RU2155445C1 - Method for generation of single-band signal in transistor transmitter and device which implements said method - Google Patents

Method for generation of single-band signal in transistor transmitter and device which implements said method Download PDF

Info

Publication number
RU2155445C1
RU2155445C1 RU99108828A RU99108828A RU2155445C1 RU 2155445 C1 RU2155445 C1 RU 2155445C1 RU 99108828 A RU99108828 A RU 99108828A RU 99108828 A RU99108828 A RU 99108828A RU 2155445 C1 RU2155445 C1 RU 2155445C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
output
frequency
transmitter
band
Prior art date
Application number
RU99108828A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ю.И. Судаков
Е.В. Васильев
Original Assignee
Рязанская государственная радиотехническая академия
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 Рязанская государственная радиотехническая академия filed Critical Рязанская государственная радиотехническая академия
Priority to RU99108828A priority Critical patent/RU2155445C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2155445C1 publication Critical patent/RU2155445C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Transmitters (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering. SUBSTANCE: method for generation of single-band signal involves generation of modulation signal, which has amplitude constituent of signal to be generated, by means of automatic amplitude control system. Then, method involves power amplification of modulation signal by means of high-efficiency power gate amplitude modulator with pulse-width modulation, and sending amplified signal through low-pass filter to collector circuit of composite transistor of high- power output synchronized self-oscillator. At the same time, synchronization signal, which contains frequency constituent of single-band signal to be generated, is sent by low-power master self- oscillator, which is controlled using frequency-control automatic regulation system directly through regulated attenuator, i.e. without power amplification. Said frequency-constituent signal is sent to sensitive synchronization circuit of same high-power synchronized self-oscillator, which synthesizes and outputs transmitter output signal. EFFECT: increased efficiency. 2 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники, а конкретно к передатчикам с однополосной модуляцией и им подобным устройствам генерирования и формирования радиосигналов. The invention relates to the field of radio engineering, and specifically to transmitters with single-band modulation and similar devices for generating and generating radio signals.

Оно может быть использовано при разработке, конструировании и создании новых энергетически высокоэффективных, прежде всего, транзисторных радиопередатчиков с однополосной модуляцией, применяемых в аппаратуре всех видов радиосвязи, в радиоставнциях, личной и служебной связи, в радиолюбительской технике, в РЭА многоканальных линий связи и т.д. и т.п. It can be used in the development, construction and creation of new energy-efficient, first of all, transistor radio transmitters with single-band modulation, used in equipment of all types of radio communications, in radio stations, personal and business communications, in amateur radio equipment, in REA of multi-channel communication lines, etc. d. etc.

На сегодня существует ряд предложенных отечественными и зарубежными радиоспециалистами способов формирования сигналов с однополосной модуляцией (ОМ). Здесь и везде ниже имеются в виду способы осуществления однополосной амплитудной модуляции (ОАМ). Today, there are a number of methods for generating signals with single-band modulation (OM) proposed by domestic and foreign radio specialists. Here and everywhere below are meant methods for implementing single-band amplitude modulation (OAM).

Перед анализом аналогов изобретения уместно заметить, что однополосная модуляция (ОМ) появилась и впервые была раскрыта и обоснована как особый вид в арсенале методов и схем обычной (двухполосной) амплитудной модуляции (АМ) [1] , который от последней отличался прежде всего в два раза меньшей полосой спектра частот сигнала излучаемого антенной ОМ передатчика. Позднее были выявлены крайне важные свойства и обоснованы перспективность и конкурентоспособность передатчиков с ОМ. Before analyzing the analogues of the invention, it is appropriate to note that single-band modulation (OM) appeared and was first disclosed and justified as a special kind in the arsenal of methods and circuits of ordinary (two-band) amplitude modulation (AM) [1], which was primarily two times different from the last a smaller band of the frequency spectrum of the signal emitted by the antenna of the OM transmitter. Later, extremely important properties were identified and the prospects and competitiveness of transmitters with OM were substantiated.

Рассмотрим аналоги изобретения. Consider the analogues of the invention.

Широко известный фильтровый способ [21, с. 82] предусматривает (фиг. 1) формирование из спектра обычного двухполосного АМ сигнала, полученного в балансном смесителе U1, первичного или опорного спектра однополосно-модулированного (ОМ) сигнала на некоторой фиксированной вспомогательной (поднесущей промежуточной, а не рабочей) частоте fпч генератора G1, полную фильтрацию при этом нерабочей боковой полосы АМ сигнала и нужную по уровню фильтрацию (подавление) промежуточной (поднесущей) частоты fпч. На фиг. 1 B1 - микрофон.The widely known filter method [21, p. 82] provides (Fig. 1) the formation of the spectrum of a conventional two-band AM signal obtained in a balanced mixer U1, the primary or reference spectrum of a single-band modulated (OM) signal at some fixed auxiliary (subcarrier intermediate, rather than operating) frequency f pc generator G1 , complete filtering of the non-working sideband of the AM signal and the necessary filtering (suppression) of the intermediate (subcarrier) frequency f pc . In FIG. 1 B1 - microphone.

Упомянутая фильтрация осуществляется [2] (фиг. 1) соответствующим высокочастотным (ВЧ) полосовым фильтром Z1. После этого опорный ОМ сигнал (обычно многократно) переносится (преобразуется) на рабочую частоту fр.The mentioned filtering is carried out [2] (Fig. 1) with the corresponding high-frequency (HF) band-pass filter Z1. After that, the reference OM signal (usually repeatedly) is transferred (converted) to the operating frequency f p .

Завершающим в формировании нужного для излучения передатчиком ОМ сигнала является процесс линейного усиления многоскаскадным линейным усилителем (фиг. 1, [2] ) мощности сигнала с ОМ на рабочей частоте до такого уровня, который требуется иметь на выходе, т.е. в антенне однополосного передатчика. The process of linear amplification by a multistage linear amplifier (Fig. 1, [2]) of the signal power from the OM at the operating frequency to the level that you want to have at the output, that is final in the formation of the OM transmitter necessary for radiation, is the signal in a single-band transmitter antenna.

В интересах повышения линейности ОМ сигнала каскад A1 и все каскады многокаскадного линейного усилителя мощности A2, A3 работают в режимах с крайне низким средним (усредненным за длительное время) КПД. Это снижает общий КПД передатчика. Эффективные пути повышения КПД и линейности таких усилителей до тех пор еще практически не найдены. In the interest of increasing the linearity of the OM signal, cascade A1 and all stages of the multistage linear power amplifier A2, A3 operate in extremely low average (averaged over a long time) efficiency modes. This reduces the overall efficiency of the transmitter. Effective ways to increase the efficiency and linearity of such amplifiers have not yet been practically found.

Необходимость применения при формировании рабочего ОМ сигнала фильтровым способом нескольких переносов или преобразований частоты объясняется тем, что на резко повышенных ВЧ невозможно создать нужные ВЧ перестраиваемые по частоте полосовые фильтры (фиг. 1) Z1 с требуемой крутизной скатов. Именно поэтому промежуточная (поднесущая) частота fпч часто и выбирается сравнительно невысокой, обычно из следующих примерных пределов fпч=(0,1-10) МГц.The necessity of applying several transfers or frequency transformations when generating a working OM signal by the filter method is explained by the fact that at sharply increased high-frequency filters it is impossible to create the necessary high-frequency tunable band-pass filters (Fig. 1) Z1 with the required slope slope. That is why the intermediate (subcarrier) frequency f pch is often chosen relatively low, usually from the following exemplary limits f pch = (0.1-10) MHz.

И это делается несмотря на то, что применение здесь сниженной промежуточной поднесущей, а не рабочей частоты является одним из недостатков фильтрового способа формирования ОМ сигнала [2]. Вторым недостатком является сложность изготовления и большая стоимость ВЧ полосовых фильтров. Третьим и практически основным недостатком является необходимость применения (о чем говорилось выше) многокаскадного линейного усилителя мощности для усиления маломощного рабочего ОМ сигнала непосредственно на рабочей частоте. And this is done despite the fact that the use of a reduced intermediate subcarrier here rather than the operating frequency is one of the drawbacks of the filter method for generating an OM signal [2]. The second disadvantage is the complexity of manufacturing and the high cost of high-pass bandpass filters. The third and practically the main drawback is the need to use (as mentioned above) a multistage linear power amplifier to amplify a low-power working OM signal directly at the working frequency.

Дело заключается в том, что такие многокаскадные линейные усилители ОМ сигналов имеют, как отмечено выше, низкий средний (усредненный за длительное время) КПД, не превышающий 15 - 20% [3]. Это значение определяет промышленный КПД ОМ передатчика в целом. The fact is that such multistage linear amplifiers of OM signals have, as noted above, a low average (averaged over a long time) efficiency, not exceeding 15 - 20% [3]. This value determines the industrial efficiency of the OM transmitter as a whole.

И, наконец, уместно отметить и то, что, так как от линейности усиления ОМ сигнала в упомянутом усилителе напрямую зависит качество и спектральная чистота выходного сигнала передатчика с ОМ, то в данном случае требования повышения качества (требуемой чистоты спектра) и улучшения энергетической эффективности, т.е. промышленного КПД ОМ передатчика, являются взаимно противоречивыми. Эти противоречия, к сожалению, практически пока не изжиты до настоящего времени, а поэтому остается актуальной разработка более энергетически эффективного способа формирования ОМ сигнала и соответствующих передатчиков. And, finally, it is also worth noting that, since the quality and spectral purity of the output signal of the transmitter with OM directly depends on the linearity of the amplification of the OM signal in the mentioned amplifier, in this case, the requirements are to increase the quality (required spectrum purity) and improve energy efficiency, those. The industrial efficiency of the OM transmitter is mutually contradictory. Unfortunately, these contradictions have not yet been practically eliminated to date, and therefore, it remains relevant to develop a more energy-efficient way of generating an OM signal and corresponding transmitters.

Примечание 1. В заявленном изобретении описан один из возможных путей (и сделана попытка) ликвидации выше указанного противоречия. При этом учитывалось, что фильтровый метод формирования сигналов с ОМ с конца 50-х годов стал широко использоваться в передающей однополосной технике в связи с тем, что в эти годы были достигнуты крупные успехи в разработке высококачественных полосовых ВЧ фильтров, использующих в качестве резонаторов кварцевые и стальные резонаторы. Note 1. In the claimed invention describes one of the possible ways (and an attempt is made) to eliminate the above contradictions. At the same time, it was taken into account that the filter method of generating signals from OMs from the late 50s began to be widely used in transmitting single-band technology due to the fact that during these years major successes were achieved in the development of high-quality bandpass filters using quartz and steel resonators.

Известен [4, с. 54] еще один, также сравнительно несложный - фазовый (фазокомпенсационный) способ формирования сигнала с одной боковой полосой (ОБП), в основу которого положена не фильтрация (как в [2]), а фазовая компенсация одной нерабочей боковой полосы (двухполосного АМ спектра) при сложении в нагрузке (сумматоре) передатчика группы колебаний от системы из n каналов, колебания которых разнесены по фазе. Чаще при этом применяются, как самые простейшие, трех- и даже двухканальные системы. Known [4, p. 54] another, also relatively uncomplicated, phase (phase compensation) method of generating a signal with one sideband (OBP), which is not based on filtering (as in [2]), but phase compensation of one inoperative sideband (two-band AM spectrum) when the transmitter group of oscillations from a system of n channels, the oscillations of which are spaced apart in phase, is added to the transmitter’s load (adder). Most often, they are used as the simplest, three- and even two-channel systems.

Структурная схема однополосного передатчика с двухканальной системой, т. е. с двумя колебаниями [4, 5], сдвинутыми по фазе на 90o относительно друг друга, показана на фиг. 2. Здесь B1 - микрофон; A1 - микрофонный усилитель; U1 - низкочастотный (НЧ) фазовращатель (ФВ), U3 - высокочастотный (ВЧ) фазовращатель; U2, U4 - балансные смесители; U5 - сумматор; A2 - предварительный усилитель ОМ сигнала на ВЧ; A3 - усилитель мощности ОМ сигнала; Z1 - выходная колебательная система.The block diagram of a single-band transmitter with a two-channel system, that is, with two oscillations [4, 5], phase shifted 90 o relative to each other, is shown in FIG. 2. Here B1 is a microphone; A1 - microphone amplifier; U1 - low-frequency (LF) phase shifter (PV), U3 - high-frequency (HF) phase shifter; U2, U4 - balanced mixers; U5 - adder; A2 - pre-amplifier of the OM signal at the RF; A3 - power amplifier OM signal; Z1 - output oscillating system.

Можно показать [2, 4], что на выходе сумматора U5 фиг. 2 обеспечивается сигнал с нижней боковой полосой (НБП). Очевидно [2, 4], что переключение выводов любого из НЧ или ВЧ фазовращателей приведет к выделению на выходе суммирующего устройства по схеме фиг. 2 не нижней, а верхней боковой полосы (ВБП). It can be shown [2, 4] that at the output of adder U5 of FIG. 2 provides a signal with a lower sideband (NBP). It is obvious [2, 4] that switching the terminals of any of the LF or HF phase shifters will lead to the allocation of the output of the summing device according to the circuit of FIG. 2 not the lower, but the upper sideband (PFS).

Достоинством фазового (фазокомпенсационного) способа является возможность формирования спектра однополосного сигнала непосредственно на рабочей частоте, а первым существенным недостатком этого способа [4] является трудность точного изготовления и настройки нужных здесь (фиг. 2) диапазонных низкочастотных фазовращателей (номиналы элементов названных выше фазовращателей не должны отличаться от расчетных более чем на 1% для получения подавления нерабочей боковой полосы на 40 дБ). The advantage of the phase (phase compensation) method is the possibility of forming a spectrum of a single-band signal directly at the operating frequency, and the first significant drawback of this method [4] is the difficulty of accurately manufacturing and tuning the low-frequency band phase shifters needed here (Fig. 2) (the values of the elements of the above phase shifters should not differ from the design by more than 1% to obtain the suppression of the idle sideband by 40 dB).

Второй недостаток фазового способа [2, 4] заключается в необходимости применения в передатчике многокаскадного линейного усилителя мощности, что, как и в предыдущем случае (см. фильтровый способ [2]), резко снижает (до 15 - 20%) общий промышленный КПД передатчика. Таким образом, здесь, как и ранее (см. выше), сохраняются взаимно противоречивые требования повышения качества излучаемого ОМ сигнала и обеспечения энергетической эффективности ОМ передатчика. The second disadvantage of the phase method [2, 4] is the need to use a multistage linear power amplifier in the transmitter, which, as in the previous case (see the filter method [2]), sharply reduces (up to 15 - 20%) the overall industrial efficiency of the transmitter . Thus, here, as before (see above), mutually contradictory requirements remain for improving the quality of the emitted OM signal and ensuring the energy efficiency of the OM transmitter.

Известен [4, 5] комбинированный фазовый способ, который сочетает принципы фильтрового [2] и фазового [4, 5] способов формирования однополосного сигнала. Known [4, 5] is a combined phase method that combines the principles of filter [2] and phase [4, 5] methods for generating a single-band signal.

Он не требует применения дорогих полосовых высокочастотных фильтров (в отличие от фильтрового способа) и не требует применения сложных в изготовлении и настройке низкочастотных фазовращателей (в отличие от фазового способа), но для него характерен первый крупный недостаток, заключающийся в том, что формируемый фазофильтровым способом однополосный сигнал, т.е. сигнал (см. фиг. 3 из [2], с. 115), характеризуется пониженным качеством [4, 5], а точнее наличием в нем посторонних составляющих, так как спектр подавленной (нерабочей) боковой полосы совпадает на выходе передатчика со спектром полезного сигнала (т.е. со спектром рабочей боковой полосы). It does not require the use of expensive high-pass bandpass filters (as opposed to the filter method) and does not require the use of low-frequency phase shifters difficult to manufacture and configure (as opposed to the phase method), but it is characterized by the first major drawback, which is that it is formed by a phase-filter method single-band signal i.e. the signal (see Fig. 3 from [2], p. 115) is characterized by reduced quality [4, 5], or rather the presence of extraneous components in it, since the spectrum of the suppressed (non-working) sideband coincides at the transmitter output with the spectrum of the useful signal (i.e. with the spectrum of the working sideband).

Вторым недостатком фазофильтрового способа является все та же, уже упоминаемая выше, необходимость применения в передатчике многокаскадного линейного усилителя мощности предварительно сформированного, как правило, маломощного однополосного сигнала, так как он хоть изначально и формируется обычно сразу на нужной рабочей частоте, но также имеет крайне малый уровень мощности. The second drawback of the phase-filter method is the same, already mentioned above, the need to use a multi-stage linear power amplifier in the transmitter of a pre-formed, as a rule, low-power single-band signal, since it is usually initially generated at once at the desired operating frequency, but also has an extremely small power level.

Это снижает и здесь промышленный КПД однополосного передатчика до 15 - 20%. К тому же, как вполне очевидно, здесь, как и при двух рассмотренных выше способах формирования ОМ сигналов, остаются не решенными взаимно противоречивые требования повышения качества (и прежде всего чистоты спектра) излучаемого ОМ сигнала и обеспечения энергетической эффективности (высокого КПД) ОМ передатчика. This also reduces the industrial efficiency of a single-band transmitter up to 15 - 20%. In addition, as is quite obvious, here, as with the two methods for generating OM signals discussed above, the conflicting requirements for improving the quality (and first of all, spectrum purity) of the emitted OM signal and ensuring the energy efficiency (high efficiency) of the OM transmitter remain unresolved.

Создание энергетически выгодного мощного линейного многокаскадного усилителя ОМ сигналов для любого из рассмотренных выше однополосных передатчиков является технически крайне сложным. К тому же в таких усилителях значительно снижена степень использования электронных приборов (ламп и транзисторов). Тем не менее, вопросы повышения энергетической эффективности усилителей однополосных колебаний (ОМ сигналов), как и выход из создавшихся затруднений, всегда были и остаются сейчас крайне актуальными. Они находятся в поле зрения исследователей, ученых. Creating an energy-efficient high-power linear multi-stage amplifier of OM signals for any of the single-band transmitters discussed above is technically extremely difficult. In addition, the use of electronic devices (lamps and transistors) is significantly reduced in such amplifiers. Nevertheless, the issues of increasing the energy efficiency of amplifiers of single-band oscillations (OM signals), as well as the way out of the difficulties created, have always been and remain extremely relevant now. They are in the field of view of researchers, scientists.

На определенном этапе появились предложения, сделанные Л.Р. Каном [6, 7] и М.В. Верзуновым [8, 9]. Предложенные ими способы формирования ОМ сигналов предусматривают исполнение передатчика в виде двух трактов (фиг. 4) и исключение из однополосных передатчиков низкоэффективных линейных усилителей мощности ОМ сигнала. At a certain stage, proposals made by L.R. Kanom [6, 7] and M.V. Verzunov [8, 9]. The methods of generating OM signals that they proposed provide for the implementation of the transmitter in the form of two paths (Fig. 4) and the exclusion of low-efficiency linear amplifiers of the power of the OM signal from single-band transmitters.

Известный способ (или метод) Кана [6, 7] (фиг. 5, см. с. 323 в [6]) состоит в том, что полностью сформированный на нужной рабочей частоте fp = ωp/2π (каким-либо способом, например фильтровым) однополосный маломощный сигнал сразу разделяется на две - амплитудную и частотную - составляющие [2] , которые раздельно усиливаются в соответствующих им двух трактах передатчика до требуемых уровней мощности, а затем подаются на вход мощного выходного каскада (обычно балансного усилителя мощности), работающего через схему выхода на антенну передатчика. За счет этого в мощном выходном каскаде на высоком уровне мощности синтезируется ОМ сигнал. Правда, при этом предоконечный каскад тракта частотной составляющей усилителя мощности, т.е. тракта ВЧ ЧМ колебания (фиг. 4, 5), должен иметь мощность, достаточную для возбуждения мощного выходного каскада балансного усилителя, а предоконечный каскад тракта усиления низкочастотной огибающей, т.е. тракта амплитудного модулятора, должен обеспечить восстановление амплитудной огибающей ОМ сигнала, синтезируемого в выходном каскаде на высоком уровне мощности.The known method (or method) of Kahn [6, 7] (Fig. 5, see p. 323 in [6]) is that it is completely formed at the desired operating frequency f p = ω p / 2π (in any way , for example, by filtering) a single-band low-power signal is immediately divided into two - amplitude and frequency - components [2], which are separately amplified in the respective two paths of the transmitter to the required power levels, and then fed to the input of a powerful output stage (usually a balanced power amplifier), working through the transmitter antenna output circuit. Due to this, an OM signal is synthesized in a powerful output stage at a high power level. True, in this case, the pre-terminal cascade of the path of the frequency component of the power amplifier, i.e. of the HF FM oscillation path (Figs. 4, 5), must have a power sufficient to excite a powerful output stage of the balanced amplifier, and the pre-termination stage of the low-frequency envelope amplification path, i.e. the path of the amplitude modulator, should ensure the restoration of the amplitude envelope of the OM signal synthesized in the output stage at a high power level.

Таким образом, в передатчике по фиг. 5, а точнее в его выходном каскаде, осуществляется АМ мощных ВЧ ЧМ колебаний, поступающих из частного тракта. Thus, in the transmitter of FIG. 5, and more precisely in its output stage, the AM is carried out by powerful HF FM oscillations coming from the private tract.

Преимущества только что рассмотренного построения передатчика связаны с тем, что усилительные каскады мощного тракта ВЧ частотно-модулированной составляющей здесь могут работать с более высоким КПД (в классе C), а не с малым КПД класса A, что обычно характерно для каскадов многокаскадных линейных усилителей однополосного сигнала. The advantages of the transmitter construction just discussed are related to the fact that the amplification stages of the powerful RF channel of the frequency-modulated component can work here with higher efficiency (in class C), and not with low efficiency of class A, which is usually typical for cascades of multi-stage linear amplifiers of single-band signal.

Первым недостатком формирования ОМ сигнала по способу (способам) Кана [6] является сложность структуры и схемы такого передатчика из двух трактов и необходимость строгого поддержания одинакового времени задержки сигналов в трактах [10]. The first drawback of the formation of an OM signal by the Kahn method (s) [6] is the complexity of the structure and circuit of such a transmitter from two paths and the need to strictly maintain the same signal delay time in the paths [10].

Ко второму недостатку следует отнести применение двух достаточно мощных многокаскадных трактов независимого раздельного усиления составляющих ОМ сигнала, что, как и при других рассмотренных выше способах ОМ [2, 4, 5], все же влечет за собой заметное снижение общего промышленного КПД передатчика и резкое возрастание потребляемой мощности. The second drawback is the use of two sufficiently powerful multi-stage paths of independent separate amplification of the components of the OM signal, which, as with the other methods of OM considered above [2, 4, 5], nevertheless entails a noticeable decrease in the overall industrial efficiency of the transmitter and a sharp increase power consumption.

Третий недостаток способа Кана [6] в передатчиках связан с тем, что наличие неизбежных нелинейностей в амплитудном (низкочастотном) тракте, возникающих за счет нелинейности характеристик амплитудного детектора (фиг. 5), других каскадов тракта и модуляционной характеристики каскада самого выходного усилителя мощности передатчика приводит к нелинейным искажениям излучаемого выходного ОМ сигнала и к ухудшению его спектральной чистоты. The third drawback of the Kahn method [6] in transmitters is that the presence of unavoidable nonlinearities in the amplitude (low-frequency) path arising from the nonlinearity of the characteristics of the amplitude detector (Fig. 5), other path cascades, and the modulation characteristics of the cascade of the transmitter output power amplifier itself leads nonlinear distortion of the emitted output OM signal and the deterioration of its spectral purity.

К четвертому недостатку передатчика, построенного по типу и способу Кана [6, 7] , можно отнести невысокую предельную рабочую частоту (обычно не выше 20 - 30 МГц), если активный прибор его мощного выходного каскада работает в выгодном энергетически ключевом режиме (см. ниже). The fourth drawback of the transmitter constructed according to the Kahn type and method [6, 7] is the low maximum operating frequency (usually not higher than 20–30 MHz) if the active device of its powerful output stage operates in an advantageous energy key mode (see below) )

К пятому недостатку передатчика со способом получения ОМ сигнала по [6, 7] следует отнести обязательное применение в нем усложненной выходной колебательной системы в интересах обеспечения требуемой фильтрации высших гармоник в спектре передаваемого ОМ сигнала (в случае работы выходного каскада в ключевом режиме). The fifth drawback of the transmitter with the method of obtaining the OM signal according to [6, 7] is the mandatory use of a complicated output oscillating system in it in the interests of ensuring the required filtering of higher harmonics in the spectrum of the transmitted OM signal (in the case of the output stage in key mode).

И, наконец, стоит отметить и то, что в ряде случаев однополосный передатчик повышенной мощности, построенной по структуре из [6, 7], склонен к паразитному самовозбуждению, так как исходный однополосный сигнал формируется на достаточно малом уровне мощности, сразу на рабочей частоте, а поэтому усилитель, стоящий после усилителя-ограничителя частотного тракта (фиг. 5) такого передатчика, должен быть всегда многокаскадным, иметь большое усиление по мощности и все его каскады, включая и каскад выходного усилителя мощности, будут настроены на одну и ту же рабочую частоту ОМ сигнала. Очевидно, что такое построение тракта ЧМ высокочастотной части передатчика вполне может отрицательно отразиться на устойчивости последнего. And, finally, it is worth noting that in some cases a high-bandwidth single-band transmitter, constructed according to the structure of [6, 7], is prone to spurious self-excitation, since the original single-band signal is generated at a sufficiently low power level, immediately at the operating frequency, and therefore, the amplifier standing after the amplifier-limiter of the frequency path (Fig. 5) of such a transmitter should always be multi-stage, have a large power gain and all its stages, including the stage of the output power amplifier, will be tuned to one the same operating frequency of the OM signal. Obviously, such a construction of the FM path of the high-frequency part of the transmitter may well negatively affect the stability of the latter.

Синтетический способ формирования однополосного сигнала, известный как способ Верзунова [8, 9], предусматривает (фиг. 6) формирование маломощного опорного ОМ сигнала на сниженной поднесущей, т.е. промежуточной частоте fпч, отличной (см. выше) от рабочей частоты передатчика, дальнейшее "расщепление" непосредственно этого маломощного первичного опорного ОМ сигнала на амплитудную и частотную составляющие, создание при этом в передатчике двух соответствующих им усилительных трактов схемы и, наконец, перенесение законов амплитудной и частотной модуляции (ЧМ) с опорного маломощного нерабочего ОМ сигнала на мощное ОМ колебание, т.е. синтезирование ОМ сигнала в выходном балансном усилительном каскаде, имеющем нужную рабочую частоту и обеспечивающем требуемую выходную мощность излучаемого ОМ сигнала в антенне передатчика.A synthetic method for generating a single-band signal, known as the Verzunov method [8, 9], provides (Fig. 6) the formation of a low-power reference OM signal on a reduced subcarrier, i.e. intermediate frequency f pch , which is different (see above) from the operating frequency of the transmitter, further “splitting” this low-power primary reference OM signal directly into amplitude and frequency components, creating two corresponding amplifying paths of the circuit in the transmitter and, finally, transferring the laws amplitude and frequency modulation (FM) from the reference low-power inoperative OM signal to a powerful OM oscillation, i.e. synthesizing an OM signal in an output balanced amplifier stage having the desired operating frequency and providing the required output power of the emitted OM signal in the transmitter antenna.

Структурная схема передатчика, в котором использован синтетический способ формирования ОМ сигнала, приведенная на фиг. 6, заимствована из [8, см. с. 69]. Она содержит формирователь опорного однополосно-модулируемого сигнала (ОМ сигнала), работающий на промежуточной (нерабочей) частоте, подключенный своим выходом ко входам амплитудного и частотного трактов, элементы и узлы этих трактов, синтезирующее устройство, выполненное в виде выходного мощного усилителя, работающего на антенну, в котором осуществляется объединение-синтез (фактически, перемножение) достаточно мощных выходных сигналов оконечных каскадов амплитудного и частотного трактов соответственно при поступлении их на вход мощного выходного усилителя, работающего в качестве балансного смесителя, необходимую схему выхода, т.е. колебательную систему передатчика, а также вспомогательные элементы для отпирания каскада мощного выходного усилителя, т.е. синтезирующего устройства передатчика, при появлении опорного ОМ сигнала. The block diagram of the transmitter, which uses the synthetic method for generating the OM signal shown in FIG. 6, borrowed from [8, see p. 69]. It contains a driver of a reference single-band modulated signal (OM signal), operating at an intermediate (non-working) frequency, connected by its output to the inputs of the amplitude and frequency paths, elements and nodes of these paths, a synthesizing device made in the form of an output powerful amplifier operating on an antenna in which the combination-synthesis (actually, multiplication) of sufficiently powerful output signals of the end stages of the amplitude and frequency paths, respectively, is carried out when they are input to the power output amplifier operating as a balanced mixer, the necessary output circuit, i.e. oscillatory system of the transmitter, as well as auxiliary elements for unlocking the cascade of a powerful output amplifier, i.e. synthesizing device of the transmitter, when the reference OM signal appears.

В передатчике по фиг. 6 из [8, см. рис. 11.18, с. 69] частотный тракт состоит из ограничителя амплитуды, дискриминатора - частотного детектора, реактивного элемента, маломощного задающего генератора-возбудителя, настроенного на рабочую частоту передатчика, причем его частота автогенерации автоматически модулируется (управляется) напряжением с частотного детектора, и, наконец, предварительного ВЧ усилителя мощности, а амплитудный тракт (тракт огибающей ОМ сигнала) содержит линейный амплитудный детектор и обычно достаточно мощный модулятор - линейный усилитель постоянного тока (усилитель огибающей). In the transmitter of FIG. 6 of [8, see fig. 11.18, p. 69] the frequency path consists of an amplitude limiter, a discriminator - a frequency detector, a reactive element, a low-power master oscillator, tuned to the operating frequency of the transmitter, and its self-generating frequency is automatically modulated (controlled) by the voltage from the frequency detector, and, finally, a preliminary RF amplifier power, and the amplitude path (the path of the envelope of the OM signal) contains a linear amplitude detector and usually a fairly powerful modulator - a linear DC amplifier (amplifies l envelope).

Синтетическому способу [8, 9] формирования однополосного сигнала присущи также несколько недостатков. The synthetic method [8, 9] for generating a single-band signal also has several disadvantages.

Первый из них связан со сложным построением такого передатчика, а второй с тем, что в амплитудном и частотном трактах трудно, но необходимо обеспечить высокую точность и линейность работы, в противном случае законы изменения амплитуды и частоты выходного синтезированного ОМ сигнала, сформированного на рабочей частоте в выходном синтезирующем устройстве в схеме по фиг. 6 и поставляемого через схему выхода на антенну передатчика, будут отличаться от законов изменения амплитуды и частоты изначально сформированного (на промежуточной нерабочей частоте) опорного однополосного сигнала, т.е. возникнут нелинейные искажения в выходном передаваемом сигнале ОМ передатчика. The first of them is associated with the complex construction of such a transmitter, and the second is that it is difficult, but it is necessary to ensure high accuracy and linearity in the amplitude and frequency paths, otherwise the laws of changing the amplitude and frequency of the output synthesized OM signal generated at the operating frequency in the output synthesizer in the circuit of FIG. 6 and delivered through the transmitter antenna output circuit will differ from the laws of changing the amplitude and frequency of the initially generated (at an intermediate idle frequency) reference single-band signal, i.e. nonlinear distortion occurs in the output transmitted signal of the transmitter OM.

Третий недостаток передатчика [8, 9] связан с тем, что линейный усилитель постоянного тока, используемый в его амплитудном тракте, при большой излучаемой мощности может оказаться достаточно мощным, с невысоким КПД, что значительно ухудшает промышленный КПД передатчика. The third disadvantage of the transmitter [8, 9] is related to the fact that the linear DC amplifier used in its amplitude path at high radiated power can be quite powerful with low efficiency, which significantly worsens the industrial efficiency of the transmitter.

Четвертый недостаток связан с тем, что автор синтетического способа формирования ОМ сигнала по [8, 9] предлагает использовать в качестве синтезирующего устройства выходной каскад, выполненный по схеме балансного усилителя мощности ВЧ сигнала, КПД которого при большом диапазоне изменения напряжений усиливаемого сигнала невысок, что также снижает промышленный КПД такого ОМ передатчика. The fourth drawback is that the author of a synthetic method for generating an OM signal according to [8, 9] proposes to use an output stage as a synthesizing device, made according to the scheme of a balanced RF power amplifier, the efficiency of which is low for a wide range of amplified signal voltages, which is also low reduces the industrial efficiency of such an OM transmitter.

И, наконец, к пятому недостатку способа [8, 9] можно также отнести трудность, но обязательно необходимость установления мало отличающегося времени задержки в схемно резко разных амплитудном и частотном трактах, иначе могут возникнуть нелинейные искажения в синтетически формируемом ОМ сигнале, поскольку в передатчиках по [6-10] для изжития таких искажений ничего не предусмотрено. And finally, the fifth drawback of the method [8, 9] can also be attributed to the difficulty, but it is necessary to establish a slightly different delay time in the circuitry of sharply different amplitude and frequency paths, otherwise nonlinear distortions may occur in the synthetically generated OM signal, since the transmitters [6-10] nothing is envisaged to eradicate such distortions.

Видно, что в передатчиках с однополосной модуляцией, осуществляемых как по методу Кана, так и по синтетическому способу Верзунова, вместо многокаскадного линейного (энергетически низко эффективного) усилителя ОМ сигнала предложено делать два параллельных и достаточно мощных тракта. Но им присущи серьезные и важные недостатки. It can be seen that in transmitters with single-band modulation carried out both according to the Kahn method and the synthetic method of Verzunov, instead of a multistage linear (energy-low efficient) amplifier of the OM signal, it is proposed to make two parallel and sufficiently powerful paths. But they have serious and important flaws.

Позднее было показано [11], что оконечный каскад усилителя ЧМ сигнала частотного тракта передатчиков по типу способа Кана и способу Верзунова выгодно ставить в ключевой режим, что обеспечивает некоторое повышение общего КПД таких передатчиков. В интересах этого же можно применить ключевой режим и в самом выходном каскаде [11], а также обеспечивать усиление напряжения амплитудной огибающей ОМ сигнала и ее восстановление в последнем за счет применения модулятора с ШИМ [11] в оконечном каскаде амплитудного тракта передатчика. Однако все эти решения усложняют и до того сложные схемы передатчиков из [6-10]. Причем и в этих случаях не удается эффективно решать задачи улучшения чистоты спектра передаваемого ОМ сигнала и изживать ряд важных, отмеченных выше недостатков устройства по [6-10]. It was later shown [11] that the final stage of the amplifier of the FM signal of the frequency channel of the transmitters according to the type of the Kahn method and the Verzunov method is advantageously put in the key mode, which provides a slight increase in the overall efficiency of such transmitters. In the interests of this, it is possible to apply the key mode in the output stage itself [11], as well as provide voltage amplification of the amplitude envelope of the OM signal and its restoration in the latter due to the use of a PWM modulator [11] in the terminal stage of the transmitter amplitude path. However, all these solutions complicate the already complex transmitter circuits from [6-10]. Moreover, in these cases, it is not possible to effectively solve the problem of improving the purity of the spectrum of the transmitted OM signal and to get rid of a number of important device shortcomings noted above [6–10].

Наиболее близким аналогом (т. е. техническим решением, которое нами выбрано в качестве прототипа) изобретения является однополосный передатчик с формированием в нем однополосно-модулированного (ОМ) сигнала синтетическим способом и применением двух, крайне полезных для таких передатчиков [12], замкнутых систем авторегулирования (САР), одна из которых осуществлена по амплитудной составляющей (точнее по огибающей) ОМ сигнала - по его частотной составляющей, причем сигнал обратной связи для этих двух замкнутых САР снимается с гнезда антенного ввода. Есть в передатчике [12] и третья (местная) вспомогательная САР. Она встроена в его канал амплитудной составляющей (каскад дифференциального усилителя) и служит для автоматического поддержания пикового уровня ОМ сигнала. The closest analogue (that is, the technical solution that we have chosen as a prototype) of the invention is a single-band transmitter with the formation of a single-band-modulated (OM) signal in it in a synthetic way and the use of two closed systems [12], which are extremely useful for such transmitters [12] autoregulation (ATS), one of which is implemented by the amplitude component (more precisely, by the envelope) of the OM signal - by its frequency component, and the feedback signal for these two closed ATS is removed from the antenna jack input. There is a third (local) auxiliary ATS in the transmitter [12]. It is built into its channel of the amplitude component (cascade of the differential amplifier) and serves to automatically maintain the peak level of the OM signal.

Кратко опишем однополосный передатчик "Polar loop SSB transmitter", построенный по [12]. Briefly describe a single-band transmitter "Polar loop SSB transmitter", constructed according to [12].

Однополосный передатчик, построенный по [12], состоит (фиг. 7) из: формирователя опорного однополосного сигнала с фильтровым способом его получения на вспомогательной нерабочей, т.е. промежуточной частоте; преобразователя частоты, возбуждаемого сигналом обратной связи, снятым с ввода (зажима) антенны (т.е. ОМ сигналом, сформированным передатчиком и излучаемым антенной), который переносится (для работы систем авторегулирования) на ту же вспомогательную промежуточную частоту, на которой работает формирователь опорного ОМ сигнала; двух синхронных детекторов (каждый из которых содержит смесительный детектор и ограничитель амплитуды), разделяющих поступающие на них ОМ сигналы на их амплитудную и частотную составляющие и направляющих последние по соответствующим (амплитудному и частотному) трактам; дифференциального усилителя амплитудного канала, формирующего и усиливающего напряжение сигнала ошибки по амплитуде, который управляет амплитудой ЧМ высокочастотных колебаний в модулируемом по амплитуде предоконечном каскаде генераторного тракта передатчика, осуществляя в нем синтезирование ОМ сигнала на рабочей частоте (а поэтому на один вход дифференциального усилителя поступает напряжение огибающей из цепей опорного ОМ сигнала, а на другой - напряжение, пропорциональное огибающей реально излучаемого антенной рабочего ОМ сигнала из цепи САР по амплитуде); каскада выходного усилителя мощности уже синтезированного ранее рабочего однополосного сигнала, поступающего с предоконечного каскада, а также выходной колебательной системы с антенной передатчика. A single-band transmitter constructed according to [12] consists (Fig. 7) of: a shaper of a reference single-band signal with a filter method of receiving it on an auxiliary idle, i.e. intermediate frequency; a frequency converter excited by a feedback signal taken from the input (clamp) of the antenna (i.e., an OM signal generated by the transmitter and emitted by the antenna), which is transferred (for automatic control systems to operate) to the same auxiliary intermediate frequency at which the reference driver operates OM signal; two synchronous detectors (each of which contains a mixing detector and an amplitude limiter), dividing the OM signals arriving at them into their amplitude and frequency components and directing the latter along the corresponding (amplitude and frequency) paths; the differential amplifier of the amplitude channel, which generates and amplifies the voltage of the error signal in amplitude, which controls the amplitude of the FM high-frequency oscillations in the amplitude modulated end-stage cascade of the transmitter generator path, synthesizing the OM signal at the operating frequency in it (and therefore the envelope voltage is applied to one input of the differential amplifier from the chains of the reference OM signal, and on the other, the voltage proportional to the envelope of the actual OM signal emitted by the antenna and from the SAR chain in amplitude); the cascade of the output power amplifier of the previously synthesized working single-band signal coming from the pre-terminal stage, as well as the output oscillatory system with the transmitter antenna.

Элементами и узлами второй в передатчике замкнутой САР по частоте, выполненной по типу ФАПЧ, являются (фиг. 7) фазовый детектор, фильтр на его выходе и ГУН, т.е. автогенератор, управляемый напряжением, причем частотой ГУН управляет выходной сигнал ошибки по фазе с выхода только что упомянутого фазового детектора, прошедший через фильтр (ФНЧ). Входными сигналами (их два) для только что упомянутого фазового детектора (тракта частотной составляющей передатчика) являются сигналы, снимаемые с амплитудных ограничителей, входящих в состав упомянутых выше двух синхронных детекторов. The elements and nodes of the second closed-loop SAR transmitter in frequency, made according to the PLL type, are (Fig. 7) a phase detector, a filter at its output, and a VCO, i.e. a voltage-controlled oscillator, and the frequency of the VCO is controlled by the phase error output signal from the output of the just-mentioned phase detector, passed through a filter (low-pass filter). The input signals (there are two of them) for the just mentioned phase detector (path of the frequency component of the transmitter) are signals taken from the amplitude limiters that are part of the above two synchronous detectors.

И, наконец, элементами третьей САР в однополосном передатчике-прототипе, предложенном в [12], являющейся местной системой автоматического поддержания пикового уровня сигнала, выступают (фиг. 7) фильтр ВЧ (ФВЧ), на который при работе САР изначально поступает сигнал с выхода каскада дифференциального усилителя амплитудного тракта, усилитель, следующий за ФВЧ, и сама схема поддержания пикового уровня (см. блок 1 на фиг. 7), непосредственно управляемая только что упомянутым усилителем. And finally, the elements of the third ATS in the single-band prototype transmitter proposed in [12], which is the local system for automatically maintaining the peak signal level, are the high-pass filter (Fig. 7), to which the ATS initially receives an output signal the cascade of the differential amplifier of the amplitude path, the amplifier following the HPF, and the peak level maintenance circuit itself (see block 1 in Fig. 7), directly controlled by the amplifier just mentioned.

Выработанный третьей САР сигнал с выхода схемы поддержания пикового уровня поступает в цепи смещения дифференциального усилителя (первой САР по амплитуде), автоматически регулируя его усиление. Конкретная задача третьей САР передатчика сводится к тому, чтобы всегда уменьшать коэффициент передачи в первой САР по амплитуде, воздействуя на ее дифференциальный усилитель (являющийся усилителем сигнала ошибки) при превышении сигналом на выходе этого усилителя некоторого порогового значения. The signal generated by the third ATS from the output of the peak level maintenance circuit enters the bias circuit of the differential amplifier (the first ATS in amplitude), automatically adjusting its gain. The specific task of the third SAR transmitter is to always reduce the transmission coefficient in the first SAR in amplitude, acting on its differential amplifier (which is an error signal amplifier) when the signal at the output of this amplifier exceeds a certain threshold value.

Все три САР, используемые в передатчике по [12], в комплексе решают вопросы повышения качественных показателей и характеристик и, прежде всего, снижают нелинейные искажения и повышают спектральную чистоту (чистоту спектра) излучаемых передатчиком однополосно-модулируемых сигналов. All three ATS used in the transmitter according to [12], in a complex, solve the problems of improving quality indicators and characteristics and, first of all, reduce non-linear distortions and increase the spectral purity (spectrum purity) of single-band modulated signals emitted by the transmitter.

Однако упомянутые САР практически ни в коей степени не улучшают энергетические показатели, а поэтому промышленный (средний за длительное время) КПД такого ОМ передатчика из [12] также остается значительно сниженным и не превышает значений, характерных для передатчиков с ОМ сигналами из [2-11]. However, the aforementioned ATS practically do not in any way improve the energy performance, and therefore, the industrial (average over a long time) efficiency of such an OM transmitter from [12] also remains significantly reduced and does not exceed the values characteristic of transmitters with OM signals from [2-11 ].

С учетом изложенного выше можно указать, что основным недостатком передатчика, являющегося наиболее близким аналогом изобретения, построенного по системе "Polar loop transmitter" [12] с синтетическим способом формирования однополосного сигнала является то, что он так же, как и другие аналоги, имеет невысокий промышленный КПД, что связано с принятым в нем обычным классическим построением его радиочастотной части, т.е. радиочастотного или генераторного тракта. Based on the foregoing, it can be pointed out that the main disadvantage of the transmitter, which is the closest analogue of the invention, constructed using the Polar loop transmitter system [12] with a synthetic method for generating a single-band signal, is that it, like other analogs, has a low industrial efficiency, which is associated with the conventional classical construction of its radio frequency part, i.e. radio frequency or generator path.

Конкретно, невысокий промышленный КПД передатчика объясняется не только тем, что он построен по классической многокаскадной структурной схеме радиочастотной части с энергетически невыгодными режимами работы его мощных каскадов, но также получением (синтезом) ОМ сигнала не в выходном, а в предоконечном каскаде, что потребовало применения энергетически невыгодного линейного режима усиления ОМ сигнала в самом мощном выходном каскаде. Такой вариант синтетического способа формирования ОМ сигнала нельзя считать эффективным, так как при нем так же, как и ранее, снижается КПД наиболее мощного каскада и общий промышленный КПД ОМ передатчика. Specifically, the low industrial efficiency of the transmitter is explained not only by the fact that it is built according to the classical multi-stage block diagram of the radio frequency part with energy-disadvantageous modes of operation of its powerful stages, but also by receiving (synthesizing) the OM signal not in the output, but in the end-stage cascade, which required the use energetically unfavorable linear amplification mode of the OM signal in the most powerful output stage. This version of the synthetic method for generating an OM signal cannot be considered effective, since with it, as before, the efficiency of the most powerful cascade and the overall industrial efficiency of the OM transmitter are reduced.

Рассматривая и решая вопросы повышения общего КПД ОМ передатчика, надо иметь в виду и то, что КПД каждого отдельного каскада радиочастотной (или генераторной) части (тракта) передатчика при режиме усиления сигналов с большим динамическим диапазоном является энергетически невыгодным. Поэтому с учетом совокупности всего вышеизложенного становится вполне очевидной целесообразность применения в современных транзисторных однополосных передатчиках неклассического построения их структурных схем с предельно минимальным количеством каскадов в их радиочастотных или генераторных трактах. Considering and solving the issues of increasing the overall efficiency of the OM transmitter, it should also be borne in mind that the efficiency of each individual cascade of the radio-frequency (or generator) part (path) of the transmitter in the amplification mode of signals with a large dynamic range is energetically disadvantageous. Therefore, taking into account the totality of the foregoing, it becomes quite obvious the feasibility of using non-classical construction of their structural circuits in modern transistor single-band transmitters with an extremely minimal number of cascades in their radio-frequency or generator paths.

Решение указанных вопросов достигается путем необычного осуществления процесса формирования ОМ сигнала синтетическим способом в транзистором передатчике, однокаскадная структурная схема радиочастотной генераторной части которого строится на основе энергетически эффективного мощного транзисторного синхронизированного автогенератора (САГ), выполненного с применением в последнем активного прибора в виде, например, гибридного составного транзистора (ГТС) с режимным транзистором и дополнительным режимным источником, а для обеспечения синтетического способа формированием ОМ сигнала в мощном необычном оригинальном выходном синтезирующем устройстве, т.е. в оригинальном каскаде синхронизируемого автогенератора на ГСТ, используется коллекторная амплитудная модуляция с применением энергетически выгодного ключевого модулятора на основе ШИМ. The solution of these issues is achieved by the unusual implementation of the process of forming an OM signal by a synthetic method in a transistor transmitter, the one-stage block diagram of the radio-frequency generator part of which is built on the basis of an energy-efficient powerful transistor synchronized oscillator (SAG) made using the last active device in the form, for example, of a hybrid a composite transistor (GTS) with a mode transistor and an additional mode source, and for provided I synthetic method for the formation of a powerful signal OM unusual original output synthesizing apparatus, i.e. In the original cascade of the synchronized oscillator on the GTS, collector amplitude modulation is used using an energetically beneficial PWM-based key modulator.

Возможность осуществления нового способа формированием ОМ сигнала, как и нового построения ОМ передатчика, обусловлена тем, что синхронизированные автогенераторы на составных транзисторах и, прежде всего, на различных по мощности сдвоенных ГСТ (ГСТ2) [13], могут успешно выполнять функции выходных мощных автогенераторных усилителей мощности (АУМ) радиочастотных колебаний в самых различных, в том числе и однополосных, транзисторных радиопередатчиках, т.е. эффективно заменять ГВВ в роли усилителей мощности ВЧ. Экспериментальные исследования созданного авторами макетного образца транзисторного КВ однополосного передатчика с заявляемым новым синтетическим способом осуществления ОМ (и однокаскадной ВЧ частью передатчика) подтвердили только что высказанные выше утверждения. The possibility of implementing a new method of generating an OM signal, as well as a new construction of an OM transmitter, is due to the fact that synchronized oscillators on composite transistors and, above all, on dual GTS (GTS2) of different power [13] can successfully perform the functions of output powerful oscillator amplifiers power (AUM) of radio frequency oscillations in the most diverse, including single-band, transistor radio transmitters, i.e. effectively replace the GVV in the role of RF power amplifiers. Experimental studies of the prototype transistor HF single-band transmitter created by the authors with the claimed new synthetic method for the implementation of OM (and the single-stage RF part of the transmitter) confirmed the statements made just above.

Задачей изобретения является обеспечение существенного повышения полного промышленного КПД передатчика при сохранении как простоты его схемотехнического решения, так и высоких качественных показателей и чистоты спектра передаваемого сигнала. The objective of the invention is to provide a significant increase in the overall industrial efficiency of the transmitter while maintaining both the simplicity of its circuitry and high quality indicators and the purity of the spectrum of the transmitted signal.

Указанная задача решается путем осуществления способа формирования однополосного сигнала в транзисторном передатчике, заключающегося в том, что формируют опорный однополосный сигнал на промежуточной частоте и одновременно снимают с антенного выхода передатчика сигнал обратной связи и переносят его на ту же промежуточную частоту, затем на основе этих сигналов формируют сигналы ошибки по амплитуде и фазе, затем сигнал ошибки слежения по амплитуде преобразуют в сигнал, содержащий огибающую, а сигнал ошибки слежения по фазе преобразуют в сигнал, содержащий частотную составляющую формируемого однополосного сигнала, отличающийся тем, что выходной синхронизированный автогенератор на составном транзисторе одновременно модулируют по амплитуде сигналом, содержащим огибающую, и синхронизируют по частоте сигналом, содержащим частотную составляющую формируемого однополосного сигнала. This problem is solved by implementing a method of generating a single-band signal in a transistor transmitter, which consists in generating a reference single-band signal at an intermediate frequency and simultaneously removing a feedback signal from the antenna output of the transmitter and transferring it to the same intermediate frequency, then based on these signals they form error signals in amplitude and phase, then the amplitude tracking error signal is converted into a signal containing an envelope, and the phase tracking error signal is converted signal containing a frequency component generated sideband signal, characterized in that the synchronized oscillator output transistor simultaneously on the composite amplitude modulated signal containing the envelope, and is synchronized by the signal frequency, comprising frequency component formed by a single-sideband signal.

Для осуществления способа разработано устройство (передатчик), прототипом которого выбрано устройство (передатчик) "Polar loop SSB transmitter" [12], фиг. 7, содержащее последовательно соединенные микрофон, формирователь опорного однополосного сигнала и первый синхронный детектор, а также последовательно соединенные преобразователь частоты и второй синхронный детектор, выход 1 первого синхронного детектора подключен к прямому входу дифференциального усилителя, а выход 1 второго синхронного детектора подключен к инверсному входу этого же дифференциального усилителя, выходы 2 первого и второго синхронных детекторов подключены ко входам фазового детектора, выход фазового детектора через фильтр подключен к управляющему входу генератора, управляемого напряжением, выход которого через буферный каскад подключен ко входу амплитудно-модулируемого каскада, другой вход этого каскада подключен к выходу дифференциального усилителя, выход дифференциального усилителя также через последовательно соединенные фильтр высокой частоты, усилитель и схему поддержания пикового уровня подключен к цепи смещения этого дифференциального усилителя, выход амплитудно-модулируемого каскада подключен к многокаскадному усилителю мощности ВЧ колебания, который через выходную колебательную систему (ФНЧ) подключен к антенне передатчика и ко входу преобразователя частоты. To implement the method, a device (transmitter) has been developed, the prototype of which is the device (transmitter) "Polar loop SSB transmitter" [12], FIG. 7, containing a series-connected microphone, a driver of a single-band reference signal and a first synchronous detector, as well as a series-connected frequency converter and a second synchronous detector, the output 1 of the first synchronous detector is connected to the direct input of the differential amplifier, and the output 1 of the second synchronous detector is connected to the inverse input of this the differential amplifier, the outputs 2 of the first and second synchronous detectors are connected to the inputs of the phase detector, the output of the phase detector through the filter is connected to the control input of the voltage-controlled generator, the output of which is connected through the buffer cascade to the input of the amplitude-modulated cascade, the other input of this cascade is connected to the output of the differential amplifier, the output of the differential amplifier is also connected through a high-pass filter, an amplifier, and a peak level circuit connected to the bias circuit of this differential amplifier, the output of the amplitude-modulated cascade is connected to a multi-stage power amplifier B fluctuations which vibrational system via the output (LPF) connected to the antenna and transmitter to the input of the frequency converter.

Для осуществления способа разработано устройство, содержащее последовательно соединенные микрофон 1, формирователь опорного однополосного сигнала 2 и первый синхронный детектор 3, а также последовательно соединенные преобразователь частоты 4 и второй синхронный детектор 5, выход 1 первого синхронного детектора 3 подключен к прямому входу дифференциального усилителя 6 и выход 1 второго синхронного детектора 5 подключен к инверсному входу этого дифференциального усилителя 6, выход которого через схему поддержания пикового уровня 7 подключен к управляющей цепи этого же дифференциального усилителя 6, выходы 2 первого и второго синхронных детекторов 3 и 5 подключены ко входам фазового детектора 8, выход фазового детектора 3 через фильтр 9 подключен к управляющему входу генератора, управляемого напряжением 10, отличающееся тем, что выход дифференциального усилителя 6 подключен ко входу ключевого амплитудного модулятора 11, выход которого через фильтр низких частот - корректор 12 подключен к коллекторной цепи выходного синхронизированного автогенератора на составном транзисторе 13 и к управляющей цепи регулируемого аттенюатора 14, а вход генератора, управляемого напряжением 10, через регулируемый аттенюатор 14 подключен к синхровходу выходного синхронизированного автогенератора на составном транзисторе 13, выход которого через выходную колебательную систему 15 подключен к антенне 16 передатчика датчика и входу преобразователя частоты 4. To implement the method, a device has been developed that contains a series-connected microphone 1, a driver of a single-band reference signal 2 and a first synchronous detector 3, as well as a series-connected frequency converter 4 and a second synchronous detector 5, the output 1 of the first synchronous detector 3 is connected to the direct input of the differential amplifier 6 and the output 1 of the second synchronous detector 5 is connected to the inverse input of this differential amplifier 6, the output of which is connected through the circuit for maintaining the peak level 7 n to the control circuit of the same differential amplifier 6, the outputs 2 of the first and second synchronous detectors 3 and 5 are connected to the inputs of the phase detector 8, the output of the phase detector 3 through the filter 9 is connected to the control input of the generator controlled by voltage 10, characterized in that the differential output amplifier 6 is connected to the input of the key amplitude modulator 11, the output of which through the low-pass filter - corrector 12 is connected to the collector circuit of the output synchronized oscillator on a composite transistor 13 and to the control circuit of the adjustable attenuator 14, and the input of the generator controlled by voltage 10, through the adjustable attenuator 14, is connected to the sync input of the output synchronized oscillator on the composite transistor 13, the output of which through the output oscillating system 15 is connected to the antenna 16 of the transmitter of the sensor and the input of the frequency converter 4.

Передатчик, в котором осуществляется заявляемый способ формирования однополосного сигнала, работает следующим образом. The transmitter, which implements the inventive method of forming a single-band signal, operates as follows.

Электрический низкочастотный сигнал, появляющийся на выходе микрофона 1, подается на типовой формирователь однополосного сигнала 2, выполненный по фильтровому способу, на выходе которого появляется опорный однополосный (ОМ) сигнал, значение подавленной несущей частоты которого равно промежуточной частоте, используемой в данном передатчике. Сформированный опорный ОМ сигнал подается на вход первого синхронного детектора 3. На выходе 1 первого синхронного детектора 3 образуется сигнал, величина которого пропорциональна мгновенному значению огибающей опорного одноплосного сигнала, а на его выходе 2 образуется предельно ограниченный (т.е. имеющий постоянную амплитуду) сигнал, мгновенная частота которого равна мгновенной частоте опорного ОМ сигнала. Таким образом, из спектра сложного опорного однополосно-модулированного колебания выделяется информация (в виде сигналов) о его мгновенной огибающей и мгновенной частоте. An electric low-frequency signal appearing at the output of the microphone 1 is supplied to a typical single-band signal shaper 2, made by the filter method, the output of which appears a single-band reference (OM) signal, the value of the suppressed carrier frequency of which is equal to the intermediate frequency used in this transmitter. The generated reference OM signal is fed to the input of the first synchronous detector 3. At the output 1 of the first synchronous detector 3, a signal is generated whose value is proportional to the instantaneous value of the envelope of the reference single-band signal, and at its output 2 an extremely limited (i.e., having a constant amplitude) signal is generated whose instantaneous frequency is equal to the instantaneous frequency of the reference OM signal. Thus, information (in the form of signals) about its instantaneous envelope and instantaneous frequency is extracted from the spectrum of a complex reference single-band modulated oscillation.

В то же время, выработанный на рабочей частоте выходной ОМ сигнал передатчика, снятый с антенного зажима (сигнал обратной связи), подается на вход преобразователя частоты 4, в котором переносится с рабочей частоты на промежуточную (на которой формируется рассмотренный выше опорный ОМ сигнал в формирователе 2 передатчика), после чего подается на вход синхронного детектора 5, работающего аналогично синхронному детектору 3 (см. выше). At the same time, the output OM signal of the transmitter generated at the operating frequency taken from the antenna clamp (feedback signal) is fed to the input of the frequency converter 4, in which it is transferred from the operating frequency to the intermediate frequency (on which the above reference OM signal is generated in the driver 2 transmitters), after which it is fed to the input of the synchronous detector 5, which works similarly to the synchronous detector 3 (see above).

Таким образом, из излучаемого ОМ сигнала, сформированного на рабочей частоте на выходе передатчика и поступающего в антенну, как и из первичного опорного ОМ сигнала, выделяется информация о мгновенной амплитуде и мгновенной частоте. Thus, information on the instantaneous amplitude and instantaneous frequency is extracted from the emitted OM signal generated at the operating frequency at the output of the transmitter and entering the antenna, as well as from the primary reference OM signal.

Примечание 2. При наличии искажений в передатчике (т.е. выходном сигнале синтезируемого устройства) информация о мгновенной частоте и огибающей амплитуды сигнала, сформированного на антенном выходе, будет отличаться соответственно от информации о мгновенной частоте и огибающей амплитуды первичного опорного ОМ сигнала. Note 2. In the presence of distortions in the transmitter (i.e., the output signal of the synthesized device), information on the instantaneous frequency and envelope of the amplitude of the signal generated at the antenna output will differ, respectively, from information on the instantaneous frequency and envelope of the amplitude of the primary reference OM signal.

Сигнал с выхода 1 первого синхронного детектора 3 подается на неинвертирующий вход дифференциального усилителя 6; сигнал с выхода 1 второго синхронного детектора 5 подается на инвертирующий вход того же дифференциального усилителя 6. Дифференциальный усилитель 6 выделяет и усиливает разность между значениями сигналов на его входах, т.е. сигнал ошибки слежения по амплитуде. Если появится отклонение мгновенной амплитуды ОМ сигнала, снятого через цепь ОС с антенного выхода передатчика, от значения, определяемого мгновенной амплитудой опорного ОМ сигнала, то соответствующим образом изменяется сигнал ошибки слежения по амплитуде на выходе дифференциального усилителя 6, что приведет, в свою очередь, к изменению огибающей амплитуды выходного сигнала передатчика (о чем подробнее будет сказано чуть ниже). Таким образом, передатчик оказывается охваченным замкнутой системой авторегулирования (САР) по амплитуде на основе ОС, обеспечивающей точное соответствие мгновенных амплитуд опорного и выходного ОМ сигналов. The signal from the output 1 of the first synchronous detector 3 is fed to the non-inverting input of the differential amplifier 6; the signal from the output 1 of the second synchronous detector 5 is fed to the inverting input of the same differential amplifier 6. Differential amplifier 6 isolates and amplifies the difference between the values of the signals at its inputs, i.e. amplitude tracking error signal. If there appears a deviation of the instantaneous amplitude of the OM signal, taken through the OS circuit from the antenna output of the transmitter, from the value determined by the instantaneous amplitude of the reference OM signal, the signal of the tracking error in amplitude at the output of the differential amplifier 6 changes accordingly, which, in turn, leads to a change in the envelope of the amplitude of the output signal of the transmitter (which will be discussed in more detail below). Thus, the transmitter is covered by a closed-loop automatic control system (CAP) in amplitude based on the OS, providing an exact correspondence of the instantaneous amplitudes of the reference and output OM signals.

Выходной сигнал дифференциального усилителя 6 подается на вход мощного ключевого модулятора 11, использующего принцип широтно-импульсной модуляции. При этом выходное напряжение ключевого модулятора 11 имеет вид последовательности прямоугольных импульсов с постоянной амплитудой и тактовой частотой, а длительность ("ширина") этих импульсов зависит от величины управляющего сигнала, поступающего от дифференциального усилителя 6. С увеличением значения этого сигнала увеличивается длительность импульсов и соответственно постоянная составляющая в спектре импульсной последовательности (и наоборот). The output signal of the differential amplifier 6 is fed to the input of a powerful key modulator 11 using the principle of pulse width modulation. The output voltage of the key modulator 11 has the form of a sequence of rectangular pulses with a constant amplitude and clock frequency, and the duration ("width") of these pulses depends on the magnitude of the control signal from the differential amplifier 6. With an increase in the value of this signal, the pulse duration increases, and accordingly constant component in the spectrum of the pulse sequence (and vice versa).

Постоянная составляющая выходного напряжения ключевого модулятора 11 выделяется фильтром низкой частоты (ФНЧ-корректором) 12 и подается в цепь питания выходного электрода (коллектора) активного прибора синхронизируемого автогенератора 13, выполненного на составном транзисторе (т.е. каскада АУМ на ГСТ2), что дает возможность управлять амплитудой высокочастотного колебания на выходе этого синхронизируемого автогенератора 13, используемого в данном передатчике в качестве синтезирующего устройства. The constant component of the output voltage of the key modulator 11 is isolated by a low-pass filter (low-pass filter) 12 and fed to the power circuit of the output electrode (collector) of the active device of the synchronized oscillator 13, made on a composite transistor (i.e., the AUM cascade on the GTS2), which gives the ability to control the amplitude of the high-frequency oscillations at the output of this synchronized oscillator 13, used in this transmitter as a synthesizing device.

ФНЧ-корректор 12 необходим не только для сглаживания пульсаций выходного тока ключевого модулятора 11 (фильтрующая функция), но и для обеспечения устойчивости в замкнутой системе авторегулирования (САР) по амплитуде, что достигается особым схемным построением этого ФНЧ-корректора. An LPF corrector 12 is necessary not only to smooth out the ripple of the output current of the key modulator 11 (filtering function), but also to ensure stability in a closed autoregulation system (ATS) in amplitude, which is achieved by a special circuit design of this LPF corrector.

Сигналы с выходов 2 первого и второго синхронных детекторов 3 и 5 подаются на входы фазового детектора 8. Фазовый детектор 8 выделяет сигнал ошибки слежения по фазе, который через фильтр 9 подается на вход управления частотой автогенератора (ГУН) 10. Выходной сигнал автогенератора (ГУН) 10, имеющий уже рабочую частоту, подается через регулируемый аттенюатор 14 на вход синхронизации мощного синхронизируемого автогенератора 13, являющегося выходным каскадом передатчика, т.е. синтезирующим устройством в виде АУМ. Таким образом, передатчик с ОМ сигналом оказывается охваченным замкнутой системой авторегулирования (САР) и по рабочей частоте выходного сигнала, выполненной по типу ФАПЧ, которая заставляет мгновенную рабочую частоту выходного сигнала ОМ передатчика отклоняться от своего значения подавленной несущей частоты на ту же величину, на которую мгновенная промежуточная частота опорного сигнала отклоняется от своего значения подавленной несущей частоты. The signals from the outputs 2 of the first and second synchronous detectors 3 and 5 are fed to the inputs of the phase detector 8. The phase detector 8 emits a phase tracking error signal, which through the filter 9 is fed to the frequency control input of the oscillator (VCO) 10. The output signal of the oscillator (VCO) 10, which already has a working frequency, is fed through an adjustable attenuator 14 to the synchronization input of a powerful synchronized oscillator 13, which is the output stage of the transmitter, i.e. a synthesizing device in the form of AUM. Thus, a transmitter with an OM signal is covered by a closed autoregulation system (ATS) and according to the working frequency of the output signal, made by the PLL type, which causes the instantaneous operating frequency of the output signal of the OM transmitter to deviate from its value of the suppressed carrier frequency by the same amount by which the instantaneous intermediate frequency of the reference signal deviates from its value of the suppressed carrier frequency.

Регулируемый аттенюатор 14 уменьшает уровень синхросигнала, подаваемого на синхровход мощного выходного синхронизуемого автогенератора 13 при снижении величины напряжения, питающего выходной электрод активного прибора (коллектор ГСТ2) мощного АУМ 13. The adjustable attenuator 14 reduces the level of the clock signal supplied to the synchro input of the powerful output synchronized oscillator 13 while reducing the voltage supplying the output electrode of the active device (collector GST2) of the powerful AUM 13.

Выходной сигнал синхронизируемого автогенератора 13, т.е. мощного синтезирующего устройства передатчика в виде АУМ, через выходную колебательную систему 15 подается на антенное гнездо (зажим), куда подключается антенна 16. Этот же сигнал поступает и на вход преобразователя частоты 4, работающего в цепи ОС, используемой в передатчике. Антенна 16 излучает сформированный передатчиком однополосный сигнал. The output signal of the synchronized oscillator 13, i.e. A powerful synthesizing device of the transmitter in the form of AUM, is fed through the output oscillating system 15 to the antenna socket (clip), where the antenna 16 is connected. The same signal is also fed to the input of the frequency converter 4 operating in the OS circuit used in the transmitter. Antenna 16 emits a single-band signal generated by the transmitter.

Стоит подчеркнуть, что главными особенностями предлагаемого способа и выполненного на его основе передатчика являются:
- формирование излучаемого передатчиком рабочего ОМ сигнала, синтезируемого в оригинальном синтезирующем устройстве, представляющем собой не классический усилитель мощности (балансный каскад усилителя мощности, каскад генератора со внешним возбуждением), а новый каскад автогенератора усилителя мощности (АУМ), выполненный на основе мощного синхронизированного автогенератора (САГ) на сложном активном приборе (САП), например на мощном сдвоенном гибридном составном транзисторе (ГСТ2) с режимным транзистором в его структуре или другом генераторном составном транзисторе (СТ) [13];
- использование как энергетически выгодной и технически здесь пригодной коллекторной амплитудной модуляции САГ (т.е. выходного АУМ);
- введение ВЧ ЧМ составляющей формируемого ОМ сигнала в выходное синтезирующее устройство типа САГ (АУМ) в качестве маломощного синхросигнала, непосредственно снимаемого с выхода маломощного задающего автогенератора (ГУН), т. е. без дополнительного усиления по мощности (например, через регулируемый в такт с сигналом НЧ огибающей маломощный аттенюатор), для чего такой синхросигнал подается в специальные чувствительные цепи синхронизации, предусмотренные в САГ, выполненном по схеме АУМ [13].
It is worth emphasizing that the main features of the proposed method and the transmitter based on it are:
- the formation of a working OM signal emitted by the transmitter, synthesized in the original synthesizing device, which is not a classical power amplifier (balanced cascade of a power amplifier, cascade of a generator with external excitation), but a new cascade of a power amplifier’s oscillator (AUM), based on a powerful synchronized oscillator ( SAG) on a complex active device (SAP), for example, on a powerful dual hybrid composite transistor (GST2) with a mode transistor in its structure or another gene rotary composite transistor (CT) [13];
- the use of collector amplitude modulation of the SAG (i.e., the output AUM) as an energetically favorable and technically suitable collector amplitude modulation;
- introducing the RF RF component of the generated OM signal into the output synthesizing device of the SAG (AUM) type as a low-power clock signal directly taken from the output of the low-power master oscillator (VCO), i.e., without additional gain in power (for example, through low-frequency attenuator envelope signal), for which such a clock signal is supplied to special sensitive synchronization circuits provided for in the SAG performed according to the AUM scheme [13].

Сопоставительный анализ и сравнение с наиболее близким аналогом (прототипом) изобретения показывает, что заявляемое здесь техническое решение отличается наличием нового впервые примененного (для синтеза рабочего ОМ сигнала в однополосных передатчиках) синтезирующего устройства в виде мощного автогенераторного усилителя мощности (АУМ), выполненного на основе мощного синхронизированного автогенератора (САГ), например на оригинальном сдвоенном гибридном составном транзисторе (ГСТ2) с режимным транзистором и дополнительным режимным источником питания [13], а также практическим отсутствием мощного тракта усиления ВЧ ЧМ составляющей, так как последняя здесь поступает на синхровход САГ (АУМ) в качестве маломощного синхросигнала, например, через каскад-аттенюатор от оригинально используемого задающего автогенератора (ГУН) системы ФАПЧ передатчика. ГУН в тракте ВЧ ЧМ составляющей ОМ сигнала без последующих усилителей ВЧ ЧМ сигнала используется в технике однополосных передатчиков впервые. A comparative analysis and comparison with the closest analogue (prototype) of the invention shows that the technical solution claimed here is distinguished by the presence of a new synthesizer for the first time used (for synthesizing a working OM signal in single-band transmitters) in the form of a powerful self-generating power amplifier (AUM) based on a powerful synchronized oscillator (SAG), for example on the original dual hybrid composite transistor (GST2) with a mode transistor and an additional mode power supply [13], as well as the practical absence of a powerful RF amplification path for the RF component, since the latter is supplied to the SAG (AUM) synchro-in as a low-power sync signal, for example, through the attenuator cascade from the originally used master oscillator (VCO) of the PLL transmitter system . VCO in the path of the HF FM component of the OM signal without subsequent amplifiers of the HF FM signal is used in the technique of single-band transmitters for the first time.

Можно говорить и о других отличиях заявляемого технического решения от наиболее близкого аналога (прототипа) и других аналогов (см. ниже), но и этого уже достаточно, чтобы сделать вывод о том, что заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения "новизна". You can talk about other differences of the claimed technical solution from the closest analogue (prototype) and other analogues (see below), but this is already enough to conclude that the claimed technical solution meets the criteria of the invention of "novelty."

Для раскрытия изобретательского уровня продолжим разговор и о других отличиях изобретения. Так, в отличие от наиболее близкого аналога (прототипа) предлагаемого изобретения низкочастотная составляющая (огибающая амплитуды) опорного ОМ сигнала поступает с выхода дифференциального усилителя, работающего в цепи ОС по амплитуде, через амплитудный модулятор, выполненный (в отличие от наиболее близкого аналога-прототипа) на основе каскада с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) с ФНЧ-корректором, непосредственно в цепь выходного электрода (мощную коллекторную цепь) активного прибора выходного САГ (АУМ) и осуществляет необходимую здесь энергетически выгодную коллекторную амплитудную [1] модуляцию последнего, что применительно к мощным транзисторным каскадам САГ и АУМ на их основе предлагается и применено в технике (и технической литературе) опять впервые. To disclose the inventive step, we continue the conversation about other differences of the invention. So, in contrast to the closest analogue (prototype) of the present invention, the low-frequency component (amplitude envelope) of the reference OM signal comes from the output of the differential amplifier operating in the OS circuit by amplitude, through an amplitude modulator made (in contrast to the closest analogue prototype) based on a pulse-width modulated (PWM) cascade with an LPF corrector, directly into the output electrode circuit (high-power collector circuit) of the active output SAG (AUM) device and performs the necessary s energetically favorable amplitude collector [1] modulation of the latter, that, for the transistor stage powerful SAG AUM and on their basis is proposed and used in the art (and technical literature) again first.

Предлагаемое изобретение интересно тем, что при осуществлении нового способа формирования выходного, т. е. излучаемого антенной однополосного передатчика, рабочего ОМ сигнала применен управляемый модулирующим коллекторным напряжением каскад-аттенюатор (активный аттенюатор) в цепи синхронизации и прохождения ВЧ ЧМ составляющей, а в САГ (АУМ) - специальный емкостной делитель, обеспечивающие повышение линейности характеристики коллекторной амплитудной модуляции АУМ, синтез рабочего ОМ сигнала и устойчивую работу САГ только при обязательном наличии (подаче на ГСТ2 САГ 32) синхросигнала, содержащего ВЧ ЧМ составляющую. Именно при таком режиме происходит синтез выходного рабочего ОМ сигнала на высоком уровне мощности и обеспечивается высокая линейность излучаемых передатчиком сигналов (см. ниже). The present invention is interesting in that when implementing a new method for generating an output, i.e., a single-band transmitter emitted by an antenna, working OM signal, a cascade-attenuator (active attenuator) controlled by the modulating collector voltage is used in the synchronization and passage circuit of the RF frequency component, and in the SAG ( AUM) is a special capacitive divider that provides an increase in the linearity of the characteristics of the collector amplitude modulation of AUM, synthesis of a working OM signal and stable operation of the SAG only when required ln the presence (supply to the GST2 SAG 32) of a clock signal containing an HF FM component. It is in this mode that the output working OM signal is synthesized at a high power level and high linearity of the signals emitted by the transmitter is ensured (see below).

Введение в ОМ передатчик новых вышеупомянутых блоков и элементов, новых подходов к организации и проведению "операций технологического осуществления" всех составляющих для выполнения синтетического способа привели к появлению в передатчике совершенно по-новому функционирующего синтезирующего устройства (в виде АУМ на САГ), новых связей, новых цепей, новых путей прохождения, как низкочастотной огибающей опорного ОМ сигнала, так и его ВЧ ЧМ составляющей. Этих новых решений и связей не могло быть и нет в аналогах вообще и в наиболее близком аналоге, в частности. Уместно еще раз сказать о том, что однополосный транзисторный передатчик как объект, где осуществляется предлагаемый способ формирования мощного выходного ОМ сигнала, отличается оригинальной и простой структурной схемой. The introduction into the OM transmitter of the new blocks and elements mentioned above, new approaches to organizing and conducting the “technological implementation operations” of all the components for performing the synthetic method led to the appearance in the transmitter of a completely new functioning synthesizing device (in the form of AUM on SAG), new connections, new circuits, new paths of passage, both of the low-frequency envelope of the reference OM signal and of its HF FM component. These new solutions and connections could not and do not exist in analogues in general and in the closest analogue, in particular. It is appropriate to say once again that a single-band transistor transmitter as an object where the proposed method for generating a powerful output OM signal is implemented is distinguished by an original and simple structural scheme.

Таким образом, наличие оригинальных решений, новых блоков, каскадов, элементов, узлов, их связей между собой и с другими элементами, появление новых свойств, новых путей прохождения ВЧ и НЧ составляющих опорного ОМ сигнала при осуществлении формирования мощного выходного рабочего ОМ сигнала синтетическим способом позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию изобретения "изобретательский уровень". Thus, the presence of original solutions, new blocks, cascades, elements, nodes, their connections with each other and with other elements, the appearance of new properties, new paths for the RF and LF components of the reference OM signal during the formation of a powerful output working OM signal in a synthetic way allows to conclude that the claimed technical solution meets the criteria of the invention "inventive step".

И, наконец, соответствие заявляемого технического решения критерию изобретения "промышленная применимость", т. е. работоспособность заявляемого нового синтетического способа в оригинальных транзисторных однополосных передатчиках радиотелефонной связи, обусловлено следующими обстоятельствами. And, finally, the compliance of the claimed technical solution with the criterion of the invention "industrial applicability", that is, the performance of the proposed new synthetic method in the original transistor single-band radiotelephone transmitters, is due to the following circumstances.

Во-первых, в передатчике выходной каскад АУМ (на основе САГ) выполнен по перспективной работоспособной автогенераторной емкостной трехточке с использованием схемы Клаппа и охвачен необходимой положительной обратной связью (ПОС), обеспечивающей мягкое самовозбуждение и стационарную работу САГ (АУМ) [13] при поступлении на САГ (и в АУМ) синхронизирующего (а не возбуждающего) сигнала, несущего в себе ВЧ ЧМ составляющую с величиной, соответствующей уровню НЧ огибающей опорного ОМ сигнала. Это обеспечивает регулируемый аттенюатор (активного типа) в цепи синхронизации САГ (АУМ). Firstly, in the transmitter, the output stage of the AUM (based on the SAG) is made according to a promising operable self-generating capacitive three-point using the Clapp circuit and is covered by the necessary positive feedback (POS), which provides soft self-excitation and stationary operation of the SAG (AUM) [13] upon receipt on the SAG (and in the AUM) a synchronizing (rather than exciting) signal that carries an RF FM component with a value corresponding to the level of the LF envelope of the reference OM signal. This provides an adjustable attenuator (active type) in the SAG synchronization circuit (AUM).

Во-вторых, в АУМ обеспечиваются все необходимые условия для работы его сложного активного прибора (САП) с приходом синхросигнала, поскольку на все электроды одиночных транзисторов структуры САП типа ГСТ2 подаются соответствующие им [13] питающие напряжения и смещение, причем режимный транзистор питается от дополнительного (отдельного) режимного источника, от последнего подано и смещение на этот транзистор. В устройстве, т.е. передатчике для осуществления предлагаемого нового способа формирования рабочего ОМ сигнала на уровне большой выходной мощности созданы нужные режимы работы и имеются все необходимые элементы (т.е. детали схемы трехточки, элементы выходной согласующей цепи, модулятора на основе ШИМ, ФНЧ-корректор, элементы цепей питания и смещения, задающие режим работы АУМ по постоянному току и работу передатчика в целом). Secondly, the AUM provides all the necessary conditions for the operation of its complex active device (SAP) with the arrival of the clock signal, since all the electrodes of the single transistors of the structure of the GST2 type SAPS are supplied with the supply voltage and bias corresponding to them [13], and the mode transistor is powered by an additional (separate) operating source, from the last filed and the offset to this transistor. In the device, i.e. the transmitter to implement the proposed new method for generating a working OM signal at a high output power level, the necessary operating modes are created and there are all necessary elements (i.e., three-point circuit details, elements of the output matching circuit, a PWM-based modulator, low-pass corrector, power supply circuit elements and offsets specifying the AUM DC mode of operation and the operation of the transmitter as a whole).

В-третьих, слаботочные цепи передатчика (формирователь опорного ОМ сигнала 2, синхронные детекторы 3 и 5, преобразователь 4 частоты спектра выходного ОМ сигнала, дифференциальный усилитель 6, каскады и элементы системы ФАПЧ, ГУН-синхронизатор и др. узлы) работоспособны и их функционирование в особых дополнительных пояснениях практически не нуждается. Thirdly, low-current transmitter circuits (driver of the reference OM signal 2, synchronous detectors 3 and 5, frequency converter 4 of the spectrum of the output OM signal, differential amplifier 6, cascades and elements of the PLL system, VCO-synchronizer, and other nodes) are functional and their functioning practically does not need special additional explanations.

Неслучайно созданный впервые экспериментально один из макетных образцов предлагаемого технического решения (способа и устройства по нему) по только что рассмотренному выше, т. е. предложенному схемному построению, успешно прошел лабораторные испытания и проверку работы в реальной обстановке, т.е. в канале связи. It is no coincidence that for the first time one of the prototypes of the proposed technical solution (method and device for it) was created experimentally and has just been tested above, i.e., the proposed circuit design, it has successfully passed laboratory tests and verified operation in a real environment, i.e. in the communication channel.

Наличие в заявляемом изобретении новизны, необходимого изобретательского уровня и возможности промышленного применения говорят о достаточной разработке предлагаемого решения. При этом в однополосных передатчиках с заявляемым техническим решением созданы условия для обеспечения при работе высокой стабильности частоты, достаточно высоких качественных показателей, прежде всего необходимой линейности, хорошей чистоты излучаемых колебаний и повышенного среднего промышленного КПД. The presence in the claimed invention of novelty, the necessary inventive step and the possibility of industrial application indicate sufficient development of the proposed solution. Moreover, in single-band transmitters with the claimed technical solution, conditions have been created to ensure high frequency stability during operation, sufficiently high quality indicators, primarily the necessary linearity, good purity of emitted oscillations and increased average industrial efficiency.

Отметим еще раз, что в предлагаемом техническом решении используются заметно упрощенные структурная и принципиальная схемы оригинальных транзисторных передатчиков радиотелефонной связи. В них и предлагается использовать способ формирования однополосных сигналов. We note once again that the proposed technical solution uses noticeably simplified structural and circuit diagrams of the original transistor radiotelephone transmitters. They also propose to use the method of forming single-band signals.

Оригинальные устройства (передатчики) и предлагаемый способ формирования в них рабочего выходного ОМ сигнала соответствующей мощности, определяемой мощностью выходного АУМ, технически ясны, происходящие в них при работе процессы физически понятны и объяснимы, практически реализуемы и экспериментально проверены. The original devices (transmitters) and the proposed method for generating a working output OM signal of the corresponding power, determined by the power of the output AUM, are technically clear, the processes occurring in them during operation are physically understandable and explainable, practically feasible and experimentally verified.

Ниже представлены:
на фиг. 1 - структурная схема однополосного передатчика с фильтровым способом формирования однополосного сигнала;
на фиг. 2 - структурная схема однополосного передатчика с фазовым (фазокомпенсационным) способом формирования однополосного сигнала;
на фиг. 3 - структурная схема к пояснению принципа фазофильтровального способа формирования однополосного сигнала;
на фиг. 4 - схема построения однополосного передатчика с раздельным усилением мощности двух составляющих однополосного сигнала;
на фиг. 5 - структурная схема однополосного передатчика, построенного по способу (методу) Кана;
на фиг. 6 - структурная схема однополосного передатчика с синтетическим способом формирования однополосного сигнала (способ Верзунова);
на фиг. 7 - структурная схема одноплосного передатчика, принятого (по способу формирования в нем однополосного сигнала) за наиболее близкий аналог изобретения;
на фиг. 8 - структурная схема однополосного передатчика с заявляемым способом формирования однополосно-модулируемого (ОМ) сигнала.
Below are presented:
in FIG. 1 is a structural diagram of a single-band transmitter with a filter method for generating a single-band signal;
in FIG. 2 is a structural diagram of a single-band transmitter with a phase (phase compensation) method for generating a single-band signal;
in FIG. 3 is a structural diagram for explaining the principle of a phase-filter method for generating a single-band signal;
in FIG. 4 is a construction diagram of a single-band transmitter with separate power amplification of two components of a single-band signal;
in FIG. 5 is a structural diagram of a single-band transmitter constructed by the Kahn method (method);
in FIG. 6 is a structural diagram of a single-band transmitter with a synthetic method for generating a single-band signal (Verzunov method);
in FIG. 7 is a structural diagram of a single-band transmitter adopted (by the method of generating a single-band signal in it) as the closest analogue of the invention;
in FIG. 8 is a structural diagram of a single-band transmitter with the inventive method of forming a single-band modulated (OM) signal.

Используемые источники информации
1. Судаков Ю. И. Амплитудная модуляция и коллекторная автомодуляция транзисторных генераторов (Методы, теория, расчет). - М.: Энергия, 1969, 392 с.
Information Sources Used
1. Sudakov Yu. I. Amplitude modulation and collector self-modulation of transistor generators (Methods, theory, calculation). - M.: Energy, 1969, 392 p.

2. Верзунов М.В. Однополосная модуляция в радиосвязи. - М.: Воениздат, 1972, 296 с. 2. Verzunov M.V. Single-band modulation in radio communications. - M.: Military Publishing, 1972, 296 p.

3. Артым А. Д. и др. Повышение эффективности мощных радиопередающих устройств. / Под ред. Артыма А.Д. - М.: Радио и связь, 1987, 176 с. 3. Artym A. D. et al. Improving the efficiency of powerful radio transmitting devices. / Ed. Artyma A.D. - M .: Radio and communications, 1987, 176 p.

4. Поляков В.Т. Радиолюбителям о технике прямого преобразования. - М.: Патриот, 1990, 264 с. 4. Polyakov V.T. Radio amateurs about the technique of direct conversion. - M .: Patriot, 1990, 264 p.

5. Радиопередающие устройства. / Под ред. Зейтленка Г.А. - М.: Связь, 1969, 543 с. 5. Radio transmitting devices. / Ed. Zeitlenka G.A. - M.: Communication, 1969, 543 p.

6. Терентьев Б.П. и др. Радиопередающие устройства. / Под ред. Терентьева Б.П. - М.: Связь, 1972, 456 с. 6. Terentyev B.P. and other radio transmitting devices. / Ed. Terentyeva B.P. - M .: Communication, 1972, 456 p.

7. Кан Л.Р. Совместимая однополосная система радиосвязи. IRE, Nat Conxent Rec., N 5, N 7, 1957. 7. Kang L.R. Compatible single-band radio system. IRE, Nat Conxent Rec., N 5, N 7, 1957.

8. Верзунов М.В., Лобанов И.В., Семенов А.М. Однополосная модуляция. - М.: Связьиздат, 1962, 300 с. 8. Verzunov M.V., Lobanov I.V., Semenov A.M. Single band modulation. - M .: Svyazizdat, 1962, 300 p.

9. Авт.св. N 109137 (СССР). Способ одноплосной модуляции радиотелефонных передатчиков. / Верзунов М.В. Опубл. 1957. Бюл. N 10. 9. Aut. St. N 109137 (USSR). Method of single-band modulation of radiotelephone transmitters. / Verzunov M.V. Publ. 1957. Bull. N 10.

10. Новиков Г. В. , Тенякшев А.М. Оценка искажений в усилителе с раздельным усилением составляющих однополосного сигнала. // Радиотехника, 1978, т. 33, N 6, с. 33-38. 10. Novikov G.V., Tenyakshev A.M. Evaluation of distortion in an amplifier with separate amplification of the components of a single-band signal. // Radio engineering, 1978, t. 33, N 6, p. 33-38.

11. Шахгильдян В. В. и др. Проектирование радиопередающих устройств. / Под ред. Шахгильдяна В. В. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1993, 512 с. 11. Shahgildyan V.V. et al. Design of radio transmitting devices. / Ed. Shahgildyan V.V. 3rd ed., Rev. and add. - M.: Radio and Communications, 1993, 512 p.

12. Патент США N 4481672. Передатчик с замкнутой цепью обратной связи. МКИ 3 H 04 B 1/04. Публикация 84.11.06, T 1048 N 1 (ВНИИПИ 127-14-85 OFFICIAL GAZETTE). 12. US patent N 4481672. The transmitter with a closed feedback circuit. MKI 3 H 04 B 1/04. Publication 84.11.06, T 1048 N 1 (VNIIIPI 127-14-85 OFFICIAL GAZETTE).

13. Авт.св. N 1748252 (СССР). Синхронизированный автогенератор. / Судаков Ю.И., Петров Е.А. Приоритет от 22.11.89. Опубл. 15.07.92. Бюл. N 26. 13. Autost. N 1748252 (USSR). Synchronized auto generator. / Sudakov Yu.I., Petrov E.A. Priority from 11.22.89. Publ. 07/15/92. Bull. N 26.

Claims (2)

1. Способ формирования однополосного сигнала в транзисторном передатчике, заключающийся в том, что формируют опорный однополосный сигнал на промежуточной частоте и одновременно снимают с антенного выхода передатчика сигнал обратной связи и переносят его на ту же промежуточную частоту, затем на основе этих сигналов формируют сигналы ошибки по амплитуде и фазе, затем сигнал ошибки слежения по амплитуде преобразуют в сигнал, содержащий огибающую, а сигнал ошибки слежения по фазе преобразуют в сигнал, содержащий частотную составляющую формируемого однополосного сигнала, отличающийся тем, что выходной синхронизированный автогенератор на составном транзисторе одновременно модулируют по амплитуде сигналом, содержащим огибающую, и синхронизируют по частоте сигналом, содержащим частотную составляющую формируемого однополосного сигнала. 1. A method of generating a single-band signal in a transistor transmitter, which consists in generating a single-band reference signal at an intermediate frequency and simultaneously removing a feedback signal from the transmitter antenna output and transferring it to the same intermediate frequency, then, based on these signals, error signals are generated by amplitude and phase, then the tracking error signal in amplitude is converted into a signal containing the envelope, and the phase tracking error signal is converted into a signal containing the frequency component iruemogo single-sideband signal, characterized in that the synchronized oscillator output transistor simultaneously on the composite amplitude modulated signal containing the envelope, and is synchronized frequency signal having a frequency component formed by a single-sideband signal. 2. Передатчик однополосного сигнала, содержащий последовательно соединенные микрофон, формирователь опорного однополосного сигнала и первый синхронный детектор, а также последовательно соединенные преобразователь частоты и второй синхронный детектор, первый выход первого и второго синхронного детектора предназначен для формирования на нем сигнала, величина которого пропорциональна мгновенному значению огибающей поступающего на вход синхронного детектора однополосного сигнала, а второй выход - для формирования на нем предельно ограниченного по амплитуде сигнала, мгновенная частота которого равна мгновенной частоте поступающего на вход синхронного детектора однополосного сигнала, первый выход первого синхронного детектора подключен к прямому входу дифференциального усилителя, а первый выход второго синхронного детектора подключен к инверсному выходу этого дифференциального усилителя, выход которого через схему поддержания пикового уровня подключен к управляющей цепи этого же дифференциального усилителя, вторые выходы первого и второго синхронных детекторов подключены ко входам фазового детектора, выход фазового детектора через фильтр подключен к управляющему входу генератора, управляемого напряжением, отличающийся тем, что выход дифференциального усилителя подключен ко входу ключевого амплитудного модулятора, выход которого через фильтр низких частот подключен к коллекторной цепи выходного синхронизированного автогенератора на составном транзисторе и к управляющей цепи регулируемого аттенюатора, а выход генератора, управляемого напряжением через регулируемый аттенюатор, подключен к синхровходу выходного синхронизированного автогенератора на составном транзисторе, выход которого через выходную колебательную систему подключен к антенне передатчика и входу преобразователя частоты. 2. A single-band signal transmitter containing a microphone in series, a single-band reference signal generator and a first synchronous detector, as well as a frequency converter and a second synchronous detector connected in series, the first output of the first and second synchronous detector is designed to generate a signal on it, the magnitude of which is proportional to the instantaneous value the envelope of the single-band signal input to the synchronous detector input, and the second output - to form extremely amplitude-constant signal whose instantaneous frequency is equal to the instantaneous frequency of a single-band signal input to the synchronous detector input, the first output of the first synchronous detector is connected to the direct input of the differential amplifier, and the first output of the second synchronous detector is connected to the inverse output of this differential amplifier, the output of which is through the support circuit peak level connected to the control circuit of the same differential amplifier, the second outputs of the first and second synchronous detector in connected to the inputs of the phase detector, the output of the phase detector through the filter is connected to the control input of the voltage-controlled generator, characterized in that the output of the differential amplifier is connected to the input of the key amplitude modulator, the output of which through the low-pass filter is connected to the collector circuit of the output synchronized oscillator on a composite transistor and to the control circuit of an adjustable attenuator, and the output of the generator controlled by voltage through an adjustable attenuator is connected n synchronized to the clock output of the oscillator on the composite transistor, the output of which through the output oscillating system is connected to the antenna transmitter and entry of the frequency converter.
RU99108828A 1999-04-21 1999-04-21 Method for generation of single-band signal in transistor transmitter and device which implements said method RU2155445C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99108828A RU2155445C1 (en) 1999-04-21 1999-04-21 Method for generation of single-band signal in transistor transmitter and device which implements said method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99108828A RU2155445C1 (en) 1999-04-21 1999-04-21 Method for generation of single-band signal in transistor transmitter and device which implements said method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2155445C1 true RU2155445C1 (en) 2000-08-27

Family

ID=20219138

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99108828A RU2155445C1 (en) 1999-04-21 1999-04-21 Method for generation of single-band signal in transistor transmitter and device which implements said method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2155445C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2616472C2 (en) * 2014-05-29 2017-04-17 Общество с ограниченной ответственностью "НПП Триада-ТВ" (ООО "НПП Триада-ТВ") Radio-frequency signals generating and transmitting device using pulse-width modulation
RU2730281C2 (en) * 2011-12-20 2020-08-21 Телефонактиеболагет Л М Эрикссон (Пабл) Selective power amplifier
RU211795U1 (en) * 2022-03-30 2022-06-23 Акционерное общество "Научно-производственное объединение Завод "Волна" radio transmitting device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БЕЛОВ Л.А. и др. Радиопередающие устройства. - М.: радио и связь, 1982, с.296, 302, 304. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2730281C2 (en) * 2011-12-20 2020-08-21 Телефонактиеболагет Л М Эрикссон (Пабл) Selective power amplifier
RU2616472C2 (en) * 2014-05-29 2017-04-17 Общество с ограниченной ответственностью "НПП Триада-ТВ" (ООО "НПП Триада-ТВ") Radio-frequency signals generating and transmitting device using pulse-width modulation
RU211795U1 (en) * 2022-03-30 2022-06-23 Акционерное общество "Научно-производственное объединение Завод "Волна" radio transmitting device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1819471B (en) Emission/acceptance device of polarization modulator with alterable predistortion
US7072421B2 (en) IQ modulation systems and methods that use separate phase and amplitude signal paths and perform modulation within a phase locked loop
US5469105A (en) Transmitter and power amplifier therefor
US8666325B2 (en) Polar feedback receiver for modulator
US20020180538A1 (en) Local oscillator architecture to reduce transmitter pulling effect and minimize unwanted sideband
CN106685534B (en) A kind of down coversion implementation method and device based on relevant optical detection
CN105406864A (en) Wide-band high-speed frequency hopping frequency synthesizer and working method thereof
US6850750B2 (en) Radio set and frequency converting method therefor
JP4584336B2 (en) Polar modulation apparatus and method using FM modulation
JP2008072735A (en) Iq modulation system and methods that use separate phase and signal paths
RU2155445C1 (en) Method for generation of single-band signal in transistor transmitter and device which implements said method
TW200428834A (en) Communication transmitter using offset phase-locked-loop
CN205017281U (en) Ultrashort wave pectination spectrum signal produces circuit
WO2008099724A1 (en) Linc transmission circuit and communication device using the same
JP2007318359A (en) Wireless signal transmitter
US6614837B1 (en) Device system and method for low noise radio frequency transmission
CN212992309U (en) Signal transmitting system and communication system
US11206051B2 (en) Digital offset frequency generator based radio frequency transmitter
CN111490782B (en) Up-converter of direct up-conversion transmitter and up-conversion method
CN204465510U (en) The frequency source of Low phase noise frequency agility Ku wave band and structure
CN112217528A (en) Transmitter, communication system, and electronic device
JP2005505997A (en) Method for reducing out-of-band and spurious emissions in a digitally operated AM transmitter
JP4786570B2 (en) Transmitter
CN115085818B (en) Zero harmonic broadband adjustable output radio frequency signal source for laser modulation
JPH0254607A (en) Amplifier