Формирователь однополосного сигнала

 

Изобретение относится к радиои проводной связи. Цель - снижение нелинейных искажений выходного сигнала. Сигналы с генератора 1 модулирующего сигнала и генератора 3 несущей частоты, проходя через первый перемножитель 2, полосовой фильтр 4 и компрессор 10, преобразуются в однополосный сигнал с постоянной амплитудой . Последовательно соединенные дискретизатор 18, блок 21 интегрирования и линия задержки 24 формируют однополярный сигнал, а с помощью последовательно соединенных фазорасщепителя 26 на 180° и коммутатора 28, а также последовательно Н соединенных усилителя-ограничителя 19, дифференцирующей цепи 22, однополупериодного выпрямителя 27 и триггера 29, управляющих работой коммутатора 28, формируется однополосной сигнал с меньшей в два раза частотой. Последовательно соединенные первый когерентный детектор 7, второй перемножитель 15 и сумматор 20, а также последовательно соединенные делитель 6 частоты на два, первый фазовращатель 9 на 90°, второй когерентный детектор 8 и третий перемножитель, выход которого подключен к второму входу сумматора 20, переносят сигнал на частоту второго генератора 13 несущей частоты, подключенного к второму входу второго перемножителя 15, а также к входу второго фазовращателя 17 на 90°, выход которого подключен к второму входу третьего перемножителя 16. Усилители 5, 11, 12. 14, 23 и 25 служат для повышения уровня сигнала. Использование дискретизатора 18 и блока 21 интегрирования позволяет снизить нелинейные искажения по сравнению с прототипом. 2 ил. VI ел CJ ел vj со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л Н 03 С 1/52

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4782702/09 (22) 12,01.90 (46) 07.08,92, Б юл, N. 29 . (71) Московский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) А, А. Волков (56) Авторское свидетельство СССР

М 1644358, кл. Н 03 С 1/52, 18.07,88. (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ 04НОПОЛОСНОГО СИГНАЛА (57) Изобретение относится к радио- и проводной связи. Цель — снижение нелинейных искажений выходного сигнала. Сигналы с генератора 1 модулирующего сигнала и генератора 3 несущей частоты, проходя через первый перемножитель 2, полосовой фильтр 4 и компрессор 10, преобразуются в однополосный сигнал с постоянной амплитудой. Последовательно соединенные дискретизатор 18, блок 21 интегрирования и линия задержки 24 формируют однополярный сигнал, а с помощью последовательно соединенных фазорасщепителя 26 на 180 и коммутатора 28, а также последовательно

5U,, 1753578 А1 соединенных усилителя-ограничителя 19, дифференцирующей цепи 22, однополупериодного выпрямителя 27 и триггера 29, управляющих работой коммутатора 28, формируется однополосной сигнал с меньшей в два раза частотой. Последовательно соединенные первый когерентный детектор

7, второй перемножитель 15 и сумматор 20, а также последовательно соединенные делитель 6 частоты на два; первый фазовращатель 9 на 90, второй когерентный детектор

8 и третий перемножитель, выход которого подключен к второму входу сумматора 20, переносят сигнал на частоту второго генератора 13 несущей частоты, подключенного к второму входу второго перемножителя 15, а также к входу второго фазовращателя 17 на

900, выход которого подключен к второму входу третьего перемножителя 16. Усилители 5, 11, 12, 14, 23 и 25 служат для повышения уровня сигнала. Использование дискретизатора 18 и блока 21 интегрирования позволяет снизить нелинейные искажения по сравнению с прототипом, 2 ил.

1753578 вторым входам сумматоров, две цепи, каждая из которых состоит из последовательно 20 соединенных блока извлечения корня квадперемножителей четвертого ФОС фазоком- 25 пенсационным методом; цепь синхрониза30

40

Изобретение относится к области радио- и проводной связи, Известны формирователи однополосного сигнала с разделенной пополам полосой частот.

Наиболее близким к изобретению является устройство, содерх<ащее последовательно включенные генератор модулирующего сигнала, формирователь однополосового сигнала(ФОС) фильтровым методом, компрессор, два когерентных детектора с параллельно включенными входами, два ФОС фаэокомпенсационным методом, перемножители которых подключены своими входами н.ч. к выходам когерентных детекторов .два сумматора и детектор огибающей, подключенные параллельно своими входами к выходу первого

ФОС фазокомпенсационным методам, а выход детектора огибающей подключен ко ратного, фазорасщепителя, коммутатора и подключена своим входом к выходу одного сумматора, а своим выходом — к н.ч, входам ции, подключенную своим входом к выходу второго ФОС фазокомпбнсационйым методом и содержащую последовательно включенные усилитель-ограничитель, дифференцирующую цепочку, усилитель, триггер, подключенный ко второму входу второго коммутатора, второй вход второго коммутатора подключен через второй триггер к выходу дифференцирующей цепочки.

Основным недостатком прототипа является относительно высокий уровень нелинейных искажений выходного сигнала ввиду наличия двух нелинейных блоков извлечения корня квадратного из входного сигнала.

Цель изобретения — уменьшение нелинейных искажений.

Поставленная цель достигается тем, что в формирователь однополосного сигнала, содержащий последовательно соединенные генератор модулирующего сигнала, первый перемножитель, полосовой фильтр, первый усилитель, компрессор и второй усилитель, последовательно соединенные фаэорасщепитель на 180 и коммутатор, второй вход которого подключен к второму выходу фазорасщепителя на 180, последовательно соединенные усилитель-ограничитель, дифференцирующую цепь и третий усилитель, триггер, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора, последовательно соединенные первый

15 когерентный детектор, четвертый усилитель, второй перемножитель, сумматор и пятый усилитель, последовательно соединенные второй когерентный детектор, выход которого подключен к входу первого когерентного детектора, шестой усилитель и третий перемножитель, выход которого подключен к другому входу сумматора, первый генератор несущей частоты, выход которого соединен с вторым входом первого перемножителя, первый фаэовращатель на

90О, выход которого соедйнен с вторым входом второго когерентного детектора, второй фаэовращатель на 90О, вход которого подключен к второму входу второго перемножителя, а выход которого соединен с вторым входом третьего перемножителя, и второй генератор несущей частоты, причем выход пятого усилителя является выходом формирователя однополосного сигнала, введены делитель частоты на два, вход которого подключен к выходу первого генератора несущей частоты, а выход которого подключен к второму входу первогс когерентного детектора и к входу первого фазовращателя на 90, последовательно соединенные дискретизатор, вход которого соединен с выходом второго усилителя и с входом усилителя-ограничителя, блок интегрирован .;ч и линия задержки, выход которой подключен к входу фазорасщепителя на 180О, однополуперйодный выпрямитель, вход которого соединен с выходом третьего усилителя, а выход которого соединен с входом триггера, причем, выход подключен к входу первого когерентного детектора, а выход второго генератора несущей частоты соединен с входом второго фазовращателя на

gp0

На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого формирователя; на фиг. 2— временные диаграммы напряжений на выходе блоков, поясняющие его работу.

В состав формирователя однополосного сигнала входят генератор 1 модулирующего сигнала, перемножители 2, 15 и 16 сигналов, генераторы 3 и 13 несущей частоты, полосовой фильтр 4, усилители 5, 14, 19, 25, 11,.12 и 23, компрессор 10, дискретизатор 18. сумматоры 20 и 21, дифференцирующая цепь 22, линия 24 задержки, фазовращатель на 180 26, однополупериодный выпрямитель 27, коммутатор 28, триггер 29, делитель частоты на два 6, когерентные детекторы 7 и 8, фазорасщепители на90 9и17, Формирователь работает следующим образом. Модулирующий сигнал 01(1) = U(t)cos р(с) с бйока 1 поступает на один вход перемно1753578 жителя 2 сигналов, на второй вход которого подается колебание Ua(t) = Озсоз i() t с генератора 3. На выходе блока 2 образуется двухполосное колебание

U2(t) = U1(t) U3(t) = U(t)cos p(t)U3cos ит =

=0,5 U(t) Uzcos (иt+ p (t))+

+0,5 0(t)0acos (и t — p (t)), которое поступает на вход полосового фильтра 4. Последний, например электромеханический, пропускает нэ свой выход только одну боковую полосу (ОБП АМ), например верхнюю (первое слагаемое Uz(t). Колебание ОБП AM усиливается по амплитуде в блоке 5, компрессируется по уровню в блоке

10 настолько глубоко (около 45 дБ), что на его выходе сигнал ОБП AM имеет практически постоянную амплитуду, А так как несущая частота и много больше частоты модулирующего сигнала d p (t)dt (и> d фт)/dt, то однополосный сигнал представляет собой практически гармоническое колебание (синусоиду). Далее этот сигнал усиливается по амплитуде в резонансном усилителе 14 и поступает на вход сумматора 21 через дискретизатор 18, Дискретизированная синусоида U1a(t) на выходе блока 18 представляет собой импульсное колебание, амплитуда которого меняется по величине и знаку (фиг. 2). Поэтому на выходе сумматора (интегратора) 21 напряжение растет от момента, соответствующего началу синусоиды до ее полупериода Т/2, после чего начинает уменьшатся и в конце периода Т оно становится равным нулю в силу постоянства амплитуды и условия omega» d p (t)/dt. Далее процесс повторяется. Как следует из фиг, 2, напряжение на выходе интегратора 21 такой же структуры, как и на выходе двухполупериодного выпрямителя, т.е. одного знака. Поэтому его огибающая Ог(т) = Ог1 sin 0,5 (cut +

p(t)), где вертикальные линии означают модуль. Если напряжение Ог1(1) сделать знакопеременным (синусоидальным), то тогда получится однополосный сигнал с разделенной пополам полосой частот. Для этого колебание 021(t) подается на один вход коммутатора 28 через линию 24 задержки и фазорасщепитель на 180 26, На второй(управляющий) вход блока 28 подается колебание с выхода усилителя 14 через последовательно соединенные усилитель-ограничитель 19, дифференцирующую цепь 22, усилитель 25, однополупериодный выпрямитель 27, триггер 29. Структура колебаний на выходе названных блоков показана нэ фиг. 2. При наличии импульса Uzg(t) на управляющем входе коммутатора 28 (выходе триггера 29) на вход коммутатора 28 подключается выход фазорасщепителя одной фазы, а при отсутствии управляющего им5 пульса — противоположной фазы. В результате этого на выходе коммутатора имеет место неискаженный однополосный сигнал постоянной амплитуды, частота которого в два раза меньше частоты сигнала на входе

10 блока 18, Далее дискретизированный еигнэл одной боковой полосы, который широкополосен, необходимо преобразовать в непрерывный, узкололосный с помощью фильтра. Так как фильтрация эффективнее в .

15 низкочастотном диапазоне и все равно однополосный сигнал надо переносить на рабочую частоту передатчика, то с выхода коммутатора 28 сигнал подается на один вход когерентных детекторов 7 и 8. На

20 другой вход блока 7 подается колебание несущей частоты с блока 3 через делитель частоты в два раза. На другой вход блока 8 подается колебание с выхода блока 6 через фазовращатель на 90 9, На выходе когерен25 тных детекторов образуются колебания

076) = Ог8(т) 06(Ф=

=Uzacos0,5(mt+p(t)JUacos0,5cot =

= 0,5 ОгвОе cos 0,5 p (t) + в.ч.;

0a(t) = Usa(t) Ug(t) = Ого cos 0,5 (и t+

30 + p (t))Ug cos (0,5 фт) + 90О) =

=0,5 UzaUg cos (0,5 gt) — 90О)+ в.ч.

Высокочастотные (в,ч.) составляющие имеют частоты больше и и поэтому ФНЧ

35 когерентных детекторов, частоты среза которых равны 0,5 Q4» легко их отфильтровывают. Далее колебание с выхода блока 7 поступает на н,ч. вход перемножителя 15 через усилитель 11 ° а колебание с выхода

40 блока 8 — на н,ч,вход перемножителя 16. На второй вход перемножителя 15 подается колебание с выхода генератора t3 непосредственно, а на второй вход блока 8.— через фазовращатель 17, На выходе блоков 15 и

45 16 образуются колебания

U1a(t) = U7(t) 01з(т) =

= 0,5 UzaUa cos 0,5p(t) 01з .cos M t= 0.25 02а 05013 cos (и t+ 0,5 p(t))+

+ 0,25 02aUaU 13 соа (и t — 0,5 р (1));

U1a(t) = Ua(t) 01® =

= 0,5 ОгзОз cos (0,5/ (т) — 90О) Оп cos (ио i+

+ 90 ) = 0,25 ОгвОзОп cos (ио t + 0,5 фт))—

-0,25 Ог809017 cos (ио t — 0,5 р (1)), которые затем поступают на вход сумматора 20, в результате чего на его выходе образуется однополосное колебание на рабочей частоте передатчика

1753578

U2Pa(t) = U15(t) + U16(t) =

- 0,5 02606013 сов (в, t + 0,5 у (t));

U9 = U6i U13 = 17

Если же вычесть из U15(t) колебание

U16(t), то получится нижняя боковая полоса 5

020н(т) = U15(t) U16(t) =

=0,5 U26U6U13 cos (t — 0,5 <ф)).

Технико-экономическим эффектом изобретения является уменьшение нелинейных искажений за счет того, что 10 используется не два нелинейных блока извлечения корня квадратного, как в прототипе, а введенный дискретизатор и сумматор (интегратор), являющиеся линейными, 15

Формула изобретения

Формирователь однополосного сигнала, содержащий последовательно соединенные генератор модулирующего сигнала, первый перемножитель, полосовой фильтр, 20 первый усилитель, компреСсор и второй усилитель, последовательно соединенные фазорасщепитель на 180 и коммутатор, второй вход которого подключен к второму входу фазорасщепителя на 180О, последова- 25 тельно соединенные усилитель-ограничитель, дифференцирующую цепь и третий усилитель, триггер, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора, последовательно соединенные первый 30 когерентный детектор, четвертый усилитель, второй перемножитель, сумматор и пятый усилитель, последовательно соединенные второй когерентный детектор, вход которого подключен к входу первого 35 когерентного детектора, шестой усилитель и третий перемножитель, выход которого подключен к другому входу сумматора, первый генератор несущей частоты, выход которого соединен с вторым входом первого перемножителя, первый фазовращатель на

90О, выход которого соединен с вторым входом второго когерентного детектора, второй фазовращатель на 90О, вход которого подключен к второму входу второго перемножителя, а выход соединен с вторым входом третьего перемножителя, и второй генератор. несущей частоты, причем выход пятого усилителя является выходом формирователя однополосного сигнала, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью снижения нелинейных искажений выходного сигнала, введены делитель частоты на два вход которого подключен к выходу первого генератора несущей частоты, выход — к второму входу первого когерентного детектора и к входу первого фазовращателя на 90О, последовательно соединенные дискретизатор, вход которого соединен с выходом второго усилителя и с входом усилителя-ограничителя, блок интегрирования и линия задержки, выход которой подключен к входу фазорасщепителя на 180, однополупериодный выпрямитель, вход которого соединен.с выходом третьего усилителя, а выход — с входом триггера, причем выход коммутатора подключен к входу первого когерентного детектора; а выход второго генератора несущей частоты соединен с входом второго фазовращателя на 90О.

1753578

Редактор M.Áëàíàð

Корректор ВЯетраш

Заказ 2774 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 I 1Я а

uzi

413

Составитель

Техред M.Mîðãåíòàë