Амплитудный модулятор

 

Изобретение относится к радиотехнике и позволяет расширить динам. диапазон формируемого амплитудно-модулированного сигнала (АМС) по огибающей . Модулятор содержит управляемые генераторы (Г) 1, 6, смесители 2, 8, фазовые детекторы 3, 15, сумматоры 4, 11, 18, источник 5 модулирующих сигналов , аттенюаторы 7, 21, фазовращатели 9, 13, 19, стабилизаторы уровня сигнала 10, 12, усилитель-ограничитель 14, опорный Г 16 высокой частоты, опорный Г 17 промежуточной частоты, блок фазовой автоподстройки частоты (АОТ) 20. Формирование АМС осуществляется за счет суммирования 3-х колебаний , два из к-рых имеют равные частоты и амплитуды, а их фазы изменяются в соответствии с модулирующим воздействием с равными, но противоположными по знаку приращениями, а 3-е колебание имеет такую же частоту, удвоенную амплитуду напряжения и в режиме несущих колебаний, т. е. при отсутствии модуляции фазы 2-х др. колебаний, находится с ними в квадратуре. Формиро- . вание 3-го колебания осуществляют фазобращатель 19, устанавливающий квадратуру , аттенюатор 21, обеспечивающий удвоенную амплитуду напряжения, и блок фазовой АПЧ 20, обеспечивающий равенство частот 3-го колебания и частоты 2-х др. суммирующих колебаний. 1 ип. i (Л СЛ О 00

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 Н 03 С 1 50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н двтоескому свидетельств

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3872352/24-09 (22) 25.12 ° 84 (46) 23.08.86. Бюл, У 31 (71) Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) А.И.Воронков (53) 62 1.376.22(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 711662, кл. Н 03 С 1/50, 1977.

Авторское свидетельство СССР

Р 1107265, кл. Н 03 С 1/50, 1983.. (54) АМПЛИТУДНЫЙ МОДУЛЯТОР (57) Изобретение относится к радиотехнике и позволяет расширить динам. диапазон формируемого амплитудно-модулированного сигнала (АМС) по огибающей. Модулятор содержит управляемые генераторы (Г) 1, 6, смесители 2, 8, фазовые детекторы 3, 15, сумматоры 4, 11, 18, источник 5 модулирующих сигналов, аттенюаторы 7, 21, фазовращатели 9, 13, 19, стабилизаторы уровня

„„SU„„1252908 А 1 сигнала 10, 12, усилитель-ограничитель

14, опорный Г 16 высокой частоты, опорный Г 17 промежуточной частоты, блок фазовой автоподстройки частоты (АПЧ) 20. Формирование АМС осуществляется за счет суммирования 3-х колебаний, два из к-рых имеют равные частоты и амплитуды, а их фазы изменяются в соответствии с модулирующим воздействием с равными, но противоположными по знаку приращениями, а 3-е колебание имеет такую же частоту, удвоенную амплитуду напряжения и в режиме несущих колебаний, т. е. при отсутствии модуляции фазы 2-х др. колебаний, находится с ними в квадратуре. Формирование 3-го колебания осуществляют фазовращатель 19, устанавливающий квадратуру, аттенюатор 21, обеспечивающий удвоенную амплитуду напряжения, и блок фазовой АПЧ 20, обеспечивающий равенство частот 3-го колебания и частоты 2-х др. суммирующих колебаний.

1 иле

1252908

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для формирования амплитудно=модулированного сигнала, например, в технике связи.

Цель изобретения — расширение дина- мического диапазона формируемого амплитудно-модулированного сигнала по огибающей, На чертеже представлена структурная электрическая схема предложенного ам- 10 плитудного модулятора.

Амплитудный модулятор содержит первый управляемый генератор 1, первый смеситель 2, первый фазовый детектор

3, первый сумматор 4, источник 5 моду- 15 лирующих сигналов, второй управляемый генератор 6, первый аттенюатор 7, второй смеситель 8, первый фазовращатель 9, первый стабилизатор 10 уровня сигнала, второй сумматор 11, вто- >О .рой стабилизатор 12 уровня сигнала, второй фазовращатель 13, усилительограничитель 14, второй фазовый детектор 15, опорный генератор 16 высокой частоты, опорный генератор 17 25 промежуточной частоты, выходной сумматор 18, третий фаэовращатель 19, блок 20 фаэовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), второй аттенюатор 21.

Амплитудный модулятор работает следующим образом.

Соединенные в кольцо первый управляемый генератор 1, первый смеситель

2, первый Фазовый детектор 3 и первый сумматор 4 составляют первое кольцо

ФАПЧ и образуют первый фазовый модулятор. Соединенные в кольцо второй управляемый генератор 6, первый аттенюатор 7, второй смеситель 8, первый фаэовращатель 9, первый стабилизатор 4О

10 уровня сигнала, второй сумматор

11, усилитель-ограничитель 14 и второй фазовый детектор 15 составляют второе кольцо ФАПЧ и образуют второй фазовый модулятор Модулирующий сиг 4> нал от источника 5 модулирующих сигналов, поступая на первый сумматор 4, воздействует на цепь управления первого управляемого генератора 1, в результате чего происходит изменение характера приращения мгновенного значения разности фаз между напряжением первого управляемого генератора 1 и опорного генератора 16 высокой частоты. Это изменение переносится на про55 межуточную частоту в первом смесителе 2, сигнал с выхода которого сравнивается в первом фазовом детекторе

3 с сигналом опорного генератора 17 промежуточной частоты, На выходе фазового детектора 3 образуется напряжение U = У K(p), компенсирующее модулирующее воздействие U — У„„„М(С), где U — напряжение на выходе

<Гд га первого фазового детектора 3, соответствующее максимальному раствору его фаэовой характеристики, К (V) — н ормир о в ан ная хар актеристика первого фазового детектора 3;

M(t) — закон модулирующего воздействия.

При условии обеспечения достаточно высокой крутизны управления частотой первого управляемого генератора 1, возмущающее воздействие полностью компенсируется напряжением с выхода первого фазового детектора 3, т. е. ч Д

Таким образом, фаза на выходе первого фазового модулятора будет изменяться по закону

1 U

Ч= К (- — —" — )

П Ф Д л .Х

U где К (-) — функция обратная

U Д mo.x

К() .

Сигнал на выходе первого фазового модулятора будет иметь вид

U = U cos ((3 + M )t + К {-- -м"----))

-1 Uм о Вч nЧ т А ъах где ) — частота опорного генератоЧ ра 16 высокой частоты,,д — частота опорного генератопЧ ра 17 промежуточной частоты.

Система ФАПЧ второго фазового модулятора работает в режиме инверсного слежения за девиацией фазы сигнала первого фазового модулятора. Это достигается за счет того, что сигнал промежуточной частоты первого фазового модулятора поступает с выхода первого смесителя 2 через второй фазовращатель 13 и второй стабилизатор 12 уровня сигнала на второй сумматор 11, где суммируется с равным ему по амплитуде сигналом промежуточной частоты второго фазового модулятора, в результате чего девиация фазы сигнала промежуточной частоты первого фазового модулятора приводит к девиации фазы

1252908 где U и гт ах

«99

arcsin — --=-U

y= К (— -" — — )

U А 9ах

Тогда суммарного сигнала. Девиация фазы суммарного сигнала является возмущающим воздействием для кольца ФАПЧ второго фазового модулятора, которое отрабатывается им посредством девиации фазы сигнала промежуточной частоты на входе второго сумматора 11, При достаточно большом петлевом усилении кольца

ФАПЧ второго фазового модулятора девиация фазы суммарного сигнала сводится 10 практически к нулю и, те самым, девиация фазы сигнала второго фазового модулятора становится равной девиации фазы сигнала первого, но имеет противоположный знак изменения. Усилитель.- 15 ограничитель 14 стирает амплитудную информацию суммарного сигнала на входе второго фазового детектора 15.

Таким образом, выходной сигнал второго фазового модулятора имеет вид 2п

U = U соз(Ы+a )t + — К.

1о Ьч пЧ бч

Бм х (— — — — И

9

А 25 при ч" = 180 — Ч„ где 4 и Y — начальные разности фаэ пЧ в режиме несущих колебаний между выходными напряжениями первого и второго фазовых модуляторов и первого и

ЗО второго стабилизаторов уровней 10 и 12 сигналов промежуточной частоты, устанавливаемые с помощью первого и второго фазовращателей 9 и 13, При < = 180 и = 0 соответ6 ЛЧ ственно: 35

U =-U соз((д + d ) t — К (— ----))

Пм

9О 84 пЧ U Р А 9х аХ

Установив с помощью первого аттенюатора 7 U» = U, = U для суммарно-40

ro напряжения U = U + U получаЯ22 4 2 ется

U = 2U sin(+ )t sin К

-! о.9t о 6q пЦ

U (— — — -)

U 45 ъах

При применении фазового детектора с характеристикой, симметричной относительно нуля и линейной в пределах

+ H /2, для исключения нелинейности характеристики суммирования, необхо- >О димо внести в модулирующий сигнал предискажения таким образом, чтобы выполнялось

= 2 U- — — — sin(+ a )t

E12 KU д В9

При отсутствии модулирующего воздействия U = 0 сигналом несущей

99,2 является сигнал, поступающий на третий вход выходного сумматора 18, В соответствии с этим с помощью третьего фазовращателя 19 и второго аттенюатора 2 1 его фаза и амплитуда устанавливаются равными

U 2 Б г ча с 20 о Ц

П2X X амплитуда сигнала модулирующего воздействия, соответствующая стопроцентной амплитудной модуляции. .Т. е. U. = ° U -- — ----Sin(«> + g t ч

2О о ьч 9h max

При наличии модулирующего воздействия на выходе выходного сумматора l8 образуется сигнал

U =U +U = 2 — - — U(1 + ах

F RViX о

% А max

+ — — — - М(t)1 sin(><<+ „„) t.

Uw9 mxxx

При этом величина M = U /U является коэффициентом амплитудной модуляции.

Таким образом, в предложенном амплитудном модуляторе формирование амплитудно-модулированных сигналов осуществляется за счет суммирования трех колебаний, два из которых имеют равные частоты и амплитуды, а фазы которых изменяются в соответствии с модулирующим воздействием с равными, но противоположными по знаку приращениями, а третье колебание имеет такую же частоту, удвоенную амплитуду напряжения и в режиме несущих колебаний, т. е. при отсутствии модуляции фазы двух других колебаний находится с ними в квадратуре.

Формирование третьего колебания осуществляют третий фазовращатель 10, устанавливающий квадратуру, второй аттенюатор 21, обеспечивающий удвоенную амплитуду напряжения, и блок 20

ФАПЧ, обеспечивающий равенство частоты третьего колебания частоте двух других;суммируемых колебаний.

Формула изобретения

Амплитудный модулятор, содержащий соединенные в кольцо первый управляемый генератор, первый смесительх к

Составитель Г.Захарченко

Техред В.Кадар Корректор Л.Патай

Редактор П.Коссей

Заказ 4629/55 Тираж 816

ВНИИПИ Государственного комитета СССР пб делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

% 12529 второму входу которого подключен вы- ход опорного генератора высокой частоты, первый фазовый детектор и первый сумматор, к второму входу которого подключен выход источника модулирующих сигналов, последовательно соединенные второй смеситель, первый фазовращатель, первый стабилизатор уровня сигнала, второй сумматор, усилительограничитель, второй фазовый детектор,10 второй управляемый генератор, первый аттенюатор и выходной сумматор, второй вход которого соединен с выходом первого управляемого генератора, последовательно соединенные второй фа — 15 зовращатель и второй стабилизатор уровня сигнала, выход которого соединен с вторым входом второго сумматора, опорный генератор промежуточной частоты, выход которого соединен с 20 вторым входом первого фазового детектора и с вторым вхопом втооого Ьаэового детектора, при этом выход опорного генератора высокой частоты соединен с первым входом второго смесите— ля, а выход первого смесителя соединен с входом второго фазовращателя, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапаэона формируемого амплитудно-модулированного сигнала по огибающей, между выходом опорного генератора высокой частоты и третьим входом выходного сумматора введены последовательно соединенные блок фазовой автоподстройки частоты и второй аттенюатор, а между выходом опорного генератора промежуточной частоты и вторым входом блока фаэовой автоподстройки частоты введен третий фазовращатель, при этом второй вход второго смесителя подключен к,выходу первого аттенюатора.