NO166827B - Mottagerkrets for elektriske boelger som skiftvis er frekvensmodulert med et analogsignal og fasemodulert med et digitalsignal, omfattende en akustisk overflateboelgekomponent. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en mottagerkrets for elektriske bølger

som skiftvis er frekvensmodulert med et analogsignal og fasemodulert med et digitalsignal, omfattende en akustisk overflatebølgekomponent.

En slik alternativ modulasjonsform er særlig tenkt be-

nyttet i satelitt-kringkastingssystemer hvor det distribuerte signal består av en temporær multipleksdannelse mellom en bære-bølge som er frekvensmodulert med billedsignalet under den aktive del av en fjersynlinje, og en bærebølge som er fasemodu-

lert med et digitalt signal under slukkeintervallet. Et slikt satellitt-kringkastingssystem er kjent i l'Unité Europé-enne de Radiodiffusion (UER) under betegnelsen "system C". Nærmere

bestemt er den form for digital modulasjon som benyttes i dette system, den som betegnes MDP2-4 og består i en binær fasefor-skyvnings-modulasjon som oppviser fire tilstander i 90°

avstand, hvor binærtegnet 1 blir overført ved et fasesprang på

+90° og tegnet 0 overført ved et fasesprang på -90°. Modula-sjonsformen MDP2-4 er fullstendig beskrevet i EP-A 0032325. Den har interessen av å oppvise en nesten konstant modulasjonskurve etter filtrering. I dette system C er den momentane ydelse av det digitale signal 20,25 Mbit/s, og varigheten av en skur er 10 mikrosekunder.

Det sier seg selv at det i et mottagningsutstyr for system

C er nødvendig å anordne et forsterkningstrinn for det modulerte bølger, og deretter en fordeling på to veier hvorav den ene omfatter en analog frekvensdemodulator som leverer billedsignalet,

og den annen innbefatter en digital differensial demodulator som leverer datasignalet å 20,25 Mbit/s.

En hensikt med oppfinnelsen består i å skaffe en elektro-

nisk mottagerkrets, hvis substrat bærer frekvensmodulatoren og den digitale differensialdemodulator.

Mottagerkretsen i henhold til oppfinnelsen er kjennetegnet

ved at der på substratet for overflatebølgekomponenten er anordnet to par inngangstransdusere forbundet i parallell med mottagerkretsens inngang, og som sender ut akustiske over-flatebølger svarende til de signaler som påtrykkes den nevnte inngang, over to veier som ender i to par mottagertransdusere,

idet hvert veipar har forskjellige lengder,

at utgangen på utgangstransduseren i første par er

forbundet med hver sin inngang på en første mikser, hvis utgang leverer digitalsignalet, og utgangene fra transduserne i annet

par er forbundet med hver sin inngang på to begrensere, hvis utganger er forbundet med hver sin inngang på en annen mikser, hvis utgang leverer analogsignalet,

og at lengdeforskjellen mellom veiene i første par innfører en forsinkelse av størrelsesorden lik varigheten av 1 bit, og lengdeforskjellen mellom veiene i annet par innfører en forsinkelse lik den inverse verdi av to ganger båndbredden mellom toppene hos den således tilveiebragte diskriminator.

Ifølge et annet særtrekk omfatter hvert par av sett som hvert innbefatter et par inngangstransdusere og det forbundne par utgangstransdusere, modulerte kamstrukturer som gir settene respektive bestemte puls- og frekvens-responser.

Ifølge et annet særtrekk blir hvert av de nevnte transduserpar erstattet med en eneste transduser av dobbelt bredde.

Ifølge enda et særtrekk er de nevnte par av veier parallelle, men har motsatt forplantningsretning.

Ifølge enda et særtrekk er de nevnte par av inngangstransdusere erstattet med en eneste bidireksjonell inngangstransduser, dels med et par veier mot første par av utgangstransdusere og dels med et annet par veier som fører til annet par av utgangstransdusere.

De ovennevnte og andre trekk ved oppfinnelsen vil fremgå, klarere ved lesning av den følgende beskrivelse av utførelses-eksempler, hvor der henvises til tegningen. Fig. 1 er et diagram som anskueliggjør kombinasjonen av de signaler som overføres i system C, til et multiplekssignal. Fig. 2 viser en kjent analog frekvensdemodulatorkobling. Fig. 3 er et skjema over den ekvivalente demodulator til den på fig. 2. Fig. 4 er et blokkskjema over en demodulator ifølge oppfinnelsen . Fig. 5 viser skjematisk en anordning med elastiske over-flatebølger i samsvar med oppfinnelsen. Fig. 6 viser skjematisk en første variant av anordningen på fig. 5. Fig. 7 viser en annen variant av anordningen på fig. 5, og Fig. 8 viser en tredje variant av anordningen på fig. 5. Når det gjelder fig. 1, vil det erindres at det fullsten-dige billedsignal ved standarden med 625 linjer opptar 64 mikro-

sekunder mellom tidspunktene tO og ti, at billedsignalet opptar 54 mikrosekunder mellom tO og t2, og at linjeslukkesignalet opptar 10 mikrosekunder mellom t2 og ti. I systemet til radiokringkasting via satellitt i gruppe C blir billedsignalet mellom tO og t2 overført ved frekvensmodulasjon av bærebølgen, mens signalene i slukkeintervallet blir overført mellom t2 og ti ved digital modulasjon av bærebølgen. Det skal påpekes at signalene mellom t2 og ti også tjener til å gjenopprette synkinformasjonen, svartnivåreferansen og fargereferansesignalet.

Den analoge frekvensdemodulator på fig. 2 omfatter et båndfilter 1 med senterfrekvens F2 og båndbredde f.eks. 27 MHz, etterfulgt av en amplitudebegrenser 2 som har en annen utgang direkte forbundet med inngangen til en mikser eller blander 3, og en annen utgang som er forbundet med en annen inngang til blanderen 3 via en forsinkelseskrets 4 med en forsinkelse av størrelsesorden 15 nanosekunder, og utgangen fra blanderen 3 er forbundet med inngangen til et båndpassfilter 5 som leverer billedsignalet.

Koblingen på fig. 2 kan, som vist på fig. 3, modifiseres under bibehold av samme resultat. På fig. 3 er inngangen 6 for den frekvensmodulerte bærebølge parallelt tilkoblet to bånd-passf iltre 7 og 8. Utgangen fra filteret 7 er forbundet med inngangen til en forsinkelseskrets 9, hvis utgang er forbundet med inngangen til en begrenser 10. Utgangen fra filteret 8 er forbundet med inngangen til en begrenser 11. Utgangene fra begrenserne 10 og 11 er forbundet med hver sin inngang til en blander 12, hvis utgang er tilkoblet inngangen til et båndpassfilter 13 som leverer det demodulerte signal. Filtrene 7 og 8 er make til filteret 1 på fig. 1, forsinkelseskretsen 9 er maken til kretsen 4, og begrenserne 10 og 11 er maken til begrenseren 2. Fagfolk vil innse at de to koblinger er like-verdige .

I FR-A 2 312 881 er der beskrevet en differensiell demodulator for bærebølger som er fasemodulert med digitale signaler, hvor demodulatoren omfatter en anordning med elastiske over-flatebølger og, som vist på fig. 2 i patentskriftet, inneholder en inngangstransduser og to utgangstransdusere plassert i for-skjellig avstand fra inngangstransduseren, mens utgangene fra utgangstransduserne er forbundet med hver sin inngang til en

blander.

Sluttelig skal det minnes om at signaler med modulasjonen MDP2-4 som beskrevet i EP-A-0 032 325 blir demodulert med en enkel konvensjonell differensialdemodulator.

På fig. 4 er en demodulator ifølge oppfinnelsen vist i blokkskjema. Inngangen 14 for modulerte bærebølger er parallelt tilkoblet inngangene til fire båndpassfiltre 15-18. Utgangene fra filtrene 15-18 er forbundet med en inngang til hver sin av inngangene til fire forsinkelseslinjer Utgangen fra forsinkelseskretsen 20 er forbundet med inngangen til et 90°'s faseforskyvningsledd 23. Utgangene fra kretsene 19 og 23 er forbundet med inngangene til to forsterkere 24 og 25. Utgangene fra forsinkelseskretsene 21 og 22 er forbundet med inngangen til hver sin av to begrensere 26 og 27. Utgangene fra forsterkerne 24 og 25 er forbundet med hver sin inngang til en blander 28. Utgangene fra begrenserne 26 og 27 er forbundet med hver sin inngang til en blander 29. Utgangene fra blanderne 28 og 29 er i sin tur forbundet med inngangene til hvert sitt av to båndpassfiltre 30 og 31, hvorav filteret 30 leverer det digitale signal og filteret 31 det analoge videosignal.

De to båndpassfiltre 15 og 16 er like. De er sentrert

på bærefrekvensen Fl og har en båndbredde av størrelsesorden 21 MHz. Forsinkelseskretsen 19 innfører en valgt forsinkelse Ri, mens forsinkelseskretsen 20 innfører en forsinkelse Rl+Tl, hvor Tl ligger meget nær varigheten av en bit og skal tilfreds-stille ligningen Tl=(2N+1)/4f^, hvor f^ er den modulerte bære-bølges senterfrekvens. I tilfellet av standard UER,COM.T 490

er Tl lik 49,4 nanosekunder. Forsterkerne 24 og 25 er innbyrdes like lineære forsterkere. I praksis virker systemet av kretser 15, 16, 19, 20, 23, 24, 25, 28 og 30 som differensialdemodulator likedan som demodulatoren på fig. 2 i FR-A 2 312 881.

I og med at bærebølgen Fl er modulert ved faseforskyvning under tidsintervallet t2-tl på fig. 1, leverer utgangen fra båndpassfilteret 30 således det digitale modulasjonssignal.

De to båndpassfiltre 17 og 18 er like. De er sentrert

på bærefrekvensen F2 og har en båndbredde av 27 MHz. Forsinkelseskretsen 21 innfører en valgt forsinkelse R2, mens forsinkel-sesekretsen 22 innfører en forsinkelse R2+T2. Bredden av båndene mellom den således realiserte diskriminators topper er lik 1/2T2, og senterfrekvensen svarende til en utgangsspenning 0 er

definert ved ligningen T2=(2M+1)/4f^. I det beskrevne utførel-seseksempel er T2 av størrelsesorden 15 nanosekunder. I praksis virker systemet av kretser 17, 18, 21, 22, 26, 27, 29 og 31 som frekvensmodulatoren på fig. 3. I og med at bærefrekvensen F2 er frekvensmodulert under tidsintervallet t0-t2 på fig. 1, leverer utgangen fra båndpassfilteret 31 således video- eller billedsignalet.

Der skal nå beskrives utførelseseksempler på elektroniske overflatebølgeanordninger som danner elastiske overflatebølger,

og som oppfyller funksjonene til filtrene 15-18 og forsinkelseskretsene 19-22.

På fig. 5 sees en anordning som danner akustiske over-flatebølger og omfatter et piezoelektrisk substrat 22, på hvil-

ket der er anordnet fire inngangstransdusere 33-36 og fire utgangstransdusere 37-40, som seg imellom definerer fire respek-

tive forplantningsveier 41-44 for akustiske bølger, hvor hver vei har en bredde lik bredden av inngangstransduserne.

Inngangstransduserne 33 og 34 har en felles elektrode

45 forbundet med signalinngangen 14. De to andre elektroder

46 og 47 hos transduserne henholdsvis 33 og 34 er forbundet med gods. I transduseren 33 er kamstrukturene på<5>elektrodene 45 og 46 modulert, dvs. at de danner tinner av variabel lengde så der fåes en på forhånd bestemt av frekvens-responskurve.

Det samme gjelder kamstrukturene på elektrodene 45 og 47, som

har samme former som strukturene på 45 og 46.

I hver kamstruktur er rommet meilom to på hverandre følg-

ende elektroder på samme potensial jevnt, og det samme gjelder kamstrukturen til sending og mottagning fra samme filtrerings-anordning. I praksis er mellomrommet omtrent lik v/F^, hvor v betegner bølgenes hastighet ved overflaten av substratet 32,

dvs. omtrent 3500 m/s, alt etter den benyttede krystall, for systemene 33, 34-37, 38 og omtrent v/F2 for systemene 35, 36-39, 40.

Veiene 41 og 42 er parallelle. Utgangstransduserne 37

og 38 har likeledes en felles elektrode 48 forbundet med gods,

mens de to øvrige elektroder 49 og 50 utgjør utgangselektroder henholdsvis Sl og S2. I det viste utførelseseksempel har kamstrukturene hos elektrodene 48-50 tinner av konstant lengde.

Avstanden LI mellom de midtre tinner i kamstrukturene hos transduserne 33 og 37 er lik vRl, hvor v betegner forplantnings-hastigheten av de akustiske overflatebølger på substratet 32. Avstanden L2 mellom de midtre tinner hos transduserne 34 og

38 er lik v(Rl+Tl). Som det fremgår av utformningen på fig.

5, står de midtre tinner hos 33 og 34 på linje, mens de hos 37 og 38 er forskutt.

Transduserne 35 og 36 har likeledes en felles elektrode

51 tilkoblet signalinngangen 14. De to andre elektroder 52 og 53 hos transduserne henholdsvis 35 og 36 ligger på gods. I hver av transduserne 35 og 36 er kamstrukturene modulert slik at det likeledes fåes en forhåndsbestemt form av frekvensresponskurven. Det sier seg selv at frekvensresponsene av paret 33, 34 og av paret 35, 36 er forskjellige likedan som midtfrekvensene i disse responskurver, idet den første svarer til Fl og den andre til F2.

Veiene 33 og 34 er likeledes parallelle seg imellom og fortrinnsvis også parallelle med veiene 41 og 42. Utgangstransduserne 39 og 40 har også her en felles elektrode 54 forbundet med gods, mens- de to øvrige elektroder 55 og 56 danner utgangselektroder henholdsvis S3 og S4.

Avstanden L3 mellom de midtre tinner hos kamstrukturene

35 og 36 er vR2, mens avstanden L4 mellom de midtre tinner hos

36 og 40 er v(R2+T2). De midtre tinner hos 35 og 36 ligger på linje, mens de hos 39 og 40 er forskutt.

Utgangene S1-S4 er bestemt til å forbindes med inngangene til kretsene henholdsvis 24-27 på fig. 4.

Det vil forstås at inngangstransduserne 33-36 spiller samme rolle som filtrene 15-18 på fig. 4, mens veiene 41-44 innfører forsinkelser svarende til dem i kretsene 19-22.

I varianten på fig. 6 er inngangstransduserne 33 og 34 erstattet med en eneste transduser 57, og transduserne 35 og 36 med en eneste transduser 58. Transduseren 57 har en bredde lik summen av breddene av veiene 41 og 42. Dens elektroder som vender mot transduseren 58, ligger på gods, mens dens annen elektrode er forbundet med inngangen 14. Transduseren 57 har likeledes en modulert kamstruktur som gir en responskurve maken til den for transduserne 33 og 34. I transduseren 58 er den elektrode som vender mot 57, likeledes på gods, mens dens annen elektrode er forbundet med inngangen 14. Dens responskurve er maken til den for 35 og 36.

På utgangssiden kan der benyttes transdusere 37-40 hvor elektrodene 48 og 51 har minst mulig bredde for å bevirke minst mulig tap av de bølger som sendes ut av 57 og 58. De midtre tinner hos transduserne 57 og 58 er plassert på samme måte i forhold til utgangstransduserne som i utførelseseksempelet på fig. 5.

I eksempelet på fig. 6 er dels veiene 41 og 42 og dels veiene 43 og 44 sammenfattet til hver sin eneste vei 59 resp.

60 svarende til bredden av transduserne henholdsvis 57 og 58.

I den ytterligere variant som er vist på fig. 7, gjenfin-ner man inngangstransduseren 57 og utgangstransduserne 37 og 38. Inngangstransduseren 58 er erstattet med en inngangstransduser 58' som har samme dimensjoner og form, mens utgangstransduserne 39 og 40 er erstattet med utgangstransdusere 39' og 40'. Veien 60' mellom transduserne er rettet parallelt med veien 59, men motsatt av denne.

Sluttelig er transduserne 57 og 58' i varianten på fig.

8 erstattet med en eneste inngangstransduser 62, som sender akustiske bølger symmetrisk på veiene 63 og 64, hvorav den første kan likestilles med veien 59 og den annen med veien 60' på fig. 7. Ved den annen ende av veien 59 er der anordnet utgangstransdusere 37 og 38, og ved den annen ende av veien 60' utgangstransdusere 39 og 40. Det sier seg selv at denne utfør-elsesvariant forutsetter at frekvensene Fl og F2 er like og kamstrukturen hos inngangstransduseren anordnet tilsvarende.

Det sier seg selv at det på grunn av den gjensidige like-verdighet ville være mulig i hvert av de beskrevne utførelses-eksempler å bytte egenskapene hos sendende og mottagende kamstrukturer, uten at den totale pulsrespons såvel som den totale frekvensrespons blir forandret. Det minnes om at det selvsagt er den kombinerte kamstruktur - sendende og mottagende - som be-stemmer de ønskede puls- eller frekvens-responser.

Claims (5)

1. Mottagerkrets for elektriske bølger som skiftevis er frekvensmodulert med et analogsignal og fasemodulert med et digitalsignal, omfattende en akustisk overflatebølgekomponent, karakterisert ved at der på substratet (32) for overflatebølgekomponenten er anordnet to par inngangstransdusere (33, 34; 35, 36) forbundet i parallell med mottagerkretsens inngang, og som sender ut akustiske overflatebølger svarende til de signaler som påtrykkes den nevnte inngang, over to veier (41, 42; 43, 44) som ender i to par mottagertransdusere (37, 38; 39, 40), idet hvert veipar har forskjellige lengder, at utgangen på utgangstransduseren i første par (37, 38) er forbundet med hver sin inngang på en første mikser (28), hvis utgang leverer digitalsignalet, og utgangene fra transduserne i annet par (39, 40) er forbundet med hver sin inngang på to begrensere (26, 27), hvis utganger er forbundet med hver sin inngang på en annen mikser (29), hvis utgang leverer analogsignalet, og at lengdeforskjellen mellom veiene i første par (41, 42) innfører en forsinkelse av størrelsesorden lik varigheten av 1 bit, og lengdeforskjellen mellom veiene i annet par (43, 44) innfører en forsinkelse lik den inverse verdi av to ganger båndbredden mellom toppene hos den således tilveiebragte diskriminator.

2. Mottagerkrets som angitt i krav 1, karakterisert ved at hvert par av sett som hvert innbefatter et par inngangstransdusere og det forbundne par utgangstransdusere, omfatter modulerte kamstrukturer som gir settene respektive bestemte puls- og frekvens-responser.

3. Mottagerkrets som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at hvert av de nevnte transduserpar er erstattet med en eneste transduser (57 eller 58) av dobbelt bredde.

4. Mottagerkrets som angitt i krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at de nevnte par av veier (59, 60) er parallelle, men har motsatt forplantningsretning.

5. Mottagerkrets som angitt i krav 1, karakterisert ved at de nevnte par av inngangstransdusere er erstattet med en eneste bidireksjonell inngangstransduser (62), dels med et par veier (63) mot første par av utgangstransdusere, og dels med et annet par veier (64) som fører til annet par av utgangstransdusere.