Амплитудный модулятор

(71) Томский инсрованных системэлектроники(56) 1.Патент СШАкл. Н 03 С 1/50,29Воронковавтоматиэнления и радиоА.И иту пр е)956715,лик. 1976.ельство СССР1/50, 1977 пу ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 2,Авторское свидеР 711662, кл. Н 03 С(54) (57) А)АМПЛИТУДНЫЙ )ОЦУЛЯТОР, содержащий соединенные в кольцо первый управляемый генератор, первыйсмеситель, первый фазовый детектори первый сумматор, к второму входукоторого подключен источник модулирующих сигналов, последовательносоединенные усилитель-ограничитель,второй фазовый детектор, к второмувходу которого подключен опорныйгенератор промежуточной частоты,второй управляемый генератор, аттенюатор и выходной сумматор, второй вход которого соединен с.выходоМ первого управляемого генератора, авыход является выходом амплитудного модулятора, последовательно соединенные опорный генератор высокой частоты и второй смеситель, второй вход которого соединен с выходом ,выходного сумматора, а также первый фаэовращатель, причем выход опорного генератора высокой частоты соединен также с вторым входом первого смесителя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения линейности модуляционной характеристики и надежности модулятора, между вы-ходом второго смесителя и входом усилителя-ограничителя введены по-следовательно соединенные второй фазовращатель, первый стабилизатор уровня сигнала и второй сумматор, между выходом первого Фаэовращателя и вторым входом второго сумматора введен .второй стабилизатор уровня сигнаа, выход первого смесителя соединен с входом первого Фазовращателя, а выход опорного генерато-ра промежуточной частоты - с вторым входом первого Фазового детектора.Изобретение относится к радиотех. нике и может использоваться для формирования амплитудно-модулированного сигнала, например, в технике связи.Известен амплитудный модулятор, в котором амплитудно-модулированный сигнал получается сложением двух неизменных по амплитуде модулированных по фазе сигналов, содержащий генератор несущей частоты, соединенныйс входами фазовых модуляторов второй вход одного из которых соединен с источником модулирующих сигналов непосредственно, а второй вход другого - через инвертор, при этом выходы фазовых модуляторов, представляющие собой пассивные четырехполюсники, соединены с сумматором 13,Однако данный амплитудный модулятор не обеспечивает достаточной широкополосности выходного сигнала и достаточно точной передачи законамодуляции из-эа неидентичности харак 10 20 теристик пассивных четырехполюс ников .Наиболее близким к изобретению является амплитудный модулятор, содержащий соединенные в кольцо первый управляемый генератор, первый смеси- тель, первый фазовый детектор и первый сумматор, к второму входу которого подключен источник модулирующих сигналов, последовательно соединенные усилитель-ограничитель, второй фазовый детектор, к второму входу которого подключен опорный генератор промежуточной частоты, второй З 5 управляемый генератор, аттенюатор и выходной сумматор, второй входкоторого соединен с выходом первого управляемого генератора,а выход является выходом амплитудного модулятора, пос ледователь но соединенные опорный генератор высокой частоты и второй смеси- тель, второй вход которого соединен. с выходом выходного сумматора, а также первый фазовращатель, при 45 этом выход опорного генератора высокой частоты соединен также с вторым входом первого смесителя, при этом опорный генератор промежуточной частоты соединен с вторым входом первого фазового детектора через первый фазовращатель, выход второго смесителя соединен с входом усилителя- ограничителя 21,Однако известный амплитудный модулятор не обеспечивает достаточной линейности модуляционной характеристики, а кроме того, при индексе модуляции, равном единице, величина напряжения выходного сигнала амплитудного модулятора приближается к 60 нулю, из-за чего разрывается цепь обратной связи, охватывающая второйуправляемый генератор, нарушаетсярежим синхронизации, и амплитудныймодулятор теряет работоспособность Цель изобретения - повышение линейности модуляционной характеристики и повышение надежности.Поставленная цель достигаетсятем, что в амлитудный модулятор, содержащий соединенные в кольцо первыйуправляемый генератор, первый смеситель, первый фазовый детектор и первый сумматор, к второму входу которого подключен источник модулирующихсигналов, последовательно соединенные усилитель-ограничитель, второйфазовый детектор, к второму входукоторого подключен опорный генератор промежуточной частоты, второйуправляемый генератор, аттенюатори выходной сумматор, второй входкоторого соединен с выходом первогоуправляемого генератора, а выход является выходом амплитудного модулятора, последовательно соединенныйопорный генератор высокой частоты ивторой смеситель, второй вход которого соединен с выходом сумматора, атакже первый фазовращатель,причемвыход опорного генератора высокойчастоты соединен также с вторым входом первого смесителя, между выходомрторого смесителя и входом усилителятраничителя введены последовательносоединенные второй фазовращатель,первый стабилизатор уровня сигнала .и второй сумматор, между выходомпервого фаэовращателя и вторым входом второго сумматора введен второйстабилизатор уровня сигнала, выходпервого смесителя соединен с входомпервого фазовращателя, а выход опорного генератора промежуточной частоты - с вторым входом первого фазового детектора.На чертеже представлена структурная электрическая схема предложенного амплитудного модулятора.Амплитудный модулятор содержитопорный генератор 1 высокой"частоты,опорный генератор 2 промежуточнойчастоты, источник 3 модулирующихсигналов, первый фазовращатель 4,выходной сумматор 6, второй стабилизатор 6 уровня сигнала, первый управляемый генератор 7, первый смеситель 8, первый фазовый детектор 9,первый сумматор 10, усилитель-ограничитель 11, второй фазовый детектор12, второй управляемый генератор 13,аттенюатор 14, второй смеситель 15,второй фазовращатель 16, первый стабилизатор 17 уровня сигнала, второйсумматор 18,Амплитудный модулятор работаетследующим образом.Амплитудный модулятор выполненна основе двухканальной системы фазовой автоподстройки частоты по вто,ричным биениям (ФАПЧ), Первый управляемый генератор 7, первый смеситель 8, первый фазовый детектор 9,1107265 первый сумматор 10 образуют первыйфазовый модулятор. Второй управляемый.генератор 13, второй аттенюатор14, второй смеситель 15, второй фазовращатель 16, первый стабилизатор 17уровня сигнала, второй фазовый детектор 18, усИлитель-ограничитель 11составляют второй фазовый модулятор.Модулирующий сигнал от источника 3модулирующих сигналов, поступаяна первый сумматор 10, воздействует 10на цепь управления первого управляемого генератора 7, в результате чего происходит изменение характераприращения мгновенного значения разности фаэ между напряжением первого 15управляемого генератора 7 и опорного генератора 1 высокой частоты,Это изменение переносится на промежуточную частоту в первом смесителе 8,сигнал с выхода которого сравнивается в первом фазовом детекторе 9 ссигналом опорного генератора 2 промежуточной частоты, На выходе фазового детектора 9 образуется напряжение, компенсирующее модулирующеевоздействиеОстаточный фазовыйсдвиг, соответствующий уровню модулирующего воздействия, определяетсявыражен зм 30 где ь - фазовый сдвиг;Црсцд- напряжение на выходе перВОГО фазовогО детектОра З 59, компенсирующее возмущающее воздействие напряжения модулирующего сиг.нала;Ор- напряжение на выходе первого фазового детектора9, соответствующее максимальному раствору его фазовой характеристики;нормированная характеристика фазового детектора. 45Поскольку система ФАПЧ астатична по частоте, то возмущающее воздействие полностью компенсируется напряжением с выхода первого фазового детектора 9, т,е,ф=аили при условии гармонического воздействия 55 50 60 Ограничиваясь линейным участком сум" мирования, т,е, устанавливая ср,с650 получаем РщА Оэз в, 4 " -- ц( )О:р. аТаким образом, выражение для напряжения первого управляемого генератора 7 первого фазового модулятора запишется в виде где Ы, - частота опорного генератора 1 высокой частоты;Ор - промежуточная частота.Система ФАПЧ второго фазового модулятора работает в режиме инверсного слежения эа девиацией фазы первого управляемого генератора 7. Это достигается за счет того, что девиация фазы напряжения сигнала промежуточной частоты первого фазового модулятора после суммирования второго сигнала во втором сумматоре 18 с напряжением сигнала промежуточной частоты кольца ФАПЧ второго фазового модулятора переносится на результат суммирования и является для него возмущающим воздействием. На выходе второго фазового детектора 12. вырабатывается сигнал рассогласования, который воздействуя на цепь управления второго управляемого генератора 13, компенсирует возмущающее воздействие в системе ФАПЧ второго фазового модулятора, т.е. изменение фазы второго управляемого генератора 13 соответствует изменению фазы первого управляемого генерато, ра 7, но имеет противоположный знак. этого изменения. Для устранения амплитудно-фазовой погрешности в результате изменения уровня сигнала на втором фазовом детекторе 12 в процессе амплитудной модуляции дефазированием, между его входом и вторым сумматором 18 установлен усилитель-ограничитель 11. Пренебрегая фазовыми погрешностями усилителя-ограничителя 11 и отработки фазы, цепью авторегулирования система ФАПЧ фазового модулятора, можно зат, писатьМ = 4 Ъо Сойфо 0 Оп р)+ РЕц -А ЪЗЖ при в =90-(,)где ч и Рпч - начальные разности фаэв режиме несущих колебаниЯ между выходными напряжениями первого и вто-,рого фазовых модуляторов и первогои второго стабилизаторов 17 и 6уровней сигналов промежуточной частоты соответственно, установленныес помощью первого и второго фаэовращателей 4 и 16,Устанавливая с помощью аттенюатора 14 Ог,=Цз,=О,для выходного напряжения амплитудного модулятора имеем) ц) 2 Оор Со ЧЧх Составитель Г.ЗахарченкоРедактор Н.Пушненкова Техред Л, Микеш оррек тор М Подписно Тираж 862 ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., дакаэ 5774/4 иал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 где К - коэффициент пропорциональностиТаким образом, на выходе амплитудного модулятора получается амплитудно-модулированное колебание с индексом модуляции щ: 24/пч Одновременно на выходе второго сумматора 18 образуется напряжениеМщ ЯЦ Ъэ(ф-АСоз;фЗт(ч)яр 1 МЖ),где от " выходное напряжение первого и второго стабилизаторов 17 и 6 ,уровня сигнала промежуточной частоты.При установлении коэФфициента .)амплйтудной модуляции равным единице (л -1) уровень сигнала промежуточной частоты на входе усилителя- ограничителя 11 в амплитудном модуляторе изменяется в пределах В то время, как в известном уст ройстве уровень сигнала промежуточной частоты на входе усилителя-ограничителя изменяется в соответствии с выходным напряжением амплитудного модулятора и при в=1, 1020 оКТЧ Фзах 0,уровень сигнала промежуточной частоты во втором фазовом модуляторе дос-.тигается нулевое.значение, что при-.водит к срыву синхронизации в .егокольце ФАПЧ и нарушению. работоспособности устройстваВ предложенноМамплитудном модуляторе при тех жеусловиях уровень сигнала промежуточной частоты изменяется в пределах6 дБ (при 9 пчФ 20-ЪОф)Повышение линейности модуляционной характеристики достигается засчет существенного сужения динамикввходного напряжения усилителя-огра 1