Балансный модулятор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Л 01190 с%4 НОЗС ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН дако 03 С 1/50,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТ(54) (57) БАЛАНСНЫЙ МОДУЛЯТОР, содержащий последовательно соединенные первый делитель мощности на два, первыйфазовый манипулятор и первый сумматормощности, а также второй фазовый манипулятор и источник управляющих кодов,первый и второй выходы которого соединены соответственно с управляющим входомпервого фазового манипулятора и с управляющим входом второго фазового манипулятора, при этом вход первого делителя мощности на два является входом модулируемого сигнала, а выход первого сумматора мощности - выходом балансногомодулятора, отличающийся тем, что, с целью уменьшения нелинейных искажений выходного сигнала при расширении динамического диапазона модулируемых сигналов,в него введены третий, четвертыйп-й фазовые манипуляторы, последовательно соединенные второй, третийи-й делители мощности на два и первая согласованная нагрузка, а также второй, третийи-й сумматоры мощности и вторая согласованная нагрузка, которая подключена к первому входу и-го сумматора мощности, при этом второй выход первого делителя мощности на два соединен с входом второго делителя мощности на два, выход каждого сумматора мощности, начиная с п-го, соединен с первым входом соответствующего предыдущего сумматора мощности, вход манипулируемого сигнала второго, третьегоп-го фазового манипулятора соединен с вторым выходом соответственно второго, третьегои-го делителей мощности на два, выход вто- Ж рого, третьегои-го фазового манипулятора соединен соответственно с вторым Ц ф входом второго, третьегоп-го суммато- Сфф ров мощности, а входы манипулирующих сигналов третьего, четвертого,л-го фазовых манипуляторов соединены соответственно с дополнительными третьим, четвертым,и-м выходами источника управляющих кодов.Изобретение относится к радиотехнике 1 может использоваться в качестве форми. рователя амплитудно-модулированных сигналов в приемо-передающи) устройствах различного назначения и средствах автоматического регулирования.Цель изобретения - уменьшение нелинейных искажений выходного сигнала при расширении динамического диапазона модулируемых сигналов.Нв фиг. 1 изображена структурная электрическая схема предлагаемого балансного модулятора; на фиг. 2 - нормированный модулирующий сигнал и соответствующие ему состояния управляющих кодов на выходах источника управляющих кодов; на фиг, 3 - положения парциальных векторов; на фиг. 4 - нормированный выходной сигнал балансного модулятора.Предлагаемое устройство содержит первый, второй и-ый делители мощности на лва 1, 1,1, первую и вторую согласова и ные на грузкп 2, и 2 . первый, второй . и-ый фазовые манипуляторы 3), Зг 3, первый, второй и-ый сумматоры мощности 4 1, 4 г,Л, источ 1 цк д управляю 1 цих ко- ЛОВ.Ь 1151 д)с 11 й молулятор рыботыет слелую- Н)ИМ 01;З 1 Л.1 д Вх)л молулирусмого сигналы бзлансного модуляторы Воступает си)усоилдльный сигнал несуцей частоты нзряженем 1.,и м 01 цностью Р = (.,г(1), При это 1 ны первом и втором выходах лслителя 1( чощносТ 11 на ДВа 1 1 1051 Вл 51 К)ТОЯ с И Г 1 с 1,1 ь 1 полоВи 11. ной мощности / (1);2, нз иервоч и втор)ч ВЫХОДах ДЕЛИтСЛЯг Ч 01 нпоетп На ЛВа СФОР- мируются с 1 г 111,11 , - . и т.,. Сигналы с первоп) В 1,1 х 1)л 1 лслителя ч 1)1 ц 1 п)ст)1 нд Лвс)1 И С ВТОРЬ 1 Х ВЬ 1 ХО;1 ОВ;СЛ 11 ТЕГ 1 ЕЙ М 011- Нос 11 11 ы )вы2 ч 110 сТХ 11 с 1 ЮТ нз ВХОДЫ мднипулируечых сигналов соответствующе- Т) из фазовых мзниипуляторов 3, 3 а, 31), с 1 г 15 с первого выхода Делителя мощности нд лва 1 гасится в согласованной нагрузке 2.С первого, второгои-го выходов ист 1)ч 1 ика управляюцих колов на входы мани ул и ру О щи х сигналов фазовых м а ни пуля- тОрОВ 3 ь 3 г ,ЗПОСтуГ)аЕТ МОдуЛИруЮщИй сигнал была нсного модулятора, представленный В параллельном двоичном. коде. Зако 1 изменения управляющего кода во вречени определяется выбранным законом молуляции, шаг дискретизации во времени, т.е. частота следования кодовых комбина. ций, определяется полосой модулирующего сигнала, а дискрет квантования по уровню - заданной точностью модуляции сигнала. Входы модулирующих сигналов фазовых манипуляторов 3, Зг Зявляются поразрялными входами модулирующего сигнала, прслстзвленного в параллельном двоичном коде. С увеличением числа разрядов управляющего кода дискрет рабочей характеристики уменьшается, а характеристика приближается к линейной.При поступлении с первого выхода делителя мощности на два 1, манипулируемого сигнала мощностью И ф на фазовый манипулятор 31 и поступлении на вход манипулирующего сигнала фазового манипулятора 3; управляющего кода В с первого 1 О, выхода источника 5 управляющих кодов, модулируемый сигнал получает приращение по фазе ехрВ ю) и поступает на первый вход сумматора 41 мощности, выполненного в виде, например, полоскового кольцевого делителя мощности, обеспечивающего суммирование сигналов в сверхвысокочастотном Ли ыа зоне. На выходе сумматора 4мощности мощность сигнала равна(т) /4, т.е. сфор мирован сигнал с)1=(3(1)/2 ехрВ,%). Синусоидальный сигнал мощностью (. (т)/4 с второго выхода делителя мощности на лва 1 г, пройдя через фазовый манипулятор Зг получает приращение фазы ехрВ гч) также 5 в соответствии со значением управляющегокода, поступающего на вход манипулирующего сигналафазового манипулятора 3 г с второго входа источника управляющих колов 5, и поступает на второй вход сумматора мощности 4 г, С его выхода сигнал 0 моцностью Г (т 1)8 поступает на первый входсумматора мощности 41, на выход которого цн)ходит сигнал мс)цностью ( 2 )/16. В результате на выхоле балансного модулятора сформирован сигнал, величиной (1 г= =.-1 /4 ехрВ К), кроме него на выхоле 3б)ыгд 1 с 11)1 х) модулятора присутствует и сиг дл с фазового манипулятора 3 , величиной =Ь(/2 ехрВЖ.Аналогичным образом на выходе балансного модулятора формируются парциальные 40 сигналы с выхода каждого фазового манипулятора от Зз до 3, имеющие в общем случае вид= Б (т) /2 ехрВ)5)1 ) .Сигнал на выходе балансного модулято.ра представляет собой суперпозицию (векторную сумму) всех парциальных сигналов от Бсдо Ы,:Ц,Ь)=Ь и 1./.=КИЬ- г,) + +р(ья) 1дс50 причем амплитуда результирующего вектораи его знак (например, по отношению к знаку входного колебания) зависят от кода модулирующего (управляющего) сигнала В,На фиг. 3 показаны парциальные векторыколебаний с соответствующей ориентацией фазы и результирующий вектор, соответствующий колебанию на выходе балансного модулятора для всех возможных трехразрядных комбинаций управляющего кода, ког(Риг. Г да число фазовых манипуляторов 3 и соответствующее им число выходов источника 5 управляющих кодов равно трем.Код первого разряда (фиг. 2 б) относится к фазе парциального сигнала половинной мощности, код второго разря а - к фазе парциального сигнала мощностью 1/4 мощности вхо.о сигнала и т.п. Если в соответ гы оцс разряде кода стоит логическая 1, фаза сигнала соответствующей мощности инвсртирована по отношению к фазе входного колебания, если же на кодовой позиции стоит логичсский О, то фазы вхолпого и выхссгого сигналов 1)азовых манипуляторов 3 , 3 г 3 совпадают (фиг. 3). Например. при п = (000), все нарциальные векторы сигналов с выходов фазовых манипуляторов 3, 3 Зз склалываются синфазно и выходной сигнал баланс- ного модулятора равен (1/2+1/4+1/8) = 7/8 напряжения входного сигнала и направлен в фазе с ним. При п = (010) парциальные векторы складываются следующим образом: (1/2 - 1/4+ /8) = 3/8 напряжения вхолного сигнала и результирующий вектор направлен в фазе с ним. При п = ( 00) амплитуда выходного колебания модулятора равна ( - 1/2+1/4+1/8)- 1/8 входного колебания. Знак-означает, что результирующий вектор находится в противофазе с входньо. Амплитудные отсчеты выбраны кратными минимальному дискрету трехразрядного кода, т.е. 1/8 максимального значения напряжения. При изображении пронормированных амплитуд парциальных векторов сигналов с выходов фазовых манипуляторов 3, 3, Зз ориентация векторов вверх соответствует его синфазности с входным колебанием, а ориентация вниз - инверсии фазы колебания на 180 по отношению к фазе входного сигнала.Длины векторов масштаби рованы по лвоичной системе и, таким образом, их, геометрическое сложение в каждый момент нрсчс лает вектор, молуль которого равен ам ил втуле вылхолного сигнала бала нсного молулятора, а ориентация всктора определяет фазу выхолного сигнала балансного моллтора (О ли 180=) и отнопению к фазе входного колебания. 20 На фиг. 4 представлен выхолной молу.лированный сигнал балансного м лу,ятора в функции времени, его огибающая с точностью до дискретности представления повторяет форму молулнруюшего спгала 5 (фи . а), частота за по,сня рВа нсс 1- шей частоте вхолого сигнала. Отмс астся перескок фазы на 180 у высокочастотного заполнения выходного сипала прп псрехолс молулирующсго сигнала через нуль.1190461 Фиг д. 4/5оектная Редактор М. Бл Заказ 7000/56 Состави анар Техред И Тираж 87 ВНИИПИ Государствен по делам изобрет 1 3035, Москва, Ж - 35,иал ППП Патент, г.