Фазовый модулятор Советский патент 1980 года по МПК H03C3/38 

1

Изобретение относится к радио-технике и может использоваться в приемопередающих устройствах для получения фазомодулированного сигнала .

Известен фазовый модулятор, содержащий последовательно соединенные источник колебаний несущей частоты, первый балансный амплитудный модулятор и сумматор, последовательно соединенные фазовращатель, вход которого подключен к выходу источника колебаний несущей частоты, и второй балансный амплитудный модулятор, выход которого подключен к другому входу су1«1матора, а также инвертор l .

Однако в выходном сигнале известного модулятора присутствуют внеполосные паразитные составляющие.

Цель изобретения - уменьшение внеполосных паразитных составляющих выходного сигнала.

Для этого в фазовом модуляторе, содержащем последовательно соединенные источник колебаний несущей частоты, первый балансный амплитудный модулятор и сумматор, последовательно соединенные фазовращатель, вход которого подключен к выходу источника колебаний несущей частоты, и второй балансный амплитудный модулятор, выход которого подключен к другому входу сумматора, а также инвертор, введены первый и второй блоки совпадения и реверсивный счетчик, вход сложения и вход вычитания которого соединены соответственно с выходом первого и выходом второго блЬков

10 совпадения, между выходами реверсивного счетчика и другими входами первого и второго балансных амплитудных модуляторов введены соответственно последовательно соединенные первый запо нающий блок и первый цифроана15логовый преобразователь и последовательно соединенные второй запоминающий блок и второй цифроаналоговый преобразователь, между выходами ре20версивного счетчика и первьми управляющими входами первого и второго блоков совпадения введены соответственно дешифратор максимальной кодовой комбинации дешифратор минимальной ко25довой комбинации, а между выходом источника колебаний несущей частоты -и вторыми управляющими входами первого и второго блоков совпадения введен формирователь тактовых импуль.сов, при этом вход инвертора соеди30нен с информационным входом первого блока совпадения, а выход - с информационным входом второго блока совпа дения. На фиг, 1 представлена стЕ)уктурна электрическая схема предложенного ус ройства; на фиг. 2 и 3 - диаграммы, поясняющие работу устройства. Фазовый модулятор содержит источник 1 колебаний несущей частоты, пер вый бсшансный амплитудный модулятор (БАМ) 2, сумматор 3, фазовращатель 4, второй балансный амплитудный модулятор (БАМ) 5, формирователь 6 так товых импульсов, инвертор 7, первый елок совпадения 8, второй блок совпадения 9, реверсивный счетчик 10, дешифратор 11 минимальной кодовой ко бинации, дешифратор 12 максимальной кодовой комбинации, первый запоминаю щий блок 13, второй запоминающий бл И, первый цифроаналоговый преобразователь 15, второй цифроаналоговый преобразователь 16. Блоки 6-16 образуют двухканальный цифровой формиров тель 17 модулирующего сигнала. Фазовый модулятор работает следую щим образом. G выхода источника 1 колебаний несущей частоты гармонический сигнал подается на высокочастотный вход первого БАМ 2 и на вход фазовращателя 4, поворачивающего фазу сигнала, с выхода которого он поступает на высокочастотный вход второго БАМ 5. С выходов БАМ 2 и БАМ 5 сигналы подаются на первый и второй вхо ды линейного сумматора 3, выход которого является выходом модулятора. На управляквдие входы первого БАМ 2 и второго БАМ 5 подаются модулирующие сигналы с выходов первого и второго цифроаналоговых преобразователей 15 и 16 соответственно. Принцип работы модулятора понятен из векторной диаграммы, изображенной на фигуре 2. Здесь X(t) - сиг нал на выходе БАМ 2, а Y(t) - сигнал на выходе БАМ 5. Результирующий сигнул на выходе сумматора 3 изображен виде вектора длиной с текущей фазой Ч (-t). Для того, чтобы получить сглаженный фронт фазовой манипуляции необходимо в момент манипуляции по определеннь законам менять амплитуд и фазы квадратурных составляющих результирукадего сигнала, т. е. определенным образом менять значения модулирующих напряжений на управляющих входах БАМ 2 и БАМ 5. Процесс сглажи вания фронта манипуляции занимает не которое выбранное время на интервале посылки и не может превышать длитель ности элементарной посылки. С выхода источника 1 сигнал подается на вход формирователя б, с выхода которого следуют тактовые импульсы с периодом не большем, чем1{2 длительности элементарной посылки (где V- число раз рядов реверсивного счетчика 10). На информационный вход моду 1ятора подается бинарный сигнал, несущий информацию. Если в первый момент времени после включения реверсивный счетчик 10 находится в промежуточном состоянии (не в экстремальном), то с выхода дешифратора 12 и с выхода дешифратора 11 на третьи входы первого и второго блоков совпсщения 8 и 9 воздействует логическая 1. Допустим, что в момент включения на информационный вход устройства (формирователя 17) воздействовала логическая 1, тогда тактовые импульсы проходят на вход сложения реверсивного счетчика 10 через первый блок сов- падения 8. По мере поступления тактовых импульсов на реверсивный счетчик 10 На адресные входы первого и второго запоминающих блоков 13 и 14 поступает сигнал с соответствующих выходов реверсивного счетчика 10, который подается также на входы дешифраторов 11 и 12. Запоминающие блоки 13 и 14 осуществляют функциональное преобразование двоичного кода реверсивного -счетчика .10 в два кода большей разрядности,.линейно связанных с требуемыми значениями выходных напряжений формирователя 17, кодовые комбинации с выходов запоминающих блоков 13 и 14 подаются на соответствуюшие входы цифроаналоговых преобразователей 15 и 16, осуществляющих линейное преобразование входных ко-овых комбинаций в два напряжения с последующей фильтрацией паразитных спектральных составляющих тактовой частоты. После достижения полного заполнения реверсивного счетчика 10 сигнал на выходе дешифратора 12 заменяется на логический 6, а на выходе дешифратора 11 остается логическая 1, в результате чего оба блока совпадения закрыты и тактовые импульсы на реверсивный счетчик 10 не поступают. Уровни напряжения на выходах цифроаналоговых преобразователей 15 и 16 фиксируются. Устойчивое состояние схемы сохраняется до замены на информационном входе формироват еля 17 логической 1 на логический О. В этом случае первый блок совпадения 8 остается в закрытом состоянии, а на первом входе второго блока совпадения 9 после инвертировании инвертором 7 логический О заменяется на логическую 1 и второй блок совпадения 9 открывается. Тактовые импульсы, проходя через него, воздействуют на вход вычитания реверсивного счетчика 10, и на выходах линейных ци(1 роаналоговых преобразователей 15 и 16 формируются по заданным, законам два сигнала. Формирование сигнёшов заканчивается при появле-НИИ на выходе дешифратора 11 минимальной кодовой комбинации логического О, в результате чего второй блок Совпаденля 9 закрывается и на обоих выходах формирователя 17 фиксируются заданные уровни напряжения. Этс усто чивое состояние сохраняется до замен на информационном входе формирователя 17 логического логическую 1, после чего процесс формирования модулирующих.сигналов повторится в обратном порядке. Если сигнал на выходе источника 1 колебаний несушей частоты имеет вид: UW-Uo -tnsittuyo :, тогда сигналы на высокочастотных входах БАМ 2 и БАМ 5 можно соответст венно записать как U2C-t)--UoS-ivi(,uUot Если закон изменения фронта фазовой манипуляции f ( (фиг. 2) задан то модулирующие сигналы, необходимые для получения заданного закона fC-t) при условии отсутствия амплитудной модуляции, определяется по.формулам V W--U cosvia) V.ttV-U sinMlO где V (t) - модулирующий сигнал, пос тупающий на управляющий вход БАМ 2, (} - модулирующий сигнал, пос тупающий на управляющий вход БАМ 5, fYi - максимальное значение ам плитуды модулирующих сиг налов, 4(1 - требуемый закон изменени фронта фазовой манипуляции, ), где - минимальное, Чуиах макси мальное значения Ч (-t) Без ограничения общности можно положить Mv i-in-О, тогда Ч rtioix индек фазовой модуляции. На выходах БАМ 2 и БАМ 5 сигналы соответственно будут иметь вид: XltVKUoUv cos4lOsinu)ot f(.f)KUoUy a-in COsin ot ) где К - коэффициент передачи балансного амплитудного модулятора. И окончательно после суммировани X(t)MY(tlB сумматоре 3, получаетс Bb i --- UoU S-in -aJot- 4lt ( На фиг. 2 постоянная величина , - амплитуда выходного сигнала обозначена буквой фиг. 3 показан входной информационный сигнал UC-t) , представляющий собой последовательность бинарных импульсов, и HCt) - закон изменения фазы выходного сигнала мо(М дулятора, Т - длительность процесса сглаживания фронта фазовой манипуляции, описываемого Лормулой (5). Величина U) в формулах (3) устанавливается коэффициентом передачи цифроаналогояых преобразователей 15 и 16, а нормированные на UKM значения функций V (.t) и V;;(t) через равные интервалы д-Ь значений аргумента t Заносятся в двоичном коде в виде таблицы в запоминающие блоки 13 и 14 соответственно. Таким образом, осуществляется программирование запоминающих блоков 13 и 14 на выбранный закон скругления фронта фазовой манипуляции. Длительность процесса сглаживания фронта фазовой манипуляции Т (фиг.З) связана с дЬ отношением (6) где 11 2 - число участков аппроксимации фронта фазовой манипуляции. Таким образом, если длительность процесса сглаживания фронта фа:1Овой манипуляции Т на интервале посылки Т задана, то тем самым определяется число импульсов, которое должно поступить на реверсивный счетчик 10 для его перевода из одного .экстремального состояния в другое: п-.. Из этих соображений и устанавливается коэффициент деления в формирователе б тактовых импульсов. Таким образом, в предложенном фазовом модуляторе значительно сужается спектр фазомодулированного сигнала, что важно при рещении задач, связанных с электромагнитной совместимостью. Формула изобретения Фазовый модулятор, содержащий последовательно соединенные источник колебаний несущей частоты, первый балансный амплитудный модулятор и сумматор, последовательно соединенные фазовращатель , вход которого подключен к выходу источника колебаний несущей частоты, и второй балансный амплитудный модулятор, выход которого подключен к другому входу сумматора, а также инвертор, отличающийся тем, что, с целью уменьшения внеполосных паразитных составляющих выходного сигнала, в него введены первый и второй блоки совпадения и реверсивный счетчик, вход сложения и вход вычитания которого соединены соответственно с выходом первого и выходом второго блоков совпадения, между выходами реверсивного счетчика и другими входами первого и второго балансных амплитудных модуляторов введены соответственно