Балансный модулятор

 

БАЛАНСНЫЙ МОДУЛЯТОР, содержащий последовательно соединенные первый делитель мощности на два, первый фазовый манипулятор и первый сумматор мощности, а также второй фазовый манипулятор и источник управляющих кодов, первый и второй выходы которого соединены соответственно с управляющим входом первого фазового манипулятора и с управляющим входом второго фазового манипулятора , при этом вход первого делителя мощности на два является входом модулируемого сигнала, а выход первого сумматора мощности - выходом балансного модулятора, отличающийся тем, что, с целью уменьщения нелинейных искажений выходного сигнала при расщирении динамического диапазона модулируемых сигналов. в него введены третий, четвертый ... п-й фазовые манипуляторы, последовательно соединенные второй, третий ... п-й делители мощности на два и первая согласованная нагрузка , а также второй, третий ... п-й сумматоры мощности и вторая согласованная нагрузка, которая подключена к первому входу п-го сум.матора мощности, при этом второй выход первого делителя Мощности на два соединен с входом второго делителя мощности на два, выход каждого сумматора мощности, начиная с п-го, соединен с первым входом соответствующего предыдущего сумматора мощности, вход .манипулируемого сигнала второго, третьего ... п-го фазового манипулятора соединен с вторым выходом соответственно второго, третьего ... с S п-го делителей мощности на два, выход второго , третьего ... п-го фазового манипуля (Л тора соединен соответственно с вторым входом второго, третьего ... п-го сумматоров мощности, а входы манипулирующих сигналов третьего, четвертого, ... п-го фазовых манипуляторов соединены соответственно с дополнительными третьим, четвертым , ... п-м выходами источника управляющих кодов. о 4 о:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1190461 A (504 Н 03 С I/50 152 1 ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2! ) 3597363/24-09 (22) 27.05.83 (46) 07.11.85. Бюл. № 41 (72) В. И. Коломиец и Ю. Б. Судаков (53) 621.376.2 (088.8) (56) Патент С ША № 3956715, кл. Н 03 С 1/50, опублик. 1976.

Авторское свидетельство СССР № 320134, кл. Н 03 С 1/52, 1967. (54) (57) БАЛАНСНЫЙ МОДУЛЯТОР, содержащий последовательно соединенные первый делитель мощности на два, первый фазовый манипулятор и первый сумматор мощности, а также второй фазовый манипулятор и источник управляющих кодов, первый и второй выходы которого соединены соответственно с управляющим входом первого фазового манипулятора и с управляющим входом второго фазового манипулятора, при этом вход первого делителя мощности на два является входом модулируемого сигнала, а выход первого сумматора мощности — выходом балансного модулятора, отличающийся тем, что, с целью уменьшения нелинейных искажений выходного сигнала при расширении динамического диапазона модулируемых сигналов, в него введены третий, четвертый ... п-й фазовые манипуляторы, последовательно соединенные второй, третий ... и-й делители мощности на два и первая согласованная нагрузка, а также второй, третий ... и-й сумматоры мощности и вторая согласованная нагрузка, которая подключена к первому входу. и-го сумматора мощности, при этом второй выход первого делителя мощности на два соединен с входом второго делителя мощности на два, выход каждого сумматора мощности, начиная с и-го, соединен с первым входом соответствующего предыдущего сумматора мощности, вход манипулируемого сигнала второго, третьего ... п-го фазового манипулятора соединен с вторым выходом соответственно второго, третьего ... и-го делителей мощности на два, выход вто- Ж рого, третьего ... и-го фазового манипулятора соединен соответственно с вторым 5ф ф входом второго, третьего ... п-го сумматоров мощности, а входы манипулирующих сигналов третьего, четвертого, ... и-го фазовых манипуляторов соединены соответственно с дополнительными третьим, четвертым, ... и-м выходами источника управляющих кодов.

1190461

Изобретение относится к радиотехнике ! может использоваться в качестве формирователя амплитудно-модулированных сигналов в приемо-передающи)! устройствах различного назначения и средствах автоматического регулирования.

1лель изобретения — уменьшение нелинейных искажений выходного сигнала при расширении динамического диапазона модулируемых сигналов..

Нв фиг. 1 изображена структурная электрическая схема предлагаемого балансного модулятора; на фиг. 2 — нормированный модулирующий сигнал и соответствующие ему состояния управляющих кодов на выходах источника управляющих кодов; на фиг. 3 — положения парциальных векторов; на фиг. 4 — нормированный выходной сигнал балансного модулятора.

Предлагаемое устройство содержит первый, второй... и-ый делители мощности на лва 1, 1,,...,1„, первую и вторую согласоBd и ные на грузкп 2, и 2 . первый, второй ... и-ый фазовые манипуляторы 3), 3 ..., 3», первый, второй... и-ый сумматоры мо!цности

4 l, 4 >,...Л„, источ!)цк;) управляющих коЛОВ.

Ь!)г)!))!с)!),)й модулятор рыб)<)т!) ir слелуloп)им об)!);!з!)х!.

11;! Вхол молулирусмого сигналы бялансного модуляторы )поступает си))усоиляльный сигнал несу)цей частоты ня))ряже))пем l. (t) и xiniI«!ocr! Р = Е - (t), При это)! ны первом и втором Bllxo;lclx ie,:lèòåri)I 1() чо)цност)! на дВя 1, !)Олвч){)отея сиг!))),)ь! полОВи)!ной мощности (J (() j2, IIB иервоч и второч выходах делителя чо!цности на лва сформируются с))г!))),)! . - (t !. -1 и т.,!. Сигналы с первого Вы х!)лы делителя )1() ill I l()o ги на лва и с Вторых выколов лслителей мощHOeÒ!1 IIB lBB 1 g... 1 IIOOТчf)B IOT Hd ВХОДЫ мянипулируечых сигналов соответствующего из фазовых маниипхляторов 31, З,..., 3„, с))))! )г! с первого выхода делителя мощности ня лва 1„гасится в согласованной нагрузке 2».

С первого. второго ... и-го выходов исто IIIIIKB управляющих колов ня входы мани-!

)ул пру Io llll! x сигналов фазовых м а ни пуляторов Зь 3 ...,3„поступает модулирующий сигнал была нсного модулятора, представленный В параллельном двоичном коде. 3акон изменения управляющего кода во вречени определяется выбранным законом модуляции, шаг дискретизации во времени, т.е. частота следования кодовых комбинаций, определяется полосой модулирующего сигнала, а дискрет квантования по уровню— заданной точностью модуляции сигнала.

Входы модулирующих сигналов фазовых манипуляторов 3, З,..., З„являются поразрядными входами модулирующего сигнала, представленного в параллельном двоичном коде. С увеличением числа разрядов управляющего кода дискрет рабочей характеристики уменьшается, а характеристика приближается к линейной.

При поступлении с первого выхода делителя мощности на два 1, манипулируемого сигнала мощностью И ((ф на фазовый манипулятор 31 и поступлении на вход манипулирующего сигнала фазового манипулятора 3; управляющего кода В с первого

1О, выхода источника 5 управляющих кодов, модулируемый сигнал получает приращение по фазе ехр()В1)г) и поступает на первый вход сумматора 41 мощности, выполненного в виде, например, полоскового кольцевого делителя мощности, обеспечивающего суммирование сигналов в сверхвысокочастотном

ЛИЫIIBЗОНЕ.

На выходе сумматора 4 мощности мощность сигнала равна U (t) /4, т.е. сфор20 мирован сигнал U<= U(t)/2 ехр()В,%). Синусоидальный сигнал мощностью U (t)/4 с второго выхода делителя мощности на два

1z, пройдя через фазовый манипулятор 3 получает приращение фазы еxp(jB < также 5 в соответствии со значением управляющего кода, поступающего на вход манипулирующего сигнала фазового манипулятора 32 с второго входа источника управляющих кодов 5, и поступает на второй вход сумматора мощности 4 С его выхода сигнал 0 мощностью Г (()/8 поступает на первый вход сумматора мощности 41, на выход которого

)роходит сигнал х)с))цностью U (t)/16. В

pe,)ультате на выходе ()алансногo модулятора сформирован сигнал, величиной U а=

== Е (t)/4 ехр()В ф ), кроме него на выходе

3 б)яг)))нс))!)г!) модулятора присутствует и сиг))ал с фызового манипулятора 3, величин ой U z = U t/2 e v p (j B 7i )

Аналогичным образом на выходе балансного модулятора формируются парциальные

40 сигналы с выхода каждого фазового манипулятора от Зз до 3„, имеющие в общем случае вид

14, = U(t)/2- ехр(jВ)))1).

Сигнал на выходе балансного модулятора представляет собой суперпозицию (векторную сумму) всех парциальных сигналов от U ao (),:

V,(Î=Ь+U. - и =u()ie»(, ) + + р(„я) )

ДЪ )

50 причем амплитуда результирующего вектора и его знак (например, по отношению к знаку входного колебания) зависят от кода модулирующего (управляющего) сигнала В.

На фиг. 3 показаны парциальные векторы колебаний с соответствующей ориентацией фазы и результирующий вектор, соответствующий колебанию на выходе балансного модулятора для всех возможных трехразрядных комбинаций управляющего кода, ког1190461 а

О и а

0 и а

1

1 1

1 1

1 1

0

Puz Z да число фазовых манипуляторов 3 и соответствующее им число выходов источника 5 управляющих кодов равно трем.

Код первого разряда (фиг. 2б) относится к фазе парциального сигнала половинной мощности, код второго разряда — к фазе парциального сигна.ла мощностью 1/4 мощности вхо пппо сигналя и т.п. Если в соответс гвующсм разряде кода стоит логическая «1», фаза сигнала соответствующей мощности инвсртирована по отношению к фазе входного колебания, если же на кодовой позиции стоит логический «О», то фазы вхо:(ного и выходного сигналов фазовых манипуляторов 3,, 3 д,..., 3, совпадают (фиг. 3). Например. при n = (000), все нарциальные векторы сигналов с выходов фазовых манипуляторов 3, 3* Зз складываются синфазно и выходной сигнал балансного модулятора равен (1/2+ 1/4+ 1/8)

= 7/8 напряжения входного сигнала и направлен в фазе с ним. При п = (010) парциальные векторы складываются следующим образом: (1/2 — 1/4+!/8) = 3/8 напряжения входного сигнала и результирующий вектор направлен в фазе с ним. При п = (lOO) амплитуда выходного колебания модулятора равна (— 1/2+1/4+1/8) — 1/8 входного колебания. Знак « — » означает, что результирующий вектор находится в противофазе с входным.

Амплитудные отсчеты выбраны кратными минимальному дискрету трехразрядного кода, т.е. 1/8 максимального значения напряжения. При изображении пронормированных амплитуд парциальных векторов сигналов с выходов фазовых манипуляторов 3, 3, 3З ориентация векторов вверх соответствует его синфазности с входным колебанием, а ориентация вниз — инверсии фазы колебания на 180 по отношению к фазе входного сигнала.

Длины векторов масштабированы по двоичной системе и, таким образом, их, геометрическое сложение в каждый момент нр мспп дает вектор, модуль которого равен амплитуде выходного сигнала балансного модулятора, а ориентация вектора определяет фазу выходного сигнала балансного мод)ляторы (0 плп 18t)") по отно!пению к фазе входного колебания.

20 На фиг 4 представ си выхо tttoii мо лированный сигнал балансного модулятора в функции времени, его огибающая с точностью до дискретности представления повторяет форму модулпрующего спгпа1а (фи . 2а). частота заполпенпя равна пслщей частоте входного сигнала. Отмечается перескок фазы на 180 у высокочастотного заполнения выхо пи го спгна lа прп переходе модулпрующего сигнала через нуль.

1190461 фиг. 7

-0f

///. 1иг. 4

Составитель Г. Захарченко

Редактор М. Бланар Техред И. Верес Корректор М. Максимишинец

Заказ 7000/56 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4