Формирователь однополосного сигнала

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О11ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

" 439894 (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 12.05.72 (21) 1783261 26-9 с присоединением заявки Ме— (51) М.Кл. Н 03с 1/48

Государственный комитет

Совета Министров СССР

Ilo делам изобретений и открытий (32) Приоритет—

Опубликовано 15.08.74.

Дата опубликования оп (53) хтДК 621.396(088.8) Бюллетень № 30 (72) Авторы изобретения

Физико-технический инстизут АН Туркменской ССР (71) Заявитель (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ОДНОПОЛОСНОГО СИГНАЛА

Изобретение относится к области преобразовательной техники, в частности, к формирователям однополосного сигнала, и может быть использовано для преобразования частоты сигналов телемеханики, телеметрии, радиосвязи и многоканальной связи.

Предлагаемое устройство использует метод формирования однополосного сигнала, который сочетает в себе основные положительные свойства двух широко известных методов: фильтрового и фазокомиенсацнонного.

Электрическая схема, основанная на этом методе, представляет собой двухканальный двухкаскадный преобразователь частоты с элементами Холла. Источник модулированного сигнала подключен ко входу верхнего и нижнего каналов одновременно через развязыв а ющее устройство. В ыходы каналов и одсоединены к общей иагруз«с посредством суммирующего и|естииолюсника. Преобразователи частоты устройства питаются от двух генераторов несущей частоты, подключенных к оомоткам. Преобразователи часloTbI с элементами Холла нижнего канала питаются от соответствующих генераторов несущей частоты непосредственно, а преобразователи частоты верхнего канала — через фазовращателн сдвига на 90 . В каждом канале между «аскядами преобразователей частоты включены фильтры нижних частот для фильтрации про2 дуктов преобразования от первой пары прообразователей частоты.

Особенностью схемы является то, что частота несущей первого каскада преобразования выбирается равной средней частоте исходного модулирующего сигнала. В этом случае нижняя боковая полоса выходного сигнала первого каскада преобразования получается по ширине спектра вдвое меньше исходного !

ð сигнала, что позволяет использовать фильтр нижних частот для выделения полезных и подавления неиспользуемы ; составляющих выходного сигнала преобразователей частоты первого каскада преобразования. Обьясняется

1а это тем, что увеличивается до максимально возможной относительная полоса фильтрации, характеризующая ширину свободного интервала частот между боковыми полосами.

Известно, что для глубокого подавления неиспользуемой боковой полосы необходимо в устройстве выполнить оиределенныс амилнтудно-фазовые соотношения. B схеме рассматриваемого формирователя имеются частотнозависимые элементы (входное рязвязывающее и выходное суммируюгцсс устройства, трансформаторы преобразователей частоты), нз-зя

«оторых уиомянутыс условия «омпенсяции трудно выполнимы. Кроме того, к таким элементам предъявляются ие менее жесткие трезр бования и в отношении симметрии.

439894

С целью повышения степени подавления неиспользуемой боковой полосы частот необходимо построить формирователь однополосного сигнала таким образом, чтобы в его электрической схеме содержалось минимум элементов, которые могли бы отрицательно влиять на амплитудно-фазовые соотношения устройства. Для этого входные электроды элементов Холла первых каскадов преобразователя соединены последовательно между собой и подключены к источнику модулирующего сигнала, а их выходные электроды через фильтры нижних частот соединены с выходными электродами элементов Холла вторых каскадов преобразователя. Выходные электроды последних соединены между собой последовательно и подключены к общей нагрузке.

На чертеже приведена схема формирователя однополосного сигнала.

Основными элементами схемы однополосного сигнала являются модуляторы 1, 2, 3 и 4, основанные на эффекте Холла. Каждый модулятор состоит из полупроводниковой пластины (пленки) 5 с двумя парами выводов 6 и 7 и сердечника 8 из магнитного материала с обмоткой 9.

Пара 6 — токовые или входные электроды.

Пара 7 — холловские или выходные электроды. Входные электроды модуляторов 1 и 2 соединены последовательно, образуя вход устройства. Ко входу устройства подключается источник сигнала 10. Выходные электроды модуляторов 3 и 4 соединены последовательно, образуя выход устройства. Выход устройства подключен к общей нагрузке 11. Выход модулятора 1 соединен со входом модулятора 3 через фильтр нижних частот 12. Выход модулятора 2 соединен через фильтр нижних частот 13 со входом модулятора 4. Дополнительное регулировочное сопротивление 14 служит для выравнивания напряжений по величине, получающихся на выходных зажимах модулятора 3 и 4. К обмоткам 9 модуляторов 1, 2, 3 и 4 подсоединены генераторы несущей частоты 15 и 16. Причем к обмоткам модуляторов

2 и 4 колебания несущей частоты подводятся непосредственно от источников, а к обмоткам модуляторов 1 и 3 — со сдвигом фазы на 90, что достигается установкой фазовращателей

17 и 18.

Рассматривается прохождение и процесс преобразования через данное устройство модулирующего сигнала, определяемого выражением:

П

U(t) = 5;U«cos (B, t+ 1р )

/г==1

Первая частота преобразования ЯО выбирается равной средней частоте передаваемого спектра, т. е.

"макс г "мнн о

2 где Й „„, и Йма„— крайние частоты переда4 ваемого спектра, и подается на модуляторы 1 и 2 с относительным сдвигом по фазе на угол

5 Выходные сигналы первой пары модуляторов 1 и 2 представятся в виде:

U„= 21!(1)созе =, U»соз((И« — ЙО) t +

«=1

1О + <рд) + U«oos ((Я «+ ЙО) 1 + ср д)) U2I — — 2U (t) З1пЩ = { U«sin ((Q» — Qo) t +

»-1

+/р«) + U»sin((Q«+ ЙО)1+ /р«) (2) где Q, O «(o.. „,„

В этих выражениях амплитуда несущего колебания для удобства принята равной единице. Низкочастотные фильтры 12 и 13 рассчитаны так, чтобы не пропускать частоты вью ше значения -макс -MHB

На выходе фильтров 12 и 13 соответственно будем иметь:

40

50 U23 cos((Оэн+ « О) < + р»1 (/д

/г =1 / 2 4

COS ((О1 и — - «+ а- 0) г + /Р/г).

Суммируя сигналы обоих трактов на оощей нагрузке 11 модуляторов 3 и 4, получаем:

/1

Uвык U)3 + 1 23 = дсоз ((Оэ н+ Q«вЂ”

/г = I — 3О)1 + /Р/,).

Таким образом, схема формирователя построена без входного развязывающего и выходного суммирующего устройств и процессы прохождения и преобразования модулирующе55 го сигнала от его входа до его выхода проUI2 /Б»COS ((Й/г — ЙО) < + Ч д 1>

«=1 гг (3)

U22 = Q U» s1I1 ((o» — О) t + cp» )

З0 /г= 1

Эти два выражения подводятся ко второй паре модуляторов 3 и 4, к которым подводятсЯ напРЯжениЯ с частотой Оэн втоРого пРеобразования с относительным фазовым сдвигом н на угол—

Выражения для напряжения на выходе модуляторов 3 и 4 будут иметь вид:

U I 3 = 1/12СОБОэ н 1г

U23 = Б22$1ПОЭн г.

После подстановки значений для U/2 и U22, согласно (3), получаем:

45 13 = g(2 COS ((ОЭн+ Q» 1О) 1 + Ii/«) +

«11 2 4

+ — сов ((/ н — Q«+ 9o) t + рд), 439894

Предмет изобретения

Составитель С. Мурадов

Текред Г. Васильева

Корректор О. Тюрина

Редактер Л. Цветкова

Заказ 7573 Изд. № 1924 Тираж 811 Подписное

ЦНИИП1Л Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

МОТ, Загорский цек

5 исходят через линейные элементы, что позволяет повысить степень подавления неиспользуемой боковой полосы.

Формирователь одпополоспого сигнала, содержащий источник модулирующего сигнала, двухканальный двухкаскадный преобразователь частоты с элементами Холла, генераторы несущей частоты, подключенные к обмоткам соответствующих преобразователей с элементами Холла непосредственно и через фазовра6 щатели, и общую нагрузку, отличаюи1ийся тем, что, с целью повышения степени подавления боковой полосы частот, входные электроды элементов Холла первых каскадов преоб5 разователя соединены последовательно между собой и подкл1очены к источнику модулирующего сипп1ла, выходilûå электроды упомянутых элементов Холла соединены через фильтры нижних частот с входными электродами эле10 ментов Холла вторых каскадов преобразователя, а выходные электроды элементов Холла последних соединены между собой последовательно и подключены к общей нагрузке.