Устройство преобразования частоты Советский патент 1977 года по МПК H03D7/16 H04B1/06 

1

Изобретение относится к радиосвязи и может использоваться в радиоприемных и измерительных устройствах разуличного назначения, преимущественно ;при построении этих устройств с применением дискретных методов вьвделения передаваемой инфо эмации или при применении интегральных схем.

Известно устройство преобразования частоты, выполненное в виде двух соединенных по входу каналов. Синхроннофазовый фильтр устройства содержит два балансных модулятора, управляемых сдвинутыми на 90 опорными напряжениями и подключенных к фильтрам нижних частот, которые соединены со второй парой балансных модулято в, управляемых теми же опорными напряжениями. Опорное напряжение обеспечивается одним двухфазным гетеродином. При использовании двух гетеродинов с разными частотами с помсяцью синхронно-фазового фильтра возможно выполнить преобразование частоты l.

Однако такое устройство имеет низкую чувствительность, поскольку при промежуточном преобразовании сигнала на нулевую частоту с помощью перв пары балансных модуляторов низкочастотная часть спектра сигнала оказы вается загрязненной собственными из- быточными или мерцательными шумами электронных приборов, фоном цепей питания, наводками, помехами (вследствие микрофонного эффекта), которые возникают при вибрациях

Наиболее близким по технической сути к предложенному изобретению является устройство преобразования частоты, выполненное в виде двух соединенных по входу каналов, каждый из которых содержит первый однополосный преобразователь частоты и последовательно соединенные усилитель и второй однополосный преобразователь частоты, причем другие входы вторых однополосных преобразователей частоты обоих каналов подключены к вспомогательноглу .гетеродину, а к гетеродиявому входу первого однополосного преобразователя частоты одного из каналов подключен канальный гетеродин 2.

Однако и это устройство обладает низкой чувствительностью.

Цель изобретения - повышение чувствительности устройства.

Для этого в устройстве преобразова ния частоты, выполненном в виде двух соединенных по входу каналов, каждый из которых содержит первый однополоеный преобразователь частоты и последовательно соединенные усилитель и второй однополосный преобразователь частоты, причем другие .входы вторых однополосных преобразователей част®- 5 ты обоих каналов подключены к вспомогательному гетеродину, а к гетеродинному входу первого однополосного преобразователя частоты одного из каналов подключен канальный гетеродин, к JQ выходу первых однополосных преобразователей частоты обоих каналов подключены соединенные параллельно по входу сумматор и вычитатель напряжений, а к гетеродинному входу первого j однополосного преобразователя частоты другого канала подключен дополнительный канальный гетеродин, при этом выход сумматора напряжений подключен к выходу усилителя одного канала, а выход вычитателя напряжений - к входу усилителя другого канала.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предложенного устройства.25

Устройство преобразования частоты выполнено в виде двух соединенных по входу каналов, каждый из которых содержит первый однополосный преобразователь частоты 1 (2) и последовательно 30 соединенные усилитель 3 (4) и второй однополосный преобразователь частоты 5 (6), причем другие входы вторых однополосных преобразователей частоты (б) обоих каналов подключены к вспо- 35 могательному гетеродину 7, а к гетеродинному входу первого однополосного преобразователя частоты 1 одного из к.аналов подключен канальный гетеродин 8, к выходу первых однополосных пре- 40 образователей частоты ,1 (21 обоих каналов, подключены соединенные параллельно по входу сумматор 9 и вычитатель 10 напряжений, а к гетеродинному входу первого однополоснэго преобразователя 2 частоты другого канала подключен дополнительный канальный гетеродин 11, при этом выход сумматора 9 напряжений подключен к входу усилителя 3 одного к:анала, а. вычитателя 10 напря- „ ений - к входу усилителя 4 другого канала.

Устройство преобразования частбты аботает следующим образом.

Первые однополосные преобразоватняи астоты 1 (2) управляются канальным г и дополнительным канальным гетеродинаи 8 и 11. Каждый канальный гетеродин 8, 11 обеспечивает выработку синусной косинусной составляющей напряжения с соответствующими знаками плюс или 6С инус. Частота канального гетеродина 8 ниже центральной частоты сигнала fg на величину FO а частоты дополнителього канального гетеродина 11 есть s + FO. Части спектра-сигнала с выходЦб

первых однополосных преобразователей 1 (2) поступают параллельно на сумматор 9 и вычитатель 10. Полученные на выходе сумматора 9 и вычитателя 10 напряжений сигналы усиливаются в усилителях 3 (4). Усилители 3 (4) обеспечивают усиление полосы -.спектра частоты от FO и выше примерно до частоты, определяемой половиной .ширины спектра сигнала.

С выхода каскадного соединения сумматора 9 и усилителя 3,а также каскадного соединения вычитателя 10 и усилителя 4 сигналы поступают на вход двух вторых однополосных преобразователей 5 (6) частоты. Вторые однополосные преобразователи 5 (6) частоты обеспечивают подавление шумов и помех в полосе частот от нуля до Fq (если эти составляющие недостаточно подавлены в усилителях 3 (4) и получение конечного результата на нулевой частоте, то есть на выходах 12 и 13, Вторые однополосные преобразователи 5 (6) управляются одним вспомогательным гетеродином 7, который вырабатывает синусную и косинусную составляющие с частотой FO .

Частота FO выбирается равной граничной величине, выше которой можно пренебречь избыточными шумами электронных приборов, наводками от сети питания и другими внутренними помехами. Эта величина может составлять единицы или десятки килогерц.

Спектр сигнала делится частотами канальных гетеродинов 8, 11 и. ueHTpanной частотой сигнала на четыре части (в случае перекрытия спектра сигнала и частот канального гетеродина 8, 11) Поэтому достаточно рассмотреть сигнал состоящий из четырех дискретных составляющих, расположенных в левой стороне спектра, в центральной части между частотами f д - FO и , между частотами ffl и fg + FO и в правой сторон Пусть сигнал запишется как

Ug, AiCQsCwjf Pj+AjCOsCujjt- Pa) AjCOS CU33l -4j) + (OJ i;-+-40, .

, 52 о-Йг,

где

w, Ша + й,

ч все й{ 0.

Напряжения на выходе первых однополосных преобразователей частоты 1{2

Ui А2COS CQp - QjjH- fj АзС05ГСйо+9зН Рз + A«eQS t9o -9,,)t-bfJ&

Uz AiCos(.9i.+ 8o)t-filtA2eosf()

+Ajcosf(2o-aj)t-fj.

Напряжение на выходе сумматора 9 Uj Ut Uj, на выходе вычитателя 10 Ui, Ua- Производя аналогичные пре .образования для вторых однополосных преобразователей частоты 5 (6), полу .чим напряжение на выходе 12. )A2CosC9lt- f5,))A,cosC8 t f,) , на выходе 13 Uj AjSin (t-Фl)A2siп(), -AJ sin (Sjl )-A, sirt ( f) .. To есть, на выходах 12, 13 будут ква ратурные составляющие сигнала. Использование предлагаемого устро ства преобразования частоты дает высокий технико-экономический эффект и открывает воамдЖйбсти унификации при емных устройств, включающих это устройство, при сохранении или повьоцени их качества. Формула изобретения Устройство для преобразования час тоты, выполненное в виде двух соединенных по входу каналов, из которых содержит первый однополосный преобразователь частоты и последовательно соединенные усилитель и второй однрполосный преобразователь частоты причем другие входы вторых однополосных преобразователей частоты обоих каналов подключены к вспомогательному гетеродину, а к гетеродинному входу первого однополосного преобразователя частоты одного из каналов подключен канальный гетеродин, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, к выходу первых однополосных преобразователей частоты обоих каналов подключены соединенные параллельно ио входу сумматор и вычитатель напряжений, а к гетеродиннотлу входу первого однополосного преобразователя частоты другого канала подключен дополнительный канальный гетеродин при этом выход сумматора напряжений подключен к входу усилителя одного канала, а выход вычитателя напряжений - к входу усилителя другого канала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССР , кл, Н 03 F 1/48, 1963. l.laieh R.AE-Araji and Wiffiam Gosftng-. A dirgdt conversion V. H.f. rgceioer. Tke Radio and EJectrontc Engineer, 1973, VoC. 43, № 7, pft . 442-446.