Формирователь сигналов с угловой модуляцией Советский патент 1991 года по МПК H03C3/02 

Изобретение.относится к радиотехнике и может быть использовано в модуляторах передатчиков сигналов с угловой модуляцией - частотной, фазовой и частотно-фазовой.

Целью изобретения является повышение линейности девиации частоты выходных сигналов.

На фиг.1 показана структурная схема формирователя сигналов с угловой модуляцией; на фиг.2 а-к - временные диаграммы, поясняющие работу формирователя сигналов с угловой модуляцией.

Формирователь сигналов с угловой модуляцией содержит генератор опорного сигнала 1, фазовый детектор 2, фильтр нижних частот 3, сумматор 4, синхронизируемый генератор 5, делитель частоты 6 с переменным коэффициентом деления, фазовращатель 7 на 90°, сумматор 8 по модулю М, блок 9 опорных напряжений, преобразователь 10 пилообразного сигнала в гармонический сигнал, включающий в себя двухполупериодный выпрямитель 11, первый вычитатель 12, квадратор 13, второй вычитатель 14. че- тырехвходовый сумматор 15 и перемножитель 16.

Формирователь работает следующим образом.

При поступлении через сумматор 4 на вход синхронизируемого генератора 5 постоянного напряжения (см. фиг.2а) сигнал на его выходе растет по линейному закону от уровня -М до уровня +М. При достижении выходным сигналом уровня +М происходит сбрасывание выходного сигнала в уровень

О

ч о о о о

-М, и выходной сигнал снова начинает возрастать пр линейному закону. Тангенс угла наклона линейно нарастающего выходного напряжения равен

ton -5° tga- -

0)

где г - постоянная времени интегрирования накапливакж(его сумматора по модулю М, на котором выполнен синхронизируемый генератор 5;

а0 - величина напряжения на входе синхронизируемого генератора 5.

Период пилообразного сигнала выразится как

т 2М .2Мт tg а а0

(2)

где М - постоянный уровень напряжения, подаваемый с блока 9.

Частота пилообразного сигнала

2 я угЭо,

fij --- при этом линейно зависит Т М т

от уровня а0.

При поступлении на вход формирователя сигналов с угловой модуляцией гармонического сигнала (см. фиг.2б) сигнал на входе синхронизируемого генератора 5 будет изменяться по тому же закону, как это показано на фиг.2в, Сигнал на выходе синхронизируемого генератора 5 будет иметь вид (см. фиг.2г)

1 t х-- f ( ао + A cos Qt) dt,

(3)

где А - амплитуда входного сигнала;

Q- его частота,

При этом сигнал на выходе синхронизируемого генератора 5 приобретает частотную модуляцию

ТГЈ + Mr

A cos Qt Mr

Ыо cos Qt

ft So

ftb тт- средняя частота; М т

(4)

,. П

- девиация частоты.

вень -М. Вследствие этого фаза выходного пилообразного сигнала изменяется на величину

р рм a (t) ,

(5)

л

где рм - - - индекс фазовой модуляции;

a(t) - сигнал на выходе фазовращателя 7 (см. фиг.2д).

Тогда изменение частоты из-за дополнительного фазового сдвига составит

#-ятР-твгА« 0 - 8

а частота пилообразного сигнала на выходе сумматора 8 будет равна

+CUj,AcOS Qt + m

Шо Qt ,

25

где

4-ш

jrQ

М

0

5

0

5

0

Из этого выражения видно, что девиация частоты tUd пилообразного сигнала на выходе сумматора 8 (см. фиг.2е) линейно растет с частотой модулирующего сигнала на входе формирователя сигналов с угловой модуляцией.

Преобразователь 10 формирует из пилообразного сигнала на выходе сумматора 8 гармонический сигнал без фазовых искажений, чтобы не нарушить линейный закон модуляции частоты. Осуществляется это следующим образом. Двухполупериодный выпрямитель 11 преобразует пилообразный сигнал в треугольный сигнал с постоянной составляющей М/2 (см. фиг.2ж).

На выходе первого вычитателя 12, после вычитания из этого сигнала уровня М/2, подающегося с блока 9, получается треугольный сигнал без постоянной составляющей (см. фиг.2и). Далее из треугольного сигнала без постоянной составляющей с помощью квадратора 13, четырехвходового сумматора 15, второго вычитателя 14 и перемножителя 16 формируется гармонический сигнал (см. фиг.2к) в соответствии с выражением

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в модуляторах передатчиков сигналов с угловой модуляцией - частотной, фазовой и частотно-фазовой. Цель изобретения - повышение линейности девиации частоты выходных сигналов. Формирователь сигналов с угловой модуляцией содержит сумматор 4, синхронизируемый генератор 5, делитель 6 частоты с переменным коэффициентом деления, фазовый детектор 2, фильтр 3 нижних частот и генератор 1 опорного сигнала. При помощи делителя 6, детектор 2, генератора 1, фильтра 3 и сумматора 4 образуется система фазовой автоподстройки частоты и производится стабилизация средней частоты. Средняя частота может быть изменена путем изменения коэффициента деления делителя 6. Цель достигается введением фазовращателя 7 на 90°, сумматора 8 по модулю М, блока 9 опорных напряжений, преобразователя 10 пилообразного сигнала в гармонический сигнал, включающий в себя двухполупериодный выпрямитель 11, два вычитателя 12, 14, квадратор 13, четырех- входовый сумматор 15 и перемножитель 16. 2 ил, сл с

В сумматоре 8 по модулю М приведенный на фиг.2г пилообразный сигнал складывается с сигналом на выходе фазовращателя 7, показанным на фиг.2д, и по достижении уровня +М сбрасывается в уро55

UBb.x 4yЈM-y2),

(8)

где у - мгновенное напряжение сигнала на выходе первого вычитателя 12.

Стабилизация средней частоты производится при помоши делителя частоты б, фазового детектора 2, генератора опорного сигнала 1, фильтра нижних частот 3 и сумматора 4, образующих систему фазовой ав- 5 топодстройки частоты. Средняя частота может быть изменена путем коэффициента деления делителя частоты 6 с переменным коэффициентом деления.

Поскольку в преобразователе 10 от- 10 сутствуют цепи с нелинейными фэзочастот- ными характеристиками, то он не создает фазовых искажений преобразуемого сигнала, что.в совокупности с обеспечением линейности роста напряжения синхронизи- 15 руемого генератора 5 повышает линейность девиации частоты выходного сигнала от частоты модулирующего сигнала.

Формирователь сигналов с угловой модуляцией может осуществлять частотную. 20 фазовую и частотно-фазовую модуляцию. Если входной модулирующий сигнал подается только на сумматор 4, то имеет место только частотная модуляция. При подаче входного модулирующего сигнала только на 25 фазовращатель 7 происходит фазовая модуляция. При одновременной подаче входного модулирующего сигнала на фазовращатель 7 и сумматор 4 имеет место частотно-фазовая модуляция.30

Формула изобретения Формирователь сигналов с угловой модуляцией, содержащий последовательно соединенные сумматор, синхронизируемый 35 генератор, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, фазовый детектор и фильтр нижних частот, выход которого соединен с вторым входом сумматора, и генератор опорного сигнала, выход которого 40 подключен к второму входу фазового детектора, первый вход сумматора является входом модулирующего сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения линейности девиации частоты выходных сигналов, синхронизируемый генератор выполнен на накапливающем сумматоре по модулю М и введены последовательно соединенные фазовращатель на 90°, сумматор по модулю М и преобразователь пилообразного сигнала в гармонический сигнал, блок опорных напряжений, выход сигнала уровня М которого подключен к второму входу синхронизируемого генератора и второму входу сумматора по модулю М, к третьему входу которого подключен выход синхронизируемого генератора, выход сигнала уровня 3/4 М блока опорных напряжений соединен с вторым входом преобразователя пилообразного сигнала в гармонический сигнал, выход сигнала уровня М/2 блока опорных напряжений подключен к третьему выходу преобразователя пилообразного сигнала в гармонический сигнал, выход которого является выходом формирователя сигналов с угловой модуляцией, а преобразователь пилообразного сигнала в гармонический сигнал состоит из последовательно соединенных двухполупериодного выпрямителя, первого вычитателя, четырех- входового сумматора и перемножителя и последовательно соединенных квадратора и второго вычитателя, выход которого подключен к второму входу перемножителя, второй, третий, четвертый входы четырех- входового сумматора и вход квадратора подключены к выходу первого вычитателя, вход двухполупериодного выпрямителя, второй вход первого вычитателя, второй вход второго вычитателя и выход перемножителя являются соответственно первым, вторым, третьим входами и выходом преобразователя пилообразного сигнала в гармонический сигнал,

Фиг.1

&

УШУ ЛЛЛчХ АЛ

и

А

А. Х .А .Л

И

V Ч/ V V V

Фиг. I