Амплитудный модулятор

 

АМПЛИТУДНЫЙ МОДУЛЯТОР, содержащий соединенные в кольцо первый управляемый генератор, первый смеситель, первый фазовый детектор и первый сумматор, к второму входу которого подключен источник модулирующих сигналов, последовательно соединенные усилитель-ограничитель, .второй фазовый детектор, к второму входу которого подключен опорный генератор промежуточной частоты, второй управляемый генератор, аттенюатор и выходной сумматор, вторюй вход которого соединен с,выходом первого управляемого генератора, а выход является выходом амплитудного модулятора, последовательно соеди .ненные опорный генератор высокой частоты и второй смеситель, второй вход которого соединен с выходом .выходного сумматора, а также первый фазовращатель, причем выход опорного генератора высокой частоты соединен также с вторым входом первого смесителя, отличающийся тем, что, с целью повышения линейности модуляционной характеристики и надежности модулятора, между выходом второго смесителя и входом усилителя-ограничителя введены последовательно соединенные второй КЛ фазовращатель, первый стабилизатор уровня сигнала и второй сумматор, между выходом первого фазовращателя и входом второго сумматора введен .второй стабилизатор уровня сигнала, выход первого смесителя соединен с входом первого фазовращателя , а выход опорного генератора промежуточной частоты - с вторслм входом первого фазового детектора. о м fO W

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) 3(5Р .Н 03 С l/50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3549595/18-09 (22) 08.02.83 (46) 07.08.84. Бюл. М 29 (72) Н.С.Жилин и A.È.Âoðoíêîâ (71) Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (53) 621.376.22 (088 8) (56) 1.Патент США М 3956715, кл. Н 03 С 1/50, опублик. 1976.

2.Авторское свидетельство СССР

Р 711662, кл. Н 03 С 1/50, 1977 (прототнп) . (54)(57) AMIIJIHTYJIIibIA NOQYJIIITOP, содержащий соединенные в кольцо первый управляемый генератор, первый смеситель, первый фазовый детектор и первый сумматор, к второму входу которого подключен источник модулирующих сигналов, последовательно соединенные усилитель-ограничитель, второй фазовый детектор, к второму входу которого подключен опорный генератор промежуточной частоты, второй управляемый генератор, аттенюатор и выходной сумматор, второй вход которого соединен с.выходоМ первого управляемого генератора, а выход является выходом амплитудного модулятора, последовательно соединенные опорный генератор высокой частоты и второй смеситель, второй вход которого соединен с выходом ,выходного сумматора, а также первый фаэовращатель, причем выход опорного генератора высокой частоты соединен также с вторым входом первого смесителя, отличающийся тем, что, с целью повыщения линейности модуляционной характеристики и надежности модулятора, между вы- ходом второго смесителя и входом усилителя- ограничителя введены последовательно соединенные второй фазовращатель, первый стабилизатор уровня сигнала и второй сумматор, между выходом первого фаэовращателя и вторым входом второго сумматора введен .второй стабилизатор уровня сигнала, выход первого смесителя соединен с входом первого фазовращателя, а выход опорного генерато- ра промежуточной частоты — с вторым входом первого фазового детектора.

1107265

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для формирования амплитудно-модулированного сигнала, например, в технике связи.

Известен амплитудный модулятор, в котором амплитудно-модулированный сигнал получается сложением двух неизменных по амплитуде модулированных по фазе сигналов, содержащий генератор несущей частоты, соединенный с входами фазовых модуляторов второй вход одного из которых соединен с источником модулирующих сигналов непосредственно, а второй вход другого — через инвертор, при этом вы ходы фазовых модуляторов, представляющие собой пассивные четырехполюсники, соединены с сумматором 1 .

Однако данный амплитудный модулятор не обеспечивает достаточной широкополосности выходного сигнала и достаточно точной передачи закона модуляции из-эа неидентичности характеристик пассивных четырехполюс ников .

Наиболее близким к изобретению является амплитудный модулятор, содержащий соединенные в кольцо первый управляемый генератор, первый смеситель, первый фазовый детектор и первый сумматор, к второму входу которого подключен источник модулирующих сигналов, последовательно соединенные усилитель-ограничитель, второй фазовый детектор, к второму входу которого подключен опорный генератор промежуточной частоты, второй управляемый генератор, аттенюатор

:и выходной сумматор, второй вход

t5

20 которого соединен с выходом первого управляемого генератора,а выход является выходом амплитудного модулятора, пос 40 управляемый генератор, нарушается режим синхронизации, и амплитудный

65 модулятор теряет работоспособность. ледователь но соединенные опорный генератор высокой частоты и второй смеситель, второй вход которого соединен. с выходом выходного сумматора, а также первый фазовращатель, при 45 этом выход опорного генератора высокой частоты соединен также с вторым входом первого смесителя, при этом опорный генератор промежуточной частоты соединен с вторым входом перво го фазового детектора через первый фазовращатель, выход второго смесителя соединен с входом усилителяограничителя (2).

Однако известный амплитудный мо-! дулятор не обеспечивает достаточной линейности модуляционной характеристики, а кроме того, при индексе модуляции, равном единице, величина напряжения выходного сигнала амплитудного модулятора приближается к 60 нулю, из-за чего разрывается цепь обратной связи, охватывающая второй

Цель изобретения — повышение линейности модуляционной характеристи ки и повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в амлитудный модулятор, содержащий соединенные в кольцо первый управляемый генератор, первый смеситель, первый фазовый детектор и первый сумматор, к второму входу которого подключен источник модулирующих сигналов, последовательно соединенные усилитель-ограничитель, второй фазовый детектор, к второму входу которого подключен опорный генератор промежуточной частоты, второй управляемый генератор, аттенюатор и выходной сумматор, второй вход которого соединен с выходом первого управляемого генератора, а выход является выходом амплитудного модулятора, последовательно соединенный опорный генератор высокой частоты и второй смеситель, второй вход которого соединен с выходом сумматора, а также первый фазовращатель,причем выход опорного генератора высокой частоты соединен также с вторым входом первого смесителя, между выходом рторого смесителя и входом усилителяэграничителя введены последовательно соединенные второй фазовращатель, первый стабилизатор уровня сигнала . и второй сумматор, между выходом первого фаэовращателя и вторым входом второго сумматора введен второй стабилизатор уровня сигнала, выход первого смесителя соединен с входом первого фазовращателя, а выход опорного генератора промежуточной частоты — с вторым входом первого фазового детектора.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предложенного амплитудного модулятора.

Амплитудный модулятор содержит опорный генератор 1 высокой"частоты, опорный генератор 2 промежуточной частоты, источник 3 модулирующих сигналов, первый фазовращатель 4, выходной сумматор 5 второй стабилизатор 6 уровня сигнала, первый управляемый генератор 7, первый смеситель 8, первый фазовый детектор 9, первый сумматор 10, усилитель-ограничитель 11, второй фазовый детектор

12, второй управляемый генератор 13, аттенюатор 14, второй смеситель 15, второй фазовращатель 16, первый стабилизатор 17 уровня сигнала, второй сумматор 18.

Амплитудный модулятор работает следующим образом.

Амплитудный модулятор выполнен на основе двухканальной системы фазовой автоподстройки частоты по вто.Ричным биениям (ФАПЧ) . Первый управляемый генератор 7, первый смеситель 8, первый фазовый детектор 9, 1107265 первый сумматор 10 образуют первый фазовый модулятор. Второй управляемый.генератор 13, второй аттенюатор

14, второй смеситель 15, второй фазовращатель 16, первый стабилизатор 17 уровня сигнала, второй фазовый детектор 18, усилитель-ограничитель 11 составляют второй фазовый модулятор.

Модулирующий сигнал от источника 3 модулирующих сигналов, поступая на первый сумматор 10, воздействует 10 на цепь управления первого управляемого генератора 7, в результате чего происходит изменение характера приращения мгновенного значения разности фаэ между напряжением первого 15 управляемого генератора 7 и опорного генератора 1 высокой частоты.

Это изменение переносится на промежу. точную частоту в первом смесителе 8, сигнал с выхода которого сравнивает- 20 ся в первом фазовом детекторе 9 с. сигналом опорного генератора 2 промежуточной частоты. На выходе фазового детектора 9 образуется напряжение, компенсирующее модулирующее воздействие ° Остаточный фазовый сдвиг, соответствующий уровню модулирующего воздействия, определяется выражен ям

30

Ц д vo n 1 р. . где л — фазовый сдвиг;

U+ Ä- напряжение на выходе перВОГО фазОвОгО детектОра 35

9, компенсирующее возмущающее воздействие напряжения модулирующего сиг.нала;

Uy — напряжение на выходе первого фазового детектора

9, соответствующее максимальному раствору его фазовой характеристики; нормированная характеристика фазового детектора. 45

Поскольку система ФАПЧ астатична по частоте, то возмущающее воздействие полностью компенсируется напряжением с выхода первого фазового детектора 9, т,е. =и„, ... © или при условии гармонического воздействия 55

60

Ограничиваясь линейным участком суммирования, т.е. устанавливая ср„, с

65 0 получаем а =А Озз >, 4 — — ц() и

-р . а>

Таким образом, выражение для напряжения первого управляемого генератора 7 первого фазового модулятора запишется в виде ц= ц„с (йую„р) +A-,А, где й, — частота опорного генератора 1 высокой частоты; qp — промежуточная частота.

Система ФАПЧ второго фазового модулятора работает в режиме инверсного слежения эа девиацией фазы первого управляемого генератора 7. Это достигается за счет того, что девиация фазы напряжения сигнала промежуточной частоты первого фазового модулятора после суммирования второго сигнала во втором сумматоре 18 с напряжением сигнала промежуточной частоты кольца ФАПЧ второго фазового модулятора переносится на результат суммирования и является для него возмущающим воздействием. На выходе второго фазового детектора 12. вырабатывается сигнал рассогласования, который воздействуя на цепь управления второго управляемого генератора 13, компенсирует возмущающее воздействие в системе ФАПЧ второго фазового модулятора, т.е. изменение фазы второго управляемого генератора 13 соответствует изменению фазы первого управляемого генерато» ра 7, но имеет противоположный знакэтого изменения. Для устранения амплитудно-фазовой погрешности в результате изменения уровня сигнала на втором фазовом детекторе 12 в процессе амплитудной модуляции дефазированием, между его входом и вторым сумматором 18 установлен усилитель-ограничитель 11. Пренебрегая фазовыми погрешностями усилителя-ограничителя 11 и отработки фазы, цепью авторегулирования система

ФАПЧ фазового модулятора, можно зат; писать 4Ь = 4ьо СоэЬо 4 п р)1+ фщ, -А ЪВЯмЧ при g = 90 -Щ

1 где ч и „„ — начальные разности фаэ в режиме несущих колебаниЯ между выходными напряжениями первого и вто-, рого фазовых модуляторов и первого и второго стабилизаторов 17 и 6 уровней сигналов промежуточной частоты соответственно, установленные с помощью первого и второго фаэовращателей 4 и 16, Устанавливая с помощью аттенюатора 14 4о- 43.- о .для выходного напряжения амплитудного модулятора имеем

2U() ((QQ (-(р) )4+ ЯИ (ф

- ъ ) 1107265

2 Ощ ъ 0 8 тах i 20ог о " 4>пд Ъ +) Составитель Г. Захарченко

Техред д. Микеш

Редактор Н.Пушненкова

Корректор М. Демчик

Тираж 862

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Подписное

Заказ 5774/41

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4 ц ц (М озЯщ а и(4 где К - коэффициент пропорциональности

Таким образом, на выходе амплитудного модулятора получается амплитудно-модулированное колебание с индексом модуляции щ= 24/ pnq .Одновременно на выходе второго суммайора 18 образуется напряжение

"щ- 0рзЪэ(ф-АСоз „ф)ат)(ч)„р МЖ) . где 0о - выходное напряжение перво:го и второго стабилизаторов 17 и б ,уровня сигнала промежуточной частоты е

При установлении коэФфициента .амплйтудной модуляции равным единице (m — 1) уровень сигнала промежуточной частоты на входе усилителяограничителя 11 в амплитудном модуляторе изменяется в пределах

В то время, как в известном уст5 ройстве уровень сигнала промежуточ-ной частоты на входе усилителя-ограничителя изменяется в соответствии с выходным напряжением амплитудного модулятора и при th=1

20оКУ ЪЦва 0 ,уровень сигнала промежуточной частоты во втором фазовом модуляторе дос-. тигается нулевое.значение, что при-.

)5 водит к сРыву синхронизации в .его кольце ФАПЧ и нарушению. Работоспособности устройства..В предложенноМ амплитудном модуляторе при тех же условиях уровень сигнала промежуточной частоты изменяется в пределах б дБ {при ф чФ2О yg<)

Повышение линейности модуляционной характеристики достигается за счет существенного сужения динамикв входного напряжения усилителя-огра .ничителя 11 в процессе модуляции.