Приемник однополосных компандированных сигналов Советский патент 1992 года по МПК H04B1/06 

ел

W

о о

Изобретение относится к однополосной радио- и проводной связи.

Известны приемники однополосных компандированных сигналов AM.

Наиболее близким по технической сущ- ности к изобретению является приемник, который содержит последовательно соединенные линейный тракт приема и фильтр боковой полосы, последовательно соединенные усилитель с автоматической регули- ровкой усиления и экспандер, соединенные последовательно полосовой фильтр пилот- сигнала, частотный детектор и экспоненциальный преобразователь, выход которого соединен с управляющим экспандером, а также когерентный детектор.

Основным недостатком прототипа является относительно высокий уровень нелинейных искажений его выходного сигнала, зеркальной помехи. Первое определяется тем, что нелинейной операции (экспандиро- ванию) подвергается широкополосный сигнал (речевой), а второе - недостаточно полным подавлением зеркальной помехи фильтром боковой полосы. Поэтому помехе- устойчивость приема будет заниженной.

Целью изобретения является уменьшение нелинейных искажений-при повышении помехоустойчивости,

Поставленная цель достигается тем, что в приемнике содержащем последовательно соединенные линейный тракт приема и фильтр боковой полосы, последовательно соединенные усилитель с автоматической регулировкой усиления и экспандер, соеди- ненные последовательно полосовой фильтр пилот-сигнала, частотный детектор и ненциальный преобразователь, выход которого соединен с управляющим входом экспандера, а также когерентный детектор, выход фильтра боковой полосы подключен к входу усилителя с автоматической регулировкой усиления, выход экспандера подключен к входу когерентного детектора, фильтр боковой полосы выполнен в виде фазного и квадратурного каналов, входы которых соединены, а каждый из каналов вы- полнен в виде последовательно соединенных входного смесителя, режек- торного фильтра пилот-сигнала, фильтра нижних частот и выходного смесителя, другие входы смесителей являются гетеродинным входом канала, сумматора, входы которого подключены к выходам выходных смесителей каналов, и гетеродина с часто- той сигнала, равной средней частоте фильтра боковой полосы, выход и квадратурный выход гетеродина подключены к гетеродинным входам синфазного и квадратурного ка- налов соответственно, при этом вход

полосового фильтра пилот-сигнала подключен к выходу входного смесителя синфазного канала.

На фиг. 1 представлена структурно- электрическая схема приемника; на фиг. 2 - спектры сигналов, поясняющие его работу.

Приемник содержит линейный тракт 1 приема, фильтр 2 боковой полосы, усилитель 3 с АРУ, экспандер 4, когерентный детектор 5. В блок 2 входят последовательно включенные полосовой фильтр 6 пилот-сигнала, частотный детектор 7, экспоненциальный преобразователь 8, синфазный 9 и квадратурный 10 каналы, каждый из которых состоит из последовательно включенных перемножителя 13 сигналов, режекторного фильтра 14 пилот-сигнала, фильтра 15 нижних частот, выходного перемножителя (смесителя) 16 сигналов, сумматор 12, один вход которого подключен к выходу блока 9, а другой - к выходу блока 10, гетеродина 11 с фазовращателем на 90°, синфазный выход которого подключен к в.ч. входу входного смесителя 13 блока 9, а квадратурный - к в.ч. входу входного смесителя 13 блока 10, выход блока 1 соединен с н.ч. входами блоков 13, выход блока 13 синфазного канала соединен с входом блока 6, выход блока 8 соединен с одним входом экспандера 4, а с другим его входом соединен выход сумматора 12 через блок 3, в.ч. входы блоков 16 соединены с в.ч. входами блоков 13 своих каналов.

Приемник работает следующим образом.

Входной сигнал одной боковой полосы, например нижней, состоит из однополосного компрессированного сигнала и однополосного сигнала, сформированного по ЧМ колебанию, несущему огибающую

UBx(t) - р (t) +

+KUcos urt - Qjt + mcos #(t), где m - индекс ЧМ;

i/(t) - фаза огибающей;

К 1 - константа.

Эти однополосные сигналы сформированы на одной несущей, а их спектры показаны на фиг. 2а, там же показана зеркальная помеха, расположенная в полосе подавленной боковой (верхней). И сигнал, и помеха фильтруются, усиливаются и переносятся на промежуточную частоту в линейном тракте 1 приема, после чего поступают на одни входы смесителей 13 обеих каналов 9, 10. Колебание гетеродина 11 подается на второй вход блока 13 канала 9 непосредственно, а на второй вход блока 13 канала 10 - со сдвигом по фазе на 90° (в квадратуре), причем частота колебания гетеродина выбрана

равной средней частоте компрессированного информационного однополосного сигнала, т.е. f0 fnp - 0,5 (Рмакс + Рмин) fnp -1526 Гц. В результате этого на выходе каждого смесителя 13 будет иметь место речевой сигнала, полоса частот которого переломана на его средней частоте РСр fnp - f о 1526 Гц и сложена вдвое, занимая полосу частот от 0 до 1250 Гц, т.е. в 2 раза меньшую полосу, плюс зеркальная помеха, отстоящая по частоте от речевого сигнала на 2РМин 600 Гц При этом ЧМ колебание находится между речевым сигналом и зеркальной помехой, как показано на фиг. 26, средняя частота которого 1325 Гц, а не 2850 Гц, а полоса 120 Гц. Все это входит в состав нижней боковой полосы на выходе смесителей 13. Верхняя боковая полоса представляет собой входной сигнал на частоте fnp + fo 2fnP, которая легко устраняется простейшим фильтром и поэтому не показана на фиг. 26, Режекторные фильтры 14 обоих каналов исключают ЧМ колебание и поэтому на входы ФНЧ 15 поступает только речевой сигнал и зеркальная помеха. Такой выбор частоты преобразования в блоках 13 позволяет максимально уменьшить крутизну характеристики затухания ФНЧ, составляющей около 2 дБ на один процент изменения частоты, и его полосу пропускания, что позволяет полностью отфильтровать зеркальную помеху Поэтому на фиг. 2в показан только сигнал на выходе ФНЧ 15 канала 9, а сигнал на выходе ФНЧ 15 канала 10 показан на фиг 2г Причем фазы половинок полос на фиг. 2в одинаковые (нулевые), а на фиг. 2г - противофазные (-90°, +90°). С выхода ФНЧ 15 сигналы поступают на н.ч входы выходных смесителей 16 Их в ч. входы соединены с в.ч. входами блоков 13 своих каналов 9 и 10 соответственно Спектр выходного сигнала блока 16 канала 9 показан на фиг. 2д, а выходного сигнала блока 16 канала 10-на фиг 2е Это двухполосные сигналы. Так как у входных н.ч. сигналов минимальная частота РМин 0, то боковые полосы на фиг. 2д и 2е сливаются между собой на этих фигурах показаны и фазы боковых полос. В сумматоре 12 складываются между собой спектры сигналов с блоков 16, образуя неискаженную верхнюю боковую полосу на несущей fH fo Pep. что показано на фиг. 2ё. При вычитании из сигнала блока 16 канала 9 сигнала блока 16 канала 10 получается нижняя боковая полоса на несущей fo + Pep. показанная на фиг 2ж Сигнал с выхода сумматора 12 после усиления и регулировки уровня в блоке 3 поступает на один вход экспандера 4 На второй его вход подается сигнал с выхода смесителя 13 канала 9 через последовательно включенные фильтр 6 пилот-сигнала, частотный детектор 7, экспоненциальный преобразователь 8. На выходе блока 7 имеет место логарифм

огибающей, поскольку она подвергалась логарифмированию на передающей стороне. Экспоненциальный преобразователь 8 устраняет этот логарифм и на вход экспандера 4 поступает неискаженная огибающая. Так,

на первом входе экспандера имеет место однополосныйинформационный сигнал, который является узкополосным (его полоса много меньше средней частоты), то гармоники н.ч. составляющих входного спектра

при экспандировании (нелинейном преобразовании) не попадают в полосу частот выходного сигнала экспандера Тем самым минимизируется уровень нелинейных искажений. Однополосный сигнал с восстановлбнной огибающей U(t) U(t) cos ом + pn(t) с выхода блока 4 поступает на один вход перемножителя когерентного детектора 5 На второй его вход (не показан) подается колебание опорной частоты Uo(t)

и cos UM. В результате перемножения этих сигналов и фильтрации на выходе блока 5 получается модулирующий сигнал с вос- становленной огибающей, имеющий минимальные нелинейные искажения при

отсутствии зеркальной помехи.

Технико-экономическим эффектом изобретения является минимизация нелинейных искажений и исключение зеркальной помехи в выходном сигнале, что повышает

помехоустойчивость связи

Формула изобретения Приемник однополосных компандиро- ванных сигналов, содержащий последовэтельно соединенные линейный тракт приема и фльтр боковой полосы, последовательно соединенные усилитель с автоматической регулировкой усиления и экспандер, соединенные последовательно полосовой

фильтр пилот-сигнала, частотный детектор и экспоненциальный преобразователь, выход которого соединен с управляющим входом экспандера, а также когерентный детектор, отличающийся тем, что, с целью

уменьшения нелинейных искажений при повышении помехоустойчивости, выход фильтра боковой полосы подключен к входу усилителя с автоматической регулировкой усиления, выход экспандера подключен к входу когерентного детектора, фильтр боковой полосы выполнен а виде синфазного и квадратурных каналов, входы которых соединены, а каждый из каналов выполнен в виде последовательно соединенных входного смесителя, режекторного фильтра пилот-сигнала, фильтра нижних частот и выходного смесителя, другие входы смесителей являются гетеродинным входом канала, сумматора, входы которого подключены к выходам выходных смесителей каналов, и гетеродина с частотой сигнала,

равной средней частоте фильтра боковой полосы, выход и квадратурный выходы гетеродина подключены к гетеродинным входам синфазного и квадратурного каналов соответственно, при этом вход полосового фильтра пилот-сигнала подключен к выходу входного смесителя синфазного канала.

Использование радиотехника в приемных устройствах Сущность изобретения приемник однополосных компандирован- ных сигналов содержит линейный тракт 1 приема, фильтр 2 боковой полосы усилитель 3 с автоматической регулировкой усиления, экспандер 4, когерентный детектор 5, полосовой фильтр 6 пилот-сигнала, частотный детектор 7 и экспоненциальный преобразователь 8 Фильтр 2 боковой полосы содержит синфазный канал 9, квадратурный, канал 10, гетеродин 11 и сумматор 12 Каждый из каналов 9,10 содержит входной сме- ситель 13, режекторный фильтр 14 пилот-сигнала, фильтр 15 нижних частот и выходной смеситель 16 Цель-уменьшение нелинейных искажений при повышении помехоустойчивости - достигается в додектор- ном зкспандировании сигнаяа при определенном выполнении фильтра боковой полосы и подключении полосового фильтра пилот-сигнала к выходу входного смесителя 13 синфазного канала 9 2 ил С TW in

t/M

ЈL

ОбП

Эерк. п

fo f $7Ji/)ftf fa+F/nin

5

ff -I/

fo f

ё

W

Эерк. помеха:

f

e C±I± (№

fo f

ФсиаО0

-&

f

sfiffjff

180