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

31Д ;

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для формирования сигналов одной боковой полосы частот с угловой модуляцией в радиопередающих устройствах.

Цель изобретения - уменьшение нелинейных искажений однополосного выходного сигнала.

На чертеже представлена структур- ная электрическая схема предложенного формирователя однополосного сигнала с угловой модуляцией.

Формирователь однополосного сигнала с угловой модуляцией содержит по- лосовой фильтр 1, первый перемножитель 2, третий фильтр нижних частот (ФИЧ) 3, источник А модулирующих сигналов, первый усилитель 5, источник 6 сиг}1алов поднесущей частоты, пер- вый 7 и второй 8 компрессоры, логарифмический преобразователь 9, четвертый усилитель 10, второй 11, пятый 12 и третий 13 усилители, модулируемый по частоте автогенератор 14, второй перемножитель 15, первый фазовращатель 16, третий перемножитель 17, детектор 18 огибающей, третий фазовращатель 19, первьш ФНЧ 20, источник 21 сигналов несущей частоты, вто- рой ФНЧ 22, шестой 23, седьмой 24 и пятый 25 перемножители, второй фазовращатель 26, четвертый перемножитель 27, третий 28 и первый 29 суммат торы, фазоинвертор 30, вьшрямитель 31, управляемый усилитель 32, шестой усилитель 33, линию 34 задержки, второй сумматор 35, первый 36 и второй 37 фильтры высоких частот.

Формирователь одн ополосного сигнала с угловой модуляцией работает сле- дуюш|1М образом.

Входной модулирующий, например, речевой сигнал LL4(t)U(t)cas tf(t) с источника 4 проходит ФНЧ 3, где сокращается его полоса частот путем О .фильтропывания ненутглых составляю1цих высоких частот, после чего он поступает на вход перемножителя 2, на второй вход которого подается колебание сигнала поднесущей частоты lL(t)U coscJt с источника 6 На выходе перемножителя 2 образуется двухполоскый сигнал U, (t)ll3(t) U(,(t)U(t)cosg (t) )t ,C,5U(t)))+0,5U(t)U4Cos(wt- Cft) . При этом предполагается, что коэффициент передачи ФНЧ 3 равен 1. Одна боковая полоса частот, например

5 0 5 О

0

5

0

нижняя, в сигнале 1Ц(1) устраняется полосовым фильтром 1, а вторая усиливается в усилителе 5, после чего сигнал поступает на входы компрессоров 7 и 8 амплитуды. Компрессор 7 - начало тракта информационного сигнала, а компрессор 8 - начало тракта огибающей частотно-модулированного (ЧМ) колебания. С выхода компрессора 8 сигнал после усиления в усилителе 13 детектируется по огибающей в детекторе 18 огибающей, выходное колебание его 11,, (t)U , (t)cosif t) после усиления в усилителе 10 поступает на вход логарифмического преобразователя 9 для дополнительного сокращения динамического диапазона и одновременно на управляющие входы компрессоров 7 и 8. Выходной фильтр детектора огибающей 18 имеет такую постоянную времени, чтобы в компрессорах 7 и 8 имело место слоговое компрессирование мoдyJIИpyющeгo речевого сигнала. С выхода логарифмического преобразователя 9 огибающая поступает на вход модулирующего по частоте автогенератора 14, работающего на поднесущей частоте F. Сигнал с выхода модулирующего по частоте автогенератора 14, имеющий частотную модуляцию, IL ,4(t)U ,cos( + +incosiKt)) через фазовращатель 19 на

90° и перемножитель 23 поступает на первый вход сумматора 28, а через перемножитель 24 - на второй его вход. С источника 21 колебание сигнала несущей частоты U(t)U.;, поступает на второй вход перемножителя 23 через фазовращатель 26 на 90 и на второй вход перемножителя 24 непосредственно. На выходе перемножителя 23 образуется сигнал ) U,(t) -Цц (t)Ui9Cos(not+mcosvKt) +

+90«)-Ui4Cos ot+90 )0,5U U tCosC4- -Slo)t-tncos «(t) -0,5U « (wo+no)t-f

« mcosv(t)J, a на выходе перемножителя 24 - Ui4(t)U nCt)-Ui,Ct) U,4 cos(Sl,t+mcosv(t))U ncostJpU 0,5U, Ui, cosC(u)e-, t-mcos4 t)J + +0,5U,, U, cos CCw,- n.) t+mcosvU) ,

Полагая U,U,5, и ,, что легко достигается практически, на выходе сумматора 28 получается колебание нижней боковой полосы частот (t)lL,(t)-U(t)(u;,- -Sl)t-mcos(f(t).

Верхняя боковая полоса частот имеет место при вычитании U7.j(t) из

Uj(t), U,,(t)U,(t)-U,, (t) UH cos (.H-«-nicos4 (t)J.

Сигнал Uj,(t) нижней боковой полосы частот поступает на один вход сумматор 35 через управляемый усилитель 32. С выхода компрессора 7 сигнал llyCt) (J + (t) )+и coswt поступает параллельно на низкочастотные входы перемножителей 15 и 17 соответственно через усилители 11 и 12. С источника 6 колебание ) подается на вход перемножителя 17 через фазовращатель 16 на 90, а на вход перемножителя 15 - непосредственно. На выходе этих перемножителей образуются колебания lL(t)U (t)-Ц (t) tUf cos((t) )+U,cosijt U4COS6;t 0, 5Ut U,,cosif(t) -fO,SU, и,, cos (2u;t+ +tKt))+0,5U,i U4+0,5U,i U С0821Л, lL(t)U.n(t)U., (t) U,cosi«))) + +Uii cosut U,4Cos(wt+90) 0,5U „U cos((f(t)-90) +0,5U,jU ,4cos(2wt+(r(t)+90 ) + +0,511,, и ftcos90 +0,5 U,,.(2ajt+ +90°).

ФНЧ 20 устраняет высокочастотные колебания (cos(2u)t+V(t)) и cos2u)t у ), a ФНЧ 22 - у Un(c). Фильтры 36 и 37 высоких частот, которые могут быть выполнены в виде разделительных конденсаторов ФНЧ 20 и 22, имеющих большую емкость, устраняют постоянную составляющую 0,5 U,,Uj. В результате на низкочастотньй вход перемножителя 25 подается колебание (t)0, ,icosi/(t), а на Iнизкочастотный вход перемножителя 27 -колебание Ц(t)0,5U ,U,jCOs((f(t) -90°). Колебание U,(t) с источника 21 поступает на высокочастотный вход перемножителя 25 непосредственно и на высокочастотный вход перемножителя 27 - через фазовращатель 26 на 90. На их выходах образуются напряжения lL.j5(t)Uio (t)-a2,(t) Uj9 cosiKt) w,t 0,5Uj, и i,cos(uJ,t-4(t)K +0,5U,,U j,-cos(w,,t + Lf(t)); U4-iU) U,(t)illij(t)U 2Cos4 t)-yO ) X xUi5COs(tu,t+90°)-0,5Uo2U tCOs(u;ot+ + ))-0,5U,TU-i4COs(u,t-ir(t)) .

Полагаем, что U,U,, a При сложении этих колебаний в сумматоре 29 на его выходе образуется верхняя боковая полоса частот (t) U.j4(t)+U.i,(t)U,io-U2,cos((t)), а при вычитании ) из UjjCt) 0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

нижняя боковая полоса члстот lLjj(t) U(t)-U,-,(t),cos((V, t-iKO) .

Так как на выходе сумматора 28 имеется нижняя бокопяя полоса частот, то и на выходе сумматора 29 должна быть нижняя боковая полоса частот. Поэтому сигнал с выхода перемножителя 27 поступает на вход сумматора 29 через фазоинвертор 30. Если нужно выделить верхнюю боковую полосу частот, то фазоинвертор 30 надо включить между перемножителем 23 и сумматором 28, соединив перемножитель 27 и сумматор 29 между собой непосредственно. Сигнал с выхода сумматора 29 через усилитель 33 и линию 34 задержки поступает на вход сумматора 35, на выходе которого образуется однополосное колебание U35(t)U3,(t)+ +aj(t)u,jcost(u o-«e)t-mcos/t) + +1/34 cos (a)ot-4(t) ). При наличии модулирующего сигнала U, сигнал и 3 меньше, что достигается установлением соответствующего режима управляемого усилителя 32 с помощью выпрямителя 31. При отсутствии модулирующего сигнала сигнал с выхода выпрямителя 31 1Ц (t)0 и мощность сигнала на выходе управляемого усилителя 32 устанавливается максимальной. В компрессоре 7 модулирующий речевой сигнал компрессируется по уровню на такую же величину, на какую подавляется колебание сигнала несущей частоты в перемножителе 2. Поэтому в паузах речи (при отсутствии модулирующего сигнала) на выходе компрессора 7 имеет место колебание поднесущей частоты такого же уровня, что и бокс- . вая полоса частот при наличии модулирующего сигнала.Колебание поднесущеЛ частоты устраняется после фильтров ФНЧ 20 и 22,без чего мощность на выходе усилителя 33 была бы одинаковой и при наличии и при отсутствии модулирующего сигнала. Но при отсутствии модулирующего сигнала (в паузах между словами) на выход поступает колебание поднесущей частоты повьшгенной мощности с выхода управляемого усилителя 32. В сумматоре 35 эти мощност.- ти складываются, результирующая мощность не должна превышать заданную определенную величину (для подвижной ради.связи).

Предложенная структура формирователя однополосного сигнала с угловой модуляцией при использовании его в

передающих устройствах, например передвижной радиосвязи, позволяет обеспечить повышение помехоустойчивости при уменьшенных нелинейных искажениях однополосного сигнала с угловой модуляцией.

Формула изобретения

Формирователь однополосного сигнала с угловой модуляцией, содержащий источник модулирующих сигналов, первый перемножитель, последовательно соединенные источник сигналов поднесущей частоты, второй перемножитель и первый фильтр нижних частот, последовательно соединенные первый фазовращатель, вход которого соединен с выходом источника сигналов под несущей частоты, третий перемножитель и второй фильтр нижних частот, последовательно соединенные источник сигналов несущей частоты, второй фазовращатель и четвертый пере-- множитель, последовательно соединенные пятый перемножитель, первый вход которого соединен с выходом источника сигналов несущей частоты, и первый сумматор, а также угловой модулятор, третий фазовращатель, причем выходы первого и второго фильтров нижних частот соединены соответственно с входами пятого и четвертого перемножителей через первый и второй фильтры высоких частот, отличающийся тем, что, с целью уменьшения .нелинейных искажений однополосного выходного сигнала, между выходом источника модулирующих сигналов и перзьм входом первого перемножителя введен третий фильтр нижних частот, меаду выходом первого перемножителя и вторым входом второго перемножителя введены

5

0

5

0

5

0

последовательно соединенные полосовой фильтр, первый усилитель, первый компрессор и второй усилитель, между выходом первого усилителя н входом углового модулятора введены последовательно соединенные второй компрессор, третий усилитель, детектор огибающей, четвертый усилитель и логарифмический преобразователь, между выходом первого компрессора и вторым входом третьего перемножителя введен пятый усилитель, между выходом четвертого перемножителя и вторым входом первого сумматора введен фазоинвертор, кроме того, введены последовательно соединенные шестой усилитель, вход которого соединен с выходом первого сумматора, линия за- . держки и второй сумматор, последовательно соединенные шестой перемножитель, первый вход которого соединен с выходом третьего фазовращателя, а второй вход - с выходом второго фазовращателя, третий сумматор и управляемый усилитель, выход которого соединен с вторым входом второго сумматора, седьмой перемножитель, первый вход которого соединен с выходом углового модулятора, второй вход - с выходом источника сигналов несущей частоты, а выход - с вторым яходом третьего сумматора, и выпрямитель, вход которого соединен с выходом пятого усилителя, а выход - с управляющим входом управляемого усилителя, при этом выход источника сигналов поднесущей частоты соединен с вторым входом первого перемножителя , управляющие входы первого и второго компрессоров соединены с выходом четвертого yci-шителя, а угловой модулятор вьшолнен в виде модулируемого по частоте автогенератора.

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - уменьшение нелинейных искажений однополосного выходного сигнала. Формирователь содержит полосовой фильтр 1, перемножители 2, 15, 17, 23, 24, 25 и 27, фильтры 3, 20 и 22 нижних частот, источник 4 модулирующих сигналов, усилители 5, 10, 11, 12, 13, 32 и 33, источник 6 сигналов поднесущей частоты, компрессоры 7, 8, логарифмический преобразователь 9, модулируемый по частоте автогенератор 14, фазовращатели 16, 19 и 26, детектор 18 огибающей, источник 21 сигналов несущей частоты, сумматоры 28, 29 и 35, фазоинвертор 30, выпрямитель 31, линию задержки 34 и фильтры 36 и 37 высоких частот. Данная структура формирователя при использовании его в передающих устройствах позволяет обеспечить повышение помехоустойчивости при уменьшенных нелинейных искажениях однополосного сигнала с угловой модуляцией. 1 ил.