Устройство для преобразования частоты

 

Изобретение относится к радиоприемной технике. Цель изобретения - повышение чувствительности. Устройство для преобразования частоты содержит соединенные в кольцо первый преобразователь частоты, в состав которого входят первый и второй смесители 1,2 и первый и второй усилители 3,4, второй преобразователь частоты, выполненный в виде блока квадратурного преобразования частоты, содержащего первый фазовращатель 5, первый вычитатель 6, первый и второй фазовые детекторы 7,8, второй фазовращатель 9 и второй вычитатель 10, фильтр 11 нижних частот, подстраиваемый генератор 12 и блок смещения частоты, содержащий первый и второй перемножители 13,14, а также генератор 15 вспомогательной частоты. Кроме того, блок квадратурного преобразования частоты может содержать третий, четвертый, пятый и шестой фазовые детекторы, третий и четвертый фазовращатели и сумматор-вычитатель. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1) 4 Н 03 П 7/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 3815687/24-63 (22) 26. 11.84 (46) 15.12.89. Бюл. F - 46 (71) Таганрогский радиотехнический институт им.В.Д.Калмыкова (72) 10.А.Судаков (53) 621.396.62 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 57 187 1, кл . Н 03 D 7/ 16, 1975.

Патент Японии 43-23059, кл. 100С1,- 1968. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к радиоприемной технике. Цель изобретения повышение чувствительности. Устройство для преобразования частоты содержит соединенные в кольцо первый преобразователь частоты, в состав кото\

„„SU„„1529408 А 1

2 рого входят первый и второй смесители 1„2 и первый и второй усилители

3, 4, второй преобразователь частоты, выполненный в виде блока квадратурного преобразователя частоты, содержащего первый фазовращатель 5, первый вычитатель 6, первый и второй фазовые детекторы 7, 8, второй фаэовращатель 9 и второй вычитатель 10, фильтр 11 нижних частот, подстраиваемый генератор 12 и блок смещения частоты, содержащий первый и второй перемножители 13, 1;, а также генератор 15 вспомогательной частоты.

Кроме того, блок квадратурного преобразования частоты может содержать третий, четвертый, пятый и шестой фазовые детекторы, третий и четвертый фазовращатели и сумматор-вычитатель. 2 з.п. ф-лы, 2 ил .

1529408

Изобретение относится к радиоприемной технике.

Пель изобретения — повышение чувствительности.

На фиг.1 представлена структурная блок-схема устройства для преобразования частоты; на фиг.2 — структурная блок-схема блока квадратурного преобразования частоты.

Устройство для преобразования частоты содержит соединенные в кольцо первый преобразователь частоты, в состав которого входят первый 1 и второй 2 смесители, содержащие на выходах фильтры нижних частот для подавления колебаний с суммарной частотой сигнала и гетеродина, первый 3 и второй 4 уси,пители на диапазон частот, примерно, от П/4 до

ЗП/4 (где П-полоса частот сигнала или удвоенная полоса сообщения), второй преобразователь частоты, выполненный в виде блока квадратурного преобразования частоты, в состав которого входят первый фазовращатель

5 на частоты примерно от П/4 до ЗП/4 о со сдвигом -90 (преобразователь

Гильберта), первый вычитатель (сумматор) 6, первый 7 и второй 8 фаэовые детекторы, второй фазовращатель 9 на о

-90 для частот примерно си куля до

П/2, и второй вычитатель (сумматор)

10, фильтр 11 нижних частот на частоты от нуля до П/2, полоса частот

35 может переключаться, подстраиваемый генератор 12 с центральной частотой, равной частоте принимаемого сигнала, блок смещения частоты, содержащий первый 13 и второй 14 перемножители и генератор 15 вспомогательной частоты.Выходом устройства для преобразования частоты является выход второго вычитателя 10. Входом устройства для преобразования частоты являются объе45 диненные первые входы первого 1 и второго 2 смесителей. При использовании изобретения в составе радиоприемника на входе устройства обычно включается цепь, состоящая из антенны, входной цепи и усилителя радиочастоты.

Кроме того, блок квадратурного преобразования частоты может содержать третий 16, четвертый 17, пятый

18 и шестой 19 фазовые детекторы, 55 третий 20 и четвертый 21 фаэовращатели на девяносто градусов и сумматорвычитатель 22 °

Устройство для преобразования частоты работает следующим образом.

Принимаемый сигнал

= А соэ (и,t+6Qt), где А — амплитуда

1 — частота подстраиваемого гег нератора 12;

Ь C3 — расстройка входного колебания относительно частоты подстраиваемого генератора поступает на объединенные входы смесителей 1 и 2.

Подстраиваемый генератор 12 вырабатывает колебание

Б „ = с о $ ((Дг С + (, ) > где Ч> — фаза подстраиваемого генераг тора.

Генератор 15 вспомогательной частоты вырабатывает колебания

<5 =со$ ((2t+ g ) э

II

UI5 — sin(Qt+Юь) э где Q — - частота генератора вспомогательной частоты; — его фаза.

В результате перемножения в перемножителях 13 и 14 образуются колебания соэ М г +(г ) со $ (Р t+Q );

U =cos(Q,t+p,) sin(G t+g ), которые подаются на вторые входы смесителей 1 и 2. В результате перемножения входных и управляющих колебаний и последующей фильтрации на выходах смесителей 1 и 2 имеют место напряжения

А

cos (hC3 -,) cos (Q t+

+g );

А сов (ЛЫс — Ц ) $ in(Qt+

Г

+q ).

Эти напряж ния усиливаются усилителями 3 и 4.

После сдвига колебаний в первом фаэовращателе 5 на -90 и вычитания в первом вычитателе 6 части спектра

1529408 выходное колебание первого нычитателя 6 представляет собой сдвинутую по частоте íà Q сумму боковых составляющих спектра и низкочастотную добавку. Низкочастотная часть спектра

5 от нуля до Я подавляется в блоке квадратурного преобразования частоты, в котором осуществляется также преобразование спектра к нулевой частоте. Осуществляется это путем перемножения вьгходного сигнала первого вычитателя 6 в фазовых детекторах 7 и 8 с. колебаниями, вырабатываемыми генератором 15 вспомогательной частоты:

= cos(Qt+P );

55 с последующими сдвигом фазы выходного к« лебания первого фазового детектора

7 при помощи второго фаэовращателя

9 и вычитанием полученных сигналов во втором вычитателе 10.

Фильтр 11 нижних частот и подстраиваемый генератор 12 образуют цепь обратной связи и обеспечивают фазоную автоподстройку частоты таким образом, что в полосе захвата разность между фазой входного колебания и подстраиваемого генератора 12 устанавливается равной, приблизительно, величине П/2.

При изменении частоты сигнала, если сигнал частотно модулирован, ошибка слежения снимается с выхода блока квадратурного преобразования частоты (выхода второго вычитателя 10).

Блок квадратурного преобразования частоты может быть реализован также (фиг.2) на фазовых детекторах 16-19, подк.пюченных к входам сумматора-вычитателя 22 соответственно непосредственно и через фазовращатели 20 и 21 на 90

При реализации предлагаемого устройства для преобразования частоты, приведенной на фиг.1, с использованием цифровых элементов аналого-цифровое преобразование целесообразно осуществлять над выходными сигналами усилителей 3 и 4, которые могут быть выполнены избирательными.

Кроме того, дополнительной фильтрации может быть подвергнут и выход-. ной сигнал первого вычитателя 6.

Формула о б р с: 1 н и «

1. Устройстг о для пресбраэ»ан«я частоты, содержащее соелиненныс: г. кольцо первый преобразователь ча. т:.ты, первь«г«вход котора«o янляетс а входом устройства, второй преабр.:.:«о— ватель частоты, фильтр нижних «астот, подстраиьаемый генератор и б".,îê сме-. щения частоты, генератор вспомогательной частоты, выходы которого сoe— динены с: соответствующими входами второго преобразователя частать: и блока смещения частоты, о т л и ", а ю щ е е с я тем, что, с целью пан,««; It. ния чувствительности, первый преобразователь частоты выполнен в виде двух цепей, каждая иэ которы: садер— жит последовательно соедине««ные смеситель и усилитель, при э гам !I; рнь«е входы смесителей обеих целей объел«.— иены и являются первым входом пер-. вого преобразователя частоты. вьгхаг«,« усилителей являются соответственно первым и вторым выходами первого преобразователя частоты, н торым и третьимм вхоцами которого являются вторые входы смесителей, в;арой преог .«э :.:а тель частоты выло гиен «« RH.:;å бло; » кнадратурного преобраэонат"ля частот., а блок смещения чае, ть« оперы т:«::рвый и второи пе ем«. <.жи .-.,, TI Г:«!E-

Bõoöû каторь;х сбъединены и явл ««етс. первым входом блока смс ще«п«я чае «е1ы,. который подели « ч к нь«ход «or,с тра ««" наpMol о ге««ератс.ра, втор «е нхапы перемножителей являются са<.тне. от енно вторым и третьим võor«ëìè блс к.=. смещения частоты, которые coe"",èíå««ü; с соответствующими выходами re.«ера-тора вспомогательной частогы, ; выходы перемножитс-:лей я««льют.-я пер««»«к и вторым выхода. я«блс « сме««енг«« ° с таты, которые соелг«««е«;ы се тнс-т. TFt.«г«- с вторым и третьим нхе.-.амг» перг«с««о пр еобраз она те пя частот;.I

2. Устройство по п. 1, е т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок квадра-. турного преобра.=.; на «ля частот»« содержит соединенп«ые пос.«еданатеп,но пс-рвый фазовращатель, нхад которого является первым вхепсм блока кнадратурного преобраэонате.«я частоты и подключен к первому ных «ду пернога преобразователя частоты, верный вычитатель, второй вход которога является вторым входом блока квадратурного преобразования частоты и подключен к второму

1529408 (Составитель Б.Ефанов

Техред Л.Сердюкова Корректор H.Муска

Редактор Л.Пчолинская

Заказ 7758/54 Тираж 884 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно †издательск комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 выходу первого преобразователя частоты, первый фазовый детектор, второй фазовращатель и второй вычитатель, выход которого является выходом блока квадратурного преобразования частоты и выходом устройства, а также второй фазовый детекТор, вход которого соединен с выходом первого вычитателя, а выход — с вторым входом второго вычитателя, а вторые входы первого и второго фазовых детекторов являются соответственно вторым и третьим входами блока квадратурного преобразования частоты,. которые подключены к соответствующим выходам генератора вспбмогательной частоты.

3. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок квадратурного преобразования частоты содержит сумматор-вычитатель, выход которого является выходом блока квадратурного преобразования частоты и выходом устройства, а также третий, четвертый, пятый и шестой фазовые

1 детекторы, при этом входы третьего и четвертого, а также пятого и шестого фазовых детекторов объединены и

5 являются соответственно первым и вторым входами блока квадратурного преобразования частоты, которые подключены соответственно к первому и второму выходам первого преобразователя частоты, при этом выходы третьего и пятого фазовых детекторов соединены с соответствующими входами сумматоравычитателя непосредственно, а выходы четвертого и шестого фазовых детекторов соединены с соответствующими входами сумматора-вычитателя соответственно через третий и четвертый фазовращатели, вторые входы третьего и шестого, четвертого и пятого фазовых детекторов объединены и являются соответственно вторым и третьим входами блока квадратурного преобразования частоты, которые подключены к соответствующим выходам генератора вспомогательной частоты.