Частотный модулятор Советский патент 1991 года по МПК H04L27/10 

Сброс

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для формирования частотно-модированных сигналов в различных радиотехнических устройствах. Цель изобретения - уменьшение эффективной ширины спектра выходных сигналов. Частотный модулятор содержит источник 1 опорного напряжения, интегратор 2 со сбросом, блок сравнения 3, временной дискретизатор 4, запоминающий блок 5, счетчик 6, генератор 7 функций Уолша. Введение генератора 8 прямоугольного колебания, коммутатора 9, перемножителя 10 обеспечивает уменьшение ширины спектра выходных сигналов, что повышает эффективность использования полосы частот. 2 ил.

Фиг.

ON ON

СЛ СЛ СО О

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для формирования частотно-модулированных сигналов в различных радиотехнических устройствах.

Цель изобретения -уменьшение эффективной ширины спектра выходных сигналов.

На фиг, 1 представлена функциональная электрическая схема частотного модулятора; на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства.

Частотный модулятор содержит источник 1 опорного напряжения, интегратор 2 со сбросом, блок 3 сравнения, временной дискретизатор 4, запоминающий блок 5, счетчик 6, генератор7функций Уолша, генератора 8 прямоугольного колебания, коммутатор 9, перемножитель 10.

Частотный модулятор работает следующим образом.

В момент квантователь 4 (фиг.26) производит отсчет значения сигнала, поступающего на вход частотного модулятора. Полученное напряжение запоминается в запоминающем блоке 5 (фиг.2в). На выходе интегратора 2 (фиг,2г) формируется линейно нарастающее напряжение. Блок 3 сравнения (фиг.2д) сравнивает это напряжение с напряжением на выходе запоминающего блока 5 и возвращает интегратор,2 в исходное состояние, когда напряжения оказываются одинаковыми. В результате на выходе интегратора 2 формируется пилообразное напряжение. Амплитуда и длительность зубцов этой пилы пропорциональны напряжению на выходе запоминающего блока 5. С выхода блока 3 сравнения импульсы, которые возвращают интегратор 2 в исходное состояние, подаются также на вход счетчика 6. На n-м выходе счетчика (фиг.2е), где - число элементов функции Уолша, формируемой генератором 7 функций Уолша, появляется импульс, если из блока 3 сравнения получено 2П импульсов. Этот импульс возвращает запоминающий блок 5 в исходное состояние и записывает с помощью квантователя 4 новый отсчет значений сигнала. При этом расстояние между точками отсчетов зависит от величины значений сигнала в моменты отсчетов. После выработки этого импульса счетчик возвращается в исходное состояние, когда все разряды счетчика обнулены,

Импульсы с выхода блока 3 сравнения поступают также на тактовый вход генератора 7 функций Уолша, на выходе которого формируется определенная функция Уолша (фиг.2ж), поступающая на первый вход перемножителя 10.

Импульсы с выхода блока 3 сравнения поступают также на тактовый вход генератора 8 прямоугольного колебания (фиг,2з), в результате чего длительность прямоугольных импульсов на его выходе оказывается равной длительности элементов функции Уолша.

Коммутатор 9 устроен так, что при поступлении на его управляющий вход нулевого потенциала на его выходе формируется сигнал, поступающий на первый информационный вход, а при поступлении на его управляющий вход положительного потенциала на его выходе формируется сигнал,

поступающий на второй информационный вход. Напряжение на выходе источника 1 показано на фиг.2и.

Так как управляющий вход коммутатора 9 подключен к выходу (п-1)-го разряда счетчика 8 (фиг.2й), то в течение первого полупериода формирования функции Уолша на выходе генератора 7 функций Уолша на выходе коммутатора 9 формируется прямоугольное колебание, а в течение второго полупериода на

выходе коммутатора 9 формируется отрицательное напряжение (фиг.2к).

Таким образом, в течение периода времени &t на первый вход умножителя 10 поступает функция Уолша, а на второй вход перемножителя 10 - сигнал с выхода коммутатора 9. В результате на выходе перемножителя 10 формируется частотно-модулированный выход ной сигнал (фиг.2л).

Система выходных сигналов, формируемая предлагаемым частотным модулятором, как и система выходных сигналов, формируемая известным модулятором, является ортогональной, в чем легко убедиться путем перемножения двух сигналов, входящих в

одну систему.

Если все спектры сигналов, входящих в систему, имеют одинаковую ширину и занимают одну и ту же полосу частот, то РШст. F (где Рсист. ширина полосы частот, занимаемая системой сигналов, F - ширина спектра одиночного сигнала). При различной ширине спектров РСист. - максимальной ширине спектра,

Чем больше блоков имеет сигнал (блок последовательность одинаковых элементов), тем больше эффективная ширина спектра сигнала .

Выходные сигналы, описываемые функциями Уолша, имеют количество блоков:

1,2„3N.

Поэтому выходные сигналы, формируемые прототипом, имеют различную эффективную ширину спектра, при этом наибольшую эффективную ширину спектра имеет выходной сигнал, у которого число блоков N 2П (т.е. меандр),

мЛэфф - /Г г:,

где At - длительность элемента.

Выходные сигналы, формируемые предлагаемым модулятором, имеют количество блоков

, NN+2

/u YM/1M/ 2

и значение наибольшей эффективной ширины спектра выходного сигнала с учетом

N+2 /и -ту- определяется согласно выражению:

«МФ-f T.

где Дг - длительность элемента сигнала; // - число блоков;

N - число элементов.

Использование изобретения позволяет создавать частотные модуляторы, обеспечивающие уменьшение ширины спектра выходных сигналов, что повышает эффективность использования полосы частот.

Формулаизобретения

Частотный модулятор, содержащий последовательно соединенные временной ди- скретизатор и запоминающий блок, а также

последовательно соединенные источник опорного напряжения, интегратор со сбросом, блок сравнения и генератор функции Уолша, а также счетчик, при этом выход блока сравнения подключен к входу счетчика и установленному входу интегратора со сбросом, выход п-го разряда счетчика соединен с установленными входами временного ди- скретизатора и запоминающего блока, выход которого соединен с другим входом блока сравнения, отличающийся тем, что, с целью уменьшения ширины спектра выходных сигналов, введены последовательно соединенные генератор прямоугольного колебания и коммутатор, другой вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а также перемножитель, один вход которого соединен с выходом генератора функций Уолша, другой вход - с выходом коммутатора, управляющий вход которого соединен с выходом (п-1)-го разряда счетчика, при этом тактовый вход генератора прямоугольного колебания соединен с выходом блока сравнения, а выход перемножителя является выходом устройства.

б

о ПИШИ I И И I I МИШИ

:i

elII l

,fl,), Wofft.gtj i

У L

и

ТПЛП-Л-л

./iS. S(5.ei) pi-tt ealt

vT1