RU2114498C1 - Method and device for frequency modulation - Google Patents

Method and device for frequency modulation Download PDF

Info

Publication number
RU2114498C1
RU2114498C1 RU95120048A RU95120048A RU2114498C1 RU 2114498 C1 RU2114498 C1 RU 2114498C1 RU 95120048 A RU95120048 A RU 95120048A RU 95120048 A RU95120048 A RU 95120048A RU 2114498 C1 RU2114498 C1 RU 2114498C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
generator
output
input
tunable
Prior art date
Application number
RU95120048A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95120048A (en
Inventor
Г.Б. Альтшуллер
Л.А. Волошин
В.И. Чугаева
Original Assignee
Самсунг Электроникс Ко., Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Самсунг Электроникс Ко., Лтд. filed Critical Самсунг Электроникс Ко., Лтд.
Priority to RU95120048A priority Critical patent/RU2114498C1/en
Publication of RU95120048A publication Critical patent/RU95120048A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2114498C1 publication Critical patent/RU2114498C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering; transmitting devices. SUBSTANCE: high-stability frequency standard 1 functions to regulate frequency of variable-frequency oscillators 21 and 22 by means of PLL rings incorporating respective phase detectors 31 and 32 and low-frequency filters 41 and 42. Frequency of first variable-frequency oscillator 41 is varied obeying modulating signal law S(t), that of second oscillator, obeying inverting signal law S(t). Signal picked off first oscillator 41 is multiplied n times in multiplier 61 and that taken off second oscillator 42 is multiplied (n-1) times in multiplier 62. Signals taken off multipliers 61 and 62 are supplied to mixer 7 and then differential signal is discriminated by band filter 8. EFFECT: enlarged frequency variation range ensuring improved frequency stability. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может найти применение в передающих устройствах. The invention relates to radio engineering and may find application in transmitting devices.

Известен способ частотной модуляции (Диксон Р.К. Широкополосные системы. -М. : Связь, 1979, с.111, рис. 4.22a), основанный на изменении частоты перестраиваемого генератора по закону модулирующего сигнала и подстройки частоты перестраиваемого генератора с помощью управляющего напряжения, формируемого кварцевым дискриминатором. A known method of frequency modulation (Dixon R.K. Broadband systems. -M.: Communication, 1979, p.111, Fig. 4.22a), based on changing the frequency of the tunable generator according to the law of the modulating signal and tuning the frequency of the tunable generator using the control voltage formed by quartz discriminator.

Недостатком такого способа является невозможность изменения частоты в широких пределах и ограниченный диапазон стабилизации, определяемый частотным диапазоном имеющихся кварцевых дискриминаторов. The disadvantage of this method is the impossibility of changing the frequency over a wide range and the limited stabilization range determined by the frequency range of the available quartz discriminators.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ частотной модуляции, (Диксон Р.К. Широкополосные системы. -М.: Связь, 1979, с. 111), основанный на изменении по закону модулирующего сигнала частоты перестраиваемого генератора, подстраиваемого с помощью управляющего напряжения, формируемого с использованием стабильного опорного генератора. The closest in technical essence to the proposed one is the method of frequency modulation (Dikson R.K. Broadband systems. -M .: Communication, 1979, p. 111), based on a change in the law of the modulating signal of the frequency of the tunable generator, which is tuned using the control voltage formed using a stable reference generator.

На фиг. 2 представлена блок-схема устройства, реализующего этот способ, где обозначено: 1 - стабильный опорный генератор; 2 - фазовый детектор; 3 - фильтр нижних частот; 4 - перестраиваемый генератор; 5 - фильтр верхних частот. In FIG. 2 shows a block diagram of a device that implements this method, where it is indicated: 1 - stable reference generator; 2 - phase detector; 3 - low pass filter; 4 - tunable generator; 5 - high-pass filter.

Устройство содержит последовательно соединенные стабильный опорный генератор 1, фазовый детектор 2, ФНЧ 3, перестраиваемый генератор 4, один выход которого является выходом устройства, а другой соединен с вторым входом фазового детектора 2. The device comprises a stable reference oscillator 1, a phase detector 2, an LPF 3, a tunable generator 4, one output of which is the output of the device, and the other connected to the second input of the phase detector 2, connected in series.

Входом устройства является вход ФВЧ 5, выход которого соединен с входом перестраиваемого генератора 4. The input of the device is the input of the HPF 5, the output of which is connected to the input of the tunable generator 4.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Информационный модулирующий сигнал через фильтр 5 верхних частот попадает на вход перестраиваемого генератора 4, который изменяет свою частоту по закону модулирующего сигнала. Стабилизация перестраиваемого генератора 4 осуществляется с помощью кольца ФАПЧ, состоящего из фазового детектора 2 и ФНЧ 3, со стабильным опорным сигналом, формируемым опорным генератором 1. The information modulating signal through the high-pass filter 5 gets to the input of the tunable generator 4, which changes its frequency according to the law of the modulating signal. The tunable oscillator 4 is stabilized using a PLL, consisting of a phase detector 2 and a low-pass filter 3, with a stable reference signal generated by the reference generator 1.

Недостатком прототипа является невозможность создания стабильной частоты, изменяемой в широких пределах, особенно в случае использования кварцевых перестраиваемых генераторов, имеющих малый уровень шума. The disadvantage of the prototype is the inability to create a stable frequency that can be changed over a wide range, especially in the case of using tunable crystal oscillators having a low noise level.

Для устранения этого недостатка в способе, основанном на изменении по закону модулирующего сигнала частоты перестраиваемого генератора, подстраиваемого с помощью стабильного опорного генератора, изменяют по закону противофазного (инверсного) модулирующего сигнала частоту дополнительного перестраиваемого генератора, стабилизируемого тем же опорным генератором, умножают в n и (n-1) раз частоты основного и дополнительного перестраиваемых генераторов, с последующим выделением сигнала разностной частоты. To eliminate this drawback, in the method based on the law of the modulating signal of the frequency of the tunable generator, which is tuned using a stable reference oscillator, the frequency of the additional tunable generator stabilized by the same reference oscillator is changed according to the law of an out-of-phase (inverse) modulating signal, multiplied by n and ( n-1) times the frequency of the primary and secondary tunable generators, with the subsequent separation of the difference frequency signal.

В устройство, содержащее последовательно соединенные опорный генератор, первый фазовый детектор, первый ФНЧ, первый перестраиваемый генератор, выход которого соединен с вторым входом первого фазового детектора, а также ФВЧ, соединенный с входом первого перестраиваемого генератора, введены первый умножитель, соединенный с выходом первого перестраиваемого генератора, последовательно соединенные второй фазовый детектор, второй ФНЧ, второй перестраиваемый генератор, второй выход которого соединен с вторым входом фазового детектора, второй умножитель, смеситель, полосовой фильтр, а также инвертор, присоединенный между выходом ФВЧ и входом второго перестраиваемого генератора, выход первого умножителя соединен с вторым входом смесителя, а вход второго фазового детектора соединен с выходом опорного генератора. The first multiplier connected to the output of the first tunable generator is introduced into the device containing the reference oscillator, the first phase detector, the first low-pass filter, the first tunable generator, the output of which is connected to the second input of the first phase detector, and the high-pass filter connected to the input of the first tunable generator generator, connected in series with a second phase detector, a second low-pass filter, a second tunable generator, the second output of which is connected to the second input of the phase detector, second multiplier, a mixer, a bandpass filter, and an inverter connected between the output of the HPF and the input of the second tunable oscillator output of the first multiplier is connected to the second input of the mixer, a second input of the phase detector is coupled to the reference oscillator output.

Предлагаемый способ заключается в следующем. The proposed method is as follows.

Изменяют частоту первого перестраиваемого генератора по закону модулирующего сигнала. Частоту эту стабилизируют управляющим сигналом, формируемым с использованием стабильного опорного неперестраиваемого генератора. Частоту второго перестраиваемого генератора, стабилизированного тем же опорным генератором, изменяют по закону инверсного (противофазного) модулирующего сигнала. Умножают частоту первого перестраиваемого генератора в n раз, а частоту второго - в (n-1) раз, после чего выделяют сигнал разностной частоты. Change the frequency of the first tunable generator according to the law of the modulating signal. This frequency is stabilized by a control signal generated using a stable reference non-tunable generator. The frequency of the second tunable oscillator stabilized by the same reference oscillator is changed according to the law of the inverse (antiphase) modulating signal. The frequency of the first tunable generator is multiplied by n times, and the frequency of the second by (n-1) times, after which the difference frequency signal is extracted.

Предлагаемый способ может быть реализован в устройстве, представленном на фиг.1, где обозначено: 1 - стабильный опорный генератор; 2 - фазовый детектор; 3 - фильтр нижних частот; 4 - перестраиваемый генератор; 5 - фильтр верхних частот; 6 - умножитель частоты; 7 - смеситель; 8 - полосовой фильтр; 9 - инвертор. The proposed method can be implemented in the device shown in figure 1, where it is indicated: 1 - stable reference generator; 2 - phase detector; 3 - low pass filter; 4 - tunable generator; 5 - high-pass filter; 6 - frequency multiplier; 7 - mixer; 8 - band-pass filter; 9 - inverter.

Устройство содержит стабильный опорный генератор 1, выход которого соединен с входами первого и второго фазовых детекторов 21 и 22, выходы которых через соответствующие ФНЧ 31 и 32 соединены с первым и вторым перестраиваемыми генераторами 41 и 42. Выходы этих генераторов 41 и 42 через соответствующие умножители частоты 61 и 62 соединены с входами смесителя 7. Выход смесителя 7 соединен с входом полосового фильтра 8, выход которого является выходом устройства. Вторые выходы перестраиваемых генераторов 41 и 42 соединены с вторыми входами соответствующих фазовых детекторов 21 и 22, а входы соединены с выходом ФВЧ 5, причем вход генератора 41 соединен с ФВЧ 5 непосредственно, а вход генератора 42 - через инвертор 9.The device contains a stable reference generator 1, the output of which is connected to the inputs of the first and second phase detectors 2 1 and 2 2 , the outputs of which are connected through the corresponding low-pass filters 3 1 and 3 2 to the first and second tunable generators 4 1 and 4 2 . The outputs of these generators 4 1 and 4 2 through the corresponding frequency multipliers 6 1 and 6 2 are connected to the inputs of the mixer 7. The output of the mixer 7 is connected to the input of the bandpass filter 8, the output of which is the output of the device. The second outputs of tunable generators 4 1 and 4 2 are connected to the second inputs of the corresponding phase detectors 2 1 and 2 2 , and the inputs are connected to the output of the HPF 5, and the input of the generator 4 1 is directly connected to the HPF 5, and the input of the generator 4 2 through the inverter 9 .

Работает устройство следующим образом. The device operates as follows.

Информационный модулирующий сигнал S(t) через ФВЧ 5 подается на первый перестраиваемый генератор 41, который изменяет свою частоту по закону S(t). Одновременно S(t) через ФВЧ 5 и инвертор 9 подается на вход второго перестраиваемого генератора 42. При этом в генераторе 42 частотная модуляция осуществляется по закону инверсному (противофазному) S(t). Стабилизация частоты блоков 41 и 42 производится опорным генератором 1 с помощью соответствующего кольца ФАПЧ, содержащих фазовый детектор 2 и ФНЧ 3. Сигнал с выхода генератора 41 поступает в умножитель 61, где частота сигнала умножителя в n раз, а с выхода генератора 42 сигнал поступает в умножитель 62, где частота его умножается в (n-1) раз (n - целое число). С выходов умножителей 61 и 62 сигналы подаются на смеситель 7, а затем разностный сигнал выделяется полосовым фильтром 8.The information modulating signal S (t) through the HPF 5 is fed to the first tunable generator 4 1 , which changes its frequency according to the law S (t). At the same time, S (t) through the HPF 5 and inverter 9 is fed to the input of the second tunable generator 4 2 . Moreover, in the generator 4 2 frequency modulation is carried out according to the law of inverse (antiphase) S (t). The frequency stabilization of blocks 4 1 and 4 2 is carried out by the reference oscillator 1 using the corresponding PLL containing a phase detector 2 and an LPF 3. The signal from the output of the generator 4 1 goes to the multiplier 6 1 , where the frequency of the multiplier signal is n times, and from the generator output 4 2 the signal goes to the multiplier 6 2 , where its frequency is multiplied by (n-1) times (n is an integer). From the outputs of the multipliers 6 1 and 6 2, the signals are supplied to the mixer 7, and then the difference signal is allocated by a band-pass filter 8.

Устройство-прототип обеспечивает формирование сигнала с частотой модуляцией вида
U(t) = Uocos[ωot+Δω(t)+Δωнс(t)+φo], (1)
где
U0 - амплитуда колебания;
ωo - несущая частота;
φo - начальная фаза колебания;
Δωнс(t) - знакопеременное случайное отклонение частоты перестраиваемого генератора, обусловленное нестабильностью стабилизирующего опорного генератора;
Δω(t) = K•S(t),
где
K - коэффициент пропорциональности, связывающий изменение частоты с модулирующим напряжением S(t).
The prototype device provides a signal with a frequency modulation of the form
U (t) = U o cos [ω o t + Δω (t) + Δω ns (t) + φ o ], (1)
Where
U 0 is the oscillation amplitude;
ω o is the carrier frequency;
φ o - the initial phase of the oscillation;
Δω ns (t) is an alternating random deviation of the frequency of the tunable generator, due to the instability of the stabilizing reference generator;
Δω (t) = K • S (t),
Where
K is the proportionality coefficient connecting the change in frequency with the modulating voltage S (t).

В предлагаемом устройстве с учетом модуляции первого перестраиваемого генератора 41 по закону S(t) и модуляции второго перестраиваемого генератора 42 по закону инверсному S(t) на выходе блоков 41 и 42 имеем соответственно

Figure 00000002

В (2) и (3) учтена стабилизация блоков 41 и 42 общим стабильным генератором 1. После умножения сигнала (2), сформированного в блоке 41 в n раз (n - целое число) в умножителе 61, на его выходе имеем
U1n(t) = U * o cos[nωot+nΔω(t)+nφo+nΔωнс(t)] (4)
Аналогично, после умножения колебания (3) в (n-1) раз в блоке 42 на его выходе имеем
Figure 00000003

После выделения сигнала разностной частоты в смесителе 7 с полосовым фильтром 8 на выходе устройства получаем
Uвых(t) = U ** o cos[ωot+(2n-1)Δωt+Δωнс(t)+φo] (6)
Из выражения (6) видно, что предлагаемый способ частотной модуляции обеспечивает изменение частоты генератора в более широких пределах, чем прототип, при той же нестабильности частоты, определяемой стабильным опорным генератором.In the proposed device, taking into account the modulation of the first tunable generator 4 1 according to the law S (t) and the modulation of the second tunable generator 4 2 according to the law inverse S (t) at the output of blocks 4 1 and 4 2 we have, respectively
Figure 00000002

In (2) and (3), stabilization of blocks 4 1 and 4 2 by a common stable generator 1 was taken into account. After multiplying the signal (2) generated in block 4 1 by n times (n is an integer) in the multiplier 6 1 , at its output we have
U 1n (t) = U * o cos [nω o t + nΔω (t) + nφ o + nΔω ns (t)] (4)
Similarly, after multiplying the oscillations (3) by (n-1) times in block 4 2, at its output we have
Figure 00000003

After extracting the differential frequency signal in the mixer 7 with a bandpass filter 8 at the output of the device, we obtain
U o (t) = U ** o cos [ω o t + (2n-1) Δωt + Δω ns (t) + φ o ] (6)
From the expression (6) it can be seen that the proposed method of frequency modulation provides a change in the frequency of the generator over a wider range than the prototype, with the same frequency instability determined by a stable reference generator.

Диапазон изменения частоты в предлагаемом устройстве больше, чем в прототипе, в n раз, где n - коэффициент умножения частоты в блоках 61 и 62.The frequency range in the proposed device is greater than in the prototype, n times, where n is the frequency multiplier in blocks 6 1 and 6 2 .

Claims (2)

1. Способ частотной модуляции, основанный на изменении по закону модулирующего сигнала частоты перестраиваемого генератора, синхронизируемого стабильным опорным генератором, отличающийся тем, что изменяют по закону инверсного модулирующего сигнала частоту дополнительного перестраиваемого генератора, стабилизированного тем же опорным генератором, умножают в n раз частоту основного и в (n-1) раз частоту дополнительного перестраиваемых генераторов, а затем выделяют сигнал разностной частоты. 1. A frequency modulation method based on a change in the law of a modulating signal of the frequency of a tunable generator synchronized by a stable reference generator, characterized in that the frequency of an additional tunable generator stabilized by the same reference generator is changed according to the law of an inverse modulating signal, the frequency of the main and (n-1) times the frequency of the additional tunable generators, and then the difference frequency signal is isolated. 2. Устройство частотной модуляции, содержащее последовательно соединенные стабильный опорный генератор, первый фазовый детектор, первый фильтр нижних частот (ФНЧ), первый перестраиваемый генератор, вход которого соединен с выходом фильтра верхних частот (ФВЧ) а выход - с вторым входом первого фазового детектора, отличающееся тем, что введены первый умножитель частоты в n раз, вход которого соединен с выходом первого перестраиваемого генератора, последовательно соединенные второй фазовый детектор, второй ФНЧ, второй перестраиваемый генератор, второй умножитель частоты в (n-1) раз, смеситель, второй вход которого соединен с выходом первого умножителя, полосовой фильтр, а также инвертор, присоединенный между выходом ФВЧ и входом второго перестраиваемого генератора, второй выход которого соединен с вторым входом второго фазового детектора, своим входом соединенного с выходом стабильного опорного генератора. 2. A frequency modulation device comprising a stable reference oscillator, a first phase detector, a first low-pass filter (LPF), a first tunable generator, the input of which is connected to the output of a high-pass filter (HPF) and the output to the second input of the first phase detector, characterized in that the first frequency multiplier is introduced n times, the input of which is connected to the output of the first tunable generator, the second phase detector, the second low-pass filter, the second tunable generator are connected in series a torus, a second frequency multiplier (n-1) times, a mixer, the second input of which is connected to the output of the first multiplier, a bandpass filter, and an inverter connected between the output of the HPF and the input of the second tunable generator, the second output of which is connected to the second input of the second phase a detector connected to the output of a stable reference generator by its input.
RU95120048A 1995-11-27 1995-11-27 Method and device for frequency modulation RU2114498C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95120048A RU2114498C1 (en) 1995-11-27 1995-11-27 Method and device for frequency modulation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95120048A RU2114498C1 (en) 1995-11-27 1995-11-27 Method and device for frequency modulation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95120048A RU95120048A (en) 1998-02-20
RU2114498C1 true RU2114498C1 (en) 1998-06-27

Family

ID=20174184

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95120048A RU2114498C1 (en) 1995-11-27 1995-11-27 Method and device for frequency modulation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2114498C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2463689C1 (en) * 2011-04-13 2012-10-10 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Method for frequency modulation and demodulation of high-frequency signals and apparatus for realising said method
RU2595638C1 (en) * 2015-08-24 2016-08-27 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" Method for frequency modulation of oscillations and device therefor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Диксон Р.К. Широкополосные системы. - М.: Связь, 1979, с. 111. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2463689C1 (en) * 2011-04-13 2012-10-10 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Method for frequency modulation and demodulation of high-frequency signals and apparatus for realising said method
RU2595638C1 (en) * 2015-08-24 2016-08-27 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" Method for frequency modulation of oscillations and device therefor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2115222C1 (en) Phase-angle corrector for power amplifier feedback circuit (options)
RU94033150A (en) DEVICE FOR COMPENSATION OF PHASE ROTATION IN THE END OF THE AMPLIFIER
RU2114498C1 (en) Method and device for frequency modulation
US2735001A (en) Witters
KR880006911A (en) Direct mixed synchronous receiver
JPS5997233A (en) Direct mixing synchronous receiver
US4310803A (en) Bandpass filter circuit
RU2595638C1 (en) Method for frequency modulation of oscillations and device therefor
SU1113890A1 (en) Frequency synthesizer
KR950022207A (en) Receiver in Satellite Communication Using El-Band Phase Shift Keying Modulation
RU2062547C1 (en) Frequency converter which suppresses mirror channel
SU246606A1 (en) DEVICE FOR SYNCHRONOUS DETECTION OF PHASOMANIPULAR SIGNALS
SU1046906A1 (en) Phase demodulator
KR0150143B1 (en) If frequency generating circuit in radio communication system
SU1185564A1 (en) Generator of amlitude-modulated signals
SU752781A1 (en) Phase-manipulated signal demodulator
SU1601758A1 (en) Am/fm transceiving system
SU758530A1 (en) Device for automatic tuning of microwave generator frequency
SU1166268A1 (en) Generator of phase-modulated signals
RU2019050C1 (en) Demodulator of signals of four-position phase-shift keying
RU95120048A (en) METHOD OF FREQUENCY MODULATION AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
JP2986254B2 (en) AFC device
JP3593822B2 (en) Intermediate frequency processing circuit
SU1626336A1 (en) Automatic bandpass filter tuning device
RU2583706C1 (en) Method of receiving noise-like phase-shift keyed signals

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091128