Формирователь однополосных сигналов Советский патент 1988 года по МПК H03C1/52 

1. 1

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для формирования однополосных сигналов в радиопередающих и радиоцзмерительных устройствах.

Цель изобретения - уменьшение остатка подавленной боковой полосы частот при воздействии дестабилизирующих факторов.

На фиг. 1 представлена структурна электрическая схема формирователя однополосных сигналов; на фиг. 2 - то же, с частным случаем выполнения балансного модулятора; на фиг. 3 - поя сняющие диаграммы работы формирователя однополоснык сигналов.

Формирователь однополосных сигналов (фиг. 1 и фиг. 2) содержит первы и второй фазовые манипуляторы 1 и 2, балансный модулятор 3, полосовой фильтр 4, источник 5 сигналов несущей частоты, генератор 6 тактовых импульсов.

В частном случае выполнения формирователя однополосных сигналов (фиг. 2) балансный модулятор 3 содержит первый и второй амплитудные балансные модуляторы 7 и 8 и первый и второй фазорасщепители 9 и 10 и . сумматор 12.

Формирователь однополосных сигналов работает cлeдyю lцiм образом.

Модулирующий сигнал Uf(t)cosSlt (амплитуда принята за единицу) поступает на вход манипулируемого сигнала второго фазового манипулятора 2, который может быть выполнен, например, в

виде последовательно соединенных фазорасщепителя на 90 и переключателя. На вход манипулирующего сигнала второго фазового манипулятора 2 поступают с выхода генератора 6 так- товые импульсы типа меандр. Сигнал на выходе второго фазового манипулятора 2 при этом будет иметь вид

Ut.(t)cos9t при О t

U;. (t)cos(ntV-) при

I t

27

где

L - длительность импульса генератора 6.

Сигнал несущей частоты Uj-(t) cosoJ t: (амплитуда принята за единицу) поступает на вход манипулируемого сигнала первого фазового манипуля тора 1, который также может быть выполнен, например, в виде последова

тельно соединенных фазорасщепителя на 90° и переключателя.

На вход манипулирующего сигнала первого фазового манипулятора 1 поступают с выхода генератора 6 тактовые импульсы типа меандр.

Сигнал на выходе первого фазового манипулятора 1 при этом будет иметь вид

U|.(t)cosu;jt

при О

Д

Ur(t)cos(tO,t+M при с t 2t

Сигнал с выхода первого фазового манипулятора 1 поступает на вход модулирующего сигнала балансного модулятора 3, а сигнал с выхода второго фазового манипулятора 2 - на вход модулируемого сигнала балансного модулятора 3.

Так как полярности импульсов, поступающих на первый и второй фазовые манипуляторы 1 и 2 с генератора 6, одинаковы, то на выходе балансного модулятора 3 формируются напряжения

Ub(t)cos(+fl)t

(t)cos(cj t+nt+ n)

при О - t i Г при t t 2

35

для верхней боковой полосы, и U6,(t)cos(c4-fl)-l при О t ic UpM(t)cos (4t-3 t+ i - |)cos(a)-«)t

при f t « 2V

для нижней боковой полосы, (учитьша- ются только сигналы суммарных и разностных частот).

Таким образом, сигнал нижней боковой полосы не претерпевает фазойой манипуляции, а сигнал верхней боковой полосы оказывается манипулирован- ным по фазе на JT сигналом генератора 6 со скважностью равной двум (меандр). В спектре такого сигнала содержатся составляющие с частотами

u)j + ft+n 2jif, где п 1, 3, 5 ...

Частота следования импульсов генератора 6 выбирается из условия f

L-flff + р где &F - полоса пропускания полосового фильтра; F, - наивысшая частота в Ьпектре модулирующего сигнала.

Благодаря этому получившиеся боковые составляющие фазоманипулирован- ного сигнала верхней боковой полосы частот подавляются в полосовом фильтре 4, т.е. сигнал верхней боковой полосы частот не проходит на выход формирователя однополосных сигналов,

Если требуется вьщелить верхнюю боковую полосу частот и подавить нижнюю, то для этого достаточно между выходом генератора 6 и входом манипулирующего сигнала одного из фазовых манипуляторов 1 и 2 включить инвертор 11 (фиг. 1).

На фиг. За показан спектр сигнала на выходе балансного модулятора 3 при отключенном генераторе 6 тактовых им- пульсов, на фиг. 36 - спектр сигнала на выходе балансного модулятора 3 при включенном генераторе 3.

Пунктиром пока.зана амплитудно-частотная характеристика полосового фильтра, f и f - соответственно нижняя и верхняя боковые частоты. : В частном случае выполнений формирователя однополосных сигналов, показанном на фиг. 2, формирование одно- полосного сигнала происходит следующим образом,

. .

При поступлении на входы манипулируемого и манипулирующего сигналов второго фазового манипулятора 2 соответственно модулирующего сигнала Uj(t)cosftt и тактовых импульсов с выхода генератора 6, с. выхода второго фазорасщепите ля 10 фор- мируется сигнал

для t для L с t 2 AC

. При поступлении на входы манипули- руемого и манипулирующего сигналов первого фазового манипулятора 1 соответственно сигнала несущей частоты с источника 5 U. (t)cosoJ t, и тактовых импульсов с выхода генератора 6, на выходе первого фазорасщепителя 9 формируется сигнал

fu(t)cos4tnpnO :t

Ur(t)cos(u),t+|) . при t

При поступлении этих сигналов на первый балансный модулятор 7, на егс выходе сформировано напряжение:

Ug..(t)cos(4+Sl)t

при О . t t

l-U6M(t).cos(u)t+Slt+7/) при t t 2ь ля верхней боковой полосы, и

U5(t)cos(u)-m)t

ii У-.

2 Г

U..,,(t)cosHt-ftt+| - |)cos(u)ем-)t

при t t 2t

л

C

для нижней боковой полосы.

При-записи выходного напряжения учитываются только сигналы суммарньпс и разностных частот.

Таким образом, сигнал нижней боковой полосы частот не претерпевает фазовой манипуляции, а сигнал верхней боковой полосы частот оказывается ма- нипулированным по фазе на JT сигналом генератора 6 со скважностью равной двум, В спектре такого сигнала содержатся составляющие с частотами

(Ur+Sl±n.2f, где п 1,3,5....

Частота следования импульсов генератора 6 выбирается из условия

, uZuQE + F.

2

Благодаря этому боковые составляющие фазоманипулированного сигнала, верхней боковой полосы частот подавляются в полосовом фильтре 4, т,е, сигнал верхней боковой полосы частот не проходит на выход формирователя i однополосных сигналов.

0

5

I

Таким образом, первый балансный модулятор 1 формирует сигнал с нижней боковой полосы. Если требуется вьзде- лить верхнюю и подавить нижнюю полосу частот, то между выходом генератора 6 и входом манипулирующих сигналов одного из фазовых манипуляторов 1 и 2 включить инвертор.

Второй амплитудный балансный модулятор 8 работает аналогично первому амплитудному балансному модулятору 7 с той лишь разницей, что модулирующим и модулируемым сигналами для него будут сигналы:

Up(t)cos(Slt+|) U(t)co6(Gt+al)

при 0 t

при -i t

и

Uf (t)cos() Ur(t)cos(u)t+4i)

при о t iI при tit-i 2f

Поэтому выходное напряжение амплитудного балансного модулятора 8 имеет вид

UgM(t)cos(u),t+«t+Ji)

cos(iJr+Sl)tпри о t

и.... (t)cos(a),t+Ut+24l)

(

cos()t

при t t - 2i

длА верхней боковой полосы и U(t)cos(a),-a)t+|- |l cos(ix)-SO tпри t V

U5M(t)cos(u)-SOt+J-4t

cos (.) t

при t i t 2 (.

для нижней боковой полосы.

Из сравнения выходных напряжений первого и второго амплитудных баланс- ных модуляторов 7 и 8 видно, что сигналы нижней боковой полосы в соответ - ствующие интервалы времени t находятся в фазе, а сигналы верхней боковой полосы - в противофазе,

В реальных условиях на выходе формирователя однополосных сигналов при

работе первого амплитудного балансного модулятора 7 остается некоторая малая величина &, неподавленного остатка нерабочей боковой полосы частот. При работе второго амплитудного балансного модулятора 8 неподавленньш остаток

нерабочей боковой полосы частот (в данном случае верхней) равен Sni ji& Поэтому на выходе полосового фильтра 4, на который поступает сигнал с выхода сумматора 12, результирующий остаток &,2 S подавляемой боковой полосы формирова еля однополосных сигналов будет еще уменьшаться.

10

Формула

и 3

обретения

5

0

5

0

0

Формирователь однополосных сигналов, содержащий источник сигналов несущей частоты и последовательно соединенные балансный модулятор и полосовой фильтр, отличающий- с я тем, что, с целью уменьшения остатка подавленной боковой полосы частот при воздействии дестабилизирующих факторов, в него введены первый и второй фазовые манипуляторы, выхо-. ды которых соединены соответственно с входом модулируемого сигнала балансного модулятора и входом модулирующего сигнала балансного модулятора, генератор тактовых импульсов типа меандр, выход которого соединен с входом манипулирующего сигнала первого фазового манипулятора и с входом манипулирующего сигнала второго фазового мaнипyJIятopa, при этом вход ма- нипулируемого сигнала первого фазового манипулятора соединен с вькодом источника сигналов несущей частоты, вход манипулируемого сигнала второго фазового манипулятора является входом, модулирующих сигналов, а выход полосового фильтра - выходом формирователя однополосных сигналов, причем частота следования выхрдных сигналов генератора тактовых импульсов типа меандр

f выбрана из соотношения

f, F, где..Р

п«р

- полоса

пропускания полосового фильтра, F - наивысшая частота в спектре модулирующего сигнала.

J

Изобретение относится к радиотехнике и обеспечивает уменьшение остатка подавленной боковой полосы частот при воздействии дестабилизи рующих факторов. Формирователь содержит фазовые .манипуляторы (ФМП) 1, 2, балансовый модулятор 3, полосовой fl - фильтр 4, источник 5 сигналов несущей частоты и генератор 6 тактовых импульсов. ФМП 1, 2 м.б. выполнены в виде фазорасщепителя на 90° и переключателя. Манипулирующий сигнал типа меандра поступает на ФМП 1,2с генератора 6. В балансном модуляторе 3 модулируемый сигнал ФМП 2 модулируется сигналом ФМН 1. На выходе балансного модулятора сигнал нижней боковой полосы не претерпевает фазовой манипуляции, а сигнал верхней боковой полосы манипулируется по фазе на сигналом генератора 6. Боковые составляющие фазоманипулированного сигнала верхней боковой полосы частот подавляются в полосовом фильтре 4. Для подавления нижней боковой полосы частот и выделения верхней боковой полосы частот достаточно включить инвертор 11 между генератором 6 и одним из ФМП. 3 ил. Ф (Л

Фиг. 2