Амплитудный модулятор Советский патент 1989 года по МПК H03C1/54 

I

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для попу- чения модулированных и демодулиро- ванных сигналов в составе различных радиоэлектронных устройств.

Цель изобретения - уменьшение длительности переходных процессов.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предложенного амплитудного модулятора;на фиг.2 - временные диаграммы его работы.

Амплитудный модулятор содержит первый 1 и второй 2 дифференциальные усилители, первый 3 и второй 4 переключатели, первый 5, второй 6, третий 7, четвертый 8, пятый 9, шестой 10 резисторы.

Амплитудный модулятбр работает следующим образом.

На входы модулируемого и модулиру- ющего сигналов поступают сигналы, диаграммы которых представлены на фиг. 2а. Модулируюрий сигнал предт ставляет собой переменное прямоугольное напряжение, изменяющееся по амплитуде от нуля до напряжения логической единицы. При модулирующем сигнале, напряжение которого равно логическому нулю, состояния входов-выходов переключателей 3,4 соответствует состояниям, указанным на фиг. 1. В этом случае модулируемый сигнал проходит входные резисторы ,6,8 и поступает на входы первого и второго 2 дифференциальных усн ттелей. С выхода дифференциального уся.члтеля 1 сигнал без изменения полярности проходит через нормально замкнутые кон4 О

сл

00

оэ

такты первый сигнальный вход-ВБ Ход переключателя 3 на выход амплитудного модулятора. Отсюда напряжение обратной связи через резисторы 7 и 9, являющиеся резисторами обратной связи, поступает на инвертирующие входы дифференциальных усилителей 1 и 2. При коэффициенте усиления без обратной связи К - 00 выходное напряжение равно входному и не зависит от параметров переключателя 3, а точность установления выходного напряжения определяется только коэффициентом усиления самого усилителя 1 и соотношением входных резисторов 5,6 и резистора 7, при определенных допущениях это соотношение равно единице, что определяет равенство выходного и входного напряжений,

Далее напряжение модулируемого сигнала и вьпсодное напряжение через входной резистор 8 и резистор 9 об- ра,тной связи поступают на инвертирующий вход дифференциального усилителя 2, у которого выход отключен от выходной шины и через переключатель 4 соединен с резистором 10 обратной связи. В результате выходное напряжение дифференциального усилителя 1 может быть описано выражением

.и,

Вх

и

2 R,

.1+1

RК

(1)

где R - сопротивление резисторов при

их равенстве между собой; сопротивление замкнутого переключателя 3,(4). Выходное напряжение дифференциального усилителя 2 равно

2(R + Ккл) и а их,, ---

-(2).

Когда на вход модулирующего сигнала поступает сигнал, равный логической единице, переключаются контакты переключателей 3,4 и выходное напряжение скачком изменяется со значения равного и BV, до значения U 5,,, -2(R у, + R). Далее дифференциальный усилитель 2 отработает это напряжение и выходное напряжение амплитудного модулятора станет равным

-и

6V

(3)

1 2 R К -R+ 1

Из выражения (3) видно, что при равенстве резисторов 8 и 9 и при достаточно большом коэффициенте усиле- ния дифференциального усилится 2() выходное напряжение равно - Ug и не зависит от параметров замкнутого переключателя 4,

В это время дифференциальный усилитель 1 отключен от выхода амплитудного модулятора и через переключатель 3 его выход замкнут с его инвертирующим входом, т.е. в этом случае дифференциальный усилитель 1 работает в

режиме повторителя напряжения и его выходное напряжение равно

RK« Ugbix, UB, + --- . и,.

(4)

Отсюда следует, что выбрав резистор 10 обратной связи равным R/2, можно устанавливать на выходе инвертирующего дифференциального усилителя 2 в момент, когда его выход отключен от выхода амплитудного модулятора, напряжение, равное - U „ с достаточной точностью. При подключении его выхода к выходу амплитудного модулятора на нем устанавливается напряжение, равное - U без дополнительного переходного процесса. При поступлении на вход модулирующего сигнала переменного прямоугольного напряжения на выходе амплитудного модулятора

формируется прямоугольное напряжение, фаза которого однозначно соответствует знаку входного модулируемого напряжения, причем фронт его и срез выходных импульсов определяется быстродействием переключателей 3,4 и не зависит от граничной частоты и быстродействия дифференциальных усилителей 1 и 2. В процессе работы на выходе дифференциального усилителя 1

устанавливается напряжение по знаку и величине примерно равное входному (фиг. 2б). На выходе дифференциального усилителя 2 устанавливается напряжение, обратное по знаку входному, а по величине примерно равное ему (Фиг. 2б). Как следует из выражений (2) и (4), погрешность установления выходного напряжения отключенного от выхода a mлитyднoгo модулятора дифференциального усилителя относительно входного напряжения не превышает величины 2R.,,/R. Это обеспечивает минимааьную длительность переходных процессов установления выход

кого напряжения амплитудного модулятора (фиг. 2в) .

Таким образом, амплитуда выходного напряжения амплитудного модулятора определяется только коэффициентом усиления дифференциальных усилителей 1 и 2 (при разомкнутой обратной связи) и соотношением сопротивлений резисторов, входящих в цепь отрицательной обратной связи, и не зависит от параметров замкнутого переключателя . Фронт и срез выходных имттуль- сов определяются только длительностью переключения переключателей.

Формула изобретения Амплитудный модулятор, содержащий первый дифференциальный усилитель, инвертирующий и неинвертирующий входы которого соединены соответственно с первым выводом первого резистора и с первым выводом второго резистора, первый переключатель, первый сигнальный вход которого соединен с выходом первого дифференциального усилителя, третий резистор, первый вывод которого соединен с выходом первого переключателя, а второй - с вторым сигнальным входом первого переключателя и с инвертирующим входом первого дифференциального усилителя, второй дифференциальный усилитель, инвертируюпщй вход которого соединрн с перимм выводом четвертого резистора и с первым выводом пято1 о резмстора, второй переключатель, псррый сигилль- ный вход которого соединен с выходом второго дифференциального усилителя, а также тестой резистор, при этом вторые выводы первого и четвертого

резисторов соединены между собой и точка их соединения является входом . модулируемого сигнала, первый вывод третьего резистора, второй вывод пятого резистора и выход второго переключателя соединены между собой и точка их соединения яатяется выходом амплитудного модулятора, а управляющие входы первого и второго переключателей соединены между собой и точка их соединения является входом модулирующего сигнала, отличающийся тем, что, с целью уменьшения длительности переходных процессов, неинвертирующий вход второго дифференциального усилителя соединен с общей щиной, первый и второй выводы шестого резистора соещинены соответственно с инвертирующим входом второго дифференциального усилителя и с

вторым сигнальным входом второго переключателя, а второй вывод второго резистора соединен с вторым выводом первого резистора.

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - уменьшение длительности переходных процессов. Устр-во содержит дифференциальные усилители (ДУ) 1 и 2 переключатели (П) 3 и 4, шесть резисторов 5, 6,7,8,9,10. Цель достигается введением новых связей в устр-ве. Погрешность установления выходного напряжения отключенного от выхода амплитудного модулятора ДУ относительно i входного напряжения не превышает величины 2 (где R к сопротивление замкнутого П, R - сопротивление резисторов при их равенстве между собой). Это обеспечивает миним. длительность переходных процессов установления выходного напряжения устр-ва. Амплитуда выходного напряжения определяется только коэф.усиления ДУ 1,2 (при разомкнутой ОС) и соотношением сопротивлений резисторов, входящих в цепь ОС, и не зависит от параметров замкнутого П. Фронт и срез выходных импульсов определяются только длительностью переключения П. 2 ил. с S (Л

Uynp.