Формирователь однополосного сигнала Советский патент 1989 года по МПК H03C1/52 

4t2.f

Изобретение относится к радиотех- нике и может использоваться для формирования однополосного сигнала в устройствах радио- и проводной .связи Цель изобретения - расширение полосы частот модулирующего сигнала.

На Фиг. 1 представлена структурна электрическая схема предлагаемого формирователя однополосного сигнала на фиг, 2 - временные диаграммы его работы.

Формирователь однополосного сигнала содержит источник 1 модулир пощего сигнала, первый перемножитель 2, ге- нератор 3 сигнала первой вспомогательной частоты, второй перемножител А, гв гер-1тор 5 сигнала второй вспо- огательной частоты, первый и второй |Полосовые фильтры 6 и 7, первьй уси|литель 8, первый фазовращатель 9. второй усилитель Ю, второй фазовра- | цатель 11, первый, третий/ второй и, |четвортый когерентные детекторы 12- 15, второй и третий сумматоры 16 и 17, третий перемиожитель 18, генера- ft-op 19 сигнала несущей частоты, высокочастотный фазовращатель 20, kieTBepTbtfi перемножитель 21, первый Ьумматор 22,

Формирователь однополосиого сигзш- . .fia работает следующим образом.

Источник 1. вырабатывает широкополосный сигнал низкой частоты, като- |)ьй в общем виде может быть записан как U,(t) . V coscf(t), где V(t), :Cf(t) его огибающая и фаза соответственно. На фиг. 2а показана полоса Частот. Сигнал U,(t) с источника t Поступает на соответств тощие входы перемножителей 2 и 4. На второй вход Леремножителя 2 подается колебание TJgCt) v,jcosco t с генератора: 35 в результате чего на выходе блока 2 образуется сигнал

zCt) - U,(t)U(t) V(t)c,oscj(t).t 0,5 (t).ccys(w,l: +

. + tp(t)) i- 0,5V3V(t)cos(co«,t -4(t)

ьгмеющрш две боковые полосы: верхнюю (ВБП)оЗн, +- dqi(t)dt и нижнюю (НБП) CDh/dq; (t)dt (фиг.2б). Каждая Из этих полос равна полосе модулирующего сигнала. Полосовый фильтр 6 (7) куда поступает сигнал ) ампто- - тудно частотну70 характеристику (АЧХ) (фиг. 2в). Его полоса пропускания (Пф) меньше боковой полосы (Пр). riepjjan вспомогательная час-потз G),,,

И t

10

25

,,

is20

30

35

40

0

генератора 3 выбрана такой величины, чтобы ВВП сигнала U2(t ) прошла полосовой фильтр без искажений снизу. ,j Так как Ilg- П„,, то она обрежется

полосовым фильтром 6(7) сверху в точке 65, ,, определяемой частотой среза „ ролосового фильтра 6, Так как полосовой фильтр 6 не идеальный (крутизна скатов его АЧХ ffe оо ), то будет -скруг- ление урезанной ВВП частот в точке ( (фиг.2г). Б когерентном детекторе 12 перемножаются усиленный в усилителе 8 сигнал Ug(t) и колеб ание первой вспомогательной частоты с выхода генератора 3

U,2,(t) - U6(t)U3(t) , -, .- X 6(t)cos (a),t + Cf(t))V3Cos«,,t ,(t)V5Cos (|)(t) + 0,5 V(t)VgVjCos(2oJ,,,t (t))..

фильтр .ни2(них частот ког,ерентного , детектора 12 отфильтровывает высоко™ пастотнуго составляющую (второе слагаемое), так что на вход сумматора 16 поступает колебание U;,j (t) . ; V,j(t)cos (f (t) с шстотой ,й. (фиг.2ж), которое занимает полосу . частот S2n,. На высокочастотный второй вход перемножителя 4 подается колебание второй вспомогательной частоты V5(t) Vscos%.,,t с выхода .генератора 5, так что на выходе пере- мнржителя 4 образуется сигнал

u,.(t). и, (t)u(t) V(.t)cos Cj (t)V5Cos6)H2t 0.,5V(t)V-cos(u5H2t (t)) 4- ;b 0,5V(t)V.cos(q,t -Cf(t)) показанный на фиг. 2д. .

Вторая вспомогательная частота о выбрана такой величины,, чтобы поло- совой фильтр 7, имеющш амплитудно- частотную характеристшсу (АЧХ) такую же, что и полосовой фильтр 6 (фиг.2в) пропускал бы сигнал, начиная с час- , соответствующей частоте 0), на фиг. 2г.,

На выходе полосового фильтра 7 об- разуется ВВП, показанная на фиг,2е, После ус1-шения в усилнте,пе 10 сигнал U7(t) поступает на один вход когерентного детектора 14, на другой, .(опорны й) вход которого подается колебание второй вспомогательной частоты с генератора 5. На выходе когерентного детектора 14 образуется сигнал

u(t) u,(t)u(t)

- V7(t)cos(w +Q tKcosu)H,t 0,5V7(t)Vs,cbs 4(t)V + 0,5VY(t)V5cos( +q)(t),

фильтр нижних частот когерентного детектора 14 устраняет высокочастотную составляющую (второе слагаемое), так что на другой вход сумматора 16 по14500704

Фильтр нижних частот когерентного детектора 15 гстраняет высокочастотные составляющие (второе слагаемое) 5 так что на другой вход сумматора 17 поступает колебание U,j(t) V cosCcf (t) - 90), частота которого находится в полосе от S2 до S7 Выходной сигнал сумматора 17 -акой

..-.. ji-mai jya. (D ПО- ,.- -...t ,, , алии

ступает колебание U,,(t) V,,(t)cosq,(t) ° сигнал на выходе сумматора

занимающее полосу частот от f2 дой , но сдвинут относительно него

Скругления скатов полос сигналов

---- л - jiw - -Jtii rictJlOB

) и 44(t) в точках 52, и 5 , соответствующих точкам, со, и G)2 , воположные. Так как сигналы ) и ) в этих точках перекрываются между собой, то на выходе сумматора 16 результирующий сигнал повторяет сигнал U(t) с точностью до постоян- кого множителя (фиг.2а,ж). т.е. ° Vt) (t)cosCp(t).

Начало и конец ВВП не искажаются, так как они находятся внутри полосы

т - f- i i JlOillM rltii и

по фазе на U,(t) u(t) cos(t) bfu ;. в перемножителе 18 перемно- . жаются между собой сигнал U(t) с выхода сумматора 16 и сигнал U,,(t)

y,,cos(0j,t с выхода генератора 19, в результате чего на его выходе образуется колебание

U,s(t) U,g(t)-U,,(t)

MJ(t3 t J

V,6(t)cos (f (t)V,gCosMo t 0,5V,6(t)(cDo-t +q (t)) + 0,5V,(t)V,yCos( -Cp(t))

-I-I--- - .umi.jr Д J jrj, iiVJUJl-Da

пропускания фильтров 6 и 7 за часто- о. перемножителе 21 перемножаются меж- тами среза. На один вход когерентно- сигнал U(t) с выхода суммауора 17 и сигнал с выхода генератора 1У, прошедший фазовращатель 20 на

QM Ч-, «. ,,.

30

Т --., JXWA

ГО детектора 13 поступает сигнал Ug(t) с выхода усилителя 8, а на второй Чопорный) его вход - -колебание U3(t) с генератора 3 через фазовращатель 9, на 90 . В когерентном детекторе 13 эти сигналы перемножаются меязду собой

U,,(t) -- Ug(t).U,(t)

V6(t)cos(M,t +q(t))v,cos((0,,t + 3. ч- 90) 0,5,VHt)V cos (cf (t) - .. - 90 )+ 0,5 V6(t)V,cos(2u), t + Cf(t) + 90),

фильтр нижних частот когерентного 40

.« - 4 О1

90°, в .результате чего на выходе перемножителя 21 образуется колебание

Mt) U(t).U,,(fc) V,7(t). V2cos(cp (t) -90 ).cos(co,t + 90) +

+ 0,5V,(t)( +Cf(t)) -0,5V,/t).V,cos(fo,t -C(t)).

,При этом должно соблюдаться условие V,6(t)-V,, V,/t v. На выходе сумматора 22 формируется сигнал

) u,s(t) + u,,(t)

- V,6 (t)V,, cos(uot + qj(t)).

., «, I. j л f.ji I injl О

детектора 13 отфильтровьшает высокочастотную составляющую (второе слагаемое), так что на один вход суммзто- ;соответствующий верхней боковой пора 17 поступает колебание U,,(t) ™ тoт.EcлиUl5L(t)U,6(t)-U2,(t), V,,(t)cos(cp (t) - 9Cf), частота кото- 45 0 получается НБп частот. Рассмот- рого находится в полосе 9„;„- S2, . Р случай, когда полоса частот мо- На один вход когерентного детектора 15 поступает сигнал U(t) с выхода усилителя 10, а на другой его вход

9 - л MJ/J л. jyi С1 U ЛлОД

с генератора 5 через фазовращатель 11 на 90 . В когерентном детекторе 15 эти сигналы перемножаются между собой

U,/t и, (t).u,,(t) U7(t)cos(Q,t +Cf(t))V,.cos(toH,t-f + 90°) 0,5V7(t)V,.cos(tp(t) - - 90 ) + 0,5V7(t)V,.cos(263H,t +

; -(- 4(t) + 90). .

50

55

рен случай, когда полоса частот модулирующего сигнала П. не превосходит двойную полосу пропускания полосового фильтра 6(7) 2Пп (Пф : П . ё 2П . Если же 2П р П 3rL) , то понадобится третий формирователь однополосного сигнала со своими двумя когерентными детекторами. В этом случае сумматоры 16 и 17 должны иметь не по 2, а по 3 входа. Если же П, то-понадобится по 4 входа У сумматоров и т.д. Т.е. в принципе возможно формирование однополосного сигнала и в том случае, когда П

14500704

Фильтр нижних частот когерентного детектора 15 гстраняет высокочастотные составляющие (второе слагаемое) 5 так что на другой вход сумматора 17 поступает колебание U,j(t) V cosCcf (t) - 90), частота которого находится в полосе от S2 до S7 Выходной сигнал сумматора 17 -акой

,.- -...t ,, , алии

t) ° сигнал на выходе сумматора

6, но сдвинут относительно него

т - f- i i JlOillM rltii и

по фазе на U,(t) u(t) cos(t) bfu ;. в перемножителе 18 перемно- жаются между собой сигнал U(t) с выхода сумматора 16 и сигнал U,,(t)

y,,cos(0j,t с выхода генератора 19, в результате чего на его выходе образуется колебание

U,s(t) U,g(t)-U,,(t)

MJ(t3 t J

V,6(t)cos (f (t)V,gCosMo t 0,5V,6(t)(cDo-t +q (t)) + 0,5V,(t)V,yCos( -Cp(t))

уора 17 и сигнал с выхода генератора 1У, прошедший фазовращатель 20 на

QM Ч-, «. ,,.

90°, в .результате чего на выходе перемножителя 21 образуется колебание

Mt) U(t).U,,(fc) V,7(t). V2cos(cp (t) -90 ).cos(co,t + 90) +

+ 0,5V,(t)( +Cf(t)) -0,5V,/t).V,cos(fo,t -C(t)).

При этом должно соблюдаться условие V,6(t)-V,, V,/t v. На выходе сумматора 22 формируется сигнал

) u,s(t) + u,,(t)

- V,6 (t)V,, cos(uot + qj(t)).

тветствующий верхней боковой тoт.EcлиUl5L(t)U,6(t)-U2,( получается НБп частот. Рассм случай, когда полоса частот

;соответствующий верхней боковой по ™ тoт.EcлиUl5L(t)U,6(t)-U2,(t), 45 0 получается НБп частот. Рассмот- Р случай, когда полоса частот мо-

0

5

рен случай, когда полоса частот модулирующего сигнала П. не превосходит двойную полосу пропускания полосового фильтра 6(7) 2Пп (Пф : П . ё 2П . Если же 2П р П 3rL) , то понадобится третий формирователь однополосного сигнала со своими двумя когерентными детекторами. В этом случае сумматоры 16 и 17 должны иметь не по 2, а по 3 входа. Если же П, то-понадобится по 4 входа У сумматоров и т.д. Т.е. в принципе возможно формирование однополосного сигнала и в том случае, когда П

О SitxM

йтаК

.kirri- й

W l .fftcgsl

J , Л%« S.s .(2 ййгчГ

«%. г

ВНИКШИ Заказ 6973/52 Тирак 929

Произв.-полигр, пр-тие., г. Ужгородj ул. Проектная, 4

Подписное