Фазовый модулятор

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

«>771783

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 240778 (21) 2648771/18-09 (51)M с присоединением заявки М9 (23) Приоритет

Н 03 С 3/38

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.1080.Бюллетень N9 38

Дата опубликования описания 151080 (53) УДК 621 376 . 4 (088. 8) (72) Авторы изобретения

А. Н. Кренев (71) Заявитель

Ярославский государственный университет (84) ФАЗОВЫЙ ИОДУЛЯТОР

1

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в приемопередающих устройствах для получения фазомодулированного сигнала. 5

Известен фазовый модулятор, содержащий последовательно соединенные источник колебаний несущей частоты, первый балансный амплитудный модулятор и сумматор, последова- 10 тельно соединенные фаэовращатель, вход которого подключен к выходу источника колебаний несущей частоты, и второй балансный амплитудный модулятор, выход которого подключен 15 к другому входу сумматора, а также инвертор j1).

Однако в выходном сигнале известного модулятора присутствуют внеполосные параэитные составляющие.

Цель изобретения — уменьшение внеполосных параэитных составляющих выходного сигнала.

Для этого в фазовом модуляторе, содержащем последовательно соеди- 25 ненные источник колебаний несущей частоты, первый балансный амплитудный модулятор и сумматор, последовательно соединенные фаэовращатель, вход которого подключен к выходу ис- 30 точника колебаний несущей частоты, и второй балансный амплитудный модулятор, выход которого подключен к другому входу сумматора, а также инвертор, введены первый и второй блоки совпадения и реверсивный счетчик, вход сложения и вход вычитания которого соединены соответственно с выходом первого и выходом второго блоков совпадения, между выходами реверсивного счетчика и другими входами первого и второго балансных амплитудных модуляторов введены соответственно последовательно соединенные первый запоминающий блок и первый цифроаналоговый преобразователь и последовательно соединенные второй запоминающий блок и второй цифроаналоговый преобразователь, между выходами реверсивного счетчика и первыми управляющими входами первого и второго блоков совпадения введены соответственно дешифратор максимальной кодовой комбинации дешифратор минимальной кодовой комбинации, а между выходом источника колебаний несущей частоты и вторыми управляющими входами первого и второго блоков совпадения введен формирователь тактовых импульсов, при этом вход инвертора соеди771783 нен с информационным входом первого блока совпадения, а выход — с информационным входом второго блока совпадения.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предложенного устройства; на фиг. 2 и 3 - диаграммы, поясняющие работу устройства.

Фазовый модулятор содержит источник 1 колебаний несущей частоты, первый балансный амплитудный модулятор (BAN} 2, сУмматор 3, фазовращатель

4, второй балансный амплитудный модулятор (БАИ) 5, формирователь 6 тактовых импульсов, инвертор 7, первый флок совпадения 8, второй блок совпадения 9, реверсивный счетчик 10, 15 дешифратор 11 минимальной кодовой комбинации, дешифратор 12 максимальной кодовой комбинации, первый запоминающий блок 13, второй запоминающий блок

14, первый цифроаналоговый преобра- 2О зователь 15, второй цифроаналоговый преобразователь 16. Блоки 6-16 образуют двухканальный цифровой Формирователь 17 модулирующего сигнала.

Фазовый модулятор работает следующим образом.

С выхода источника 1 колебаний несущей частоты гармонический сигнал подается на высокочастотный вход первого ВАИ 2 и на вход Фазовращателя 4, поворачивающего фазу сиг- ЭО нала, с выхода которого он поступает на высокочастотный вход второго

БАМ 5. С выходов БАИ 2 и BAN 5 сигналы подаются на первый и второй входы линейного сумматора 3, выход ко- 35 торого является выходом модулятора.

Иа управляющие входы первого ВАИ 2 и второго БАИ 5 подаются модулирующие сигналы с выходов первого и второго цифроаналоговых преобразова- 4(} телей 15 и 16 соответственно.

Принцип работы модулятора понятен из векторной диаграммы, изображенной на Фигуре 2. Здесь Х(1) — сигнал на выходе BAN 2, à Y(<) — сигнал 4 на выходе БАИ 5. Результирующий сигнал на выходе сумматора 3 изображен в виде вектора длиной с текущей Фазой Ч(Ф). Для того, чтобы получить сглаженный фронт Фазовой манипуляции, ур необходимо в момент манипуляции по определенным законам менять амплитуды и Фазы квадратурных составляющих результирующего сигнала, g. е. определенным образом менять значения модулирующих напряжений на управляющих входах БАИ 2 и SAN 5. Процесс сглаживания фронта манипуляции занимает некоторое выбранное время на интервале посылки и не может превышать длительности элементарной посылки. С выхода 60 источника 1 сигнал подается на вход формирователя 6, с выхода которого следуют тактовые импульсы с периодом не не большем, чем112" длительности эле,ментарной посылки (где Ъ - число раэ- 65 рядов реверсивного счетчика 10). На информационный вход модулятора подается бинарный сигнал, несущий информацию. Если в первый момент времени после включения реверсивный счетчик

10 находится в промежуточном состоянии (не в экстремальном), то с выхода дешифратора 12 и с выхода дешифратора 11 на третьи входы первого и второго блоков совпадения 8 и 9 воздействует логическая "1". Допустим, что в момент включения на информационный вход устройства (формирователя 17) воздействовала логическая

"1", тогда тактовые импульсы проходят на вход сложения реверсивного счетчика 10 через первый блок совпадения R. По мере поступления тактовых импулЬсов на реверсивный счетчик 10 на адресные входы первого и второго запоминающих блоков 13 и 14 поступает сигнал с соответствующих выходов реверсивного счетчика 10, который подается также на входы дешифраторов 11 и 12. Запоминающие блоки 13 и 14 осуществляют функциональное преобразование двоичного кода реверсивного:счетчика.10 в два кода большей разрядности, линейно связанных с требуемыми значениями выходных напряжений формирователя 17, кодовые комбинации с выходов запоминающих блоков 13 и 14 подаются на соответствую1 ие входы цифроаналоговых преобразоателей 15 и 16, осуществляющих линейное преобразование входных ко овых комбинаций в два напряжения с последующей фильтрацией паразитных спектральных составляющих тактовой частоты. После достижения полного заполнения реверсивного счетчика 10 сигнал на выходе дешифратора 12 заменяется на логический "0", а на выходе дешифратора 11 остается логическая "1", в результате чего оба блока совпадения закрыты и тактовые импульсы на реверсивный счетчик 10 не поступают. Уровни напряжения на выходах цифроаналоговых преобразователей 15 и 16 фиксируются. Устойчивое состояние схемы сохраняется до замены на информационном входе формирователя 17 логической

"1" на логический "0". В этом случае первый блок совпадения 8 остаемся в закрытом состоянии, а на первом входе второго блока совпадения 9 после инвертировании инвертором 7 логический

"0" заменяется на логическую "1" и второй блок совпадения 9 открывается.

Тактовые импульсы, проходя через него, воздействуют на вход вычитания реверсивного счетчика 10, и на выходах линейных цифроаналоговых преобразователей 15 и 16 формируются по задан- ным.законам два сигнала. Формирование сигналов заканчивается при появле-нии на выходе дешифратора 11 минимальной кодовой комбинации логического

"0", в результате чего второй блок

771793

Совпадения 9 закрывается и на обоих выходах формирователя 17 фиксируются заданные уровни напряжения. Зтс устойчивое состояние сохраняется до замены на информационном входе формирователя 17 логического "0".на логическую

"1", после чего процесс формирования модулирующих.сигналон повторится в обратном порядке.

Если сигнал на выходе источника 1 колебаний несушей частоты имеет вид:

U(<)=U ьеь1чо.»„т., (t) тогда сигналы на высокочастотных входах БАМ 2 и BAM 5 можно соответственно записать как (О l5

Ц (М "-0 $1vl ю о (2) 0 <)=Ups » (out )

Если закон изменения фронта фазовой манипуляции f(И (фиг. 2) задан, то модулирующие сигналы, необходимые для получения заданного закона 9(4) при условии отсутствия амплитудной модуляции, определяется по формулам

25 (3) На фиг. 2 постоянная величина 2KU U»», — амплитуда выходного сиг.нала обозначена буквой 1На фиг. 3 показан входной информационный сигнал U(+), представляющий собой последовательность бинарных импульсов, и Ч () — закон изменения фазы ныходного сигнала мо60

>„(+)=U cosa(+)

Ч (М=() s »»9(+) где Ч Й)- — модулирующий сигнал, поступающий на управляющий З0 вход БАМ 2, V<(t) — модулирующий сигнал, поступающий на управляющий вход BAM 5, U»»» — максимальное значение ам- 35 плитуды модулирующих сигналов, t(t) — требуемый закон изменения фронта фазовой манипуляции, 40 в»»» — ") ь а где 9»„;и - минимальное, Мща» максимальное значения Ч (4)

Без ограничения общности можно (положить V »»»„ »»= О, тогда »»,а< — индекс 45 фазовой модуляции.

На выходах BAM 2 и BAM 5 сигналы соответственно будут иметь вид:

ХЬ) =КОоU созЧ 1) з1»» »»о

Ч()=

И окончательно после суммирования

)((ц ц у ($) в сумматоре 3, получается 55 (3 mb) (t = W2 KUOU 51h(u)og+Q (t ») (5 ) дулятора, à — длительность процесса сглаживания фронта ) азовой манипуляции, описываемого Формулой (5).

Величина О»„ в формулах (3) устанавливается коэффициентом передачи цифроаналоговых преобразователей

15 и 1б, а нормированные на Ц„„ значения функций Ч» (t) и Ч ()через равные интервалы л(, значений аргумента г, заносятся н двоичном коде в виде таблицы в запоминающие блоки 13 и 14 соответственно. Таким образом, осуществляется программирование запоминающих блоков 13 и 14 на выбранный закон скругления фронта фазовой манипуляции.

Длительность процесса сглаживания фронта фазовой манипуляции Г (A»»r.3) связана с 6t отношением

Ь (6) где »» = 2 — число участков апМ, проксимации фронта фазовой манипуляции.

Таким образом, если длительность процесса сглаживания фронта фазовой манипуляции Г на интервале посылки Т задана, то тем самым определяется число импульсов, которое должно поступить на реверсивный счетчик 10 для его перевода из одного экстремального состояния в другое:

»» =

Ь

Иэ этих соображений и устанавливается коэффициент деления в формирователе б тактовых импульсов.

Таким образом, в предложенном фазовом модуляторе значительно сужается спектр фазомодулированного сигнала, что важно при решении задач, связанных с электромагнитной совместимостью.

Формула изобретения

Фазовый модулятор, содержащий последовательно соединенные источник колебаний несущей частоты, первый балансный амплитудный модулятор и сумматор, последовательно соединенные фаэонращатель, вход которого подключен к выходу источника колебаний несущей частоты, и второй балансный амплитудный модулятор, выход которого подключен к другому входу сумматора, а также инвертор, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения внеполосных паразитных составляющих выходного сигнала, в него введены первый и второй блоки совпадения и реверсивный счетчик, вход сложения и вход вычитания которого соединены соответственно с ныходом первого и выходом второго блоков совпадения, между выходами реверсивного счетчика и другими входами пер1 ого и второго балансных амплитудных одуляторов введены соответственно

771783 последовательно соединенные первый запоминающий блок и первый цифроаналоговый преобразователь и последовательно соединенные второй запоминающий блок и второй цифроаналоговый преобразователь, между выходами реверсивного счетчика и первыми управляющими входами первого и второго бло.ков совпадения введены соответственно дешифратор максимальной кодовой комбинации и дешифратор минимальной кодовой комбинации, а между выходом источника колебаний несущей частоты н вторыми управляющими входами первого и второго блоков совпадения вве-. ден формирователь тактовых импульсов, при этом вход инвертора соединен с информационным входом первого блока совпадения, а выход — с информационным входом второго блока совпадения.

Источники информацин, принятые во внимание при экспертизе

1. Верещагин Е.M., Никитенко Р.Г..

Частотная и фаэовая модуляция в технике связи . М., "Связь", 1974, с. 127, рис. 4.7 (прототип).

ВНИИПИ Заказ 6711!67 ° Тираж 995 Подписное

Филиал ППП Патент, r.Óèãîðoä,óë.ÏðîåêòHàÿ,4