NO115077B - - Google Patents

Description

Frekvensdemodulator.

Oppfinnelsen angår en koplingsanord-nihg for demodulering av frekvensmodulerte inngangssvingninger, hvilken anord-ning har en amplitudebegrenser og en et-terfølgende mottakt-frekvens-demodulator med to resonanskretser, to likerettere som tilføres to spenninger som tas ut fra nevnte kretser i samme og motsatt fase og et for disse likerettere felles utgangsfilter, over hvilket det demodulerte signal frembringes. Oppfinnelsen tilsikter en koplingsanordning hvor det frembrakte, demodulerte signal i høy grad er ufølsomt for uønsket amplitudemodulasjon av inngangssvingningen og er karakterisert ved at for ytterligere undertrykking av det demodulerte signals følsomhet for uønsket amplitudemodulasjon av inngangssvingningen, har de amplitudemodulerte .spenninger som avledes fra begrenseren med samme og motsatt fase, motsatte fortegn.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til tegningen.

Fig. 1 viser et utførelseseksempel.

Fig. 2 viser et vektordiagram til forkla-ring av koplingen i fig. 1. Fig. 3 viser en. avart av koplingen i fig. 1. Fig. 4 viser en ytterligere avart av koplingen i fig. 1.

Fig. 5 viser også en avart av koplingen

i fig.' 1.

I fig. 1 blir den i utgangskretsen av mellomfrekvensforsterkeren 1 frembrakte, frekvensmodulerte inngangssvingning ført over en begrenser 2 til frekvensmodulatoren 3 som har en primær resonanskrets 4, en sekundærresonanskrets 5, to likerettere 6 og 7 og et utgangsfilter 8, over hvilket det demodulerte signal frembringes på ,kjent rriåte, idet spenningen over primærkretsen 4 tilføres likeretterne 6 resp. 7 med samme fasé over én med primærviklingen fast koplet tertiærvikling 9 og med motsatt fase over sekundærkretsen 5.

Det demodulerte signal er null, altså ufølsomt for den uønskede amplitudemodulasjon av inngangssvingningen, ved en mid-délfrekvens f0 av denne, hvor den nevnte likefaste- og mottaktspenning er gjensidig 90° forskjellig i fase; ved en frekvenssving av inngangssvingningen, endrer imidler-tid det frembrakte demodulerte signal seg i vanlige koplinger proporsjonalt i forhold til amplitudemodulasjonen av inngangssvingningen, slik at man forsøker å undertrykke denne amplitudemodulasjon mest mulig på forhånd ved hjelp av en begrenser.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den erkjennelse at dét på enkel måte er mulig ved bruk av en ikke ideel begrenser, å gjøre den resterende amplitudemodulasjon uvirk-som derved at det avledes slike spenninger fra begrenseren at amplitudemodulasjonen av spenningen P som gjennom viklingen 9 tilføres likeretterne 6 og 7 i samme fase (se fig. 2) er motsatt amplitudemodulasjonen av spenningen S som over kretsen 5 tilføres likeretterne 6 og 7 i mottakt (se fig. 2).

I den hensikt unngås en induktiv kopling mellom kretsene 4 og 5 i fig. 1 og i utgangskretsen av forsterkeren 1 ligger en liten motstand 15, hvis spenning over en liten kondensator 16 tilføres et endepunkt 17 eller hvis ønskelig en avtaphing (ikke vist) på induktiviteten i kretsen 5. Viklingsret-ningen av viklingen 9 er slik at det mellom endepunktet 17 og midten 18 av sekundærkretsen 5, frembringes en spenning S (se fig. 2) med frekvensavhengig faseforskyv-ning hvis amplitude er proporsonal med forskjellen mellom spenningen P (se fig. 2) over viklingen 9 og spenningen H over motstanden 15 (idet mån passer på at de nedre ender av viklingen 9 og motstanden 15 er gjensidig forbundet for inngangssvingnin-gens frekvenser).

Da som følge av begrenseren 2, spenningen P over viklingen 9 er mindre dypt amplitudemodulert enn spenningen H over motstanden 15 er en innstilling mulig hvor-ved økningen av spenningen H med en stør-relse ti (vist overdrevet i fig. 2), forårsaker at spenningen P som er større enn spenningen H, øker med en størrelse p, som er mindre enn h, slik at spenningens S altså av-tar med størrelsen s, med andre ord en innstilling hvor amplitudemodulasjonen av spenningene P og S har motsatte fortegn. Eventuelt må motstanden 15 for nøyere innstilling av fasen av spenningene P og S, shuntes med en liten kondensator 14.

Følgelig blir likeretterne 6 og 7 tilført de resulterende spenninger A' og B' i stedet for A og B, idet lengdeøkningene A'—A og B'—B ved riktig dimensjonering kan velges like store, slik at i de tilsvarende spenninger over utgangsfilteret 8, utlikner disse øk-ninger hverandre akkurat.

I den hensikt må betingelsen p/s = P3/S3 oppfylles; denne betingelse gjelder praktisk talt uavhengig av inngangssving-ningens frekvenssvingning. Blir derimot passeringsretningen i likeretterne 6 og 7, eller i likeretteren 10 eller viklingsretnin-gen av viklingen 9 snudd, så utøver også forvrengningen av spenningen over kretsen 4 en vesentlig innflytelse på amplitudemodulasjonen av spenningene A og B på likeretterne 6 og 7; i dette tilfelle har den oven-for nevnte betingelse ikke lenger noen gyl-dighet.

I fig. 3 er vist en annen type, i hvilken amplitudemodulasjon av de til likeretterne 6' og 7' i mottakt førte spenninger S gjøres motsatt til den til likeretterne 6' og 7' førte spenning P med samme fase. I den hensikt er igjen en induktiv kopling mellom kretsene 4 og 5 unngått og begrenseren 2 er i og for seg kjent ved at det parallelt med primæfkretsén er koplet en likeretter 10 i serie med et RC-filter 11 med en tidskon-stant større enn en periode av den laveste modulasjonsfrekvens. Spenningen P over tertiærviklingen 9 blir igjen tilført midten 18 og den spenning H som frembringes over liten motstand 12, som ligger i serie med RC-filteret 11, blir over en liten kondensator 13 tilført avtapningen 19 på kretsen

5, slik at det over kretsen 5 igjen frembringes en spenning S som er proporsjonal med forskjellen mellom spenningene P og H. Da spenningen P igjen er høyere, men mindre dypt amplitudemodulert enn spenningen H, kan det igjen oppnås en spenning S, hvis amplitudemodulasjon er motsatt av spenningen P, slik at ved riktig dimensjonering, blir den over utgangsfilteret 8 frembrakte demodulerte spenning ufølsom for denne amplitudemodulasjon.

I fig. 4 er vist en kopling hvor amplitudemodulasjonen av den spenning-som til-føres likeretterne 6' og 7' med samme fase, er motsatt de spenninger som tilføres likeretterne 6' og 7' i mottakt. De sist nevnte spenninger frembringes over en med begrenseren 2 parallellkoplet primærreso-nanskrets 2, som er fast koplet til en i utgangskretsen av forsterkeren 1 liggende vikling 23 og omtrent kritisk koplet til en sekundærresonanskrets 24. Kretsen 24 ligger mellom midten av utgangsfilteret 8 og midten av kretsen 22 og det sist nevnte punkt tilføres samtidig over en liten kondensator 25, spenningen over en i utgangskretsen av forsterkeren 1 liggende liten motstand 26. Denne mindre spenning er i motfase med og har en større modulasjonsdybde enn den høyere spenning som frembringes ved koplingen med kretsen 22 over kretsen 24, slik at forskjellen mellom disse spenninger, som tilføres likeretterne 6' og 7' med samme fase har en i forhold til amplitudemodulasjonen av spenningen over kretsen 24, motsatt amplitudemodulasjon, slik at ved riktig dimensjonering kan det over filteret 8 frembrakte demodulerte signal igjen gjøres ufølsom for denne amplitudemodulasjon.

Det ble fastslått, at med den beskrevne kopling kan oppnås særlige gode amplitude-modulasjonsundertrykkelsesfaktorer, f. eks. 60—70 og koplingen er svært lite følsom for toleranser av de anvendte koplingselemen-ter, særlig likeretteren. Dette er tilfelle f. eks. for en forholdsdemodulator og gjør den fordel gjeldende at utgangssignalet er to ganger høyere ved samme båndbredde og at også for høye mellomfrekvenser, f. eks.

33 MHz, en demodulator med liten båndbredde f. eks. 200 kHz er virkeliggjort ved bruk av enkle spoler, da ved en forholdsdemodulator for å oppnå en god amplitude-modulasj onsundertrykkelse, sekundærkret-séns egendempning må være liten i forhold til dempningen som bevirkes av likeretterne, slik at sekundærkretsens båndbredde alltid er forholdsvis stor. Av samme grunn er i den foreliggende kopling, begrenseren 2 alltid parallell med kretsen 4 resp. 22 og

ikke parallell med kretsen 5 resp. 24.

, Det er innlysende, at også andre be-grensere kan anvendes, f. eks. en gitter-strømbegrenser 28, som vist i fig. 5, idet den

lille spenning H med den store modulasjonsdybde kan tas fra begrenserinngangs-krtesen 29. Virkemåten for denne kopling

er forøvrig lik den i fig. 1.

Ved et praktisk utførelseseksempel

hadde koplingselementene f. eks. ifølge fig.

1 følgende verdier:

Filteret 8 = 2 X 82 kohm, 2 X 56 pF,

filteret 11 = 47 kohm og 5 jxF, motstanden

15 = 1 — 6 kohm, kondensatoren 16 = 6,8

pF, undertrykkelsesfaktoren av begrenseren

2 = 6 — 10 ganger, spenningen P over viklingen 9 == spenningen S over hver halvdel

av kretsen 5 = y3 ganger spenningen over

kretsen 4 = 3 — 5 ganger spenningen over

motstanden 15, den samlede undertryk-ningsfaktor = mer enn 50 ganger.

Claims (7)

1. Koplingsanordning for demodulering av frekvensmodulerte svingninger med

en amplitudebegrenser (2) og en etterføl-gende mottaktfrekvensdemodulator (4, 5) med to resonanskretser, to likerettere og et for'disse likerettere felles utgangsfilter (8), idet de to spenninger som tas fra disse kretser tilføres likeretterne i samme og motsatt fase, karakterisert ved at for ytterligere minskning av det demodulerte signals følsomhet for uønsket amplitudemodulasjon av inngangssvingningen, har de amplitudemodulerte spenninger som avledes fra begrenseren med samme og motsatt fase, motsatte fortegn.

2. Koplingsanordning ifølge påstand 1, karakterisert ved at en av de to nevnte spenninger ved kombinasjon i motfase med en spenning som tas fra begrenserutgan- gen, frembringer en mindre spenning med større modulasjondybde.

3. Koplingsanordning ifølge påstand 2, karakterisert ved at begrenseren er av en i og for seg kjent type, hvor der parallelt med primærkretsen er koplet en likeretter i serie med et RC-filter med en større tids-konstant enn periodetiden av den laveste modulasjonsfrekvens og den nevnte spenning med større modulasjonsdybde frembringes over en impedans som ikke er shun-tet av begrenseren.

4. Koplingsanordningen ifølge påstand 2, karakterisert ved at den over primærkretsen av denne resonanskrets frembrakte spenning over en koplingsvikling (9) tilfø-res midten (18) og den mindre spenning med større amplitudemodulasjonsdybde, et annet punkt (17 resp. 19) på sekundærkretsen av denne resonanskrets.

5. Koplingsanordning ifølge påstan-dene 3 og 4, karakterisert ved at den nevnte impedans (12) ligger i serie med det nevnte impedans (12) ligger i serie med det nevnte RC-filter (fig. 3).

6. Koplingsanordning ifølge påstand 3, karakterisert ved at spenningen på primærkretsen av nevnte resonanskrets og spenningene på sekundærresonanskretsen som er induktivt koplet med primærkretsen i mottakt resp. med samme fase tilføres de nevnte likerettere og den nevnte mindre spenning med større modulasjonsdybde, til-føres forbindelsespunktet for primær- og sekundærkretsen (fig. 4).

7. Koplingsanordning ifølge en av de foregående påstander, karakterisert ved at de motsatte amplitudeendringer p og s av nevnte likefase- og mottakerspenninger P og S har et gjensidig forhold praktisk talt tredje potens av kvotienten av spenningene T">