Амплитудный модулятор

 

Использование: в радиотехнике для формирования амплитудно-модулированных сигналов в различных устройствах. Сущность изобретения: амплитудный модулятор содержит усилитель 1, источник модулирующих сигналов (ИМС) 2, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 3, преобразователь кодов (ПК) 4, управляемые аттенюаторы 5, 7, высокочастотный генератор 6, реверсивный счетчик 8, элементы совпадения 9, 10, компараторы 11, 12, инверторы 13, 14, дешифратор 15, амплитудный детектор 16 и генератор импульсов 17. Технический результат - уменьшение нелинейных искажений. 2 п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для формирования амплитудно-модулированных сигналов в различных радиотехнических устройствах, например в передатчиках.

Известны амплитудные модуляторы, содержащие первый и второй управляемые аттенюаторы, фильтр верхних частот, широкополосный усилитель, демодулятор, нормирующий усилитель и блок сравнения (Л1). Недостатком таких устройств является значительный уровень нелинейных искажений.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является формирователь амплитудно-модулированного высокочастотного (ВЧ) сигнала (2), который содержит последовательно соединенные источник модулирующего напряжения, аналого-цифровой преобразователь, устройство запоминания, управляемый аттенюатор, сигнальный вход которого подключен к выходу ВЧ генератора, а выход которого через полосовой фильтр соединен с входом усилителя (2). Недостатком известного устройства является значительный уровень нелинейных искажений из-за нестабильности амплитудной характеристики усилителя.

В данном изобретении решается задача уменьшения уровня нелинейных искажений путем стабилизации амплитудной характеристики за счет нормирования коэффициента усиления при определенном значении U_вх0 модулирующего сигнала U_вх. Обычно U_вх0 a·U_вхm, где U_вхm максимальное значение модулирующего сигнала, a 0,5 0,8. При этом нелинейность измерительного тракта, в частности амплитудного детектора, несущественна, поскольку отсчет производится в единственной точке при U_вх..

На фиг. 1 представлена функциональная электрическая схема амплитудного модулятора, на фиг. 2 а, б, в, г, д, е, ж диаграммы работы.

Амплитудный модулятор (фиг. 1) содержит усилитель 1, источник модулирующих сигналов (ИМС) 2, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 3, преобразователь кодов (ПК) 4, первый управляемый аттенюатор 5, высокочастотный (ВЧ) генератор 6, второй управляемый аттенюатор 7, реверсивный счетчик 8, первый и второй элементы совпадения 9, 10, первый и второй компараторы 11, 12, первый и второй инверторы 13, 14, дешифратор 15, амплитудный детектор 16 и генератор импульсов 17.

На фиг. 2 представлены диаграммы следующих напряжений: а на выходе ИМС 2; б на выходе дешифратора 15; в на выходе усилителя 1 при нормальном (k_o), увеличенном и уменьшенном коэффициентах усиления K и разомкнутой цепи регулирования; г на выходе компаратора 11; д на выходе компаратора 12; е на выходе первого элемента совпадения 9 ж на выходе второго элемента совпадения 10.

Амплитудный модулятор работает следующим образом.

Модулирующий сигнал с выхода ИМС 2 поступает на вход АЦП 3, который представляет его в цифровом виде. Цифровой код с выхода АЦП 3 подается на управляющий вход аттенюатора 5 через преобразователь кодов 4, который запрограммирован так, что нелинейность аттенюатора 5 и усилительного тракта, включающего усилитель 1 и аттенюатор 7 при номинальном коэффициенте усиления K_o компенсируется. В результате модуляционная характеристика становится линейной, а нелинейные искажения существенно уменьшаются.

Изменение коэффициента усиления усилителя 1 компенсируется с помощью управляемого аттенюатора 7 следующим образом. При определенном значении уровня модулирующего сигнала U_вх0 (на фиг. 2a примерно 0,5 U_вхm) на выходе дешифратора 15 появляется сигнал с уровнем логической единицы (фиг. 2б), поступающий на элементы совпадения 9, 10. На вторые входы этих элементов поступает сигнал с выхода амплитудного детектора 16 (фиг. 2а) через компараторы 11 и 12, которые формируют уровень логической единицы при превышении пороговых уровней (U_o- ΔU/2) и (U_o+ ΔO/2) (фиг. 2г и 2д). Уровень U₀ соответствует уровню модулирующего сигнала U_вх0. При номинальном значении коэффициента усиления усилителя сигнал дешифратора 15 попадает в зону ΔU, равную разности в порогах компараторов 11 и 12. В этом случае сигналы на выходах элементов совпадения 9, 10 отсутствуют (фиг. 2е и 2ж), реверсивный счетчик 8 не меняет свое состояние, поэтому сохраняется неизменным коэффициент передачи аттенюатора 7.

Если коэффициент усиления усилителя 1 увеличивается, на выходе амплитудного детектора 16 размах напряжения соответственно увеличивается (фиг. 2в). Фронты и спады импульсов на выходе компараторов смещаются относительно импульсов дешифратора 15, поскольку уровень U₀ остался прежним. В результате на выходе элемента совпадения появляются импульсы (фиг. 2е), которые поступают на вход сложения реверсивного счетчика 8, который увеличивает ослабление аттенюатора 7, приводя коэффициент усиления к K₀.

При уменьшении коэффициента усиления (K<K) (фиг. 2в) фронты и спады импульсов с выходов компараторов 11 и 12 смещаются в другие стороны, поэтому импульсы появляются на выходе элемента совпадения 10 (фиг. 2к), они поступают на вход вычитания реверсивного счетчика 8, уменьшающего ослабления аттенюатора 7 так, что в результате коэффициент усиления усилителя 1 и аттенюатора 7 опять оказывается номинальным.

Для увеличения темпа регулировки усиления может быть введен генератор импульсов 17. В результате импульсы на выходах элементов совпадения 9, 10 (фиг. 2е, 2ж) оказываются заполненным импульсами генератора импульсов 17, вследствие чего реверсивный счетчик 8 срабатывает при каждом переходе не один, а несколько раз.

Формула изобретения

1. Амплитудный модулятор, содержащий усилитель, последовательно соединенные источник модулирующих сигналов, аналого-цифровой преобразователь, преобразователь кодов, управляемый аттенюатор, сигнальный вход которого подключен к выходу высокочастотного генератора, при этом выход усилителя является выходом амплитудного модулятора, отличающийся тем, что введены реверсивный счетчик, дешифратор, амплитудный детектор, первый и второй компараторы, первый и второй инверторы, второй управляемый аттенюатор, вход которого соединен с выходом первого управляемого аттенюатора, первый и второй элементы совпадения, выходы которых соединены соответственно с входом сложения и входом вычитания реверсивного счетчика, при этом выход первого компаратора соединен с первым входом первого элемента совпадения и входом первого инвертора, выход которого подсоединен к первому входу второго элемента совпадения, выход второго компаратора соединен с вторым входом первого элемента совпадения и входом второго инвертора, выход которого соединен с вторым входом второго элемента совпадения, третий вход которого соединен с третьим входом первого элемента совпадения и подключен к выходу дешифратора, вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя, выход усилителя соединен с входом амплитудного детектора, выход которого подключен к первым входам первого и второго компараторов, вторые входы которых являются входами установки пороговых напряжений, а выход реверсивного счетчика соединен с управляющим входом второго управляемого аттенюатора, выход которого соединен с входом усилителя.

2. Модулятор по п. 1, отличающийся тем, что введен генератор импульсов, выход которого соединен с четвертыми входами первого и второго элементов совпадения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2