CN1042885C

CN1042885C - 调频波通频带的压带系统

Info

Publication number: CN1042885C
Application number: CN89102228A
Authority: CN
Inventors: 聂国安
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-04-08
Filing date: 1989-04-08
Publication date: 1999-04-07
Anticipated expiration: 2004-04-08
Also published as: CN1046422A

Abstract

本发明是涉及无线电发射领域中，有关压缩调频波通频带的一种系统装置，该系统分为：放大、分频、滤波三个部分，调频波是通过放大电路和数级二分频电路，将高频信号进分频而获得窄带调频信号，将本系统加在特定的调频发射系统中，可以开设中，短波频调频广播。

Description

调频广播以它的抗干扰能力强，音质好的特点，大有代替调幅广播的趋势。但是，调频广播因为需要较宽的通频带，而一直未能在中波段535千赫芝至1605千赫芝中使用。由于上述原因，本系统从解决通频带的方法入手，使较宽通频带压缩成窄带而建立的。使用本系统可以开设中波段调频广播，来改善目前中波段由于调幅方式造成的，噪音大，音质差的缺陷。

本系统主要分为：放大、分频、滤波三个部分，本系统又是整个发射机的一个组成部分，振荡器产生一个频率为9兆赫芝高频的，等幅的波，用改变谐振回路中参数来获得一个9兆赫芝频偏为150千赫芝的调频信号，输入本系统后进行放大，前两级放大后信号电压幅值就应达到使后两级放大进入开关状态。放大器的输出端接入由D触发器构成的分频电路，进行四级二分频。输出端接一个射极跟随器后经滤波器，滤出电门电路造成高次谐波，再进行功率放大由天线向外辐射。

接收机用一般的中波调幅机就可以接收，调幅机所以能接收调频波是利用通频带两边部分进行斜率检波方式来检出音频信号的。利用调幅机来接收调频信号在能接收到信号的范围中都有一个失真点。找到这个失真点就能证明所接收的信号是调频信号，而对调幅波来说这个点正是接收机的最佳频率选择点。

本系统压带的实现主要是高频信号经过分频电路所致，9兆赫芝频偏正负75千赫芝的调频波经二分频后就变成了4、5兆赫芝频偏正负37.5千赫芝的调频信号了，经过四次二分频后，就变成562.5千赫芝频偏正负4.7千赫芝的调频波了。正负频偏4.7千赫芝的频偏范围小于中波段10千赫芝的范围，从而可以实现窄带的调频方式。

分频器可以压缩通频带是毫无疑问的了，关键的问题是调频波的边波成份能否全部或百分之九十以上的保留下来。本人认为：为了在分频的过程中保留原来的由调制产生的各成份的有效的信息边波成份。要保留百分之九十九以上，在输入分频器前的输入电压所描绘的正弦波的幅值应该是分频器输入门压的一个预定的倍数以上，才能满足到预想的程度。

理论如下：

1．调频波全部信息边波成份的电流幅值，在电路中均表现为与载波电流的矢量和。

2．载波在被调制信号调制时都不可能是理想的正弦波。

3．由于载波被调制时都是非正弦波，要保持原来的信息边波的全部成份，分频器输入开关时刻就应无限地接近载波电流的零点，就成了十分必要的。输入分频器所描绘正弦电压幅值与分频器的开关门压的比值就成了必须加以说明的问题。在实际中要保留百分之百的边频份量是不可能的，因此这里只取百分之九十九来讨论。

首先建立一个直角坐标系，设Y轴为载波电压的幅值为100％，设载波电压最大到零时，也就X轴的原点到电压为零时的时间为100％，要保留边波的百分之九十九，那么关开触发器(分频器)的时间只能限定在X轴时间的百分之九十九至百分之一百零一的时刻内，这一时刻载波所能达到的幅值必须大于或者等于分频器的开关门压才行。那么，这个幅值与载波最大电压的关系就成了三角函数关系，也就是载波的最大幅值的平方减去时间99％的平方后开平方的数

即：1²-(0.99)²=1.414％

也就是只有分频器的输入门压是载波最大幅值的1。414％才能维持开关分频器的时间控制在整个载波1/4周期时间的99％-101％以内也就是只有最大载波幅值是分频器开关门压的1÷0.01414=70.7倍才能满足上述条件。

在调频发射系统中，将最大频偏限制在正负75千赫芝这时的调制度作为100％，如果一音频信号的振幅能使载波产生正负30千赫芝频偏音频信号的频率为2千赫芝第一边波号数的振幅为载波振幅的20.5％，那么就有20.5％×1.414≈0.0029

1+0.0029≈344倍

所以在上述条件下载波所描绘的电压应该是分频器门压的344倍才能保留原来的信息边波的99％。在系统中开关门电路的输入的开关峰值，只要大于分频器的门压，分频器就能工作所输入的峰值高于分频器工作电压以上的部分完全可以割去，也就是说开关门电路的沿必与设定的倍数所描绘的曲线对应点相一致也就可以了。这就是高频放大电路中为什么一部分工作在开关状态，一部分工作在放大状态的原因。

如上理论是本人总结推理出来还需进一步完善和证实。

应用本系统，可以开设中波段调频广播，可以增加无线电广播及通信频道的利用率。有可能使电视广播通过压带使用调频方式在短波段内作超视距传送。这样可以扩电视台和无线电台覆盖面积。有可能将来代替电视直播卫星的作用。

图1是直角坐标系用来说明载波电压与分频电路关系的示意图。图中虚线A为分频器门电路导通的高电平，B为分频器门电路截止的低电平，使用集成电路块IC4013工作电压为9V时输入开关电压为5.4V-3.6V图中的C就是描绘的放大后载波正弦电压峰值。图中实线D基本上的方波是门电路实际输入的电压值。

图2中虚右侧部分是五个晶体管组成的高频放大器，晶均为3DG8CBβ值都在60以上，后两级集电极电压在没有信号输入时都在4.5伏分频电路选用两块LC4013双D触发器，由于LC4013最高工作电压为10V最高工作频率为10兆赫芝所以工作电压只能选9V，输入的高频信号不能大于9千赫芝。图中C₆值不能太大了，以免影响前级振荡，分频器输出，接一级射极跟随器，作用是防止后级对前级的影响。

Claims

1．加在无线电调频台发射系统功率放大级前进压缩通频带的系统装置，其特征是该系统有：放大、分频、滤波三个部分，放大部分有数级放大器，对高频信号进行放大及对波形的一部分进行放大，分频部分是由有二分频能力的数级二分频器组成。滤波电路由IC元件构成的谐振回路组成。

2．根据权利要求1所述，放大输出的电压幅值应是分频器开关门压的一个预定倍数计算方法；70.7倍除以输入波最高号数边波的相对电压幅值的百分比(该值可查贝塞尔函数表)。

3．根据权利要求1所述输出与输入信号的频程应是以2为底N次倍频程。

4．根据权利要求1所述，系统装置的放大，分频元件可以是真空管的晶体管或是集成电路的，也可以是混装的。

5．根据权利要求1、4所述，每级的放大电路可以是共射极或共基极形式的。

6．根据权利要求1、4所述，分频器的每级可以选用双稳态D触发器JK触发器等电路形式。

7．根据权利要求1所述，滤波器在功率放大的Lc回路对谐波有足够的抑制能力时可以舍去滤波部分。

8．根据权利要求1所述，放大部分，分频部分的级数可以根据实际情况和需要确定。