Формирователь однополосного сигнала Советский патент 1992 года по МПК H03C1/52 

Г

Изобретение относится к области радио- и проводной связи.

Известны формирователи однополосного сигнала с разделенной пополам полосой частот.

Наиболее близким к изобретению является устройство, содерхощее последовательно включенные генератор модулирующего сигнала, формирователь однополосового сигнала (ФОС) фильтровым методом, компрессор, два когерентных детектора с параллельно включенными входами, два ФОС фазокомпенсационным методом, перемножители которых подключены своими входами н.ч. к выходам когерентных детекторов два сумматора и детектор огибающей, подключенные параллельно своими входами к выходу первого ФОС фазокомпенсационным методом, а выход детектора огибающей подключен ко вторым входам сумматоров, две цепи, каждая из которых состоит из последовательно соединенных блока извлечения корня квадратного, фазорасщепителя, коммутатора и подключена своим входом к выходу одного сумматора, а своим выходом - к н.ч. входам перемножителей четвертого ФОС фазокомпенсационным методом, цепь синхронизации, подключенную своим входом к выходу второго ФОС фазокомпенсационным методом и содержащую последовательно вклю- ченныеусилитель-ограничитель,

дифференцирующую цепочку, усилитель, триггер, подключенный ко второму входу второго коммутатора, второй вход второго коммутатора подключен через второй триггер к выходу дифференцирующей цепочки.

Основным недостатком прототипа является относительно высокий уровень нели- нейных искажений выходного сигнала ввиду наличия двух нелинейных блоков извлечения корня квадратного из входного сигнала.

Цель изобретения - уменьшение нелинейных искажений.

Поставленная цель достигается тем, что в формирователь однополосного сигнала, содержащий последовательно соединенные генератор модулирующего сигнала, первый перемножитель, полосовой фильтр, первый усилитель, компрессор и второй усилитель, последовательно соединенные фазорасщепитель на 180° и коммутатор, второй вход которого подключен к второму выходу фазорасщепителя на 180°, последовательно соединенные усилитель-ограничитель, дифференцирующую цепь и третий усилитель, триггер, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора, последовательно соединенные первый

когерентный детектор, четвертый усилитель, второй перемножитель, сумматор и пя- тый усилитель, последовательно соединенные второй когерентный детектор,

выход которого подключен к входу первого когерентного детектора, шестой усилитель и третий перемножитель, выход которого подключен к другому входу сумматора, первый генератор несущей частоты, выход которого соединен с вторым входом первого перемножителя, первый фазовращатель на 90°, выход которого соединен с вторым входом второго когерентного детектора, второй фазовращатель на 90°, вход которого подключен к второму входу второго перемножителя, а выход которого соединен с вторым входом третьего перемножителя, и второй генератор несущей частоты, причем выход пятого усилителя является выходом формирователя однополосного сигнала, введены делитель частоты на два, вход которого подключен к выходу первого генератора несущей частоты, а выход которого подключен к второму входу первого когерентного детектора и к входу первого фазов- ращателя на 90°, последовательно

соединенные дискретизатор, вход которого соединен с выходом второго усилителя и с входом усилителя-ограничителя, блок интегрирования и линия задержки, выход которой подключен к входу фззорасщепителя

на 180°, однополупериодный выпрямитель, вход которого соединен с выходом третьего усилителя, а выход которого соединен с входом триггера, причем, выход подключен к входу первого когерентного детектора, а выход второго генератора несущей частоты соединен с входом второго фазовращателя на 90°.

На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого формирователя; на фиг. 2 временные диаграммы напряжений на выходе блоков, поясняющие его работу.

В состав формирователя однополосного сигнала входят генератор 1 модулирующего сигнала, перемножители 2, 15 и 16

сигналов, генераторы 3 и 13 несущей частоты, полосовой фильтр 4, усилители 5, 14,19, 25, 11, 12 и 23, компрессор 10, дискретизатор 18, сумматоры 20 и 21, дифференцирующая цепь 22, линия 24 задержки,

фазовращатель на 180° 26, однополупериодный выпрямитель 27, коммутатор 28, триггер 29, делитель частоты на два б, когерентные детекторы 7 и 8, фазорасщепители на 90° 9 и 17.

Формирователь работает следующим образом.

Модулирующий сигнал Ui(t) U(t)cos p(i)

с блока 1 поступает на один вход перемножителя 2 сигналов, на второй вход которого подается колебание Us(t) Uacos o)t с генератора 3. На выходе блока 2 образуется двухполосное колебание

U2(t) Ul(t) -U3(t) U(t)cOS (t)U3COS 0)1

0,5 U(t) Uacos ш t + p (t) + +0,5 U(t)U3COs ft; t - p (t), которое поступает на вход полосового фильтра 4. Последний, например электромеханический, пропускает на свой выход только одну боковую полосу (ОБП AM), например верхнюю (первое слагаемое L)2(t). Колебание ОБП AM усиливается по амплитуде в блоке 5, компрессируется по уровню в блоке 10 настолько глубоко (около 45 дБ), что на его выходе сигнал ОБП AM имеет практически постоянную амплитуду, Атак как несущая частота ш много больше частоты модулирующего сигнала d p (t)dt ( и d $t)/dt, то однополосный сигнал представляет собой практически гармоническое колебание (синусоиду). Далее этот сигнал усиливается по амплитуде в резонансном усилителе 14 и поступает на вход сумматора 21 через дис- кретизатор 18.

Дискретизированная синусоида LHs(t) на выходе блока 18 представляет собой импульсное колебание, амплитуда которого меняется по величине и знаку (фиг, 2). Поэтому на выходе сумматора (интегратора) 21 напряжение растет от момента, соответствующего началу синусоиды до ее полупе ри- ода Т/2, после чего начинает уменьшатся и в конце периода Т оно становится равным нулю в силу постоянства амплитуды и условия omega d p (t)/dt. Далее процесс повторяется. Как следует из фиг. 2, напряжение на выходе интегратора 21 такой же структуры, как и на выходе двухполупериод- ного выпрямителя, т.е. одного знака. Поэтому его огибающая U2(t) 1)21 sin 0,5 + p(i), где вертикальные линии означают модуль. Если напряжение U2i(t) сделать знакопеременным (синусоидальным), то тогда получится однополосный сигнал с разделенной пополам полосой частот. Для этого колебание U2i(t) подается на один вход коммутатора 28 через линию 24 задержки и фазорасщепитель на 180° 26.

На второй (управляющий) вход блока 28 подается колебание с выхода усилителя 14 через последовательно соединенные усилитель-ограничитель 19, дифференцирующую цепь 22, усилитель 25, однополупериодный выпрямитель 27, триггер 29. Структура колебаний на выходе названных блоков показана на фиг. 2. При наличии импульса L)29(t) на управляющем входе коммутатора 28 (выходе триггера 29) на вход коммутатора 28 подключается выход фазорэсщепителя одной фазы, а при отсутствии управляющего импульса - противоположной фазы. В результате этого на выходе коммутатора имеет место неискаженный однополосный сигнал постоянной амплитуды, частота которого в два раза меньше частоты сигнала на входе

0 блока 18. Далее дискретизированный сигнал одной боковой полосы, который широкополосен, необходимо преобразовать в непрерывный, узкололосный с помощью фильтра. Так как фильтрация эффективнее в

5 низкочастотном диапазоне и все равно однополосный сигнал надо переносить на рабочую частоту передатчика, то с выхода коммутатора 28 сигнал подается на один вход когерентных детекторов 7 и 8. На

0 другой вход блока 7 подается колебание несущей частоты с блока 3 через делитель частоты в два раза. На другой вход блока 8 подается колебание с выхода блока б через фазовращатель на 90° 9. На выходе когерен5 тных детекторов образуются колебания

итО-ЦгвЮ -Ue(t) U28 cos 0,5 (О t (t) Ue cos 0,5 a) t

0,5 Leslie cos 0,5 p (t) + Б.Ч.; Us(t) U28(t) Ug(t) 1)28 cos 0,5 w t +

0 + p (t)U9 cos (0,5 #t) + 90°)

0,5 U28Ug cos 0,5 $t) - 90° + Б.Ч.

Высокочастотные (в.ч.) составляющие имеют частоты больше о) и поэтому ФНЧ

5 когерентных детекторов, частоты среза которых равны 0,5 Qvox легко их отфильтровывают. Далее колебание с выхода блока 7 поступает на н.ч. вход перемножителя 15 через усилитель 11. а колебание с выхода

0 блока 8 - на н,ч,вход перемножителя 16. На второй вход перемножителя 15 подается колебание с выхода генератора 13 непосредственно, а на второй вход блока 8 - через фазовращатель 17. На выходе блоков 15 и

5 16 образуются колебания

Ui5(t) U7(t) -Ui3(t) 0,5 U28U6 cos 0, (t) Ui3 -cos ffib t 0,25 U28 UeUia cos УЬ t + 0,5 y(t) + 0+ 0,25 U28U6Ui3 cos to t - 0,5 p(t);

Ui6(t) Ua(t)-Ui7(t)

0,5 l)28Ug cos 0,5y(t) - 90° Ui cos (ftte t + + 90°) 0,25 U28U9U1 cos WQ t + 0,5 $t) - -0,25 U2sUgUi7 cos ftfc t - 0,5 p(t)( которые затем поступают на вход сумматора 20, в результате чего на его выходе образуется однополосное колебание на рабочей частоте передатчика

U2OB(t) Ui5(t) + Ui6(t) 0,5 U28UeUi3 cos (Do t + 0,5 p (t); U9 U6;Ui3 Ui7.

Если же вычесть из Uis(t) колебание Uie(t), то получится нижняя боковая полоса

U20n(t) Ul5(t)-Ul6(t)

0,5 U28UeUi3 cos t - 0,5 $t).

Технико-экономическим эффектом изобретения является уменьшение нелинейных искажений за счет того, что используется не два нелинейных блока извлечения корня квадратного, как в прототипе, а введенный дискретизатор и сумматор (интегратор), являющиеся линейными,

Формула изобретения Формирователь однополосного сигнала, содержащий последовательно соединенные генератор модулирующего сигнала, первый перемножитель, полосовой фильтр, первый усилитель, компрессор и второй усилитель, последовательно соединенные фа- зорасщепитель на 180° и коммутатор, второй вход которого подключен к второму входу фазорасщепителя на 180°, последовательно соединенные усилитель-ограничитель, дифференцирующую цепь и третий усилитель, триггер, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора, по- следовательно соединенные первый когерентный детектор, четвертый усилитель, второй перемножитель, сумматор и пятый усилитель, последовательно соединенные второй когерентный детектор, вход которого подключен к входу первого

когерентного детектора, шестой усилитель и третий перемножитель, выход которого подключен к другому входу сумматора, первый генератор несущей частоты, выход которого соединен с вторым входом первого перемножителя, первый фазовращатель на 90°, выход которого соединен с вторым входом второго когерентного детектора, второй фазовращатель на 90°, вход которого

подключен к второму входу второго перемножителя, а выход соединен с вторым входом третьего перемножителя, и второй генератор несущей частоты, причем выход пятого усилителя является выходом формирователя однополосного сигнала, отличающийся тем, что, с целью снижения нелинейных искажений выходного сигнала, введены делитель частоты на два, вход которого подключен к выходу первого генератора несущей частоты, выход - к второму входу первого когерентного детектора и к входу первого фазовращателя на 90°, после- до ательно соединенные дискретизатор, вход которого соединен с выходом второго

усилителя и с входом усилителя-ограничителя, блок интегрирования и линия задержки, выход которой подключен к входу фазорасщепителя на 180°, однополупериодный вы- прямихеш,, вход которого соединен с

выходом третьего усилителя, а выход - с входом триггера, причем выход коммутатора подключен к входу первого когерентного детектора, а выход второго генератора несущей частоты соединен с входом второго фэзовращателя на 90°.

У ЧУ

(Риг. I

Изобретение относится к радио- и проводной связи. Цель - снижение нелинейных искажений выходного сигнала. Сигналы с генератора 1 модулирующего сигнала и генератора 3 несущей частоты, проходя через первый перемножитель 2, полосовой фильтр 4 и компрессор 10, преобразуются в однополосный сигнал с постоянной амплитудой. Последовательно соединенные диск- ретизатор 18, блок 21 интегрирования и линия задержки 24 формируют однополяр- ный сигнал, а с помощью последовательно соединенных фазорасщепителя 26 на 180° и коммутатора 28, а также последовательно Н соединенных усилителя-ограничителя 19, дифференцирующей цепи 22, однополупе- риодного выпрямителя 27 и триггера 29, управляющих работой коммутатора 28, формируется однополосной сигнал с меньшей в два раза частотой. Последовательно соединенные первый когерентный детектор 7, второй перемножитель 15 и сумматор 20, а также последовательно соединенные делитель 6 частоты на два, первый фазовращатель 9 на 90°, второй когерентный детектор 8 и третий перемножитель, выход которого подключен к второму входу сумматора 20, переносят сигнал на частоту второго генератора 13 несущей частоты, подключенного к второму входу второго перемножителя 15, а также к входу второго фазовращателя 17 на 90°, выход которого подключен к второму входу третьего перемножителя 16. Усилители 5, 11, 12. 14, 23 и 25 служат для повышения уровня сигнала. Использование дискретизатора 18 и блока 21 интегрирования позволяет снизить нелинейные искажения по сравнению с прототипом. 2 ил. VI ел CJ ел vj со