Устройство подавления зеркального канала Советский патент 1986 года по МПК H04B1/10 

корректоры 14 и 15 амплитудно-частотной характер истики и корректирующие фазозращатели I6 и 7 поступают на входы блока 3 объединения квадратурных сигналов. С этого блока сигнал поступает на выход устройства. В выходном сигнале сигнал зеркальной частоты представляет собой сумку двух синусоид с одинаковой ам слиту- дой и противоположными фазами, а сигнал основной частоты - cyi-iMy двух синусоид с. одинаковыми амплитудой и фазой, т.е. на выходе устройства присутствует сигнал только основной частоты. Равенство амплитуд обеспечивает система АРУ. Для этого сигналы, поступающие на входы блока 3 объединения квадратурных сигналов, через соответствзпощие полосовые

I

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в супергетеродинных приемных устройствах различного назначения.

Цель изобретения - уменьшение уровня сигнала зеркального канала в широком диапазоне входных частот.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаеАо- го устройства.

Устройство подавления зеркального канала содержит квадратурный фазовый расщепитель 1, первьй смеситель 2, блок 3 объединения квадратурных сигналов, блок 4 сравненияJ перестраиваемый гетеродин 5, управляемый (фазовращатель 6, второй смеситель 7, блок 8 весовой фильтрации, третий амплитудный детектор 9, дифференци-° альный усилитель 10,- второй полосовой фильтр 11, первый 12 и второй 3 усилители промежуточной частоты, первый 14 и второй 15 корректоры амплитудно-частотной характеристики, первый 16 и второй 17 корректирующие фазовращатели, первый полосовой фильтр 1-8, первый амплитудный детектор 1,9, первый фильтр 20 низких частот, второй амплитудный детектор 21, второй фильтр 22 низких частот. ,

10223

фильтры 18 и 11, амплитудные детекторы 19 и 21 и фильтры 20 и 22 ниж. ншс частот поступают на блок 4 сравнения, В этом блоке формируется сигнал ошибки, которьш воздействует на коэф. передачи усилителя 12 промежуточной частоты так, чтобы обеспечивалось равенство коэф. передачи обоих каналов. Для каждой частоты перестраиваемого гетеродина 5 устанавли вается свой коэф. передачи. Для этого соответствующий сигнал с блока 8 весовой фильтрации через амплитудный детектор 9 подается на дифференциаль- ньм усилитель 10. Напряжение с дифференциального усилителя 10 воздействует на управляемьй фазовращатель 6, изменяя величину фазового сдвига

C|i,cpfl5 1 ил.

Устройство подавления зеркального канала работает следуюш.им образом.

На вход квадратурного фазового расщепителя 1поступает синусоидальный полезный сигнал основной частоты А; U I 7. Д амплитуда сигнала, ы - частота сигнала5 начальная фаза сигнала. ,Пля

простоты изложения принимают q 0, тогда сигнал основной частоты на входе квадратурного фазового расщепителя 1 принимает вид А; w ; QiB. Фр Одновременно на вход квадра- о,

турного фазового расщепителя 1 поступает сигнал зеркальной чз.с- тоты А; со ; о „ . Оба сигнала основной и зеркальной частот проходят через квадратурньй фазовый

расщепитель 1 поступают на входы первого 2 и второго 7 - смесителей. В качестве квадратурного фазового расщепителя 1 в СВЧ диапазоне исполь зуют трехд,ецибельный направленный

ответвитель, осуществляющий разделение входного сигнала на две равные части и сдвигающий фазу на втором выходе относительно фазы на первом выходе на уголсрфр -90 +ь -Рфр .

Следовательно на входе первого смесителя 2. сигналы основной и зер31

калькой частот преобразуются к виду

fft-k Г1. Ir . ., .

,

где К-,.,- коэффициент передачи по мощности на участке вход квадратурного фазового расщепителя 1 - вход первого смесителя 2, номинальное значение которого равно 2.

На входе второго смесителя 7 сигналы основной и зеркальной частот преобразуются к виду

pa - l - pir I SpaicoiCfJ

-l3x1CM2

J

где .Ка,р коэффициент передачи по мощности на участке вход квадратурного фазового расщепителя 1 - вход второго смесителя 7, номинальное зна чение которого равно 2;

-90 +A( фазовьй- сдвиг, вносимый квадратурным фазовым расщепителем 1 на участке от его входа до входа второго смесителя 7 относительно участка вход квадратурного фазового расщепителя 1 первого смесителя 2, .u(f(ph абсолютная погрешность фазового сдвига срфр

Величины лффр и Кфр зависят от частоты входного сигнала- и не зависят от времени и для данного экземпляра квадратурного фазового расщепителя 1 носят систематический ха- рак тер.

На второй вход пе рвого смесителя 2 с выхода перестраиваемого гетеродина 5 поступает сигнал гетеродинной частоты А; (о ;

На второй вход второго смесителя 7 с другого выхода перестраиваемого гетеродина 5 через управляемый фазовращатель 6 поступает сигнал гетеродинной частоты

А; « ;q .pj

-iBxZCAia

ilfb г

где q у - фазовый сдвиг сигнала перестраиваемого гетеродина 5 на втором входе второго смесителя 7 относи-: тельно второго входа первого смесителя 2.

На входе первого усшдателя 12 промежуточной частоты преобразованный сигнал основной и зеркальной частот имеет вид

I

««Ml „г.„,;«;о 7 Ч«„,к„,-,,

210223 4

где Kj - коэффициент передачи пер

вого .смесителя 2; R - промежуточная частота. На входе второго усилителя 3 5 преобразованный сигнал имеет вид

-:

10

; 15

25

Чр2 мг - Ч фр см Ч тб Г

4.2. e«2i i(,)-4,T,,

где Kg - коэс{)фициент передачи второго смесителя 7;

A fcM абсолютная погрешность фазового сдвига, вносимого вторым смесителем 7 относительно фазового

20

30

сдвига, вносимого первым смесителем 2.

Величины Kf. и зависят от частоты вводного сигнала и не зависят от времени и для данных экземпляров первого 2 и второго 7 смесителей носят систематический характер,

С выхода первого смесителя 2 гфеобразованный сигнал основной и зеркальной частот поступают через последовательно соединенные первый усилитель 12 промежуточной частоты, первый корректор 14 и первый корректирующий фазовращатель 16 на первый вход блока 3.

С выхода второго смесителя сигнал поступает через второй усилитель 13 промежуточной частоты второй корректор 15 и второй корректи35 рующий фазовращатель 17 на второй вход блока 3, которьй представляет собой в случае выбора промежуточной частоты в диапазоне СВЧ или ВЧ иаправленньй ответвитель с пере40 ходнык ослаблением, равным 3 дБ. На выходе блока 3, являющемся, выходом устройства, происходит суммирование сигналов с выходов первого 16 и второго 17 корректирующих

45 фазовращателей и запаздьгоание по фазе сигнала с выхода второго корректирующего фазовращателя 17 по отношению к сигналу первого корректирующего фазовращателя 16, равное

° .o -90 .c

где лс р- абсолютная погрешность фазового сдвига блока 3.

Сигнал на выходе блока 3 имеет вид

Ш-Чр,-Ч.Лп.,.).Л

и nebii.

«...;). J,™™,

CV2

.г(

5

. + ч

-1 ВЫ, д (ррг мг пчг :(ч о,р + ,-jBb,,.b.c

3

2 (0(Кал

где 1 и 2 каналы - тракты обработки сигналов соответственно, с первого и второго выходов квадратурного фазово го расщепителя 1;

коэффициенты передачи трактов промежуточной частоты соответственно первого и второго каналов;

Ср„о 90 -fcuf-p.- фазовый сдвиг на участке вход второго усилителя 13 - вход блока 3 относительно участка вход первого усилителя 12 - вход блока 3;

btfrm абсолютная погрешность фазового сдвига пц.

Подстановка в- (l) .значений tf -90°. +АЧпч .иЧ фр -50 приводит к следующему выражению сиг- нала на выходе блока 3:

|8ЫЛ. .--

,,))0 х пчг зЧИфр с см

ЧА-К

рр(

оL (ррг

тВЫх.Бокс

n.

ВЫХ.ОКС Гп .,

1

cмг пчг - 80°Чь fфp -ьч ,«M

peJ

аь|Х. Бокс

Ч Р

f см

-,

п

При соблюдении баланса фаз

Ч,В -р+ Ч см- ЬЧ пч

и равенства амплитуд

К,

К

К

CXi

ПЧ1 i

тс г смг

К

пчг

(4)

как видно из уравнения (2), сигна,п зеркальной частоты на выходе устройства представляет собой сумму, двух синусоид с одинаковыми амплитудами и-противоположными фазами

(.

.A,K

хК k .0 ( n смг пчг ° L 0, 3

cpp2

(5)

a сигнал основной частоты представляет собой, сумму двух синусоид с оди наковыми амплитудами и фазами

t,,-iBbix.S oKc 1А;Чр см Чм,;«;о

КК

пчг

-iBMX. ООКС г-.в

.)0,

Bbix.Souc

вых. Ьокс

о

Таким образом, на выходе устройства, присутствует-преобразованный сигнал только основной частоты (Яд

смг (6)

о -

т-

20

с

у

12102236

Равенство амплитуд в предлагаемом устройстве обеспечивается с помощью системы АРУ, которая работает следующим образом.

5 С первого входа блока 3 сигнал промежуточной частоты частично ответвляется и поступает на вход пер- него полосового фильтра 18, который вырезает из спектра сигнала отно0 сительно узкую полосу на средней час- , тоте г рр пер - Величина U п срныбира- ется много меньие полосы частот,, занимаемой спектром полезного сигнала на входе устройства, который в общем

случае при амплитудной или частотной модуляции входного сигнала занимает достаточно, широкий спектр..С выхода первого полосового фильтра 13 сигнал поступает на вход первого амплитудного детектора 9, где .цетек- тируется по аьжлитуде и подается на вход первого фильтра 20, с выхода которого выпрямленный сигнал поступает на первый вход б.пока 4.

Аналогично описанному, сигнал с второго входа блока 3 ответвляется и через второй полосовой фильтр 11, второй амплитудный детектор 21, второй фильтр 22 поступает на второй З Э вход блока 4, в котором оба сигнала сравниваются по уровню, в результате чего на выходе блока 4 формируется сигнал ошибки, который, вдз- действуя на усиление первого уснли3:5 теля 12, изменяет его коэффициент передачи К таким образом, что выполняется условие равенства амплитуд (4, т.е. обеспечивается равенство коэффициентов передачи в 1-ом и 2-ом

40 каналах. Величина усиления трактов ПЧ регулируется с помощью сигнала, поступающего на управляющий вход второго усилителя 13.

Баланс фаз, как показано в выражении (З), обеспечивается равенством между фазовым сдвигом, вносимым на частоте гетеродина, и абсолютной погрешностью фазового сдвига, вносимого вторым каналом, по о.тиоше- нию к первому каналу устройства на частотах входного сигнала. Величина U. Cfj. имеет свое определенное значение для каждой частоты входного сигнала, лежащей в рабочем диапазоне 53 частот устройства, т.е зависимость абсолютной погрешности расфазировки второго канала относительно первого (.) от частоты входного сигнала

)

)

45

)

г (6)

7

для каждой реализации устройства носит систематический характер.

Это обстоятельство позволяет применить в предлагаемом устройстве блок 8 весовой фильтрации,-который обеспечивает равенство ди ff ул в и представляет собой набор pesoHaTO ров с регулируемыми-добротностями и резонансными частотами, что позволяет установить для каждой частоты перестраиваемого гетеродина 5 свой коэффициент передачи. С выхода блока 8 сигнал поступает на вход третьего амплитудного детектора 9, на выходе которого формируется постоянное напряжение, зависящее от частоты перестраиваемого гетеродина 5. Это напряжение поступает на один из входов дифференциального услителя 10, на другой вход которого поступает постоянное напряжение.

На выходе дифференциального усилителя 10 формируется усиленное напряжение, величина которого зависит от частоты перестраиваемого гетеродина 5 (со) . Это напряжение воздействует на управляющий вход управляемого фазовращателя 6 и изменяет величину фазового сдвигаtf,.g Таким образом, с помощью блока 8 устанавливают любой закон изменения Ч у-в f ((Op) .и, соответственно Ч усрб f (о), где «о для данного экземпляра устройства в процессе его настройки.

Для наглядности изложения рассматривался частный случай работы устройства, когда на его входе присутствует монохроматический сигнал основной (сОр) и зеркальной (cOj) частот. При использовании устройства в качестве приемника амплитудно-модулированных и, в особенности, частотно-модулированных сигналов спект входного сигнала занимает достаточно широкую полосу частот to о ±йЫо и Иа ±йсо,. в этом случае задача состоит в том, чтобы обеспечить эффективное подавление зеркальной частоты W, не только на средней частоте входного сигнала СОр , но и во всей полосе спектра входного сигнала сОо t к правило-, в полосе частот спектра входного сигнала как по СВЧ (соо + U Wo) так и по ПЧ ( Я .р + д сОо) на частотах, отличных от центральной частоты ы со -Яср , коэффициент передачи и фазовый сдвиг во втором канале от10223°

личается от первого канала устройства вследствие неидент гчности их АХЧ и ФХЧ в полосе частот (ы + л fO и

: ср ± U и„).

5 В первом (втором канале устройства между nepBbW (вторым)усилителем 12 (13) и первым (вторым) входом блоки 3 предусмотрены последова- тельно включенные первый (второй)

10 корректор 14 (15) и первый (второй), корректирующий фазовращатель 16 (17д. С их помощью производится выравнивание АЧХ и ФЧХ в первом и втором каналах в полосе частот спектра вход15 ного сигнала.

Формула изобретения

Устройство подавления зеркального канала, содержащее-квадратурный фазовый расщепитель, вход которого является входом устройства, первый и второй смесители, вход каждого из которых соединен с соответствующим выходом квадратурного фазового расщепителя, перестраиваемый гетеродин, выход которого соединен с гетеродинным входом первого смесителя, и блок объединения квадратурных сигналов, выход которого является выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью уменьшения уровня сигнала зеркального канала в широком диапазоне входных частот, в него введены, последовательно соединенные первый усилитель промежуточной частоты, вход которого соединен с выходом первого смесителя, первый корректор амплитудно-частотиой характеристики, нервый корректирующий фазовращатель, выход-которого соединен с первым входом блока объединения квадратурных сигналов, первый полосовой фильтр, первый амплитудный детектор, первый фильтр низких частот и блок сравнения, выход которого соединен с регулирующим входом первого усилителя промежуточной частоты, .последовательно соединенные второй усилитель промежуточной частоты, управляющий вход которого является входом сигнала регулировки . коэффициента передачи, второй корректор амплитудно-частотной характеристики, второй корректирующий фазовращатель, выход которого соеди-. нен с вторым входом блока объеди

9 1210223JO

нения квадратурных сигналов, второй детектор и дифференциальный усилиполосовой фнль.р, второй амплитуд-:тель, другой.вход которого 5гвляетный детектор и второй фнльтр низ-ся входом опорного напряжения, упких частот. выход которого соеди-равлйемый фазовращатель, вход, выход

нен-с другим входом -блока сравнения,s и управляющий вход которого соедисоединенные последовательно блокнены, соответственно с другим выховесовой фильтрации, вход которогодом гетеродина, гетеродинным входом

соединен с выходом перестраиваемо-второго смесителя и выходом диффего гетеродина. Третий амплитудныйренциального усилителя.

Составитель Н.Мельников Редактор И.Дербак Техред 3.ПалийКорректор В.Синицкая

Заказ 532/59 Тираж 624Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР , по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПШ1 Патент, г. Ужгород, ул.Проектная,4

Изобретение относится к радио технике и может использоваться в супергетеродинных приемных устройствах. Уменьшается уровень сигнала, зеркального канала в широком диапазоне входных частот. На квадратурный фазовый расщепитель 1 поступают полезный сигнал основной частоты и сигнал зеркальной частоты. Оба сигнала проходят на первый 2 и второй 7 смесители (СМ). На входе второго СМ 7 сдвиг фазы -90 + A(,p относительно фазы на СМ 2. С перестраиваемого гетерод1-ша 5 на вторые вхо- СМ подается сигнал гетеродииной частоты, причем на СМ 7 сигнал поступает с фазовым cдвигoмcf|. ц. Сигналы с СМ 2 и 7 через соответствующие усилители 12 и I3 промежуточной частоты. I (Л ьэ 09