Формирователь однополосного сигнала Советский патент 1974 года по МПК H03C1/48 

Изобретение относится к области преобразовательной техники, в частности, к формирователям однополосного сигнала, и может быть использовано для преобразования частоты сигналов телемеханики, телеметрии, радиосвязи и многоканальной связи. Предлагаемое устройство использует метод формирования однополосносо сигнала, который сочетает в себе основные положительные свойства двух широко известных методов: фильтрового и фазокомпенсационного. Электрическая схема, основанная на этом методе, представляет собой двухканальный двухкаскадный преобразователь частоты с элементами Холла. Источник модулированиего сигнала подключен ко входу верхнего и нижнего каналов одновременно через развязывающее устройство. Выходы каналов подсоединены к общей лагрузке посредством суммирующего шестиполюсника. Преобразователи частоты устройства питаются от двух генераторов несущей частоты, подключенных к обмоткам. Преобразователи частоты с элементами Холла нижнего канала питаются от соответствующих генераторов несущей частоты пепосредственно, а преобразователи частоты верхнего канала - через фазовран,атели сдвига на 90°. В каждом канале между каскадами преобразователей частоты включены фильтры частот для фильтрации продуктов преобразования от первой пары преобразователей частоты. Особенностью схемы является то, что частота несущей первого каскада преобразоваНИН выбирается равной средней частоте исходного модулирующего сигнала. В этом случае 1 ижняя боковая полоса выходного сигнала первого каскада преобразования получается по ширине спектра вдвое .меньше исходного сигнала, что позволяет использовать фильтр нижних частот для выделения полезных и подавления неиспользуемых составляющих выходного сигнала преобразователей частоты первого каскада преобразования. Объясняется это тем, что увеличивается до максимально возможной относительная полоса фильтрации, характеризующая ширину свободного интервала частот между боковыми полосами. Известно, что для глубокого подавления неиспользуемой боковой но.юсы необходимо в устройстве выполнить определенные амплитудно-фазовые соотношения. В схеме рассматриваемого формирователя имеются частотнозависимые элементы (входное развязывающее и выходное суммирующее устройства, трансформаторы нреобразователе час1оты), из-за которых упомянутые условия компенсации трудно вынолнимы. Кроме того, к таким элементам предъявляются не менее жесткие требования и в отношении симметрии. С целью повышения степени подавления неиспользуемой боковой полосы частот необходимо построить формирователь однополосного сигнала таким образом, чтобы в его электрической схеме содержалось минимум элементов, которые могли бы отрицательно влиять на амплитудно-фазовые соотношения устройства. Для этого входные электроды элементов Холла первых каскадов преобразователя соединены последовательно между собой и подключены к источнику модулирующего сигнала, а их выходные электроды через фильтры нижних частот соединены с выходными электродами элементов Холла вторых каскадов преобразователя. Выходные электроды последних соединены между собой последовательно и подключены к обш,ей нагрузке. На чертеже приведена схема формирователя однополосного сигнала. Основными элементами схемы однополосного сигнала являются модуляторы 1, 2, 3 и 4, основанные на эффекте Холла. Каждый модулятор состоит из полупроводниковой пластины (пленки) 5 с двумя парами выводов 6 и 7 и сердечника 8 из магнитного материала с обмоткой 9. Пара 6 - токовые или входные электроды. Пара 7 - холловские или выходные электроды. Входные электроды модуляторов 1 и 2 соединены последовательно, образуя вход устройства. Ко входу устройства подключается источник сигнала 10. Выходные электроды модуляторов 3 и 4 соединены последовательно, образуя выход устройства. Выход устройства подключен к общей нагрузке 11. Выход модулятора 1 соединен со входом модулятора 3 через фильтр нижних частот 12. Выход модулятора 2 соединен через фильтр нижних частот 13 со входом модулятора 4. Дополнительное регулировочное сопротивление 14 служит для выравнивания напряжений по величине, получающихся на выходных зажимах модулятора 3 и 4. К обмоткам 9 модуляторов 1, 2, 3 и 4 подсоединены генераторы несущей частоты 15 и 16. Причем к обмоткам модуляторов 2 и 4 колебания несущей частоты подводятся непосредственно от источников, а к обмоткам модуляторов 1 и 3 - со сдвигом фазы на 90°, что достигается установкой фазовращателей 17 и 18. Рассматривается прохождение и процесс преобразования через данное устройство модулирующего сигнала, определяемого выражением:U(t) 2U,cos (Q,t-f фк).(1) Первая частота преобразования QO выбирается равной средней частоте передаваемого спектра, т. е. о4-о -г -MMii где Q макс и QMHH - крайние частоты передаваемого спектра, и подается на Модуляторы I 2 с относительным сдвигом по фазе на угол Выходные сигналы первой пары модуляторов 1 и 2 представятся в виде; Uii 2U(t)cosQot | (Q -Qo)t + i +(fk + (Q,+ Qo)t + , 2, 2U(t) sinQot J {U;tsin(Qft-Qo)t + +фJ + ()t + ф,|j , (2) где ,,,. В этих выражениях амплитуда несущего колебания для удобства принята равной единице. Низкочастотные фильтры 12 и 13 расчитаны так, чтобы не пропускать частоты вые значения 2 На выходе фильтров 12 и 13 соответствено будем иметь: Ul2 ,o)i -f (Й,-Оо)1 + ф,. Эти два выражения подводятся ко второй аре модуляторов 3 и 4, к которым подводятя напряжения с частотой со,, второго преобазования с относительным фазовым сдвигом а угол- . Выражения для напряжения на выходе моуляторов 3 и 4 будут иметь вид: Ui3 UiaCOScoHt, USB U22Sinu Ht. После подстановки значений для Ui2 и U22, огласно (3), получаем: (и (wH+Q;s-Qo)t+ ф, + + cos(coH-fi,+ Qo) t-Ьф, 23 i |%cos(oj«+Q,-So)t+ ф - YCOS(O)H- Q.-b Во) t + ф/J. Суммируя сигналы обоих трактов на обей нагрузке И модуляторов 3 и 4, получаем: ,х и,з + U23 ((OJ,,+ -Qo)t + ф,. Таким образом, схема формирователя потроена без входного развязывающего и выодного суммирующего устройств и процессы рохождения и преобразования модз лирующесигнала от его входа до его выхода происходят через линейные Элементы, что позволяет повысить степень подавления неиспользуемой боковой полосы.

Предмет изобретения

Формирователь однополосного сигнала, содержащий источник модулирующего сигнала, двухканальный двухкаскадный нреобразователь частоты с элементами Холла, генераторы несущей частоты, подключенные к обмоткам соответствующих преобразователей с элементами Холла непосредственно и через фазовращатели, и общую нагрузку, отличающийся тем, что, с целью повышения степени подавления боковой полосы частот, входные электроды элементов Холла первых каскадов преобразователя соединены последовательно между собой и подключены к источнику модулирующего сигнала, выходные электроды упомянутых элементов Холла соединены через фильтры нижних частоте входными электродами элементов Холла вторых каскадов преобразователя, а выходные электроды элементов Холла последних соединены между собой последовательно и подключены к общей нагрузке.