Формирователь однополосного сигнала
Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - увеличение подавления нежелательной боковой полосы частот. Цель достигается введением в устройство двух цепей коррекции 6 и 11, двух цепей управления 7 и 12, детектора огибающей 8, делителя 10 напряжений, двух когерентных детекторов 16, 17, усилителя 26, двух регуляторов 27, 29 уровня и их связей. Каждая цепь коррекции выполнена в виде последовательно соединенных блока 36 извлечения квадратного корня, усилителя 37 и фазорасщепителя 38. Каждая цепь управления выполнена в виде последовательно соединенных амплитудного ограничителя 40, дифференцирующей цепи 41, усилителя 42 и триггера 43. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (11 4 Н 03 С 1/52
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
РА ".1 .! (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
М АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4192211/24-09 (22) 10.02.87 (46) 07.09.89. Бюл. ¹ 33 (7 1) Московский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) А.А.Волков (53) 62 1.376.24(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1356183, кл. Н 03 С 1/52, 1985. (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ОДНОПОЛОСНОГО СИГНАЛА (57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения — увеличение подавления нежелательной боковой
Л0„„150 506 А 1
2 полосы частот. Цель достигается введением в устройство двух цепей коорекции 6 и 11, двух цепей управления 7 и 12, детектора огибающей 8, делителя 10 напряжений, двух когерентных детекторов 16, 17. усилителя 26, двух регуляторов 27, 29 уровня и их связей. Каждая цепь коррекции выполнена в виде последовательно соединенных блока 36 извлечения квадратного корня, усилителя 37 и фазорасщепителя 38, Каждая цепь управления вь полнена в виде последовательно соедйненных амплитудного ограничителя 40, дифференцирующей цепи 41, усилителя 42 и триггера 43. 2 ил.
150650
50
Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для формирования однополосного сигнала в различных радиотехнических устройствах.
Цель изобретения — увеличение подавления нежелательной боковой полосы частот.
На фиг. 1 представлена структур- 10 ная электрическая схема формирователя однополосного сигнала ;на фиг.2 временные диаграммы работы формиро" вателя °
Формирователь однополосного сиг- 15 нала содержит источник 1 модулирующего сигнала, первый перемножитель 2, источник 3 сигнала поднесущей частоты, полосовой фильтр 4, второй фазовращатель 5, первую цепь 6 коррек- 20 ции, первую цепь 7 управления, детектор 8 огибающей, первый усилитель
9, делитель 10 напряжений, вторую цепь 11 коррекции, вторую цепь 12 управления, первый коммутатор 13, шестой сумматор 14. фазоинвертор 15 первый 16 и второй 17 когерентные детекТоры, первый 18 и второй 19 квадраторы, первый сумматор 20, второй коммутатор 21, блок 22 извлечения 30 квадратного корня, третий усилитель
23, второй усилитель 24, четвертый сумматор 25, четвертый усилитель 26, первый регулятор ?7 уровня, третий сумматор 28, второй регулятор 29 уровня, второй перемножитель 30, источник 31 модулируемого сигнала, первый фаэовращатель 32, третий перемножитель 33, второй сумматор 34, пятый сумматор 35. 40
Первая 6 и вторая 11 цепи коррекции содержат блок 36 извлечения квадратного корня, усилитель 37, фаэорасщепитель 38, коммутатор 39. Первая
7 и вторая 12 цепи управления содер- 45 жат амплитудный ограничитель 40, дифференцирующую цепь 41, усилитель 42, триггер 43 °
Формирователь однополосного сигнала работает следующим образом.
Модулируюп ий сигнал U (t) V(t)cosp(t) от источника 1 модулирующего сигнала поступает, на низкочастотный первый вход перемножителя
2, на высокочастотный второй вход которого подается сигнал U (t) Ч cosa>t от источника 3 сигнала
3 поднесущей частоты. На выходе иеремножителя 2 образуется колебание
6 4
U<(C) = U,(t)U (t) = V(t)cosy(t)<
0,5ЧзЧИ) сов(<Р + () +
+ 0,5VÇV (t) сов(а а — ц() . Полосовой фильтр 4 выделяет одну боковую полосу, например, верхнюю Ц 4(t)
= 0,5VÇV(t)cos(4)C + 9(t). После усиления в усилителе 9 сигнал U<(t) поступает на входы коммутатора 13, делителя 10 напряжений, детектора.8 огибающей. С выхода коммутатора 13 сигнал поступает на входы когерентных детекторов 16 и 17. От источника
3 подается колебание U>(t) на второй (опорный) вход когерентного детектора 16 непосредственно, а на второй вход (опорный) когерентного детектора 17 — через фазовращатель 5 на 90, В них перемножаются между собой cur" bt Ug8 (t)- Ц iy (t) Цз() Ч ГЗЧ()
«cos(са)С + )) V3coswt 0,5VÇV ç V(t)y
*соз ц(Е) + 0,5Ч Ч, V(t) cos(2et +
+ q(t) ); " „(t) = U»(t) Vá(t)
Ч „V(t) cos (cut + g(t) ) . V + 90 ) = 0,5Ч Ч, V(t) cos (qt) — 90 )+ + 0,5Ч Ч Ч(С) соя(2И + gt) + 90 ), а их фильтры нижних частот выделяют только низкочастотные составляющие U ((t) = 0,5VÇV,ú Е)соя () j U п() 0,5Ч Ч, V(t) cos (%) - 90 ) . При этом устанавливается Чз = V . После возведения их в .квадрат соответственно в квадраторах 18 и 19 (фиг. 2а,б) они суммируются в сумматоре 20 U«(t) = U„(t) + U„(t) - U«(t)+ + U,„(t) 0,25ЧзЧ13 V (t) (сов q(tP + зм cj(t)) Ч, Ч (t) . После этого из огибающей в квадрате V (t)V, извлекается квадратный корень в блоке 22. С выхода блока 22 извлечения квадратного корня сигнал (фиг. 2в) поступает на один из сигнальных входов коммутатора 21. Цепь иэ когерентных детекторов 16 и 17, квадраторов 18 и 19, сумматора 20 и блока 31, представляющая собой детектор огибающей, используется при малом эффективном значении однополосного сигнала, полученного после усилителя 9. В случае большого эффективного значения этого сигнала для выделения огибающей используется детектор 8 огибающей, который может быть выполнен известным способом " на диоде и т.д. Коммутатор 21 переключается при этом в соответствующее положение 1506 извне. Сигнал с выхода детектора 8 огибающей U „() = KV(t) поступает на другой нход коммутатора 21. С ныхода коммутатора 21 сигнал U >(t) или U (t) через усилитель 24 поступает на входы сумматоров 25 и 35 и на вход делителя 10 напряжений. На выходе делителя 10 получается колебание постоянного уровня 10 v,,(t) Ч, (с) К,cos(et + q(t)); К, — : — 0,5V 506 6 ления, а на управляющий вход коммутатора цепи 11 — сигнал U ((t} через такую же цепь 12 управления. Триггеры 43 цепей 7 и 12 управления работают от импульсов, сформированных из напряжений U,<(t) и U,„ (t), которые находятся между собой н квадратуре для обеспечения требуемой коррекции. Колебания с выходов триггеров 43 цепей 7 и 12 (фиг. 2к, о) управляют работой коммутаторов 39 так, что на их выходах имеют место скорректированные энакопеременные сигналы Ugg <<> (t) 2КЧ(t)сов V(t) . Ugg «f) (t) 2KV(t)ros( ч(е) На другой вход сумматора 25 пода- 20 ется колебание с выхода когерентного детектора 16 через усилитель 26, а на другой вход сумматора 35 — с выхода когерентного детектора 17 через усилитель 23. На выходе суммато- 25 рон 25 и 35 (фиг. 2г, д) получаются cHFHBJIbl U (t) U gg(t) + Ugg(t) = KV(t) cos (1(й) + KV(t) = 2KV(t))4 Зз(z V(t) 11 1 30 KV(t)cos(+t) — 90 ) + KV(t)et КЧ(11к ((t) ксов (— — 45 ). Иэ этих сигналов 2 в блоках 36 и 22 извлекаются корни квадратные, отчего на их выходах 35 имеют место колебания (фиг. 2е, ж) и (,(С) - /2КЧ(С)/tee /; и (t).l/2KV(t) /соо (— — 45 7/. 41() О, 2 40 Структура этих сигналов такая же, как и на выходе двухполупериодных выпрямителей с активной нагрузкой, что отмечено вертикальными линиями, охватывающими косинус, означающими 45 (модуль. По этим однополярным сигна,лам необходимо восстановить двухполярные, соответствующие модулирующему сигналу н цепях 6 и 11 коррекции. Сигнал с выхода блока 36 каждой ,иэ цепей 6 и 11 усиливается усилителем 37 и в фазорасщепителе 38 преобразуется в дна сигнала, сдвинутые между собой по фазе на 180 „ которые поступают на первый и второй сигналь55 ные входы коммутатора 39. На управляющий вход коммутатора 39 цепи подается сигнал U к() через цепь 7 управ-45 ). Эти сигналы сднинуты по фазе друг относительно друга на 45 . В сумматоре 14 сигналы с коммутаторов 39 складываются 01 () = 0„<„(t) + U»«„(t)2KV(t) (cos + сов( (() ((t) 2 2 45 )) 2 Г2КЧ (t ) сов 22, 5 ч() ° toe(— 22,5 ) К 2V(t) ксов(— 22,5 ), (1 (t) о I где К = 21/К сов22,5, а в сумматоре 28 вычитаются 4 3 39 (Ь1 () 59(15)(С) 2KV(t) (cos — — сов (Ч(с) q (t) 2 2 45 )) = 2 /2КЧ(С) eie22,5 к sin(— 22,5 ) К 2Ч() к u(t) к sin(— 22. 5 ) ь ч () K -21/Кв п2255 в результате чего сигналы оказываются сдвинутыми между собой по фазе на 90 В цепях 7 и 12 управления перед, подачей на триггер 43 производится амплитудное ограничение входных сигналов в амплитудном ограничителе 40 (фиг. 2э, м), дифференцирование в 1506506 дифференцирующей цепи 41 (фиг. 2и, н) и усиление до необходимого уровня в усилителе 42. Сигналы с выходов коммутаторов 39 соответственно цепей 7 и 12 показаны на фиг. 2л, п. В регуляторах 27 и 29 уровня выравниваются уровни выходных сигналов сумматоров 14 и 28 (К Кэ = К). которые затем поступают на низкочастот- 10 ные входы перемножителей 30 и 33. С выхода источника 31 модулируемого сигнала колебание рабочей несущей частоты U3,(t) = Ч э,соэм,t подается на высокочастотный вход перемножите- 15 ля 30 непосредственно, а на высокочастотный вход перемножителя 33 через фазовращатель 32 на 90 На выходе перемножителя 30 и 33 образуются сигналы 20 эо (t) 2т() э5 (t) 2V(t) cos (— 22,5 ) 5 4 (t) о v,costs,t = 0,5v в2 (с) (cos(w t =в (t) 0 — — — + 22.5 ) t cos(tot + о + — 22 5 ))5 30 U ç(t) ",э(е)Ч „(t) - 42Ч()" )(соэ(- 2 + 90 - 22,5 ) ) ° V, cos((),t + 90 ) 0,5Ч,(2Ч(с) (сов(и с v(t) + 22,5 ) — cos((d + 22,5 ) В сумматоре 34 эти сигналы складыва0 э4() U a() (t) + U 33(t) ° PH этом обраэуется нижняя боковая полоса, которая в 2 раза меньше полосы частот модулирующего сигнала. Если же в блоке 34 эти сигналы вычитаются один иэ другого U >д (t) = U () (t) 0»(t) 05, Г2Ч(а)сов(wcñ + — 22,5 ), то образуется верхняя боковая полоса, которая тоже в 2 раза меньше полосы частот модулирующего сигнала, с увеличенным подавлением другой, нежелательной боковой полосы частот. Ф n p м у л а и з о б р е т е и и я Формирователь однополосного сигнала, содержащий последовательно соединенные источник модулирующего сигнала, первый перемножитель, полосовой фильтр и первый усилитель, последовательно соединенные первый сумматор и блок извлечения квадратного корня, последовательно соединенные источник модулируемого сигнала, второй перемножитель и второй сумматор, последовательно соединенные первый фазовращатель, вход которого соединен с вторым выходом источника модулируемого сигнала, и третий перемножитель, последовательно соединенные фазоинвертор и третий сумматор, а также источник сигнала поднесущей частоты, выход которого соединен с вторым входом первого перемножителя, второй фазовращатель, первый и второй коммутаторы, первый и второй квадраторы, второй и третий усилители, четвертый, пятый и шестой сумматоры, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения подавления нежелательной боковой полосы частот, в него введены детектор огибающей, вход которого соединен с первым выходом первого усилителя, а выход — с первым сигналь ным входом второго коммутатора, первый когерентный детектор, первый вход которого соединен с выходом первого коммутатора, второй вход — с выходом источника сигнала поднесущей частоты, а выход — с входом первого квадратора, второй когерентный детектор, первый вход которого соединен с выходом первого коммутатора, второй вход — с выходом второго фазовращателя, а выход — с входами второго квадратора и третьего усилителя, делитель напряжений, первый вход которого соединен с третьим выходом первого усилителя, второй вход - с выходом второго усилителя, а выходс первым сигнальным входом первого коммутатора, четвертый усилитель, вход которого соединен с выходом первого когерентного детектора, а выход — с первым входом четвертого сумматора, первый регулятор уровня, вход которого соединен с выходом шестого сумматора, а выход — с вторым входом второго перемно)кителя, второй регулятор уровня, вход которого соединен с выходом третьего сумматора, а вы! 506506 i0 ход — с вторым входом третьего перемножителя, первая цепь коррекции, вход которой соединен с выходом четвертого сумматора а выход — с первым Э 5 входом шестого сумматора и вторым входом третьего сумматора, вторая цепь коррекции, вход которой соединен ñ выходом пятоге сумматора, а выходс вторым входом шестого сумматора и входом фазоинвертора, первая цепь управления, вход которой соединен с выходом третьего усилителя, а выход — с управляющим входом первой цепи коррекции, вторая цепь управления, вход которой соединен с выходом четвертого усилителя, а вы" ход — с управляющим входом второй цепи коррекции, при этом вход второго фаэовращателя соединен с выходом источника сигнала поднесущей частоты, выход первого усилителя соединен с вторым сигнальным входом первого коммутатора, выход первого квадратора соединен с первым входом первого g5 сумматора, выход второго квадратора— с вторым входом первого сумматора, выход блока извлечения квадратного корня соединен с вторым сигнальным входом второго коммутатора, выход которого соединен с входом второго усилителя, первый вход пятого сумматора — с выходом третьего усилителя, второй вход — с выходом второго усилителя, второй вход четвертого сумматора соединен с выходом второго усилителя, выход третьего перемножителя — с вторым входом второго сумматора, каждая цепь коррекции выполнена в виде последовательно соединенных блока извлечения квадратного корня, усилителя ифаэорасщепителя,первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым сигнальными входами коммутатора, причем вход блока извлечения квадратного корня является входом, выход коммутатора — выходом, а управляющий вход коммутатора — управлякнцим входом цепи коррекции, а каждая цепь управления выполнена в виде последовательно соединенных амплитудного ограничителя, дифференцирующей цепи, усилителя и триггера. 1506506 д и» usr д д bye 8 и l/g 4е о т h f7 0 и 8 и Р + Составитель Г.Захарченко Техред,М.Дидык Корректор Т.Малец Редактор Н.Тупица Заказ 5444/53 Тираж 884 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. ужгород, ул. Гагарина, 101
