RU18030U1 - Фазовый модулятор - Google Patents

Abstract

Фазовый модулятор, содержащий последовательно соединенные источник высокочастотного сигнала, фазовращатель на π/2, первый балансный модулятор и первый сумматор, выход которого является выходом устройства, а также источник модулирующего сигнала, отличающийся тем, что в него введены источник постоянного напряжения, второй балансный модулятор, выход которого подключен ко второму входу первого сумматора, а первый вход соединен с выходом источника высокочастотного сигнала, последовательно соединенные перемножитель сигналов, аттенюатор, первый инвертор и второй сумматор, выход которого подключен ко второму входу первого балансного модулятора, второй вход соединен с выходом источника постоянного напряжения, третий вход соединен с выходом источника модулирующего сигнала, при этом входы перемножителя сигналов объединены и соединены с выходом источника модулирующего сигнала, последовательно соединенные второй инвертор и третий сумматор, выход которого подключен ко второму входу второго балансного модулятора, второй вход соединен с выходом источника постоянного напряжения, третий вход соединен с выходом первого инвертора, при этом вход второго инвертора соединен с выходом источника модулирующего сигнала.

Description

ФАЗОВЫЙ МОДУЛЯТОР

Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована для формирования фазомодулированных сигналов в радиотехнических устройствах различного назначения, а также в измерительной технике.

Известен фазовый модулятор с преобразованием амплитудной модуляции в фазовую, содержащий последовательно соединённые источник модулируемого сигнала, первый фазовращатель, первый амплитудный модулятор и сумматор, последовательно соединённые источник модулирующего сигнала и второй фазовращатель, а также второй амплитудный модулятор, один вход которого соединён с выходом источника модулируемого сигнала, а выход подключен ко второму входу сумматора, при этом второй вход второго амплитудного модулятора соединён с выходом источника модулирующего сигнала, выход второго фазовращателя подключен ко второму входу первого амплитудного модулятора (см. Верещагин Е.М., Никитенко Ю.Г. Частотная и фазовая модулящш в технике связи. М.:, «Связь, 1974, с. 127).

Однако выходной сигнал имеет относительно большой уровень паразитной амплитудной модуляции (ЛАМ) и фазовая характеристика устройства существенно нелинейная.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является изображённый на фиг. 1 фазовый модулятор, содержащий последовательно соединённые источник высокочастотного сигнала ИВС1, фазовращатель на 7i/2 ФВ2, балансный модулятор БМЗ и сумматор СУМ4, второй вход которого соединён с выходом источника высокочастотного сигнала. При этом второй вход балансного модулятора соединён с источником модулирующего сигнала ИМС5 (см. Б.П. Латхи. Системы передачи информации. Перевод с английского под общей редакцией Б.И. Кувщинова. М.:, «Связь. 1971, с. 161).

Недостаток известного устройства в том, что неискажённая фазовая модуляция имеет место только при относительно малом значении индекса модуляции т«1 и также имеется остаточная ПАМ.

Целью предлагаемого технического решения является получение неискажённой фазовой моду.ляции при индексе моду.г1яции т 1 и снижение уровня ПАМ.

Поставленная цель достигается тем, что в фазовый модулятор, содержащий последовательно соединённые источник высокочастотного сигнала, фазовращатель на 7Г/2, первый балансный модулятор и первый сумматор, выход которого является выходом устройства, введены источник постоянного напряжения, второй балансный модулятор, выход которого подключен ко второму входу первого сумматора, а первый вход соединён с выходом источника высокочастотного сигнала, последовательно соединённые перемножитель сигналов, аттенюатор, первый инвертор и второй сумматор, выход которого подключен ко второму входу первого балансного модулятора, второй вход соединён с выходом источника постоянного напряжения, третий вход соединён с выходом источника модулируюМ.Кл. - Н 03 С 3/38

щего сигнала, при этом входы перемножителя сигналов объединены и соединены с выходом источника модулирующего сигнала, последовательно соединённые второй инвертор и третий сумматор, выход которого подключен ко второму входу второго балансного модулятора, второй вход соединён с выходом источника постоянного напряжения, третий вход соединён с выходом первого инвертора, при этом вход второго инвертора соединён с выходом источника модулирующего сигнала. На фиг. 2 представлена блок-схема предложенного фазового модулятора.

Фазовый модулятор содержит последовательно соединённые источник высокочастотного сигнала ИВС1, фазовращатель на 7t/2 ФВ2, первый балансный модулятор 1-й БМЗ и первый сумматор 1-й СУМ4, источник модулирующего сигнала ИМС5, источник постоянного напряжения ИПН6, второй балансный модулятор 2-й БМ7, выход которого подключен ко второму входу 1-го СУМ4, а первый вход соединён с выходом ИВС1, последовательно соединённые перемножитель сигналов ПС8, аттенюатор АТ9, первый инвертор 1-й ИНВ10 и второй сумматор 2-й СУМИ, выход которого подключен ко второму входу 1-го БМЗ, второй вход соединён с выходом ИПН6, третий вход соединён с выходом ИМС5, при этом входы ПС8 объединены и соединены с выходом ИМС5, последовательно соединённые второй инвертор 2-й ИНВ12 и третий сумматор 3-й СУМ 13, выход которого подключен ко второму входу 2-го БМ7, второй вход соединён с выходом ИПН6, третий вход соединён с выходом 1-го ИНВ10, при этом вход 2-го ИНВ12 соединён с выходом ИМС5.

Фазовый модулятор работает следующим образом. С выхода ИВС1 на вход ФВ2 и на первый вход 2-го БМ7 поступает напряжение несущей частоты с единичной амплитудой

Щ - COSUJ,(1)

при этом на входе 1-го БМЗ имеется напряжение

«2 - sincj/.(2)

На выходе ИНН6 имеется единичное постоянное напряжение

Uo 1.(3)

На выходе ИМС5 имеется модулирующее напряжение

и„ - wsm/2f,(4)

при этом т пропорционально амплитуде модулирующего сигнала (т Umn.

На выходе ПС8 имеется сигнал

кяс , при этом в АТ9 уровень сигнала уменьщается в 2 раза

и л -т sin П/,

а на выходе 1 -го ИНВ10

инв --w sin ОЛ(5)

На выходе 2-го ИНВ 12 имеется сигнал

j .Ж

1 79

sin Q/ + wsmQ/.(7)

В 3-M СУМ 13 складываются сигналы, выражаемые формулами (3), (4) и (6), при этом на выходе 3-го СУМ 13 имеется напряжение

1 2 2

сумъ -1 - sin О -wsmQ/.

На выходе 1-го БМЗ имеется напряжение, пропорциональное произведению (2) и (7)

-sinu)q 1 -т sin О/+/я sin iQ/ , а на выходе 2-го БМ7 имеется и (8)

-cosft r 1-т sin О/-wsinQ/1

БМ2

На выходе 1-го СУМ4 в результате сложения (9) и (10), после преобразований получим

/2 fl--/И ICOS

+ -т cos

(u + 2Q + 8при этом в режиме несущего колебания устройства

Исш1 + о«2 -V/2 cosf ftrf + I

Из сравнения (11) и (12) видно, что начальная фаза в режимах модуляции и несущего колебания постоянна, что важно при использовании предлагаемого фазового модулятора в синхронных системах с фазовой модуляцией.

В выражении (11) первое слагаемое представляет собой несущую, а второе, третье, четвёртое и пятое - колебания боковых частот. Если сравнить амплитуды колебаний на этих частотах с графиками Бесселевых функций первого рода (СМ.Б.П. Латхи. Системы передачи информации., стр.165, рис 4.4.), то увидим, что имеет место их полное совпадение при индексе модуляции т I, а как известно, распределение спектральных составляющих ФМ-сигнала описывается функцией Бесселя первого рода п-го порядка.

Таким образом, в предложенном устройстве имеет место практически неискажённая фазовая модуляция при индексе модуляции т I, а в прототипе лшпь при т«1.

Доказательством возможности осуществления предлагаемого фазового модулятора является то, что основные вводимые блоки построены на серийных микросхемах: балансные модуляторы - на микросхемах 174ПС1, инверторы - на операционном усилителе 140УД20. Фазовращатель на 7i/2 представляет собой резонансную цепь (например, LC - контур), в которой определённым подбором реак(8)

(9)

(10)

. 7t т

/ х-. w / - л ( + - -- ( + аЛ + - + -

I 4J 2

+ -m cos

( + - 4

(И) 8

(12) напряжение, пропорциональное произведению (1) без модуляции выходное напряжение

тргеных элементов (L,C) достигается фазовый сдвиг на 7с/2 несущей частоты. Аттенюатор и сумматоры можно выполнить пассивными, на резисторах. В качестве перемножителя сигналов можно использовать прещвионный перемножитель на микросхеме К525ПСЗБ.

Таким образом, применение предлагаемого устройства позволяет получить неискажённый фазомодулированный сигнал при индексе модуляции т J, что обычно достаточно в большинстве случаев использования фазовых модуляторов в радиотехнических устройствах.

Claims (1)

1. Фазовый модулятор, содержащий последовательно соединенные источник высокочастотного сигнала, фазовращатель на π/2, первый балансный модулятор и первый сумматор, выход которого является выходом устройства, а также источник модулирующего сигнала, отличающийся тем, что в него введены источник постоянного напряжения, второй балансный модулятор, выход которого подключен ко второму входу первого сумматора, а первый вход соединен с выходом источника высокочастотного сигнала, последовательно соединенные перемножитель сигналов, аттенюатор, первый инвертор и второй сумматор, выход которого подключен ко второму входу первого балансного модулятора, второй вход соединен с выходом источника постоянного напряжения, третий вход соединен с выходом источника модулирующего сигнала, при этом входы перемножителя сигналов объединены и соединены с выходом источника модулирующего сигнала, последовательно соединенные второй инвертор и третий сумматор, выход которого подключен ко второму входу второго балансного модулятора, второй вход соединен с выходом источника постоянного напряжения, третий вход соединен с выходом первого инвертора, при этом вход второго инвертора соединен с выходом источника модулирующего сигнала.