmoduliert ist, die Trägerwelle CO et, und durch das Interferenzverhältnis K des
FM-Signals C(t) und das FM-Signal C(t -T) , mit K = C(t ~T)/C(t)
< 1.
C(t) = A cos {wet + f (t)J . (1)
C(t -T) =A cosjwct * f(t -T) - θ (2)
Ca(t) = A cos' [(coct+f (t)} + K|fc>ct+f (t- T) - θ ]
= A^t + K2 * 2Kcosjf(t) - f(t-T) + θ}χ
(t)-tan~1 Ksin{f (t)-f (t-T )+Θ
(t) tan 1+Kcos| f (t) _f (t-^ )
cos foct+f (t)tan
cos Ltocttf(t) tan 1+Kcos| f (t) _f (t-
mit θ =
Eine Amplitudenschwankung tritt in dem FM-Signal Ca(t) auf, wobei die FM-Signale C(t) und C(t -T) eine Interferenz
bewirken. Der durch A yi+K +2Kcosjf (t)-f (t-*£"}+ej ausgedrückte
Teil in Gleichung (3) stellt die Einhüllende Env(t) dieser Amplitudenschwankung dar. Wird dann die Amplitude A
der Trägerwelle gleich 1 gewählt (Einheit), so kann die Umhüllende
bzw. Einhüllende Env(t) der Amplitudenschwankung durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:
Envit) = 'ft + K2 + 2 Kcos j f (t) - f (t -T). + öj (4).
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Das Interferenzverhältnis K ist ein Koeffizient,
der durch Faktoren wie beispielsweise den auftretenden Verlust, wenn die Radiowelle durch reflektierende Objekte reflektiert
wird und durch die Dämpfung einer reflektierten Welle in Übereinstimmung mit der Richtungscharakteristik der
Empfangsantenne bestimmt wird. Da K kleiner als 1 ist, kann
die Gleichung (4) wie folgt geschrieben werden:
Env(t) = 1 + K cos ff (t) - f(t -T) + θ J
(5)
Wenn das voranstehend erwähnte FM-Signal Ca(t)
durch den Frequenzdemodulator 12 demoduliert wird, wird ein demoduliertes Signal e«(t) gemäß der folgenden Gleichung erhalten
:
e (t) - f ι (t)- 1^ £f' (t)"f' (t-rf+Kff (t)-f' (t-njoosff (t)-f (t-T)+9jr (c)
0 1 +K2+2Kcos[f (t) -f (t-t) +Θ Jr
Unter der Berücksichtigung der Bedingung K <C 1
folgt aus Gleichung (6):
cos
{f (t)-f (t-T
{f(t)f (t
eQit) £ tt) -^t it; L ir π i+2Kcos|f (t) -f (t-T) +9J Uj
Durch Einsetzen von X(t) für den Ausdruck Kcos
f 7
1 f(t)-f(t-xi +θ η im zweiten Term auf der rechten Seite von
L J
Gleichung (7) wird folgende Gleichung erhalten:
en(t) =f(t) -if'(t) -
-jV
In dieser Gleichung ist f'(t) ein demoduliertes Signal
ohne Verzerrung innerhalb des demodulierten Signals von dem Frequenzdemodulator 12, so daß der zweite Term auf der
rechten Seite der Gleichungen (6), (7) und (8) eine Interferenzverzerrungskomijonente
D(t) anzeigt mit
D(t) =!f
(t) - f (t -^ ^ L A(t)
2X(t)
Dementsprechend wird das demodulierte Signal eQ(t)
durch die folgende Gleichung ausgedrückt:
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eo(t) = f(t) - D(t) (10)
Dieses demodulierte Signal e~(t) von dem Frequenzdemodulator
12 wird als ein Minuendsignal einer Operationsschaltung 18 zugeführt.
Andererseits wird die zuvor erwähnte AGC-Schaltung 13 so betrieben, daß sie das FM-Eingangssignal Ca(t) als ein
FM-Signal mit konstantem Signalpegel und ebenso den Signalpegel der Amplitudeneinhüllenden Env(t) des FM-Signals konstant
hält.
Das FM-Signal Ca(t), dessen Pegel durch die AGC-Schaltung 13 geregelt ist, wird der Hüllkurven-Detektorschaltung
14 zugeleitet. Diese ist so. ausgelegt, daß sie die Umhüllende mit negativer Polarität der Amplitudenschwankung des
FM-Signals Ca(t) feststellt und als Ausgang ein Hüllkurven-Signal
-Env(t) erzeugt. Dieses Hüllkurven-Signal -Env(t) stellt das Signal dar, das durch Gleichung (5) mit negativem Vorzeichen
ausgedrückt ist.
Dieses Hüllkurven-Signal -Env(t)' durchläuft einen Kondensator 15 zur Unterdrückung der Gleichstromkomponente,
wodurch die Gleichstromkomponente entfernt wird, und das Hüllkurven-Signal -X(t) seiner Wechselstromkomponente wird einer
. Wellenform-Wandlerschalturig 16 zugeführt. Dieses Hüllkurven-Signal
-X(t) der Wechselstromkomponente ist durch die folgende Gleichung gegeben:
-X(t) = -Kcosjf(t) - f(t-T) + θ J
(11)
In der beschriebenen Ausführungsform des vorgeschlagenen Systems umfaßt die Wellenform-Wandlerschaltung 16 Wider-Stände
R1, R2 und R3, die in π-Formation miteinander verbunden
sind und des weiteren eine Diode D1, die parallel zu dem mittleren
Widerstand R3 geschaltet ist, wie dies in Figur 2 gezeigt ist. Die Wellenform-Wandlerschalturig 16 besitzt eine Übertragurigs-Charakteristik
gemäß einer hyperbolischen Funktion Y = X/(1-2X), die in Figur 3 dargestellt ist.
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Die Wellenform-Wandlerschaltung 16 erzeugt als Ausgang
ein verändertes Hüllkurven-Signal -e (t) gemäß der folgenden Gleichung, wobei dieses Signal dem x-Eingangsanschluß
einer Analogmultiplizierschaltung 17 eingespeist wird.
__ jt\ _ _ X(t)
nv|tJ 1 + 2X(t)
Ein demoduliertes Signal f'(t), das von der Operationsschaltung
18 erhalten wird, wird als ein Minuendsignal einer Operationsschaltung 20 zugeführt und zur gleichen Zeit
einer Verzögerungsschaltung 19, um das Signal um eine Zeitspanne
zu verzögern. Die Zeitverzögerung der Verzögerungsschaltung 19 wird beispielsweise gleich der Zeitdifferenz zwischen
der reflektierten Radiowelle mit maximalem Pegel innerhalb aller reflektierten Wellen und der nicht reflektierten,
direkt empfangenen Welle gewählt.
Das Ausgangssignal f'(t -f) der Verzögerungsschaltung
19 wird als ein Subtrahendsignal der Operationsschaltung
20 zugeleitet. Die Operationsschaltung 20 führt eine Subtraktion der Signale f'(t) und f'(t -*V) aus und erzeugt als Ausgang
ein Signal, das durch /f' (t) - f'(t -T) gegeben ist
und das dem y-Eingangsanschluß der Analogmultiplizierschaltung
17 zugeführt wird. Daraufhin führt diese Analogmultiplizierschalturig
17 eine Multiplikation des Signals -e (t), ausgedückt
durch Gleichung (12), der Wellenform-Wandlerschaltung 16 und des Signals von der Operationsschaltung 20 aus. Dabei erzeugt
die Analogmultiplizierschaltung 17 als Ausgang ein Verzerrurigslöschsignal
-D(t), gegeben durch die folgende Gleichung/ und führt dieses Signals als ein Subtrahendsignal der
Operationsschaltung 18 zu.
-D(t) = -{f(t) - f Ct-T)J (13)
Das durch Gleichung (13) ausgedrückte Signal, das von der Analogmultiplizierschaltung 17 der Operationsschaltung
18 eingespeist wird, besitzt den gleichen Signalinhalt wie die Interferenzverzerrurigskomponente D(t), die durch Gleichung (9)
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gegeben ist und von dem Demodulator 12 der Operationsschaltung
18 zugeführt wird. Inder Operationsschaltung 18 erfolgt eine
Operation, die durch die folgende Gleichung ausgedrückt ist:
eo(t) - {-D(t)j = f(t) - D(t} -£-D(t)j = f(t) (14)
Somit wird ein demoduliertes Signal f'(t), von dem die Verzerrungskomponente entfernt ist, als Ausgang von der
Operationsschaltung 18 erhalten und über einen Ausgangsanschluß
21 weitergeleitet.
In dem voranstehend beschriebenen, bereits vorgeschlagenen System kann die Interferenzverzerrung nur für den
■Fall entfernt werden, für den der Pegel des direkt empfangenen
Signals C(t) größer als der Pegel des reflektierten Signals C(t- ) ist, während die Interferenzverzerrung nicht entfernt
werden kann, wenn der Pegel des reflektierten Signals C (t -*ΖΓ)
größer als der Pegel des direkt empfangenen Signals C(t) ist, da in diesem Fall das Interferenzverhältnis K größer als 1 ist,
so daß die voranstehenden Gleichungen keine Gültigkeit besitzen.
Die Erfindung betrifft ein System, das imstande ist, die Interferenzverzerrung in einem Fall zu entfernen, in welchem
der Pegel des reflektierten Signals größer als der Pegel des direkt empfangenen Signals ist. Selbstverständlich kann das
System auch eine Interferenzverzerrung für den umgekehrten Fall
löschen, in welchem der Pegel des direkt empfangenen Signals größer als der Pegel des reflektierten Signals ist.
Die erste Ausführungsform des Systems nach der Erfindung
wird unter Bezugnahme auf Figur 4 beschrieben. In Figur 4 sind diejenigen Teile, die mit den entsprechenden Teilen in Figur
1 übereinstimmen oder von der Funktion her äquivalent sind, durch die gleichen Bezugszahlen oder Bezugszeichen gekennzeichnet
und werden nicht nochmals im einzelnen beschrieben.
Das FM-Signal Cb(t), in welchem der Pegel des reflektierten
Signals Cit-^) größer als derjenige der direkt empfan-
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genen Welle C(t) ist, wird an den Eingangsanschluß 11 angelegt. Ein demoduliertes Signal eQa(t) wird von dem Frequenzmodulator
12 erhalten und kann durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:
en it) = f Mt-T) - -IfMt- T) - f'(t)C χ
(t) = f Mt-T) - JfMt-
(fit-T) - f(t) + θ 3 (15)/
1 + 2Kacos ί f(t-r) - f(t) + ei
in der Ka = cTE^rT·
< 1 ist·
Das Ausgangssignal eQ (t) des Frequenzmodulators 12
wird einerseits einer Verzögerungsschaltung 31 zum Verzögern des Signals um die Zeit ^ zugeleitet. Ein Signal eQ, (t) wird
durch die nachstehende Gleichung beschrieben und wird von der Verzögerungsschaltung 31 zu der Operationsschaltung 18 als
ein Minuend zugeführt:
eob(t) = f' (t-2T) - [flt-2r) - fMt-T) χ
Kacosi £(t-2T) - f (t-T) + θ j
(16)
1 + 2Kacos ) f α-
acos ) f α-2*£-) - fit-T) +QL
Andererseits wird das Eingangssignal Cb(t) von dem Eingangsanschluß 11 durch die AGC-Schaltung 13 der Hüllkurven-Detektorschaltung
14 zugeleitet. Ein Hüllkurven-Signal -Env(t) wird von der Hüllkurven-Detektorschaltung 14 erhalten und kann
durch folgende Gleichung ausgedrückt werden:
-Env(t) = - [1 + Kacosjf (t-T) - f (t) + θ L] (17)
Dieses Hüllkurven-Signal -Env(t) durchläuft den Kondensator 15 zur Unterdrückung der Gleichstromkomponente, wodurch
diese Gleichstromkomponente entfernt wird und das Hüllkurven-Signal
-Xa(t) der Wechselstromkomponente des Hüllkurven-Signals
wird einer Verzögerungsschaltung 32 eingespeist. Dieses Hüllkurven-Signal -X&it) der Wechselstromkomponente ergibt
sich gemäß der folgenden Gleichung:
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-X3 (t) = -Kcos f(t-T) - f(t) + elf (18)
d et
Das Signal -X (t), ausgedrückt durch die' Gleichung (18) wird um die Verzögerungszeit ^ in der Verzögerungsschal-
* tung 32 verzögert, von der ein Signal -X, (t) gemäß der folgen den Gleichung erhalten wird:
-Xb (t) = -Kacos If (t-2T) - f (t-TT) + θ I
(19)
Das Signal -X. (t) wird als ein Signal -X(t) der Wellenform-Wandlerschaltung
16 zugeleitet, die einen Schaltungsaufbau gemäß Figur 2 umfaßt und eine Übertragungs-Charakteristik
gemäß einer hyperbolischen Funktion Y= X/(1-2X) besitzt, wie dies in Figur 3 gezeigt ist.
Die Wellenform-Wandlerschaltung 16 erzeugt als Ausgang
ein verändertes Hüllkurven-Signal ~e nv(t) gemäß der Gleichung (12) , welches dem x-Eingangsanschluß einer Ana.logmultiplizierschaltung
17 zugeleitet wird.
Ein demoduliertes Signal f' (t-2T^) wird von der Operationsschaltung
18, wie nachstehend beschrieben, erhalten und einer Operationsschaltung 33 als ein Minuendsignal zugeleitet.
Das demodulierte Ausgangssignal ena(t) des Frequenzdemodulators
12 wird des weiteren der Operationsschaltung 33 als ein Subtrahentsignal
zugeleitet. Die Operationsschaltung 33 führt eine Subtraktion der Signale f'(t-2l?) und eQ (t) aus. Da der zweite
Term auf der rechten Seite der Gleichung (15), der das Signal
eQ (t) ausdrückt, extrem klein ist, kann die folgende Gleichung
für dieses Signal in Annäherung verwendet werden:
e0a(t) Γ fI(t 'Ti
Dementsprechend wird ein Signal If (t-2<V) - f' (t-TH
von der Operationsschaltung 33 dem y-Eingangsanschluß der Analogmultiplizierschaltung
17 eingespeist.
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Die Analogmultiplizierschaltung 17 führt einen
X (t) Schaltvorgang durch, der das Signal - ' das von ^er
Wellenform-Wandlerschaltung 16 infolge des Signals, das von der Operationsschaltung 33 kommt, geliefert wird, umschaltet.
Die Analogmultiplizierschaltung 17 erzeugt als Ausgang ein
Verzerrungslöschsignal -Di(t), das durch die folgende Gleichung gegeben ist:
= - jf'
-Di (t) = - jf'(t-2Ti - f'it-T)^ χ
1 + 2Kcos$f (t-2T) - f (t-TT) + Ql iAU>
Das Verzerrungslöschsignal -Di(t) wird der Operationsschaltung
18 als Subtrahendsignal zugeleitet.
Die Operationsschaltung 18 führt eine Subtraktion des durch die Gleichung (16) gegebenen Signals efl, (t) der Verzögerungsschaltung
31 und des Signals -Di(t) nach Gleichung (20) von der Analogmultiplizierschaltung 17 aus. Diese Subtraktion
kann durch die nachstehende Gleichung beschrieben werden:
eQb(t) -^-Di(t)j = f(t - 2T) (21)
Somit wird ein demoduliertes Signal f' (t-27J") ,· von
dem die Verzerrungskomponente entfernt ist, als Ausgang von der Operationsschaltung 18 erhalten und durch den Ausgangsanschluß
21 weitergeleitet.
In der Praxis treten viele reflektierte Signale auf. Die Verzögerungszeit fder Verzögerungsschaltungen 31 und 32
kann gleich groß zu der Zeitdifferenz des reflektierten Signals
innerhalb der reflektierten Signale und des direkt empfangenen Signals gewählt werden. Die Verzögerungsschaltungen 31 und
können so aufgebaut sein, daß ihre entsprechende Verzögerungszeit fr zur gleichen Zeit innerhalb eines Bereichs zwischen
einigen μ-Sekunden und mehreren Hundert μ-Sekunden variabel
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einstellbar ist, beispielsweise entsprechend der zuvor beschriebenen
Zeitdifferenz, die von den Signalempfangsbedingungen
abhängt.
Die Beziehung der Anordnung der Verzögerungsschaltung 32 und der Wellenform-Wandlerschaltung 16 kann entgegengesetzt
zu derjenigen der zuvor beschriebenen Ausführungsform
sein. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß diese Schaltungen so angeordnet sein können, daß das Signal durch den Kondensator
15 zuerst der Wellenform-Wandlerschaltung 16 zugeführt
wird und anschließend erst der Verzögerungsschaltung 32.
Bei der voranstehend beschriebenen Ausführungsform der Erfindung ist die AGC-Schaltung 13 in dem Zweig des Signals
vorgesehen, in welchem sich auch die Hüllkurven-Detektorschaltung 14 befindet, jedoch kann die Schaltung 13 im allgemeinen
auch in einer Stufe angeordnet werden, die vor dem Frequenzdemodulator 12 und der Hüllkurven-Detektorschaltung
T4 liegt.
Eine zweite Ausführungsform des Systems nach der
Erfindung wird in Verbindung mit Figur 5 beschrieben. In Figur 5 sind diejenigen Teile, die mit den entsprechenden Teilen
in den Figuren 1 und 4 übereinstimmen oder äquivalent sind, durch die gleichen Bezugszahlen oder Bezugszeichen gekennzeichnet
und werden nachstehend nicht nochmals im einzelnen beschrieben.
Bei dieser zweiten Ausführungsform der Erfindung
ist die Hüllkurven-DetektorSchaltung 14A so angepaßt, daß sie die Einhüllende mit positiver Polarität der Amplitudenschwankung
des FM-Signals Ca(t) feststellt und ein Hüllkurven-Signal Env(t) erzeugt.
Dieses Hüllkurven-*Signal Env(t) durchläuft einen
Kondensator 15 zur Unterdrückung der Gleichstromkomponente, durch den die Gleichstromkomponente entfernt wird und das
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Hüllkurven-Signal X(t) seiner Wechselstromkomponente wird einer Wellenform-Wandlerschaltung 16A zugeleitet. Dieses Hüllkurven-Signal
X(t) der Wechselstromkomponente ist durch die folgende Gleichung gegeben:
Xa(t) = Kacosff(t-T) - fit) + θ j
(18A)
Das Signal X (t) gemäß dieser Gleichung (18A) wird um die Zeit 'f in der Verzögerungsschaltung 32 verzögert, von
der ein Signal Xb(t) gemäß der folgenden Gleichung erhalten
wird:
Xb(t) = KgCos [f(t-2T) - f(t-T) + θ J (19A)
Das Signal Xi3 (t) wird der Wellenform-Wandlerschaltung
16A als Signal X(t) zugeleitet.
Die Wellenform-Wandlerschaltung 16A umfaßt Widerstände
R4 und R5, die in T-Formation miteinander verbunden sind und eine Diode D2, die parallel zu dem Widerstand R5 geschaltet
ist, wie dies Figur 6 zeigt. Die Wellenform-Wandlerschaltung 16A dieser Schaltungsanordnung hat eine Charakteristik
gemäß einer hyperbolischen Funktion Y = X/(1 + 2X), wie dies in Figur 7 dargestellt ist.
Die Wellenform-Wandlerschaltung 16A erzeugt als Ausgang
ein abgeändertes Hüllkurven-Signal e (t), das durch die folgende Gleichung gegeben ist, und das dem x-Eingangsanschluß
der Analogmultiplizierschaltung 17 eingespeist wird.
e (t) = x(t)
(t) = , nvlt) 1 + 2X(t)
Die AnalogmultiplizierSchaltung 17 führt eine Multiplikation
des Signals e v(t) der Wellenform-Wandlerschaltung 16A und des Signals /f' (t-2T) - f'(t-T)J der Operationsschaltung
33 aus. Die Analogmultiplizierschaltung 17 erzeugt dabei als Ausgang ein Verzerrungslöschsignal Di(t) und liefert dieses
Signal an die Operationsschaltung 18A.
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In der Operationsschaltung 18A-erfolgt eine Addition,
die durch die nachstehende Gleichung angezeigt ist:
eobCt) + Di (t) = f'(t - 2T) (21A)
Es wird daher, ähnlich wie bei der zuvor beschriebenen
ersten Ausführungsform, ein demoduliertes Signal f'(t),
aus welchem die Verzerrungskomponente entfernt ist, als Ausgang der Operationsschaltung 18A erhalten und durch einen Ausgangsanschluß
21 weitergeleitet.
Eine dritte Ausführungsform des Systems nach der Erfindung
wird in Verbindung mit Figur 8 beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform ist so aufgebaut, daß das System gemäß
dem Blockschaltbild in Figur 1 und das System gemäß dem Blockschaltbild nach Figur 4 wahlweise für den Empfang des FM-Signals
entsprechend der Größe der Pegel des direkt empfangenen. Signals und des reflektierten Signals ausgewählt werden. In
Figur 8 sind diejenigen Teile, die mit entsprechenden Teilen in, Figur 1 äquivalent sind, durch die gleichen Bezugszahlen
mit dem Index a gekennzeichnet, und die jenigen Teile, die mit entsprechenden Teilen nach Figur 4 äquivalent sind, sind
gleichfalls durch die gleichen Bezugszahlen mit dem Index b
gekennzeichnet. Diese Teile werden im einzelnen nicht wieder
beschrieben.
In dem Fall, in welchem der Pegel des direkt empfangenen Signals größer als der Pegel des reflektierten Signals
ist, werden bewegliche Kontakte der Schalter 41 und 42 mit Kontakten a verbunden. Das Eingangssignal von dem Eingangsanschluß
11 wird dann über den Schalter 41 zu dem Blocksystem
geleitet, das mit demjenigen nach Figur 1 übereinstimmt und in der oberen Hälfte der Figur 8 gezeigt ist. Das demodulierte
Signal, in welchem die Verzerrung entfernt ist, wird über den Schalter 42 an dem Ausgangsanschluß 21 abgegriffen. Andererseits
werden in einem Fall, in welchem der Pegel des reflektierten Signals größer als der Pegel des direkt empfangenen
Signals ist, die beweglichen Kontakte der Schalter 41 und 42
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auf die Kontakte b umgeschaltet. Das Eingangssignal wird dann über den Schalter 41 zu dem Blocksystem geleitet, das demjenigen
von Figur 4 entspricht und in der unteren Hälfte von Figur 8 dargestellt ist. Das demodulierte Signal, in welchem die
Verzerrung gelöscht ist, wird über den Schalter 42 an dem Ausgangsanschluß 21 erhalten.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen begrenzt, sondern vielmehr sind verschiedene
Abänderungen und Modifikationen möglich, ohne daß von dem Erfindungsgedanken abgewichen wird.
Leerserte
Claims (9)
1.)System zum Entfernen der Interferenzverzerrung in einem
demodulierten Signal eines frequenzmodulierten Signals, mit einer Einrichtung zur Demodulation eines frequenzmodulierten
Eingangssignals, das einer Interferenz mit einem anderen frequenzmodulierten
Signal ausgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (14; 14A) zum Feststellen der Hüllkurve '
der Amplitudenschwankurig des frequenzmodulierten Eingangssig-
nals; ein automatischer Verstärkungsregler (13) zum Regeln
des Pegels von zumindest dem frequenzmodulierten Eingangssignal, das der Hüllkurven-Detektoreinrichtung zugeleitet wird,
vorhanden sind; ferner eine Einrichtung (15) zum Sperren des
Durchlaufs der Gleichstromkomponente und zum Durchlassen der Wechselstromkomponente des Ausgangssignals der Hüllkurven-Detektoreinrichtung
(14; 14Ä); eine erste Verzögerungseinrichtung (32) zum Verzögern der Wechselstrom-Ausgangskomponente
der Sperreinrichtung um eine bestimmte Verzögerungszeit *£ ; eine Übertragungs- und Wandlereinrichtung (16; 16A) mit
einer hyperbolischen Übertragungs-Charakteristik, die mit dem Ausgangssignal der ersten Verzögerungseinrichtung (32) beaufschlagt
wird und deren Wellenform verändert; eine Analogmultiplizierschaltung (17), deren x-Eingangsanschluß das Ausgangssignal
der Übertragungs- und Wandlereinrichtung (16; 16A)
zugeleitet wird und die am Ausgang ein Verzerrungslöschsignal erzeugt; eine zweite Verzögerungseinrichtung (31) zur Verzögerung
des als Ausgang von dem Demodulator (12) empfangenen demodulierten
Signals, das Interferenzverzerrungen durch die vorgegebene Verzögerurigszeit t enthält; eine erste Operationseinrichtung (18? 18A), der das Ausgangssignal der zweiten Ver-
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zögerungseinrichtung (31) und das Ausgangssignal zum Löschen
der Verzerrung der Analogmultiplizierschaltung (17) zugeleitet werden und die die Interferenzverzerrung des demodulierten
Signals durch das Verzerrungslöschsignal im wesentlichen löscht; und eine zweite Operationseinrichtung (33), der die
Ausgangssignale der ersten Operationseinrichtung (18; 18A)
und des Demodulators (12) eingespeist werden, die eine Signa
!verknüpfung vornimmt und das resultierende Ausgangssignal dem y-Eingangsanschluß der Änalogmultipliζverschaltung (17)
zuführt; und daß die erste Operationseinrichtung (18; 18A) am
Ausgang ein von Interferenzverzerrungen freies demoduliertes Signal abgibt.
2. System zum Entfernen der Interferenzverzerrung nach Anspruch 1 /
dadurch gekennzeichnet, daß die Hüllkurven-Detektoreinrichturig (14) die Einhüllende
mit negativer Polarität der Amplitudenschwankung des frequenzmodulierten EingangssignaIs feststellt, und daß die erste Operationseinrichtung
(18) eine Subtraktion des Verzerrungslöschsignals der Analogmultiplizierschaltung (17) von dem demodulierten
Signal der zweiten Verzögerungseinrichtung (31) und die zweite Operationseinrichtung (33) eine Subtraktion des
Ausgangssignals des Demodulators (12) von dem Ausgangssignal
der ersten Operationseinrichtung (18) vornimmt.
3. System zum Entfernen der Interferenzverzerrung nach Anspruch
1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hüllkurven-Detektoreinrichtung (14A) die Einhüllende
mit positiver Polarität der Amplitudenschwankung des frequenzmodulierten Eingangssignals feststellt, daß die erste Operationseinrichtung
(18A) eine Addition des demodulierten Signals der zweiten Verzögerungseinrichtung (31) und des Verzerrungslöschsignals
der Änalogmultiplizierschaltung (17) ausführt,
und daß die zweite Operationseinrichtung (33) das Ausgangssignal des Demodulators (12) von dem Ausgangssignal der ersten
Operationseinrichtung (18A) subtrahiert.
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4. System zum Entfernen der Interferenzverzerrung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungs- und Wandlereinrichtung (16) eine Übertragungs-Charakteristik
aufweist, deren hyperbolische Funker
tion durch Y = -= ^ gegeben ist, mit dem Eingangssignal X
und dem Ausgangssignal Y der Einrichtung (16).
5. System zum Entfernen der Interferenzverzerrung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß dieübertragungs- und Wandlereinrichtung (16A) eine Übertragungs-Charakteristik
aufweist, deren hyperbolische Funk-
X '
tion durch Y = gegeben ist, mit dem Eingangssignal X und dem Ausgangssignal Y der Einrichtung (16A).
tion durch Y = gegeben ist, mit dem Eingangssignal X und dem Ausgangssignal Y der Einrichtung (16A).
6. System zum Entfernen der Interferenzverzerrung in einem
demodulierten Signal eines frequenzmodulierten Signals, mit
einer Einrichtung zur Demodulation eines frequenzmodulierten Eingangssignals, das einer Interferenz mit einem anderen frequenzmodulierten
Signal ausgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (14; 14A) zum Feststellen der Hüllkurve
der Amplitudenschwankurig des frequenzmodulierten Eingangssignals;
ein automatischer Verstärkungsregler (13) zum Regeln
des Pegels von zumindest dem frequenzmodulierten Eingangssignal, das der Hüllkurven-Detektoreinrichtung zugeleitet wird,
vorhanden sind; ferner eine Einrichtung (15) zum Sperren des
Durchlaufs der Gleichstromkomponente und zum Durchlassen der Wechselstromkomponente des Ausgangssignals der Hüllkurven-Detektoreinrichtung
(14; 14Ä); eine übertragungs- und Wandlereinrichtung
(16; 16A) mit einer Übertragungs-Charakteristik
einer hyperbolischen Funktion, die mit der Wechselstromkomponente beaufschlagt wird und deren Wellenform ändert;
eine erste Verzögerungseinrichtung (32) zum Verzögern des Ausgangssignals
der Übertragungs- und Wandlereinrichtung (16; 16A) um eine bestimmte Verzögerungszeit T? ; eine Analogmultipli-
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zierschaltung (17), deren x-Eingangsanschluß das Ausgangssignal
der ersten Verzögerungseinrichtung (32) empfängt und die am Ausgang ein Verzerrungslöschsignal erzeugt; eine zweite
Verzögerungseinrichtung (31) zur Verzögerung des als Ausgang von dem Demodulator (12) empfangenen demodulierten Signals,
das InterferenzVerzerrungen durch die vorgegebene Verzögerungszeit
L enthält; eine erste Operationseinrichtung (18;
18A), der das Ausgangssignal der zweiten Verzögerungseinrichtung (31) und das Ausgangssignal zum Löschen der Verzerrung
der Analogmultiplizierschaltung (17) zugeleitet werden und die die Interferenzverzerrung des demodulierten Signals durch
das Verzerrungslöschsignal im wesentlichen löscht; und eine zweite Operationseinrichtung (33) , der die Ausgangssignale
der ersten Operationseinrichtung (18; 18A) und des Demodulators (12) eingespeist werden, die eine Signalverknüpfung vornimmt
und das resultierende Ausgangssignal dem y-Eingangsanschluß der Analogmultiplizierschaltung (17) zuführt; und daß
die erste Operationseinrichtung (18; 18Ä) am Ausgang ein von
Interferenzverzerrungen freies demoduliertes Signal abgibt.
7. System zum Entfernen der Interferenzverzerrung in einem d.emodulierten Signal eines frequenzmodulierten Signals, mit
einer Einrichtung, die als frequenzmoduliertes Eingangssignal eine kombinierte Welle aus einer direkt empfangenen und einer
reflektierten Welle liefert, und mit einem ersten und zweiten Demodulationssystem für die Demodulation des Eingangssignals,
dadurch gekennzeichnet,
daß Einrichtungen (41, 42) für· das wahlweise Schalten der Signalübertragurigspfade vorhanden sind, so daß das frequenz—
modulierte Eingangssignal das erste Demodulationssystem in dem Fall durchläuft, daß der Pegel der direkt empfangenen
Welle größer als der Pegel der reflektierten Welle ist, und daß das zweite Demodulationssystem dann durchlaufen wird,
wenn der Pegel der reflektierten Welle größer als der Pegel des direkt empfangenen Signals ist.
8. System zum Entfernen der Interferenzverzerrung nach Anspruch
7,
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dadurch gekennzeichnet,
daß das erste Demodulationssystem aus einer ersten Demodular tionseinrichtung (12a) für die Demodulation des frequenzmodulierten
Eingangssignals, einer ersten Hüllkurven-Detektorein-.richtung
(14a) zum Feststellen der Einhüllenden der Amplitudenschwankurig
des frequenzmodulierten Eingangssignals, einem ersten automatischen Verstärkürigsregler (13a) zum Regeln des
Pegels von zumindest dem frequenzmodulierten Eingangssignal, das der ersten Hüllkurven-Detektoreinriehtung zugeleitet
wird, besteht, ferner aus einer ersten Einrichtung (15a) zum Sperren, des Durchlaufs der Gleichstromkomponente und zum
Durchlassen der Wechselstromkomponente des Ausgangssignals der ersten Hüllkurven-Detektoreinrichtung, aus einer ersten
Wellemform-Wandlereinrichtung (16a) mit einer übertragungscharakteristik
gemäß einer hyperbolischen Funktion, die mit der Wechselstromkomponente beaufschlagt wird und deren Wellenform
verändert, aus einer ersten Änalogmultxplizierschaltung (17a), deren x-Eingangsanschluß mit dem Ausgang der ersten
Wellenfprm-Wandlereinrichturig verbunden ist und als Ausgang
ein Verzerrungslöschsignal· erzeugt, aus einer ersten Operationseinrichtung
(18a), die mit dem demodulierten Signal beaufschlagt
wird, das als Ausgangssignal von der ersten Demodulationseinrichturig
(12a) geliefert wird und des weiteren das Ausgangssignal zur Verzerrungslöschung der ersten Analogmultiplizier
schaltung empfängt und die Interferenzverzerrung des demodulierten Signals mit Hilfe des Verzerrungslöschsignals
im wesentlichen löscht, aus einer ersten Verzögerungseinrichtung (19) , die mit dem Ausgangssignal der ersten Operationseinrichtung
beaufschlagt wird und diese uni eine bestimmte. Verzögerungszeit Έ"λ- verzögert und aus einer zweiten Operations
einrichtung (20), der das Ausgangssignal der ersten
Operationseinrichturig und das Ausgangssignal der ersten Verzögerungseinrichtung
zugeleitet werden, die diese Signale kombiniert und das resultierende Ausgangssignal dem y-Eingangsanschluß
der ersten Analogmultiplizierschalturig zuleitet, und daß die erste Operationseinrichturig am Ausgang ein von Interferenzverzerrungen
freies demoduliertes Signal abgibt.
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9. System zum Entfernen der Interferenzverzerrung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß das zweite Demodulationssystem eine zweite Demodulationseinrichtung
(12b) für die Demodulation eines frequenzmodulierten Eingangssignals, eine zweite Hüllkurven-Detektoreinrichtung
.(14b) zum Feststellen der Einhüllenden der Amplitudenschwankurig des frequenzmodulierten Eingangssignals, einen
zweiten automatischen Verstärkungsregler (13b) zum Regeln des Pegels, von zumindest dem frequenzmodulierten Eingangssignal,
das der zweiten Hüllkurven-Detektoreinrichtung zugeleitet wird, einer zweiten Einrichtung (15b) zum Sperren des Durchgangs
der Gleichstromkomponente des Ausgangssignals der zweiten Hüllkurven-Detektoreinrichtung und zum Durchlassen der
Wechselstromkomponente dieses Ausgangssignals umfaßt, ferner eine zweite Verzögerungseinrichtung (32) zum Verzögern der
Wechselstromkomponente um eine bestimmte Verzögerungszeit cT 9/
eine zweite Wellenfqrm-Wandlereinrichtung (16b) mit einer Übertragungs-Charakteristik gemäß einer hyperbolischen Funktion,
die das Ausgangssignal der zweiten Verzögerungseinrichtung
empfängt und deren Wellenform verändert, eine . zweite An,alogmultiplizierschalturig (17b) , deren x-Eingangsanschluß
mit dem Ausgang der zweiten Wellenform-Wandlereinrichtung ver- · buriden ist und die als Ausgangssignal ein Verzerrungslöschsigna.1
erzeugt, eine dritte Verzögerungseinrichtung (31) zum Verzögern des demodulierten Signals, das als Ausgangssignal der
zweiten Demodulationseinrichtung erzeugt wird und eine Interferenzverzerrung
uni die bestimmte Verzögerungszeit tT« enthält,
eine dritte Operationseinrichturig (18b), die mit dem Ausgahgssignal der dritten Verzögerungseinrichtung und mit dem
Ausgangssignal zur Verzerrungslöschung der zweiten Analogmultiplizierschaltung
beaufschlagt wird und die die Interferenzverzerrurig
des deiuodulierten Signals mit Hilfe des Verzerrurigslöschsignals im wesentlichen löscht, und eine vierte Operationseinrichtung
(33), der die Ausgangssignale der dritten Operationseinrichtung und der zweiten Demodulationseinrichtung
zugeleitet werden und die eine Signalverknüpfung vornimmt und
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das resultierende Ausgangssignal dem y-Eingangsanschluß der
zweiten Analogmultiplizierschaltung .einspeist, und daß von
der dritten Operationseinrichtung am Ausgang ein von Interferenzverzerrungen
freies demoduliertes Signal erhalten wird.
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