EA038870B1

EA038870B1 - Transmitter

Info

Publication number: EA038870B1
Application number: EA201892319A
Authority: EA
Inventors: Петр Александрович Корницкий
Original assignee: Открытое акционерное общество "Межгосударственная Корпорация Развития"
Priority date: 2018-11-12
Filing date: 2018-11-12
Publication date: 2021-10-29
Also published as: EA201892319A1

Abstract

The invention relates to the field of radio engineering and can be used in mobile radio communication systems. The transmitter consists of a demultiplexer (1), a digital RC-RS modulator (2) for converting signals of the RC-RS channels, at least one digital modulator (3), ensuring conversion of signals from information channels, an adder (4), a digital-to-analog converter (DAC) (5), the first amplifier (6), the first bandpass filter (7), the first phase shifter (8) with the phase shift of 45°, the second phase shifter (9) with the phase shift of 45°, a quadrature modulator (10), the second amplifier (11), the second bandpass filter (12), the third amplifier (13), a phase-locked loop signal source (14), a direct digital synthesizer (15), a monitoring and control module (16). The technical result of this invention is the extension of the range of technical equipment of the purpose specified, with a capability to receive a group stream and further to transmit information via the RC-RS channel, and at least one information channel, and also ensuring suppression of mirror frequency formed upon signal conversion from intermediate frequency to a radio frequency signal.

Description

Изобретение относится к области радиотехники и может использоваться в подвижных системах радиосвязи.The invention relates to the field of radio engineering and can be used in mobile radio communication systems.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является схема передачи, описанная в приемопередатчике с дельта-сигма-цифроаналоговым преобразователем (см. с. 7, 8, патент № 2248665, опубл. 20.03.2005 г.), содержащая процессор модулирующих сигналов, цифровую схему АРУ для регулирования усиления первого сигнала, полосовой фильтр, преобразователь частоты (квадратурный модулятор), обеспечивающий повышение частоты до диапазона радиочастот, усилитель для усиления сигнала перед выходом на антенное устройство, прямой цифровой синтезатор, предназначенный для формирования одного из опорных сигналов из выходного сигнала гетеродина, цифровой аналоговый преобразователь, преобразующий цифровой сигнал промежуточной частоты в аналоговый сигнал промежуточной частоты. В данной схеме передачи реализован цифровой модулятор, включающий первый цифровой фильтр нижних частот и второй цифровой фильтр нижних частот для фильтрации нежелательных сигналов, первый цифровой преобразователь частоты и второй цифровой преобразователь частоты для преобразования модулирующих сигналов в промежуточную частоту, цифровой фазовращатель для сдвига сигнала по фазе 90°, цифровой сумматор для объединения сигналов.The closest technical solution adopted as a prototype is a transmission scheme described in a transceiver with a delta-sigma-digital-to-analog converter (see p. 7, 8, patent No. 2248665, publ. 03/20/2005), containing a baseband signal processor, a digital AGC circuit for adjusting the gain of the first signal, a band-pass filter, a frequency converter (quadrature modulator) that increases the frequency to the radio frequency range, an amplifier for amplifying the signal before output to the antenna device, a direct digital synthesizer designed to generate one of the reference signals from the output signal local oscillator, a digital to analog converter that converts a digital intermediate frequency signal to an analog intermediate frequency signal. This transmission scheme implements a digital modulator, which includes a first digital low-pass filter and a second digital low-pass filter for filtering unwanted signals, a first digital frequency converter and a second digital frequency converter for converting baseband signals to an intermediate frequency, a digital phase shifter for phase shifting 90 °, digital adder for combining signals.

При преобразовании сигналов с промежуточной частоты на радиочастотный сигнал происходит образование следующих составляющих: рабочая частота, частота сигналов источника ФАПЧ, зеркальная частота, которая создает помехи при передаче сигналов. В прототипе не обеспечено подавление зеркальной частоты, образованной при преобразовании сигналов с промежуточной частоты на радиочастотный сигнал, а также не реализована возможность приема группового потока с разделением на канал ТУ-ТС и не менее один информационный канал и дальнейшей их передачи.When converting signals from an intermediate frequency to an RF signal, the following components are formed: the operating frequency, the frequency of the PLL source signals, the mirror frequency, which interferes with signal transmission. The prototype does not provide for suppression of the mirror frequency formed when converting signals from an intermediate frequency to a radio frequency signal, and also does not implement the possibility of receiving a group stream with division into a TU-TC channel and at least one information channel and their further transmission.

Техническим результатом изобретения является расширение арсенала технических средств указанного назначения с возможностью приема группового потока и в дальнейшем передачи информации по каналу ТУ-ТС и не менее одному информационному каналу, а также обеспечение подавления зеркальной частоты, образованной при преобразовании сигналов с промежуточной частоты на радиочастотный сигнал.The technical result of the invention is to expand the arsenal of technical means of the specified purpose with the possibility of receiving a group stream and subsequently transmitting information through the TU-TC channel and at least one information channel, as well as ensuring the suppression of the mirror frequency formed when converting signals from an intermediate frequency to a radio frequency signal.

Указанный технический результат достигается тем, что передатчик состоит из по меньшей мере одного цифрового модулятора, цифрового аналогового преобразователя, первого усилителя, первого полосового фильтра, источника сигналов ФАПЧ, прямого цифрового синтезатора, квадратурного модулятора, демультиплексора, сумматора, цифрового модулятора ТУ-ТС, первого фазовращателя, второго фазовращателя, второго усилителя, второго полосового фильтра, третьего усилителя, модуля контроля и управления. При этом первый выход источника сигналов ФАПЧ связан с входом прямого цифрового синтезатора, выход которого связан с входом цифрового модулятора ТУ-ТС и с входом по меньшей мере одного цифрового модулятора. Вход-выход источника сигналов ФАПЧ связан с входом-выходом модуля контроля и управления, выход которого связан с входом цифрового модулятора ТУ-ТС и с входом по меньшей мере одного цифрового модулятора. Выходы демультиплексора связаны с входом цифрового модулятора ТУ-ТС и с входом по меньшей мере одного цифрового модулятора. Входы сумматора связаны с выходами цифрового модулятора ТУ-ТС и с входом по меньшей мере одного цифрового модулятора. Выход сумматора связан с входом цифрового аналогового преобразователя, выход которого связан с входом третьего усилителя, выход которого связан с входом первого полосового фильтра. Выход первого полосового фильтра связан с входом первого фазовращателя и с входом второго фазовращателя. Выход первого фазовращателя связан с первым входом квадратурного модулятора. Выход второго фазовращателя связан со вторым входом квадратурного модулятора, третий вход которого связан со вторым выходом источника сигналов ФАПЧ. Выход квадратурного модулятора связан с входом второго усилителя, выход которого связан с входом второго полосового фильтра, выход которого связан с входом первого усилителя.The specified technical result is achieved in that the transmitter consists of at least one digital modulator, digital analog converter, first amplifier, first bandpass filter, PLL signal source, direct digital synthesizer, quadrature modulator, demultiplexer, adder, digital modulator TU-TC, first phase shifter, second phase shifter, second amplifier, second bandpass filter, third amplifier, monitoring and control module. In this case, the first output of the PLL signal source is connected to the input of the direct digital synthesizer, the output of which is connected to the input of the digital modulator TU-TC and to the input of at least one digital modulator. The input-output of the PLL signal source is connected to the input-output of the monitoring and control module, the output of which is connected to the input of the TU-TC digital modulator and to the input of at least one digital modulator. The demultiplexer outputs are connected to the input of the TU-TC digital modulator and to the input of at least one digital modulator. The adder inputs are connected to the outputs of the TU-TC digital modulator and to the input of at least one digital modulator. The adder output is connected to the input of the digital analog converter, the output of which is connected to the input of the third amplifier, the output of which is connected to the input of the first band-pass filter. The output of the first bandpass filter is connected to the input of the first phase shifter and to the input of the second phase shifter. The output of the first phase shifter is connected to the first input of the quadrature modulator. The output of the second phase shifter is connected to the second input of the quadrature modulator, the third input of which is connected to the second output of the PLL signal source. The output of the quadrature modulator is connected to the input of the second amplifier, the output of which is connected to the input of the second band-pass filter, the output of which is connected to the input of the first amplifier.

Функциональная схема устройства приведена на чертеже.The functional diagram of the device is shown in the drawing.

Передатчик состоит из демультиплексора 1, цифрового модулятора ТУ-ТС 2 для преобразования сигналов канала ТУ-ТС, не менее одного цифрового модулятора 3, обеспечивающих преобразование сигналов информационных каналов, сумматора 4, цифрового аналогового преобразователя (ЦАП) 5, первого усилителя 6, первого полосового фильтра 7, первого фазовращателя 8 со сдвигом по фазе 45°, второго фазовращателя 9 со сдвигом по фазе 45°, квадратурного модулятора 10, второго усилителя 11, второго полосового фильтра 12, третьего усилителя 13, источника сигналов фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) 14, прямого цифрового синтезатора 15, модуля контроля и управления 16. Первый выход источника сигналов ФАПЧ 14 связан с входом прямого цифрового синтезатора 15, выход которого связан с входом цифрового модулятора ТУ-ТС 2 и с входом по меньшей мере одного цифрового модулятора 3. Вход-выход источника сигналов ФАПЧ 14 связан с входом-выходом модуля контроля и управления 16, выход которого связан с входом цифрового модулятора ТУ-ТС 2 и с входом по меньшей мере одного цифрового модулятора 3. Выходы демультиплексора 1 связаны с входом цифрового модулятора ТУ-ТС 2 и с входом по меньшей мере одного цифрового модулятора 3. Входы сумматора 4 связаны с выходами цифрового модулятора ТУ-ТС 2 и с входом по меньшей мере одного цифрового модулятора 3. Выход сумматора 4 связан с входом цифрового аналогового преобразователя 5, выход которого связан с входомThe transmitter consists of a demultiplexer 1, a digital modulator TU-TC 2 for converting the signals of the TU-TC channel, at least one digital modulator 3 that converts information channel signals, an adder 4, a digital analog converter (DAC) 5, the first amplifier 6, the first band pass a filter 7, a first phase shifter 8 with a phase shift of 45 °, a second phase shifter 9 with a phase shift of 45 °, a quadrature modulator 10, a second amplifier 11, a second bandpass filter 12, a third amplifier 13, a phase-locked loop (PLL) signal source 14, direct digital synthesizer 15, monitoring and control module 16. The first output of the PLL signal source 14 is connected to the input of the direct digital synthesizer 15, the output of which is connected to the input of the digital modulator TU-TC 2 and to the input of at least one digital modulator 3. Input-output PLL signal source 14 is connected to the input-output of the monitoring and control module 16, the output of which is connected to the digital input modulator TU-TC 2 and with the input of at least one digital modulator 3. The outputs of the demultiplexer 1 are connected to the input of the digital modulator TU-TC 2 and to the input of at least one digital modulator 3. The inputs of the adder 4 are connected to the outputs of the digital modulator TU-TC 2 and with the input of at least one digital modulator 3. The output of the adder 4 is connected to the input of the digital analog converter 5, the output of which is connected to the input

- 1 038870 третьего усилителя 13, выход которого связан с входом первого полосового фильтра 7. Выход первого полосового фильтра 7 связан с входом первого фазовращателя 8 и с входом второго фазовращателя 9. Выход первого фазовращателя 8 связан с первым входом квадратурного модулятора 10. Выход второго фазовращателя 9 связан со вторым входом квадратурного модулятора 10, третий вход которого связан со вторым выходом источника сигналов ФАПЧ 14. Выход квадратурного модулятора 10 связан с входом второго усилителя 11, выход которого связан с входом второго полосового фильтра 12, выход которого связан с входом первого усилителя 13.- 1 038870 of the third amplifier 13, the output of which is connected to the input of the first bandpass filter 7. The output of the first bandpass filter 7 is connected to the input of the first phase shifter 8 and to the input of the second phase shifter 9. The output of the first phase shifter 8 is connected to the first input of the quadrature modulator 10. The output of the second phase shifter 9 is connected to the second input of the quadrature modulator 10, the third input of which is connected to the second output of the PLL signal source 14. The output of the quadrature modulator 10 is connected to the input of the second amplifier 11, the output of which is connected to the input of the second bandpass filter 12, the output of which is connected to the input of the first amplifier 13 ...

Передатчик работает следующим образом.The transmitter works as follows.

Информация по меньшей мере одного информационного канала и канала ТУ-ТС подается в групповом потоке на демультиплексор 1 передатчика. В демультиплексоре 1 поток информации разделяется на канал ТУ-ТС и по меньшей мере на один информационный канал, которые поступают каждый соответственно на цифровой модулятор ТУ-ТС 2 по меньшей мере на один цифровой модулятор 3, где перемножаются с сигналами опорной частоты и переносятся в заданную область частот промежуточной частоты. Сигналы опорной частоты поступают с прямого цифрового синтезатора 15, где формируются из выходного сигнала источника сигнала ФАПЧ 14. В сумматоре 4 происходит суммирование модулированных сигналов на промежуточной частоте. Далее сигнал поступает на ЦАП 5, где формируется аналоговый сигнал. В третьем усилителе 13 сигнал усиливается и подается на первый полосовой фильтр 7, где происходит фильтрация побочных составляющих спектра сигнала, получаемых при преобразовании цифрового сигнала в аналоговый. Далее сигнал поступает на первый и второй фазовращатели 8, 9 со сдвигом фазы на 45° каждый, при этом получаются два сигнала, сдвинутые между собой на 90°, что в дальнейшем позволяет подавить частоту источника сигнала ФАПЧ и зеркальную частоту, образованную при переносе спектра сигнала с промежуточной частоты в диапазон радиочастот.Information of at least one information channel and TC-TC channel is supplied in a multicast stream to the transmitter demultiplexer 1. In the demultiplexer 1, the information stream is divided into a TC-TC channel and at least one information channel, which are fed each, respectively, to a digital modulator TC-TC 2 to at least one digital modulator 3, where they are multiplied with the reference frequency signals and transferred to a given the frequency range of the intermediate frequency. The signals of the reference frequency come from the direct digital synthesizer 15, where they are formed from the output signal of the PLL signal source 14. In the adder 4, the modulated signals are summed at the intermediate frequency. Then the signal goes to DAC 5, where an analog signal is formed. In the third amplifier 13, the signal is amplified and fed to the first band-pass filter 7, where the spurious components of the signal spectrum obtained by converting the digital signal into analogue are filtered. Further, the signal is fed to the first and second phase shifters 8, 9 with a phase shift of 45 ° each, while two signals are obtained, shifted between each other by 90 °, which further allows suppressing the frequency of the PLL signal source and the mirror frequency formed during the transfer of the signal spectrum from the intermediate frequency to the radio frequency range.

Команды установки частоты и управления с внешнего устройства управления поступают по шине 1²С на модуль контроля и управления 16, где команды обрабатываются. Далее команды на включение/выключение каналов поступают на цифровой модулятор ТУ-ТС 2 и по меньшей мере на один цифровой модулятор 3. Сигнал управления поступает на источник сигнала ФАПЧ 14, где сравниваются фазы входного сигнала и опорного сигнала, и выводится сигнал ошибки, соответствующий разности между этими фазами. В случае ошибки фазовой синхронизации петли ФАПЧ (на чертеже не показана) происходит ее повторное программирование с внешнего устройства управления через модуль контроля и управления 16. Если ошибка повторяется более трех раз, то программирование прекращается и отказ передается через модуль контроля и управления 16 на внешнее устройство управления. При фазовой синхронизации сигнал от источника сигналов ФАПЧ 14 подается на квадратурный модулятор 10. В квадратурном модуляторе 10 спектры сигналов, поступающих с источника сигнала ФАПЧ 14 и с первого и второго фазовращателей 8, 9, переносятся с промежуточной частоты в диапазон радиочастот, усиливаются во втором усилителе 11, фильтруются в полосовом фильтре 12, где подавляется зеркальная частота, и усиливаются в первом усилителе 6 перед выходом на антенну.The commands for setting the frequency and control from the external control device are sent via the 1 ² C bus to the monitoring and control module 16, where the commands are processed. Further, the commands to turn on / off the channels are sent to the digital modulator TU-TC 2 and to at least one digital modulator 3. The control signal is fed to the PLL signal source 14, where the phases of the input signal and the reference signal are compared, and an error signal is output corresponding to the difference between these phases. In the event of an error in the phase synchronization of the PLL loop (not shown in the drawing), it is reprogrammed from the external control device through the control and management module 16. If the error repeats more than three times, the programming is terminated and the refusal is transmitted through the control and management module 16 to the external device management. In phase locking, the signal from the PLL signal source 14 is fed to the quadrature modulator 10. In the quadrature modulator 10, the spectra of signals coming from the PLL signal source 14 and from the first and second phase shifters 8, 9 are transferred from the intermediate frequency to the radio frequency range, amplified in the second amplifier 11 are filtered in a bandpass filter 12, where the image frequency is suppressed, and amplified in the first amplifier 6 before being output to the antenna.

Claims

CLAIM

A radio communication signal transmitter containing at least one digital modulator, a digital analog converter, a first amplifier, a first bandpass filter, a phase-locked loop (PLL) signal source, a direct digital synthesizer, a quadrature modulator, characterized in that a demultiplexer, an adder, a digital modulator are introduced TU-TS, the first phase shifter, the second phase shifter, the second amplifier, the second band-pass filter, the third amplifier, the monitoring and control module, which transmits the signal about the phase locking error of the PLL loop to an external control device, while the first output of the PLL signal source is connected to the direct digital input synthesizer, the output of which is connected to the input of the digital modulator TU-TC and to the input of at least one digital modulator; at least one digital modulator, output s of the demultiplexer are connected to the input of the digital modulator TU-TC and to the input of at least one digital modulator, the inputs of the adder are connected to the outputs of the digital modulator TU-TC and to the input of at least one digital modulator, the output of the adder is connected to the input of the digital analog converter, the output which is connected to the input of the third amplifier, the output of which is connected to the input of the first bandpass filter, the output of the first bandpass filter is connected to the input of the first phase shifter and to the input of the second phase shifter, the output of the first phase shifter is connected to the first input of the quadrature modulator, the output of the second phase shifter is connected to the second input of the quadrature modulator , the third input of which is connected to the second output of the PLL signal source, which compares the phases of the input and reference signals and outputs an error signal corresponding to the difference between these phases, the output of the quadrature modulator is connected to the input of the second amplifier, the output of which is connected to the input of the second bandpass filter, the output which is connected to the input of the first amplifier.