Ретранслятор частотномодулированных колебаний Советский патент 1979 года по МПК H04B7/165 

Изобретение относится к радиотехнике. Известен ретранслятор частотно-модулированных колебаний, содержащий входной и оконечный усилители, гетеродин, корректирующий контур и последовательно соединенные смеситель, усилитель промежуточной частоты и ограничитель l. Однако известный ретранслятор часто но-модулированных колебаний обладает недостаточной помехоустойчивостью. Цель изобретения - повышение поме- хо усто йчивос ти. Для этого в ретранслятор частотномодулированных колебаний, содержащий входной и оконечный усилители, гетеродин, корректирующий контур и последова тельно соединенные смеситель, усилител промежуточной частоты и ограничитель, введены фазовый модулятор, блок переноса частоты, последовательно соединенные фазовый детектор, фильтр и фазовращатель, причем выход входного усилите- ЛЯ подключен через последовательно соединенные фазовый модулятор и оконечный усилитель к одному входу смесителя, другой вход которого соединен с выхоом входного усилителя через блок переноса частоты, другой вход которого 90единен с первым выходом гетеродина, а его второй выход - с другим входом фазовращателя, при этом выход ограничителя последовательно соединенные фазовый детектор и корректирующий контур соединен с другим входом фазового модулятора. На чертеже представлена структурная электрическая схема предложенного устройства. Ретранслятор частотно-модушфованных колебаний содержит входной усилитель 1| оконечный усилитель 2, фазовый модулятор 3, блок 4 переноса частоты, смеситель 5, усилитель 6 промежуточной частоты, ограшгчитель 7, фазовый детектор 8, фазовращатель 9, гетеродин 1О, корректирующий контур 11 ифнльтр 12. Устройство работает следующим образом . Сигнал, поступающий на вход ретранслятора, усиливается входным усилителем 1 и подается на оконечный усилитель 2. Часть мощности ретранслируемого сигнала поступает на блок 4 переноса частоты, в котором производится перенос спектра, сигнала (сдвиг частоты) на фикгсированную величину ±. - , определяемую частотой гетерюдина 10. Сигнал, сдвинутый по частоте, подается на один из входов смесителя 5, а на другой его вход поступает часть мощности сигнала с выхода оконечного усилителя 2. В линейном режиме, вдали от области насыщения искажения сигнала в оконечном усилителе 2 незначительны. Если оконечный усилитель 2 работает в облас ти насыщения, то паразитная амплитуд- ная модуляция, имеющаяся в ретранслиру емом сигнале преобразуется в фазовую, которая искажает сигнал, вследствие это го сигнал на выходе смесителя 5, как и сигнал усилителя 6 промежуточной час тоты промодулированы по фазе, при этом паразитная фазовая модуляция этих сигналов соответствует той, которая создается в искажающей ступени ретранслятора. Подводя сигнал с выхода усилителя 6 вместе с колебанием гетеродина 10 к фазовому детектору 8, получаем на его выходе выделенное модулирующее колебание. После усиления и коррекции это колебание поступает в противофазе на модуляционный вход фазового модутитора 3, создавая изменение фазы, противоположное тому, которое возникает в оконечном усилителе 2. Так как начальная фаза сигнала промежуточной частоты зависит от несущей частоты входного сигнала, то необходима подстройка фазы гетеродинного колебания, подаваемого на фазовый детектор 8. Эта подстрой ка выполняется фазовращателем 9, управляющий сигнал для этого фазовращателя вырабатывается на выходе фазового детектора 8. Составляющие модулирующего колебания, выделяемые фазовым детектором 8, подавляются фильтром 12

и на вход фазовращателя 9 не поступают.

Для определения степени уменьшения глубины паразитной модуляции в устройстве- входной сигнал представляется в виде

) (J (-(- ii5inSl.f)COsCuJoi:- Ct)

выходе фазового детектора 8 от частота Wti не зависят

);(fe)

где k const де т- коэффициент паразитной амплитудной модуляции на частоте SI; UUQ- несущая частота сигнала; УС)- полезная модуляция. Так как входной усилитель 1 работает в линейном режиме и не вносит колько-нибудь заметных искажений, то игнал на выходе фазового модулятора 3 меет вид 2 Уп 5 Л С05Сш )Л, С2) де Lfg (t) - составляющая модуляции, вносимая фазовым модуятором 3. Оконечный усилитель 2 создает доолнительную паразитную фазовую модуляцию ( t). В лакше бегущей волны конечного усилителя 2 также возникает адержка сигнала на некоторое время tT изС-Ь)- (- m sidSi-t cosCuUot-t (t-T ) Ct-C ) (t) ,(3) где Кп - новое значение коэффициента амплитудной модуляции. Используя зависимости вьфажений (1) к (3), а также учитывая сдвиг частоты в блоке 4 переноса частоты, получаем выражение для сигнала промежуточной частоты о O msmSl-iyHUnp nfj-cos ()-M(.t-tr)-4gtt-C-)- uu t-yCt):. Так как f мало, то VCt 2:4Ct--C), 4TjC-b)(t-t). и напряжение на выходе фазового детектора 8 (после ограничителя 7) J4 -Vp o8 ct- 6 ot:-Tttn. Из выражения (5) ввдно, что начальная фаза напряжения 1/4 ( i ) зависит от несущей частоты U)o. Напряжение на Обозначая передаточную функшпо после детекторной цепи (усилитель 1 с корректирующим контуром 11) черео К (р) с учетом зависимостей вьфажештй (1) (2) уравнение для определения fg им ет вид aJot- HC-tVKCpVkC t :) X , (JUo-t44(t)), ., ,,, kK(pVjr(t) /. Ча.()r-Z-T T TTT, (V 1-ПГкТрТ а при ) U)C:--3r(t). Таким образом, при достаточно больш усилении цепи обратной связи общее изменение фазы в тракте ретранслятора близко к нулю. Технико-экономическая эффективность ретрансляЧх)ра частотно-модулированных колебаний заключается в повышешш помехоустойчивости. Формула изобретения Ретранслятор частотно-модулированных колебаний, содержащий входной и ок нечный усилители, гетерюдин, корректирующий контур и последовательно соединенные смеситель, усилитель промежуточной астоты и ограничитель, о т л и ч а ющ И и с я тем, что , с целью повьпиения помехоустойчивости, введены фазовый модулятор, блок переноса частоты, последовательно соединенные фазовый детектор, фильтр и фазовращатель, причем выход входного усилителя подключен че рез последовательно соединенные фазовый модулятор и оконечный усилитель к одному входу смесителя, другой вход которого соединен с выходом входного усилителя через блок переноса частоты, другой вход которюго соединен с первым выхо- .дом гетеродина, а его второй выход с другим входом фазовращателя, при этом выход ограничителя через последовательно соединенные фазовый детектор и корректирующий контур соединен с другим входом фазового модул5ггора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Виннишшй А. С. Модулированные фильтры и следящий прием ЧМ, М., Сов. радио , 1969, с. 146.