FI94808B - Taajuusmoduloitu lähetinvastaanotin - Google Patents

Description

1 94808

Taajuusmoduloitu lähetinvastaanotin

Keksinnön kohteena on taajuusmoduloitu lähetinvastaanotin, jossa lähetin käsittää taajuusmoduloidun suur-5 taajuusoskillaattorin ja vastaanotin käsittää kaskadiin kytkettyinä suurtaajuussekoittimen, jonka paikallisoskil-laattorisignaali on suurtaajuusoskillaattorin moduloitu ulostulosignaali, ja välitaajuussekoittimen, jolla on vä-litaajuinen paikallisoskillaattorisignaali 10 Erityisesti mikroaaltoalueella (> 1 6Hz) toimivissa radiolaitteissa, kuten radiolinkeissä, on edullista minimoida suurtaajuus- ja mikroaaltokomponenttien lukumäärä, koska ne ovat järjestelmän kalleimpia ja usein kriittisimpiä komponentteja. Esimerkiksi täysduplexradiossa, joka 15 toimii suurella taajuudella (mikroaallot, millimetriaal-lot) on erittäin kallista valmistaa erilliset paikallisos-killaattorit lähettimelle ja vastaanottimelle. Toisaalta saman suurtaajuusoskillaattorin käyttö sekä lähettimessä että vastaanottimen alassekoitusosassa aiheuttaa eräitä 20 vaikeuksia. Kaikkein edullisin tapa synnyttää lähetyssig-naali on mainitun yhteisen suurtaajuusoskillaattorin taajuusmodulointi, mutta tällöin lähetysmodulaatio summautuu myös vastaanotettuun signaaliin ja se täytyy jollain tavalla erottaa pois.

25 Eräs tunnettu tapa poistaa modulaatio vastaanote- I · · tusta signaalista on summata lähetysmodulaatiota vastaava kantataajuussignaali sopivasti viivästettynä ja vaiheistettuna vastaanottimen kantataajuussignaaliin, jolloin lähetysmodulaation osuus vastaanottosignaalista kuomoutuu.

30 FI-patenttijulkaisussa 80549 esitetyssä ratkaisussa jäännösmodulaatio poistetaan käyttämällä vastaanottimessa toista välitaajuista sekoitusta, jonka paikallisoskillaat-toria myös moduloidaan lähetyssignaalilla siten, että lähetysmodulaation osuus vastaanotetussa signaalissa kumou-35 tuu sekoituksessa.

2 94808

Edellä mainituissa menetelmissä on eräitä varjopuolia. Ensimmäisessä ratkaisussa vastaanottimen ilmaisin joutuu käsittelemään sekä vastaanotto- että lähetyssuunnan modulaatiot, joten sen tarvitsema kaistanleveys kasvaa ja 5 näin ollen vastaanottimen selektiivisyys kärsii.

Molemmissa menetelmissä on sen lisäksi ongelmana saada modulaation ja vastamodulaation suuruudet ja lineaarisuudet vastaamaan toisiaan, minkä vuoksi lähetysmodulaa-tion täydellinen kumoaminen vastaanotetusta signaalista on 10 hankalaa. Asiaa vaikeuttaa vielä oskillaattorien ominaisuuksien muuttuminen ympäristöolosuhteiden mukana. Tätä ongelmaa voidaan jossain määrin helpottaa kompensoinnin automaattisella säädöllä toiminnan aikana, mutta tämä lisää laitteiston monimutkaisuutta.

15 Edellä esitetyt ongelmat vältetään aloituskappa leessa esitetyn tyyppisellä taajuusmoduloidulla lähetin-vastaanottimellä, joka on keksinnön mukaisesti tunnettu kolmannesta sekoittimeesta, jonka yhteen sisääntuloon on johdettu lähettimen suurtaajuusoskillaattorin taajuusmodu-20 loitu ulostulosignaali ja toiseen sisääntuloon on johdettu toinen oskillaattorisignaali siten, että kolmannen sekoit-timen ulostulosignaali on välitaajuinen, lähetysmodulaa-tiota sisältävä signaali, joka muodostaa vastaanottimen välitaaj uussekoittimen paikallisoskillaattorisignaalin.

* 25 Keksinnön mukaisessa lähetinvastaanottimessa vas- • · taanotinosa käsittää vähintään kaksi sekoitusta, joista ensimmäisessä paikallisoskillaattorisignaali on lähetys-signaali ja toisessa, lähetysmodulaation vastaanotetusta signaalista kumoavassa välitaajuisessa sekoituksessa pai-30 kallisoskillaattorisignaali on tuotettu sekoittamalla lä-hetyssignaalista.

Keksinnön mukaisella ratkaisulla lähetysmodulaation kompensointi vastaanotetusta signaalista onnistuu tehokkaammin kuin aikaisemmin tunnetuilla menetelmillä, koska 35 keksinnössä toisen sekoituksen paikallisoskillaattorisig- 3 94808 naali eli kompensoiva signaali perustuu kompensoitavaan signaaliin ja siten signaalien ominaisuudet vastaavat hyvin toisiaan. Esimerkiksi moduloinninin epälineaarisuus ei pääse vaikuttamaan kompensoinnin lopputulokseen.

5 Keksintöä selostetaan nyt yksityiskohtaisemmin suo- ritusesimerkkien avulla viitaten oheiseen piirrokseen, jossa kuviot 1 ja 2 esittävät lohkokaaviot kahdesta lähe-tinvastaanottimesta, jotka toteuttavat esillä olevan keksinnön.

10 Kuvioiden 1 ja 2 lähetinvastaanottimissa lähettimen modulointisignaali johdetaan taajuusmoduloidun suurtaa-juusoskillaattorin 1 modulointisisääntuloon. Suurtaajuus-oskillaattorin 1 ulostulosta lähetystaajuinen taajuusmodu-loitu signaali viedään haaroitinelimen 11 kautta joko suo- 15 raan tai mahdollisen suurtaajuusvahvistimen (ei esitetty) kautta antenniin. Modulointisignaali on edullisesti digitaalinen signaali. Suurtaajuudella tarkoitetaan tässä yhteydessä erityisesti mutta ei ainoastaan mikroaaltotaajuu-ksia (>1 GHz).

20 Vastaanotin käsittää seuraavassa järjestyksessä sarjaan kytkettyinä suurtaajuussekoittimen 2, välitaajuus-osan 3 (joka käsittää tyypillisesti suodattimia ja vahvistimia) ja välitaajuussekoittimen 4. Näiden jälkeen on yleensä toinen välitaajuusosa ja ilmaisin, joita ei ole *. 25 esitetty kuvioissa. Vastaanotettu signaali johdetaan an- • · tennistä sekoittimelle 2, jonka paikallisoskillaattorisi-sääntuloon on johdettu haaroitinelimlen 11 ja 12 kautta oskillaattorin 1 taajuusmoduloitu ulostulosignaali. Tällöin sekoitin 2 siirtää vastaanotetun signaalin ensimmäi- 30 selle välitaajuudelle lisäten siihen samalla oskillaatto-, rin 1 ulostulosignaaliin sisältyneen modulaation. Sekoit- timen 2 välitaajuinen ulostulosignaali edullisesti kais-tanpäästösuodatetaan ja vahvistetaan ensimmäisellä välitaaj uusosalla 3 ja johdetaan välitaajuussekoittimelle 4.

35 Haaroitinelin 12 haaroittaa oskillaattorin 1 ulos- 4 94808 tulosignaalin myös sekoittimen 5 sisääntuloon. Sekoittimen 5 paikallisoskillaattorisisääntuloon on kytketty oskillaattorin 6 ulostulo. Sekoitin 5 muodostaa sisääntulossaan olevasta moduloidusta lähetyssignaalista välitaajuisen 5 signaalin, joka syötetään välitaajuussuodattimen 7 kautta sekoittimen 4 paikallisoskillaattorisisääntuloon. Tämän seurauksena sekoittimen 4 paikallisoskillaattorisignaali sisältää samanvaiheisena saman modulaation kuin sekoittimen 4 sisääntulosignaalissa oleva oman lähettimen modulaa-10 tio. Välitaajuusosien 3 ja 7 suodatusfunktiot sekä sekoit-timien 2 ja 5 sekoitusten suunnat valitaan siten, että vastaanotetussa signaalissa oleva oman lähettimen aiheuttama modulaation kumoutuu sekoittimen 4 siirtäessä vastaanotetun signaalin toiselle välitaajuudelle. Siten se-15 koittimen 4 ulostulosignaalissa ei tulisi esiintyä oman lähettimen jäännösmodulaatiota.

Ainoa seikka, joka aiheuttaa kompensointiin epä-ideaalisuutta on välitaajuusosien 3 ja 7 aiheuttamien viiveiden ero ja lineaarinen vääristymä. Koska välitaajuus-20 osat 3 ja 7 voivat kuitenkin olla suhteellisen laajakaistaisia ja keskenään lähes identtisiä ja siten toistensa suhteen, ei merkittäviä kompensointia haittaavia virheitä pääse syntymään.

Keksinnön mukainen ratkaisu on sikälikin edullinen, 25 että kompensoivan signaalin eli sekoittimen 4 paikallis- • · oskillaattorisignaalin muodostamiseen tarvittava sekoitus ja sen tarvitsema oskillaattorisignaali ovat yleensä lä-hettimessä ennestään olemassa suurtaajuusoskillaattorin 1 vaihelukituspiirissä. Kuvio 2 havainnollistaa keksinnön 30 soveltamista tälläisessä vaihelukitun silmukan sisältäväs- ,·. sä lähetinvastaanottimessa. Vaihelukittu silmukka sisältää ... ' vaihevertailijan 8, joka vertaa referenssioskillaattorin 9 ja välitaajuussuodattimen 7 ulostulosignaalin vaihetta ja muodostaa vaihe-eroon verrannollisen ulostulosignaalin.

35 Vaihevertailijan 8 ulostulosignaaliin summataan summain- 5 94808 elimessä 10 lähettimen modulointisignaali MOD IN. Tuloksena saatavalla summasignaalilla moduloidaan oskillaattorin 1 taajuutta. Keksinnön tämän suoritusmuodon varjopuolena on, että se sitoo vaihelukituspiireille 8, 9 ja 10 väli-5 taajuussuodattimelta 7 tulevan signaalin taajuuden lähettimen ja vastaanottimen väliseen taajuuseroon. Kanavanvaihto voidaan kuitenkin suorittaa muuttamalla oskillaattorin 6 taajuutta.

Keksinnön vaihtoehtoisessa toteutuksessa kuvion 1 10 sekoittimen 5 sisääntulo- ja paikallisoskillaattoriportit voidaan vaihtaa keskenään. Sekoitin 5 on edullisesti ali-harmoninen sekoitin.

Oskillaattori 6 voi muodostua esimerkiksi kide-oskillaattorista ja kertojaketjusta. Tämä on edullinen 15 totetutustapa, sillä tarvittava signaalitaso sekoittimen 5 paikallisoskillaattorisisääntulossa on suhteellisen pieni. Toinen tapa toteuttaa oskillaattori 6 on käyttää erilaisia vaihelukittuja silmukoita.

Oheiset kuviot ja niihin liittyvä selitys on tar-20 koitettu vain havainnollistamaan esillä olevaa keksintöä. Yksityiskohdiltaan keksinnön mukainen lähetinvastaanotin voi vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (5)

1. Taajuusmoduloitu lähetinvastaanotin, jossa lähetin käsittää taajuusmoduloidun suurtaajuusoskillaattorin 5 (1) ja vastaanotin käsittää kaskadiin kytkettyinä suurtaa- juussekoittimen (2), jonka paikallisoskillaattorisignaali on suurtaajuusoskillaattorin (1) moduloitu ulostulosignaali, ja välitaajuussekoittimen (4), jolla on lähetysmodu-laatiota sisältävä välitaajuinen paikallisoskillaattori-10 signaali, tunnettu kolmannesta sekoittimeesta (5), jonka yhteen sisääntuloon on johdettu lähettimen suurtaajuusoskillaattorin (1) taajuusmoduloitu ulostulosignaali ja toiseen sisääntuloon on johdettu toinen oskillaattori-signaali siten, että kolmannen sekoittimen ulostulosignaa-15 li on välitaajuinen, lähetysmodulaatiota sisältävä signaali, joka muodostaa vastaanottimen välitaajuussekoittimen (4) paikallisoskillaattorisignaalin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lähetinvastaanotin, tunnettu siitä, että suurtaajuussekoittimen 20 (2) ja välitaajuussekoittimen (4) väliin on kytketty väli taa juussuodatin ja/tai -vahvistin (3).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen lähetinvastaanotin, tunnettu siitä, että kolmannen sekoittimen (5) ja välitaajuussekoittimen (4) väliin on kytketty . 25 toinen välitaajuussuodatin ja/tai -vahvistin (7). ♦

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen lähetinvastaanotin, tunnettu siitä, että kolmas sekoitin (5) on aliharmoninen sekoitin.

5. Patenttivaatimuksen 1, 2, 3 tai 4 mukainen lähe-30 tinvastaanotin, tunnettu siitä, että kolmatta se- ·. koitinta (5) syöttävän oskillaattorisignaalin taajuus on säädettävä. il . . &£:p dl··· i , J, 7 94808