DK163087B - Frekvensomsaetter med smalbaandet oscillator - Google Patents

Description

i

DK 163087 B

Den foreliggende opfindelse angår en frekvensomsætter med et blandingstrin med en indgang for et oscillatorsignal, en anden indgang for et høj frekvenssignal og to udgange, over hvilke der ligger to ved blandingen 5 opståede, indbyrdes faseforskudte mellemfrekvensdelsig-naler, og med en blandingstrinudgangene tilsluttet kobler, som på én af sine to udgange overlejrer de to mel-lemfrekvensdelsignaler i samme fase og på sin anden udgang er afsluttet med en tilpasningsmodstand, hvorhos de 10 i blandingstrinnet frembragte, til spejlfrekvenssignaler svarende, mellemfrekvenssignaler indtager modsatte fasebeliggenheder og kompenserer hinanden indbyrdes. De spejlfrekvenssignaler, som frembringer mellemfrekvenssignaler i blandingstrinnet, har en frekvens f'jjj. = fgg 15 + fZF, når det ønskede HF-signal har en frekvens fjjp = ^OS " fZF °9 f,HF = f0S " fZF, n^r fHF ~ f0S + fZF*

En sådan frekvensomsætter kendes fra USA-patent- skrift nr. 3 831 097. Den frekvensomsætter, som fremgår af dette skrift, anvender en 90°-3dB-kobler til at kom-20 binere to indbyrdes 90° faseforskudte mellemfrekvens-delsignaler, men benytter ikke en omskiftning mellem opad- og nedadblanding. Følgelig skal oscillatorfrekvensens afstemningsområde svare til frekvensområdet for det ønskede høj frekvenssignal.

25 Her gås der imidlertid ud fra en højfrekvensmod tager til modtagelse af signaler med forskellige frekvenser, som ligger inden for et forudbestemt frekvensbånd. Disse forskellige modtagesignalfrekvenser skal omsættes til en konstant mellemfrekvens, som er egnet til 30 d emodulat ion.

Fra dansk patent nr. 50828 er det i og for sig kendt at frembringe et mellemfrekvens signal ved enten opad- eller nedadblanding af et højfrekvenssignal med et oscillatorsignal. Desuden angives foranstaltninger til 35 at undertrykke de ved blandingen opståede spejlfrekvenssignaler .

2

DK 163087 B

Opfindelsen har nu til opgave at angive en frekvensomsætter af den indledningsvis omhandlede art, som er i stand til at omsætte forskellige signalfrekvenser til en fast forudbestemt mellemfrekvens, hvorhos den til 5 omsætningen nødvendige oscillatorfrekvens kun skal kunne afstemmes indenfor et frekvensområde, som er så smalt som muligt.

Ifølge opfindelsen løses denne oppgave med de i krav l's kendetegnende del angivne træk.

10 Hensigtsmæssige udformninger af opfindelsen frem går af underkravene.

Som følge af, at den til grund for denne opfindelse liggende frekvensomsætter kun kræver et smalt afstemningsområde for oscill3torfrekvensen, forenkles 15 kredsløbene for oscillatoren og andre efterfølgende funktionsenheder, f.eks. frekvensmultiplikatorer.

Opfindelsen er i det følgende forklaret nærmere på grundlag af et på tegningen vist udførelseseksempel.

Den på tegningen viste frekvensomsætter har et 20 blandingstrin M, på hvis ene indgang der ligger et modtaget højfrekvenssignal HF, og på hvis anden indgang der ligger et oscillatorsignal OS. Oscillatorsignalet OS kommer fra en oscillator 0, som kan afstemmes med hensyn til frekvensen, og det når over en 25 frekvensmultiplikator FV frem til blandingstrinnet M.

Blandingstrinnet M er et symmetrisk modtakt- blandingstrin, som over to udgange 1 og 2 leverer to mellemfrekvensdelsignaler ZF1 og ZF2, som er opstået 30 ved blandingen af oscillatorfrekvensen fos med højfrekvenssignalet HF's frekvens fHF, °9 som ^ar lige store amplituder men er faseforskudt 90° i forhold til hinanden.

I blandingstrinnet M's udgange 1 og 2 er 35 der tilsluttet en 90°-3dB-kobler K. Denne 3-dB-kobler K overlejrer de i forhold til hinanden 90° faseforskud- 3

DK 163087 B

te mellemfrekvensdelsignaler ZF1 og ZF2 ^på en af sine udgange 3 eller 4 og bevirker, at de ved blanding af den af HF-forstærkeren forstærkede bredbåndede støj opståede, til spejlfrekvenssignaler svarende, mellemfre-5 kvenssignaler antager modsatte fasebeliggenheder og derved kompenserer hinanden indbyrdes.

Mellemfrekvensdelsignalerne ZF1 og ZF2 frembringes i blandingstrinnet M enten ved opad- eller ved nedadblanding. I tilfælde af, at det modtagne højfrek-1 o venssignal HF med sin frekvens fHF ligger i den nedre halvdel af det frekvensbånd, der overhovedet kommer på tale som muligt område for optræden af højfrekvenssignalets frekvens, dannes mellemfrekvensdelsignalerne ZFl og ZF2 med den forudgivne konstante mellemfrek-15 vens fzp ved opadblanding. Derimod frembringes mellem-frekvensdelsignalerne i tilfælde af, at højfrekvenssignalet HF's frekvens fHP ligger i den øvre halvdel af det omtalte frekvensbånd, ved nedadblanding.

Til opadblandingen afstemmes oscillatorsignalet 20 OS på en sådan frekvens fos over højfrekvenssignalets frekvens fHp, at forskellen mellem oscillatorfrekven-sen fos og højfrekvenssignalets frekvens fjjp giver den ønskede konstante mellemfrekvens fzp. Der gælder nemlig ved opadblandingen følgende relation mellem frek-25 venserne:

fZF = f0S " fHF' for fOS > fHF

I forhold hertil bliver oscillatorsignalet OS 30 til nedadblanding afstemt på en sådan frekvens fos under højfrekvenssignalet HF's frekvens fjjp, at for skellen mellem højfrekvenssignalets frekven fjjp og oscillatorfrekvensen fog ligeledes giver den konstante mellemfrekvens fzp. Ved nedadblanding gælder nemlig 35 følgende relation mellem frekvenserne: 4

DK 163087 B

fZF * fHF “ fOS' for f0S < fHF

Som følge af den netop beskrevne anvendelse af opad- og nedadblanding til frembringelse af den fast forudgivne mellemfrekvens fZF behøver oscillatorfrekvensen fgg kun at kunne afstemmes i et frekvensområde, der er mindre end det frekvensbånd B, indenfor hvilket højfrekvenssignalets frekvens kan variere, forudsat at fZF < B/2. Den største reduktion, nemlig en halvering, 10 opnås for fZF = B/4. Derved udnyttes, såvel til opad-blandingen som til nedadblandingen, det samme afstemningsområde for oscillatorfrekvensen.

Et skift fra opad- til nedadblanding og omvendt har også et skift af fasebeliggenhederne for de på blan-dingstrinnet M's udgange 1 og 2 liggende mellem-frekvensdelsignaler ZF1 og ZF2 til følge. Alt efter fasebeliggenheden overlejres da mellemfrekvensdelsigna-lerne hinanden enten på udgangen 3 eller på udgangen 4 på den efterfølgende 3-dB-kobler K. Det ønskede, ved overlejringen af mellemfrekvensdelsignalerne fremkomne mellemfrekvenssignal ZF kan altså, alt efter om der foreligger en opad- eller nedadblanding, enten aftages over udgangen 3 eller over udgangen 4 på 3-dB-kobleren K.

25 En kobleren K's udgange 3 og 4 tilsluttet elektronisk styrbar koblingsenhed S sørger for, at det altid er den mellemfrekvenssignalet ZF leverende koblerudgang, der gennemkobles til koblingsenhedens udgangsklemme 5, mens den anden koblerudgang afsluttes refleksionsfrit med en tilpasningsmodstand.

Koblingsenheden S har to signalveje SI og S2, som løber sammen på udgangsklemmen 5, og hvoraf signalvejen SI er tilsluttet koblerudgangen 3, og signalvejen S2 er tilsluttet koblerudgangen 4. Hver 35 signalvej SI, S2 har en afgrening AZ1, AZ2 med et modstandsnetværk, som udgør tilpasningsmodstanden for kobleren K.

5

DK 163087 B

I signalvejene SI og S2 er der indføjet dioder Dl og D2, f.eks. PIN-dioder, og i afgreningerne AZ1 og AZ2 er der ligeledes indføjet dioder D12 og D22. Disse dioder Dl, D12, D2, D22 er hver især 5 polet således, at hvis de alle f.eks. aktiveres med en positiv spænding, er den første signalvej SI hhv. S2 fra kobleren K til udgangsklemmen 5 gennemkoblet, og den anden signalvej S2 hhv. SI er frakoblet fra udgangsklemmen, men dens afgrening AZ2 hhv. AZ1 er 10 gennemkoblet til kobleren. Derimod gælder det ved en aktivering af dioderne med en napativ spænding, at den anden signalvej S2 hhv. Si er gennemkoblet fra kobleren K til udgangsklemmen 5, og den første signalvej SI hhv. S2 er frakoblet fra udgangsklemmen 5, men 15 dens afgrening AZ1 hhv. AZ2 er gennemkoblet til kobleren.

Styrespændingerne modtager dioderne fra et impulsf ormenetværk IF, som omformer en af en på tegningen ikke vist processor afgivet styrespænding UST til im-20 pulser med høj flankestejlhed og nødvendig amplitudehøjde. Med UQ1 og Uq2 betegnes i kredsløbet driftsspændingerne for en i impulsformenetværket IF forhåndenværende differensforstærker v.

Den omtalte processor bestemmer ud fra det mod-25 tagne højfrekvenssignals frekvens, om mellemfrekvensen skal dannes ved opad- eller nedadblanding, og styrer i overensstemmelse hermed den afstembare oscillator og med sin styrespænding UST koblingsenheden S således, at denne altid gennemkobler den koblerudgang, som stiller 30 mellemfrekvenssignalet ZF til rådighed, til udgangsklemmen 5.

Claims (3)

6 DK 163087 B

1. Frekvensomsætter med et blandingstrin med en indgang for et oscillatorsignal, en anden indgang for et højfrekvenssignal og to udgange, over hvilke der ligger to ved blandingen opståede, indbyrdes faseforskudte mel-5 lemfrekvensdelsignaler, og med en blandingstrinudgangene tilsluttet kobler (K), som på én af sine to udgange overlejrer de to mellemfrekvensdelsignaler i samme fase og på sin anden udgang er afsluttet med en tilpasningsmodstand, hvorhos de i blandingstrinnet frembragte, til 10 spejlfrekvenssignaler svarende, mellemfrekvenssignaler indtager modsatte fasebeliggenheder og kompenserer hinanden indbyrdes, kendetegnet ved, at mellem-frekvensdelsignalerne (ZF1, ZF2) opstår ved opadblan-ding, når højfrekvenssignalets (HF) frekvens fjjp ligger 15 i et nedre område af det frekvensbånd, i hvilket højfrekvenssignalet kan antage en vilkårlig frekvens, at mellemfrekvensdels ignalerne (ZF1, ZF2) opstår ved nedad-blanding, hvis højfrekvenssignalets (HF) frekvens % ligger i et øvre område af det nævnte frekvensbånd, 20 hvorhos oscillatorsignalet (OS) til opadblandingen er afstemt på en sådan frekvens fos, som ligger over højfrekvenssignalets (HF) frekvens fgp, at forskellen mellem oscillatorfrekvensen fos og højfrekvenssignalets frekvens fjjp i hvert enkelt tilfælde resulterer i en 25 konstant forudgiven værdi, og oscillatorsignalet (OS) til nedadblandingen er afstemt på en sådan frekvens fQS, som ligger under høj frekvenssignalets frekvens fgp, at forskellen mellem højfrekvenssignalets frekvens fgp og oscillatorfrekvensen fos i hvert enkelt tilfælde resul-30 terer i den samme fast forudgivne værdi, og at der på koblerens (K) to udgange (3,4) er tilsluttet en koblingsenhed (S), som i hvert enkelt tilfælde gennemkobler den koblerudgang (3,4), over hvilken det ved overlej-ringen i samme fase af mellemfrekvensdelsignalerne 35 7 DK 163087 B (ZF1,ZF2) opståede mellemfrekvenssignal (ZF) ligger, og tilkobler tilpasningsmodstanden til den anden koblerudgang.

2. Frekvensomsætter ifølge krav 1, kende-5 tegnet ved, at kobleren (K) er en 90°-3dB-kobler.

3. Frekvensomsætter ifølge krav 1, kendetegnet ved, at koblingsenheden (S) har to signalveje (SI, S2), som løber sammen ved en udgangsklemme (5), og som er tilsluttet de to koblerudgange (3, 4), at 10 hver signalvej (SI, S2) har en afgrening (AZ1, AZ2) med en tilpasningsmodstand for kobleren (K), at hver signalvej (SI, S2) og dens afgrening (AZ1, AZ2) indeholder et diodenetværk (Dl, D12, D2, D22), som er polet således, at ved en diodenetværkene påtrykt positiv styrespænding 15 er den første signalvej gennemkoblet til udgangsklemmen (5), og tilpasningsmodstanden er gennemkoblet til den anden signalvej, mens ved en negativ styrespænding den anden signalvej er gennemkoblet til udgangsklemmen (5), og tilpasningsmodstanden er gennemkoblet til den første 20 signalvej.