Амплитудный модулятор Советский патент 1986 года по МПК H03C1/50 

Изoбpeтe иe относится к радиотехнике и может быть использовано для формирования.амплитудно-модулированно- го сигнала, например, в технике связи.

Цель изобретения - расширение дина

мического диапазона формируемого амп- литудно-модулированного сигнала по огибающей.

На чертеже представлена структурна электрическая схема предложенного ам- плитудного модулятора.

Амплитудный модулятор содержит первый управляемый генератор 1, первый смеситель 2, первый фазовый детектор 3, первый сумматор 4, источник 5 моду лирующих сигналов, второй управляемый генератор 6, первый аттенюатор 7, второй смеситель 8, первый фазовращатель 9, первый стабилизатор 10 уровня сигнала, второй сумматор 11, вто- .рой стабилизатор 12 уровня сигнала, второй фазовращатель 13, усилитель- ограничитель 14, второй фазовый детектор 15, опорный генератор 16 высокой частоты, опорный генератор 17 промежуточной частоты, выходной сумматор 18, третий фазовращатель 19, блок 20 фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), второй аттенюатор 21.

Амплитудный модулятор работает следующим образом.

Соединенные в кольцо первый управляемый генератор 1, первый смеситель 2, первый фазовый детектор 3 и первый сумматор 4 составляют первое кольцо ФАПЧ и образуют первый фазовый модулятор. Соеднненные в кольцо второй управляемый генератор 6, первый аттенюатор 7, второй смеситель 8, первый фазовращатель 9, первый стабилизатор 10 уровня сигнала, второй сумматор 11, усилитель-ограничитель 14 и второй фазовый детектор 15 составляют второе кольцо ФАПЧ и образуют второй фазовый модулятор. Модулирующий сигнал от источника 5 модулирующих сигналов, поступая на первый сумматор 4, воздействует на цепь управления первого управляемого генератора 1, в результате чего происходит изменение характера приращения мгновенного значения разности фаз между напряжением первого управляемого генератора 1 и опорного генератора 16 высокой частоты. Это изменение переносится на промежуточную частоту в первом смесителе 2, сигнал с выхода которого сравнивается в первом фазовом детекторе 3 с сигналом опорного генератора 17

промежуточной частоты. На выходе фазового детектора 3 образуется напряжение Ucp и,д К(|.р), компенсирующее модулирующее воздействие U

и

ФА max

напряжение на выходе первого фазового детектора 3, соответствующее максимальному раствору его фазовой характерис- тики

KCv) M(t) нормированн ая характеристика первого фазового детектора 3;

закон модулирующего воздействия .

При условии обеспечения достаточно высокой крутизны управления частотой первого управляемого генерато- .ра 1, возмущающее воздействие полностью компенсируется напряжением с выхода первого фазового детектора 3,

. е. V иТаким образом, фаза на выходе первого фазового модулятора будет изменяться по закону

Ч К

где К ((Уь-)

и

ТА ь-11АХ

Urи

) - функция обратная

ТА и(хх

к(ч).

Сигнал на выходе первого фазового модулятора будет иметь вид

и

Цо ost(, )ь

и.

-я

«T-Aniax

где и)а - частота опорного генерато йч

ра 16 высокой частоты;

- частота опорного генератора 17 промежуточной частоты.

Система ФАПЧ второго фазового модулятора работает в режиме инверсного слежения за девиацией фазы сигнала первого фазового модулятора. Это достигается за счет того, что сигнал промежуточной частоты первого фазового модулятора поступает с выхода первого смесителя 2 через второй фазовращатель 13 и второй стабилизатор 12 уровня сигнала на второй сумматор 11, где суммируется с равным ему по амплитуде сигналом промежуточной частоты второго фазового модулятора, в результате чего девиация фазы сигнала промежуточной частоты первого фазового модулятора приводит к девиации фазы

312

суммарного сигнала. Девиация фазы суммарного сигнала является возмущающим воздействием для кольца ФАПЧ второго фазового модулятора, которое отрабатывается им посредством девиации фазы сигнала промежуточной частоты на входе второго.сумматора 11. При достаточно большом петлевом усилении кольца ФАПЧ второго фазового модулятора девиация фазы суммарного сигнала сводится практически к нулю и, самым, девиация фазы сигнала второго фазового модулятора становится равной девиации фазы сигнала первого, но имеет противоположный знак изменения. Усилитель- ограничитель 14 стирает амплитудную информацию суммарного сигнала на входе второго фазового детектора 15. Таким образом, выходной сигнал второго фазового модулятора имеет вид

и, и, cos(u. +

1о

и„

бч

Lj)t

пч

Ч- - Кх 6ч

и

-) J,

X ( frrax

при Ч 180 - 1„, ,

где Ч и V - начальные разности

&U Ч

в режиме несущих колебаний между ходными напряжениями первого и втого фазовых модуляторов и первого и второго стабилизаторов уровней 10 12 сигналов промежуточной частоты, устанавливаемые с помощью первого второго фазовращателей 9 и 13.

180

и О соответnif

и -и , )t К

V - - «

ФА max

С ПОМОЩЬЮ первого атте7 и„ и,„

..л и.

и для суммарно

Установив нюатора

го напряжения U ется

и. .. (-l„+,)t sin

+ и, получаJL -1,7

ВЦ

ПЦ

фазового детектора

с характеристикой, симметричной относительно нуля и линейной в пределах ± 7Т/2, для исключения нелинейности характеристики суммирования, необхо- 50 димо внести в модулирующий сигнал предискажения таким образом, чтобы выполнялось

к- с- У -„, Т Аыах

Тогда

) arcsin ---, 55 Формула изобретения

РА Vr.a,4

Амплитудный модулятор, содержащий соединенные в кольцо первый управляемый генератор, первый смеситель, к

и

2 Ц,----- sin( J..-f „, )t.

К-и

фА N-vcxx

«ч

пц

При отсутствии модулирующего воздействия и, 0 сигналом несущей является сигнал, поступающий на третий вход выходного сумматора 18. В соответствии с этим с помощью третьего фазовращателя 19 и второго аттенюатора 21 его фпза и амплитуда устанавливаются равными

4,

и

пла : 2О

де и

М

и,

т. е. и,„ и

9 ТiiJ j.

°

- амплитуда сигнала модулирующего воздействия, соответствующая стопро- .центной амплитудной модуляции.

Уш

А тлх

,

При на личии модулирующего воздейтвия на выходе выходного сумматора 8 образуется сигнал

и

f вмх

и +

1,7

и.о иД1 +

т л. max

и.

+ -f;---- MCt)l -sinC-x) + J ) t.

- м тсхх

При ЭТОМ величина М U /U., является коэффициентом амплитудной модуляции.

Таким образом,; в предложенном амплитудном модуляторе формирование ам- плитудно-модулированных сигналов , осуществляется за счет суммирования трех колебаний, два из которых имеют равные частоты и амплитуды, а фазы которых изменяются в соответствии с модулир тощим воздействием с равными, но противоположными по знаку приращениями, а третье колебание имеет такую же частоту, удвоенную амплитуду напряжения и в режиме несущих колебаний, т. е. при отсутствии модуляции фазы двух других колебаний находится с ними в квадратуре.

Формирование третьего колебания осуществляют третий фазовращатель 10, устанавливающий квадратуру, второй аттенюатор 21, обеспечивающий удвоенную амплитуду напряжения, и блок 20 ФАПЧ, обеспечивающий равенство частоты третьего колебания частоте двух других.-суммируемьгх колебаний.

Амплитудный модулятор, содержащий соединенные в кольцо первый управляемый генератор, первый смеситель, к

ход опорного генератора высокой частоты, первый фазовый детектор и первый сумматор, к второму входу которого подключен выход источника модулирующих сигналов, последовательно соединенные второй смеситель, первый фазовращатель, первый стабилизатор уровня сигнала, второй сумматор, усилитель вого детектора, при этом выход опорного генератора высокой частоты соединен с первым входом второго смесите - 5 ля, а выход первого смесителя соединен с входом второго фазовращателя, отлич ающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона формируемого амплитудно-модули- ограничитель, второй фазовый детектор,10 рованного сигнала по огибающей, между второй управляемый генератор, первый аттенюатор и выходной сумматор, второй вход которого соединен с выходом первого управляемого генератора, повыходом опорного генератора высокой частоты и третьим входом выходного сумматора введены последовательно соединенные блок фазовой автоподстройки

следовательно соединенные второй фа- 15 частоты и второй аттенюатор, а между зовращатель и второй стабилизатор выходом опорного генератора промежу- уровня сигнала, выход которого соеди- точной частоты и вторым входом блока нен с вторым входом второго суммато- Фазовой автоподстройки частоты введен ра, опорный генератор промежуточной третий фазовращатель, при этом второй частоты, выход которого соединен с 20 вход второго смесителя подключен к,- вторым входом первого фазового детек- выходу первого аттенюатора.

Редактор П.Коссей

Составитель Г.Захарченко

Техред В.Кадар Корректор Л.Патай

Заказ 4629/55Тираж 816Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР,

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

, Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, уд. Проектная, 4

вого детектора, при этом выход опорного генератора высокой частоты соединен с первым входом второго смесите - 5 ля, а выход первого смесителя соединен с входом второго фазовращателя, отлич ающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона формируемого амплитудно-модули- рованного сигнала по огибающей, между

выходом опорного генератора высокой частоты и третьим входом выходного сумматора введены последовательно соединенные блок фазовой автоподстройки

Изобретение относится к радиотехнике и позволяет расширить динам. диапазон формируемого амплитудно-мо- дулированного сигнала (АМС) по огибающей. Модулятор содержит управляемые генераторы (Г) 1, 6, смесители 2, 8, фазовые детекторы 3, 15, сумматоры 4, 11, 18, источник 5 модулирующих сигналов, аттенюаторы 7, 21, фазовращатели 9, 13, 19, стабилизаторы уровня сигнала 10, 12, усилитель-ограничитель 14, опорный Г 16 высокой частоты, опорный Г 17 промежуточной частоты, блок фазовой автоподстройки частоты (АОТ) 20. Формирование АМС осуществляется за счет суммирования 3-х колебаний, два из к-рых имеют равные частоты и амплитуды, а их фазы изменяются в соответствии с модулирующим воздействием с равными, но противоположными по знаку приращениями, а 3-е колебание имеет такую же частоту, удвоенную амплитуду напряжения и в режиме несущих колебаний, т. е. при отсутствии модуляции фазы 2-х др. колебаний, находится с ними в квадратуре. Формиро- . вание 3-го колебания осуществляют фа- зобращатель 19, устанавливающий квадратуру, аттенюатор 21, обеспечивающий удвоенную амплитуду напряжения, и блок фазовой АПЧ 20, обеспечивающий равенство частот 3-го колебания и частоты 2-х др. суммирующих колебаний. 1 ип. i (Л СЛ О 00