Формирователь сигналов с угловой модуляцией

 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в модуляторах передатчиков сигналов с угловой модуляцией - частотной, фазовой и частотно-фазовой. Цель изобретения - повышение линейности девиации частоты выходных сигналов. Формирователь сигналов с угловой модуляцией содержит сумматор 4, синхронизируемый генератор 5, делитель 6 частоты с переменным коэффициентом деления, фазовый детектор 2, фильтр 3 нижних частот и генератор 1 опорного сигнала. При помощи делителя 6, детектор 2, генератора 1, фильтра 3 и сумматора 4 образуется система фазовой автоподстройки частоты и производится стабилизация средней частоты. Средняя частота может быть изменена путем изменения коэффициента деления делителя 6. Цель достигается введением фазовращателя 7 на 90°, сумматора 8 по модулю М, блока 9 опорных напряжений, преобразователя 10 пилообразного сигнала в гармонический сигнал, включающий в себя двухполупериодный выпрямитель 11, два вычитателя 12, 14, квадратор 13, четырехвходовый сумматор 15 и перемножитель 16. 2 ил, сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ()9) (! !) (51)5 Н 03 С 3/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ .

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4629540/09 (22) 02.01.89 (46) 23.09.91. Бюл. N. 35 (71) Куйбышевский электротехнический институт связи (72) А.И.Тяжев (53) 621.376.6(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

hh 807477, кл. Н 03 С 3/02, 1981. (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ СИГНАЛОВ С УГЛОВОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ (57) Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в модуляторах передатчиков сигналов с угловой модуляцией — частотной, фазовой и частотно-фазовой.

Цель изобретения — повышение линейности девиации частоты выходных сигналов. Формирователь сигналов с угловой модуляцией содержит сумматор 4, синхронизируемый

Изобретение, относится к радиотехнике и может быть использовано в модуляторах передатчиков сигналов с угловой модуляцией — частотной, фазовой и частотно-фазовой.

Целью изобретения является повышение линейности девиации частоты выходных сигналов.

На фиг.1 показана структурная схема формирователя сигналов с угловой модуляцией; на фиг.2 а — к — временные диаграммы, поясняющие работу формирователя сигналов с угловой модуляцией.

Формирователь сигналов с угловой модуляцией содержит генератор опорного сигнала 1, фазовый детектор 2, фильтр нижних частот 3, сумматор 4, синхронизируемый генератор 5, делитель частоты 6 с переменгенератор 5, делитель 6 частоты с переменным коэффициентом деления, фазовый детектор 2, фильтр 3 нижних частот и генератор 1 опорного сигнала, При помощи делителя 6, детектора 2, генератора 1, фильтра 3 и сумматора 4 образуется система фазовой автоподстройки частоты и производится стабилизация средней частоты, Средняя частота может быть изменена путем изменения коэффициента деления делителя

6. Цель достигается введением фазовращателя 7 на 90, сумматора 8 по модулю М, блока 9 опорных напряжений, преобразователя 10 пилообразного сигнала в гармонический сигнал, включающий в себя двухполупериодный выпрямитель 11, два вычитателя 12, 14, квадратор 13, четырехвходовый сумматор 15 и перемножитель 16, 2 ил. ным коэффициентом деления, фазовращатель 7 на 900, сумматор 8 по модулю М, блок

9 опорных напряжений, преобразователь 10 пилообразного сигнала в гармонический сигнал, включающий в себя двухполупериодный выпрямитель 11, первый вычитатель

12, квадратор 13, второй вычитатель 14, четырехвходовый сумматор 15 и перемножитель 16, Формирователь работает следующим образом.

При поступлении через сумматор 4 на вход синхронизируемого генератора 5 постоянного напряжения (см. фиг.2а) сигнал на его выходе растет по линейному закону от уровня -М до уровня +М, При достижении выходным сигналом уровня +M происходит сбрасывание выходного сигнала в уровень

1679600 р=р, а(т), (5) tga=— ао у 3

=Ив где pM = — — индекс фазовой модуляции;

a(t) — сигнал на выходе фазовращателя 7

10 (см. фиг,2д).

Тогда изменение частоты из-за дополнительного фазового сдвига составит л

2М 2М т

Т= ща а, (2) 20 в =во +в А cos Qt+ =

cl .О бт

= во + в, А cos Q t, где M — постоянный уровень напряжения, подаваемый с блока 9.

Частота пилообразного сигнала

2ж Лао в = — — при этом линейно зависит 25

Мт от уровня ао.

При поступлении на вход формирователя сигналов с угловой модуляцией гармонического сигнала (см. фиг.2б) сигнал на входе синхронизируемого генератора 5 бу- 30 дет изменяться по тому же закону, как это показано на фиг.2в. Сигнал на выходе синхронизируемого генератора 5 будет иметь вид (см. фиг.2г) где

x = — j (а, +Л cos Qt) dt, (3)

1 о

«ка, Асоз Qt

Mr Mr

=вь+в А cos Qt (4) 50

В сумматоре 8 по модулю M приведенный на фиг.2г пилообразный сигнал складывается с сигналом на выходе фазовращателя 7, показанным на фиг.2д, и по достижении уровня+М сбрасывается в уроцвых =4 у (— М вЂ” у ), 2

4 (8) -М, и выходной сигнал снова начинает возрастать ry линейному закону, Тангенс угла наклона линейно нарастающего выходного напряжения равен где к — постоянная времени интегрирования накапливающего сумматора по модулю

М, на котором выполнен синхронизируемый генератор 5; ао — величина напряжения на входе синхронизируемого генератора 5.

Период пилообразного сигнала выразится как где А — амплитуда входного сигнала;

0 — его частота, При этом сигнал на выходе синхронизируемого генератора 5 приобретает частотную модуляцию жао где в, = — -средняя частота;

М г — Л в = — — девиация частоты.

Mr вень -M. Вследствие этого фаза выходного пилообразного сигнала изменяется на величину а частота пилообразного сигнала на выходе сумматора 8 будет равна

Из этого выражения видно, что девиация частоты в пилообразного сигнала на выходе сумматора 8 (см. фиг.2е) линейно растет с частотой модулирующего сигнала на входе формирователя сигналов с угловой модуляцией.

Преобразователь 10 формирует из пилообразного сигнала на выходе сумматора

8 гармонический сигнал без фазовых иска- жений, чтобы не нарушить линейный закон модуляции частоты. Осуществляется это следующим образом. Двухполупериодный выпрямитель 11 преобразует пилообразный сигнал в треугольный сигнал с постоянной составляющей М/2 (см, фиг.2ж), На выходе первого вычитателя12, после вычитания из этого сигнала уровня М/2, подающегося с блока 9, получается треугольный сигнал без постоянной составляющей (см. фиг.2и). Далее из треугольного сигнала без постоянной составляющей с помощью квадратора 13, четырехвходового сумматора 15, второго вычитателя 14 и перемножителя 16 формируется гармонический сигнал (см. фиг.2к) в соответствии с выражением где у — мгновенное напряжение сигнала на выходе первого вычитателя 12.

1679600

Стабилизация средней частоты производится при помаши делителя частоты 6, фазового детектора 2, генератора опорного сигнала 1, фильтра нижних частот 3 и сумматора 4, образующих систему фазовой автоподстройки частоты. Средняя частота может быть изменена путем коэффициента деления делителя частоты 6 с переменным коэффициентом деления, Поскольку в преобразователе 10 отсутствуют цепи с нелинейными фазочастотными характеристиками, то он не создает фазовых искажений преобразуемого сигнала, что в совокупности с обеспечением линейности роста напряжения синхронизируемого генератора 5 повышает линейность девиации частоты выходного сигнала от частоты модулирующего сигнала.

Формирователь сигналов с угловой модуляцией может осуществлять частотную, фазовую и частотно-фазовую модуляцию, Если входной модулирующий сигнал подается только на сумматор 4, то имеет место только частотная модуляция. При подаче входного модулирующего сигнала только на фазовращатель 7 происходит фазовая модуляция. При одновременной подаче входного модулирующего сигнала на фазовращатель

7 и сумматор 4 имеет место частотно-фазовая модуляция.

Формула изобретения

Формирователь сигналов с угловой модуляцией, содержащий последовательно соединенные сумматор. синхронизируемый генератор, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, фазовый детектор и фильтр нижних частот, выход которого соединен с вторым входом сумматора, и генератор опорного сигнала, выход которого подключен к второму входу фазового детектора, первый вход сумматора является вхо1 дом модулирующего сигнала, о т л и ч а ющ и и с р тем, что, с целью повышения линейности девиации частоты выходных сигналов, синхронизируемый генератор вы5 полнен на накапливающем сумматоре по модулю М и введены последовательно соединенные фазовращатель на 90О. сумматор по модулю М и преобразователь пилообразного сигнала в гармонический сигнал, блок

10 опорных напряжений, выход сигнала уровня М которого подключен к второму входу синхронизируемого генератора и второму входу сумматора по модулю М, к третьему входу которого подключен выход синхрони15 зируемого генератора, выход сигнала уровня 3/4 M блока опорных напряжений соединен с вторым входом преобразователя пилообразного сигнала в гармонический сигнал, выход сигнала уровня M/2 блока

20 опорных напряжений подключен к третьему выходу преобразователя пилообразного сигнала в гармонический сигнал, выход которого является выходом формирователя сигналов с угловой модуляцией, а преобра;

25 зователь пилообразного сигнала в гармонический сигнал состоит иэ последовЪтельно соединенных двухполупериодного выпрямителя, первого вычитателя, четырехвходового сумматора и перемножителя и

30 последовательно соединенных квадратора и второго вычитателя, выход которого подключен к второму входу перемножителя, второй, третий, четвертый входы четырехвходового сумматора и вход квадратора

35 подключены к выходу первого вычитателя, вход двухполупериодного выпрямителя, второй вход первого вычитателя, второй вход второго вычитателя и выход перемножителя являются соответственно первым, 40 вторым, третьим входами и выходом преобразователя пилообразного сигнала в гармонический сигнал.

Составитель А.Соловьев

Редактор Т.Иванова Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Заказ 3220 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина,.101