Устройство для преобразования частоты Советский патент 1989 года по МПК H03D7/16 

ел

N5

СО 4i

О 00

Изобретение относится к радиоприемной технике.

Цель изобретения - повьшение чувствительности .

На фиг.1 представлена структурная блок-схема устройства для преобразования частоты; на фиг.2 - структурная блок-схема блока квадратурного преобразования частоты.

Устройство для преобразования частоты содержит соединенные в кольцо первый преобразователь частоты, в состав которого входят первый 1 и второй 2 смесители, содержащие на выходах фильтры нижних частот для подавления колебаний с суммарной частотой сигнала и гетеродина, пер- Bbtfi 3 и второ 4 усилители на диапазон частот, примерно, от П/4 до ЗП/4 (где П-полоса частот сигнала или удвоенная полоса сообщения), второй преобразователь частоты, выполненный в виде блока квадратурного преобразования частоты, в состав которого входят первый фазовращатель 5 на частоты примерно от П/4 до ЗП/4 со сдвигом -90 (преобразователь Гильберта), первый вычитатель (сумматор) 6, первый 7 и второй 8 фазовы детекторы, второй фазовращатель 9 на -90° для частот примерно о нуля до П/2, и второй вычитатель (сумматор) 10, фильтр 11 нижних частот на частоты от нуля до П/2, полоса частот может переключаться, подстраиваемый генератор 12 с центральной частотой, равной частоте принимаемого сигнала, блок смещения частоты, содержащий первый 13 и второй 14 перемножители и генератор 15 вспомогательной частоты. Выходом устройства для преобразования частоты является выход второго вычитателя 10. Входом устройства для преобразования частоты являются объединенные первые входы первого 1 и второго 2 смесителей. При использовании изобретения в составе радиоприемника на входе устройства обычно включается цепь, состоящая из антенны, входной цепи и усилителя радиочастоты.

Кроме того, блок квадратурного преобразования частоты может содержать третий 16, четвертый 17, пятый 18 и шестой 19 фазовые детекторы, третий 20 и четвертый 21 фазовращатели на девяносто градусов и суммато вычитатель 22.

Устройство для преобразования частоты работает следующим образом. Принимаемый сигнал

и А cos((Jrt + UOt) ,

где А - амплитуда;

СО частота подстраиваемого ге- нератора 12;

АО- расстройка входного колебания относительно частоты подстраиваемого генератора поступает на объединенные входы смесителей 1 и 2. Подстраиваемый генератор 12 вырабатывает колебание

U,cos(COrt +Cfr),

где tp - фаза подстраиваемого генератора.

Генератор 15 вспомогательной частоты вьфабатывает колебания

(Qt+Cfe);

sin(nt+Lf6),

где Q - частота генератора вспомо- гательной частоты; Lpg - его фаза.

В результате перемножения в перемножителях 13 и 14 образуются колебания

и,5 cos()) cos(S2 t + q e,) ; Ui4 cos(G),t+Lp)- sin(Q t + Cfg) ,

которые подаются на вторые входы

смесителей 1 и 2. В результате перемножения входных и управляющих колебаний и последующей фильтрации на выходах смесителей 1 и 2 имеют место

напряжения

и, - cos(uCO -М,). cos(Qt+

);

Ui --- - cod(iUt-q r) siп(

Эти напряж: ния усиливаются усили- телями 3 и 4.

После сдвига колебаний в первом фазовращателе 5 на -90° и вычитания в первом вычитателе 6 части спектра /

выходное колебание первого вьпшта- теля 6 представляет собой сдвинутую по частоте на Q сумьгу боковых составляющих спектра и низкочастотную добавку. Низкочастотная часть спектра от нуля до Q подавляется в блоке квадратурного преобразования частоты в котором осуществляется также преобразование спектра к нулевой частоте. Осуществляется это путем перемножения выходного сигнала первого вычитателя 6 в фазовых детекторах 7 и 8 с колебаниями, вырабатывае1Ф1ми генератором 15 вспомогательной частоты:

,5 cos(Qt+C| g);

, (-1) sin(Q t+lfe,) ,

с последующими сдвигом фазы выходного ксйлебания первого фазового детектора 7 при помощи второго фазовращателя 9 и вычитанием полученных сигналов во втором вычитателе 10.

Фильтр 11 нижних частот и подстраиваемый генератор 12 образуют цепь обратной связи и обеспечивают фазовую автоподстройку частоты таким образом, что в полосе захвата разность между фазой входного колебания и подстраиваемого генератора 12 устанавливается равной, приблизительно, величине П/2.

При изменении частоты сигнала, ее- ли сигнал частотно модулирован, ошибка слежения снимается с выхода блока квадратурного преобразования частоты (выхода второго вычитателя 10).

Блок квадратурного преобразования частоты может быть реализован также (фиг.2) на фазовых детекторах 16-19, подключенных к входам сумматора-вы- читателя 22 соответственно непосредственно и через фазовращатели 20 и 21 на 90°.

При реализации предлагаемого устройства для преобразования частоты, приведенной на фиг.1, с использованием цифровых элементов аналого-цифровое преобразование целесообразно осуществлять над выходными сигналами усилителей 3 и 4, которые могут быть выполнены избирательными.

Кроме того, дополнительной фильтрации может быть подвергнут и выходной сигнал первого вычитателя 6.

, Формула

6

ч о

б р

и я

0

5

0

1. Устройство для преобразскания частоты, содержащее соединенные: в кольцо первый преобразователь . тс ты, nepBbtfi вход которого является входом устройства, второй преобразователь частоты, фщтьтр нижних члстот, подстраиваемый генератор и блок сме-- щения частоты, генератор вспомогательной частоты, выходы которого соединены с соответствующими входами второго преобразователя частоты и блока смещения частоты, отличающееся тем, что, г целью повьши:- ния чувствительности, первый преобразователь частоты выполнен в виде двух цепей, каждая из которых содержит последовательно соеди} енныс сыс- сит.ель и усилитель, при этом лервые входы смесителей обеих цепе.11 объединены и являются первым входом пер-- вого преобразователя частоты, выходь усилителей являются соответственно первым и вторым выходами первого преобразователя частоты, BTOpbiM и тре- Фьим входами которого являются вторше входы смесителей, второй npeof ази.га тель частоты выполнен п яйце блох л квадратурного преобрачовате;тя частотц. а блок смещения чаг.оты содержит nt p- вый и второй перемт.жит .:;, первые входы KOTOpbix объединены и являютс.- первым входом блока смегдения чаггсть), который подклю :он к вьrxoд подстраи- Баемого генератора, вторые входы перемножлтелей являются соотве:стнен- но вторым и третьим БХСДЛМИ блок. смещения частоты, которые соединены с соответствующими выходами reitepa- тора вспомогательной частоты, а выходы перемножителей япляются перпьич и вторым выходлгги Слск;- сме. чеки г UUCTO- ты, которые соедршепм ссстЕС-тстреьнг. г вторым и третьим Бxcлa D первот о преобразователя частоты.

2. Устройство по п.1, о т л и - чающееся тем, что блок квадратурного преобра. овапия частот:.. содержит соединенные последонятельно первый фазовращатель, вход которого ЯБ- ляется первым входом блекл квадратурного преобразователя частоты и подключен к первом ныхиду г.ервого преобразователя частоты, Г1ервь й вычитатель, второй вход которого является вторым входом блока квадратурного преобразования частоты и подключен к второму

0

5

0

5

выходу первого преобразователя частоты, первый фазовый детектор, второй фазовращатель и второй вычитатель, выход которого является выходом блока квaдpaтyp oгo преобразования частоты и выходом устройства, а также второй фазовый дeтeкtop, вход которого соединен с выходом первого вы- читателя, а выход - с вторым входом второго вычитателя, а вторые входы первого и второго фазовых детекторов являются соответственно вторым и третьим входами блока квадратурного преобразования частоты,, которые подключены к соответствующим выходам генератора вспбмогательной частоты. 3. Устройство по п.1, о т л и - чающееся тем, что блок квадратурного преобразования частоты содержит сумматор-вычитатель, выход которого является выходом блока, квадратурного преобразования частоты и выходом устройства, а также третий четвертый, пятый и шестой фазовые

5

0

детекторы, при этом входы третьего и четвертого, а также пятого и шестого фазовых детекторов объединены и являются соответственно первым и вторым входами блока квадратурного преобразования частоты, которые подключены соответственно к первому и второму выходам первого преобразователя частоты, при зтом выходы третьего и пятого фазовых детекторов соединены с соответствующими входами сумматора- вычитателя непосредственно, а выходы четвертого и шестого фазовых детекторов соединены с соответствующими входами сумматора-вычитателя соответственно через третий и четвертый фазовращатели, вторые входы третьего и шестого, четвертого и пятого фазовых детекторов объединены и являются соответственно вторым и третьим входами блока квадратурного преобразования частоты, которые подключены к соответствующим выходам генератора вспомогательной частоты.

Изобретение относится к радиоприемной технике. Цель изобретения - повышение чувствительности. Устройство для преобразования частоты содержит соединенные в кольцо первый преобразователь частоты, в состав которого входят первый и второй смесители 1,2 и первый и второй усилители 3,4, второй преобразователь частоты, выполненный в виде блока квадратурного преобразования частоты, содержащего первый фазовращатель 5, первый вычитатель 6, первый и второй фазовые детекторы 7,8, второй фазовращатель 9 и второй вычитатель 10, фильтр 11 нижних частот, подстраиваемый генератор 12 и блок смещения частоты, содержащий первый и второй перемножители 13,14, а также генератор 15 вспомогательной частоты. Кроме того, блок квадратурного преобразования частоты может содержать третий, четвертый, пятый и шестой фазовые детекторы, третий и четвертый фазовращатели и сумматор-вычитатель. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.