Формирователь однополосного сигнала

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

@ц 4 .Н 03 С i/52

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П НТ СССР (21) 4191932/24-09 (22) 05.02.87 (46) 07.01.89. Бюл. N (71) Московский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) A.À.Âîëêîâ (53) 621.376.22 (088.8) (56) Дробов С.А. и Бычков С.И. Радиопередающие устройства. И.: Советское радио, 1969, с. 288-289. . .(54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ОДНОПОЛОСНОГО

СИГНАЛА .(57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - расширение полосы частот модулирующего сигнала. Формирователь однополосного

1 сигнала содержит источник 1 модулирующего сигнала, перемножители 2 4 18

21, r-р 3 сигнала первой вспомогательной частоты, полосовые фильтры

6 и 7,. r-p 19 сигнала несущей частоты, высокочастотный фазовращатель 20.

С целью расширения полосы частот модулирующего сигнала в устр-во введены r-р 5 сигнала второй вспомогательной частоты, два усилителя 8 и 10, два фазовращателя 9 и 11 четыре когерентных детектора 12, 13, 14, 15 и два сумматора 16 и 17. Если 2H ( П « ЗП (где П,р — полоса пропускания полосового фильтра; П вЂ” полоса частот модулирующего сигнала), то по- . надобится третий формирователь однополосного сигнала со своими двумя когерентными детекторами. В этом случае сумматоры 16 и 17 должны будут иметь не по два, à по три входа. Если же ЗП, П, то понадобится но четыре входа у сумматоров и т.д., Т.е. в принципе возможно формирование однополосного сигнала и в том случае, когда П сколь угодно велика при использовании узкополосных фильтров. 2 ил.

1450070

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для формирования однополосного си1 нала в устройствах радио- и проводной,связи,, 5

Цель изобретения — расширение полосы частот модулирующего сигнала.

FIa фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого формирователя однополосного сигнала,; 10 на фиг. 2 — временные диаграммы его работы.

Формирователь однополосного сигна" а содержит источник 1 модулирующего сигнала, первый перемножитель 2, генератор 3 сигнала первой вспомога-! тельной частоты, второй перемножитель .-::"«-ер",òoTp> 5 сигнала 13 o ой вспо>могател1-.ной частоты, первый и второй

1 ,поло с>в>1е ф1. льтры 6 и 7, первый уси-» 20

>л111.е11т 8,:>åpâûé фазовращгтель 9, Второй усилитель 10, второй фаэовраЩатель 11, первый, третий, второй и

4етвертый1 когерентные детекторы 12

15, второй и третий сумматоры 16 и 25

17, третий перемножитель 18, генера>rop 19 сигнала несущей частоты, высокочастотный фазовращатель 20, 11етвертый перемножитель 21, первый

Сумматор 22. .ЗО

Формирователь однополоского сигка.Ла работает следу1ощим образом.

Источник 1.вырабатывает широкопо;lIocHbBf сигнал низкой частоты, кото- рый в Общем виде может быть записан

Как Uq () =. V соэ 111 {t) „гДе» V(t), < (t) — его огибающая и фаза соответСтвенно. На фиг. 2а показана полоса частот. Сигнал U,(t) с источника поступает ка соответствующие входы „10 перемпожителей 2 и 4. На второй вход

Перемкожител11 2 подается колебание

1I (t) -= »3cosfv t с генератора 3, в результате чего на выходе блока 2 o5-разуется сигнал 45

U (t) =- U,(t)U>(t) = V(t)cosс1> (t)x

x V>cos(a„„t = 0,5 V>V(t) со:э(сд„,t + . +1р{ )) - 0,5V,V(t)cos(u„, t — (t))

Имеющий две боковые полоСы: верхнюю (ВБП)Я„, + с1cI>(t)dt. и нижнюю (НБП) (д1„ de (t)dt (фиг.2б). Каждая из этих волос равна полосе модулирующего сигнала. Полосовый фильтр 6 (7) куда поступает сигнал Н (t) имеет ампл1 с туд.1о-частотную характеристику (АЧХ) (фи1 . 2в). Его полоса пропускани11

{П р) мек1>1ос бокОвой полось1 (Пр) е

Пер>>ая вспомога тельная час =o-.à 61»,, генератора 3 выбрана такой величины, чтобы ВБП сигнала U (t) прошла полосовой фильтр без искажений снизу.

Так как Пр П, то она обрежется полосовым фильтром 6(7) сверху в точке ц,, определяемой частотой среза

11олосового фильтра 6. Так как полосовой фильтр 6 не идеалы1ый (крутизна скатов его ЛЧХ ф oo )„ то будет скругление урезанной ВБП частот в точке

М, (фиг.2г). В когерентном детекторе

12 перемножаются усиленный в усилителе 8 сигнал U<(t) и колебание первой вспомогательной частоты с выхода генератора 5

Ц„() = U,{ )Ц:,() =

1. (с)cos (o3>„с + (1>{ )}Ч cosrx3>,t =

-0 95 .Д V{c) V3 cos fp(t)

+ 0.5 V(t)V,V,соз{2о3„,t +fp (t)). фильтр нижних частот когерентного . детектора 12 отфильтровывает высокочастот у1о составляющую (второе слагаемое), так что на вход сумматора

16 поступает колебание О,, (t)

= V, (t)cos (I> {t) с частотой 52„„« g Q (фиг.2ж), которое занимает полосу частот р, с3 . На в>1сокочастотныи второй вход перемножителя А подается колебание второй вспомогательной частОты V р (t) = Vz co s f13ö t с выхОДа .генератора 5, так что ка выходе перемножителя 4 образуется сигнал

U„(t) = U„(t)U {t) == V(t) cos cp {t) V, cos g„zt

= 0,5V(t)V,соэ(у„ t + y(t)) +

+ 0,5V(t)V<>соэ(а,t -Cp (t)), показанный на фиг, 2д.

Вторая вспомогательная частота Оя выбрала такой величины, чтобы полосoBGB биль 1р 7, имеющи1т амплитудно.частотну1о;:арактеристику (ЛЧХ) такую же, что и полосовой фильтр 6 (фиг.2в)

1 пропускал бы сигнал, начиная с часто-.ы >1, соответствующей частоте М, ка фиг. 2г.

На выходе полосового фильтра 7 образуется ВБП„ показанная на фиг.2е.

После усиления в усилителе 10 сигнал

U (t) поступает на один вход когеректного детектора 14, На другои (Опорный) вхОд котОрОгО подается кОлебание втсрой вспомогательной частоты с генератора 5. На выходе когерентного детектора 14 образуется cur1i ал

1450070 фильтр нижних частот когерентного детектора 14 устраняет высокочастотную составляющую (второе слагаемое), так что на другой вход сумматора 16 поступает колеб ание Uf4(t) Vf () coscp(t) занимающее полосу частот от р. дор

2 7НЗХ

Скругления скатов полос сигналов ц П 4 t точках и 22 соот ветствующих точкам cD u Q, противоположные. Так как сигналы Uf {t) и

U,4(t) в этих точках перекрываются между собой, то на выходе сумматора

16 результирующий сигнал повторяет сигнал U<{t) с точностью до постоян.ного множителя (фиг.2а,ж), т.е.

u„(t) — V«(t) cos q {t) .

Начало и конец ВБП не искажаются, так как они находятся внутри полосы пропускания фильтров б и 7 за частотами среза. На один вход когерентного детектора 13 поступает сигнал

U (t) с выхода усилителя 8, а на второй (опорный) его вход — колебание

0 (t) с генератора 3 через фазоврао щатель 9, на 90 . В когерентном детекторе 13 эти сигналы неремножаются между собой

И „(t) =- О <(t); U () =

Vg (t) соз (Я, t + Cp (t) ) Чд соз (Ий(1 + ЗБ

+ 90 ) = 0,5,V<(t)V>cos(Cp (t)

90 ) + 0,5 Чь()Ч соз(2Ои t +

+ cp(t) + 90 ), 4Р Uuz{t) П в() +. Ъ{")

Ч1 (Й)Ч1 cos {юь t + V (t) ) соответствующий верхней боковой по" лосе частот. Если У. (t) =U„(t) U„{t), 4В то получается НБП частот. Рассмот.рен случай, когда полоса частот модулирующего сигнала Пь не превосходит двойную полосу пропускания полосового фильтра 6 {7) 2П„ (П П 2II) . Если же 2П,рс П с ЗП ), то понадобится третий формирователь однополосного сигнала со своими двумя когерентными детекторами. В этом случае сумматоры l6 и 17 должны иметь не по 2, а по 3 входа. Если же

ЗП с П, то понадобится по 4 входа у сумматоров и т.д. Т.е. в принципе возможно формирование однополосного сигнала и в том случае, когда П;

uf (t) = П,(t)U+(t) = ч,(t) сов (ra„p + v(t1v совицд r.

0,5Ч7{ ) Ч, соз q(t) +.

+ 0,5Ч (С)Чз соз(2Ямт + cp (t) фильтр нижних частот когерентного детектора 13 отфильтровывает высокочастотную составляющую (второе слагаемое), так что на один вход сумматора 17 поступает колебание U,(Г)

= V, (й)соз(ср (t) — 9б), частота которого находится в полосе 52 ;„- Q, На один вход когерентного детектора

15 поступает сигнал U>(t) с выхода усилителя 10, а на другой его вход— с генератора 5 через фазовращатель

11 на 90, В когерентном детекторе

15 эти сигналы перемножаются между собой

U„(t) = V, { ) U„(t)

= П {t) cos{Gi)g t + ср())Ч„соз(й„ и +

+ 90 ) = 0,5Uq (t) V„cos(g (t) — 90 ) + 0,5V { t) U„cos (2

+ g{t) + 90 ).

Фильтр нижних частот когерентного детектора 15 устраняет высокочастотные составляющие (второе слагаемое), так что на другой вход сумматора 17 поступает колебание П„()

= V, cos(cp (t) — 90 ), частота которого находится в полосе от д до Я

Выходной сигнал сумматора 17 такой же, как сигнал на выходе сумматора

16, но сдвинут относительно него по фазе на 90 U,(t) = U<(t) соз(ср{ )— 90 ). В перемножителе 18 перемножаются между собой сигнал U@(t) с выхода сумматора 16 и сигнал U„(t)

= V, coscD t с выхода генератора 19, в результате чего на его выходе образуется колебание

U„(t) = U«{t) U„(t) =

= Ч,6(t) cos y(t)V, сову, t

0,5Ч,s(t)V„cos {CD,-t + q (t)) +

+ 0,5Ч 6 {t) V Çсоз (сдо Q (t)

В перемножителе 2 1 перемножаются между собой сигнал UÄ(t) с выхода сумматора 17 и сигнал с выхода генератора

19, прошедщий фазовращатель 20 на

90, в .результате чего на выходе перемножителя 21 образуется колебание

UÄ(t) = U„,(.)-П„() =

= V„(t) V.„cos{ö (t)— — 90 ) соз{о t + 90 ) +

+ 0,5Ч,>(t) U cos(о t + ч (й)) — 0,5V (С) V cos(CDоt Q(t))

При этом должно соблюдаться условие

Ч, { ) ° Ч, V„(t) Ч . Ha выходе сумматора 22 формируется сигнал

14500

20

uijyp Я ыж @j

ВНИИПИ Заказ 6973/52 Тираж 929

Падписйое

Произв.--иолигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 сколь угодно велика при использовании узкополосных фильтров. Работа устройства -описана для случая получения ВБП. Аналогично происхсдит работа и v случае получения ИБП.

Ф О;,.-. и у л а и 3 о б р е т е н и я

Ф ормирователь однополосного сигЙла. Содержащий последовательно ссе,иненные источник мадулирующего сиг" н ла, первый перемножитель и первый паласовой фильтр, последовательно . соединенные второй перемножитель, первый вход которого соединен с вы адом .источника модулирующего сигнаи второй паласовой фильтр, гене, . лi..:.- и рисй вспомо ателънсй а."тст1;., 1-Г::Ог; КОТОРОГО СОЕДИНЕН С ,1, „,, " вторы: и;., дом первого перемножителя„ пс..1; .. ::z.f.-льцс соединенные генера"г;: сигнала несущей частоты, третий

: ЕРе:ДнсжИТЕЛЬ И ПЕРВЫЙ СУММаТОР а

-.ак;-.": последовательно соединенные вь1сс О-!астОтный фазОВращатель> Вход

;;,От .РОГО соединен с вторым выходам генератора сигнала несущей частоты, и четвертый перемножитель, вьжод которогс "-оединен с вторым входом г., срвог,» су>.катара„о т л и ч а ю— п и !1 с: я тем., -что, с целью расшире.>: ия .,:.;сь. часто r модулирующего сиг.: ала .. него введены последовательНО г О д11цецтн;1е перць|й усилитель, :.!ход кОтсрОГО сОединен с выхОдОм

70 6 первого полосового фильтра.„ первый когерентный детектор и второй сумматор, выход которого соединен с вторым входом третьего перемножителя, последовательно соединенные второй усилитель, вход которого соединен с выходом второго полосового фильтра, и второй когерентный детектор, выход которого соединен с вторым входом второго сумматора, последовательно соединенные третий когерентный детектор, первый вход которого соединен с выходом первого усилителя, и третий сумматор, выход которого соединен с вторым входом четвертого перемножителя, четвертый когерентный детектор, первый вход которого соединен с выходом второго усилителя, а выход " с вторым входом третьего. сумматора, первый фазовращатель, вход которого соединен с вторым входом перього когерентного детектора и с вы- ходом генератора сигнала первой вспомогательной частоты, а вьг:од — с вторым входом третьего когерентного детектора, генератор сигнала второй вспомогательной частоты, вьгход которого соединен с вторым входам второго перемнсжителя и с вторым входом второго когерентного детектора, а также второи фазовращатель вход ко- торого соединен с выходам генератора сигнала второй вспомогательной частоты, а выход — с вторым входом четвертого когерентнаго детектора.