Фазовый модулятор

, а 11 Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет Н 03 С 3/38 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Ярославский государственный университет(54) ФАЗОВЫЙ МОДУЛЯТОР 20 1Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в приемопередающих устройствах для получения фазомодулированного сигнала. 5Известен фазовый модулятор, содержащий последовательно соединенные источник колебаний несущей частоты, первый балансный амплитудный модулятор и сумматор, последова тельно соединенные Фаэовращатель, вход которого подключен к выходу источника колебаний несущей частоты, и второй балансный амплитудный модулятор, выход которого подключен 15 к другому входу сумматора, а также инвертор 11.Однако в выходном сигнале известного модулятора присутствуют внеполосные параэитные составляющие.Цель изобретения - уменьшение внеполосных параэитных составляющих выходного сигнала.Для этого в Фазовом модуляторе, содержащем последовательно соединенные источник колебаний несущей частоты, первый балансный амплитудный модулятор и сумматор, последовательно соединенные фаэовращатель, вход которого подключен к выходу ис точника колебаний несущей частоты,и второй балансный амплитудный модулятор, выход которого подключен кдругому входу сумматора, а также инвертор, введены первый и второй блоки совпадения и реверсивный счетчик,вход сложения и вход вычитания которого соединены соответственно с выходом первого и выходом второго блоковсовпадения, между выходами реверсивного счетчика и другими входами первого и второго балансных амплитудныхмодуляторов введены соответственнопоследовательно соединенные первыйзапоминающий блок и первый цифроаналоговый преобразователь и последовательно соединенные второй запоминающий блок и второй цифроаналоговыйпреобразователь, между выходами реверсивного счетчика и первыми управляющими входами первого и второгоблоков совпадения введены соответственно дешифратор максимальной кодовойкомбинации дешифратор минимальной кодовой комбинации, а между выходомисточника колебаний несущей частотыи вторыми управляющими входами первого и второго блоков совпадениявведен формирователь тактовых импульсов, при этом вход инвертора соединен с информационным входом первого блока совпадения, а выход - с информационным входом второго блока совпадения.На фиг, 1 представлена стРуктурная электрическая схема предложенного устройства; на фиг. 2 и 3 - диаграммы, поясняющие работу устройства.фазовый модулятор содержит источник 1 колебаний несущей частоты, первый балансный амплитудный модулятор (БАИ) 2, сУмматор 3, Фазовращатель 4, второй балансный амплитудный модулятор (БАИ) 5, формирователь 6 тактовых импульсов, инвертор 7, первый флок совпадения 8, второй блок совпадения 9, реверсивный счетчик 10, 15 дешифратор 11 минимальной кодовой комбинации, дешифратор 12 максимальной кодовой комбинации, первый запоминающий блок 13, второй запоминающий блок 14, первый цифроаналоговый преобра О зователь 15, второй цифроаналоговый преобразователь 16. Блоки 6-16 образуют двухканальный цифровой формирователь 17 модулирующего сигнала.Фазовый модулятор работает следующим образом.25С выхода источника 1 колебаний несущей частоты гармонический сигнал подается на высокочастотный вход первого БАМ 2 и на вход Фазовращателя 4, поворачивающего фазу сиг- ЭО нала, с выхода которого он поступает на высокочастотный вход второго БАМ 5. С выходов БАМ 2 и БАИ 5 сигналы подаются на первый и второй входы линейного сумматора 3, выход ко торого является выходом модулятора. Иа управляющие входы первого БАИ 2 и второго БАИ 5 подаются модулирующие сигналы с выходов первого и второго цифроаналоговых преобразователей 15 и 16 соответственно.Принцип работы модулятора понятен из векторной диаграммы, изображенной на фигуре 2. Здесь Х(1) - сигнал на выходе БАИ 2, а У - сигнал 4 на выходе БАИ 5. Результирующий сигнал на выходе сумматора 3 изображен в виде вектора длинойс текущей Фазой Ч. Для того, чтобы получить сглаженный фронт фазовой манипуляции, ур необходимо в момент манипуляции по определенным законам менять амплитуды и фазы квадратурных составляющих результирующего сигнала, т. е, определенным образом менять значения модулирующих напряжений на управляющих входах БАИ 2 и БАИ 5. Процесс сглаживания фронта манипуляции занимает некоторое выбранное время на интервале посылки и не может превышать длительности элементарной посылки. С выхода 60 источника 1 сигнал подается на вход формирователя 6, с выхода которого следуют тактовые импульсы с периодом не не большем, чем 1(2" длительности эле,ментарной посылки (где Ъ - число раэ рядов реверсивного счетчика 10), На информационный вход модулятора подается бинарный сигнал, несущий информацию. Если в первый момент времени после включения реверсивный счетчик 10 находится в промежуточном состоянии (не в экстремальном), то с выхода дешифратора 12 и с выхода дешифратора 11 на третьи входы первого и второго блоков совпадения 8 и 9 воздействует логическая "1", Допустим, что в момент включения на информационный вход устройства (формирователя 17) воздействовала логическая "1", тогда тактовые импульсы проходят на вход сложения реверсивного счетчика 10 через первый блок совпадения 8. По мере поступления тактовых импулЬсов на реверсивный счетчик 10 на адресные входы первого и второго запоминающих блоков 13 и 14 поступает сигнал с соответствующих выходов реверсивного счетчика 10, который подается также на входы дешифраторов 11 и 12. Запоминающие блоки 13 и 14 осуществляют функциональное преобразование двоичного кода реверсивного:счетчика.10 в два кода большей разрядности, линейно связанных с требуемыми значениями выходных напряжений формирователя 17, кодовые комбинации с выходов запоминающих блоков 13 и 14 подаются на соответствуюие входы цифроаналоговых преобразоателей 15 и 16, осуществляющих линейное преобразование входных ко овых комбинаций в два напряжения с последующей фильтрацией паразитных спектральных составляющих тактовой частоты. После достижения полного заполнения реверсивного счетчика 10 сигнал на выходе дешифратора 12 заменяется на логический "0", а на выходе дешифратора 11 остается логическая "1", в результате чего оба блока совпадения закрыты и тактовые импульсы на реверсивный счетчик 10 не поступают. Уровни напряжения на выходах цифроаналоговых преобразователей 15 и 16 фиксируются. Устойчивое состояние схемы сохраняется до замены на информационном входе Формирователя 17 логической "1" на логический "0", В этом случае первый блок совпадения 8 остаемся в закрытом состоянии, а на первом входе второго блока совпадения 9 после инвертировании инвертором 7 логический "0" заменяется на логическую "1" и второй блок совпадения 9 открывается. Тактовые импульсы, проходя через него, воздействуют на вход вычитания реверсивного счетчика 10, и на выходах линейных цифроаналоговых преобразователей 15 и 16 Формируются по задан-ным.законам два сигнала. Формирование сигналов заканчивается при появле-. нии на выходе дешифратора 11 минимальной кодовой комбинации логического "0", в результате чего второй блокСовпадения 9 закрывается и на обоих выходах формирователя 17 Фиксируются заданные уровни напряжения. Зтс устойчивое состояние сохраняется до замены на информационном входе Формирователя 17 логического "О" на логическую "1", после чего процесс Формирования модулирующих.сигналов повторится в обратном порядке.Если сигнал на выходе источника 1 колебаний несушей частоты имеет вид:ц(В=0 юьычо. ,тогда сигналы на высокочастотных входах БАМ 2 и БАМ 5 можно соответственно записать как О 5(2) О,М О з 1 пМАЕсли закон изменения фронта Фазовой манипуляции 1 Й) (Фиг, 2) задан, то модулирующие сигналы, необходимые для получения заданного закона 9 Ю при условии отсутствия амплитудной модуляции, определяется по Формулам 25(3) На фиг. 2 постоянная величина .Г 2 КО(., - амплитуда выходного сиг.нала обозначена буквой 1.На фиг. 3 показан входной инФормационный сигнал Ь) , представляющий собой последовательность бинарных импульсов, и ЧЯ) - закон изменения Фазы выходного сигнала мо 60 Ч 1=О созеЧ,в=О".Ч(.где Ч Й) - модулирующий сигнал, поступающий на управляющий З 0вход БАМ 2,Ч - модулирующий сигнал, поступающий на управляющийвход БАМ 5,О, - максимальное значение амплитуды модулирующих сигналов,Ч(1) - требуемый закон измененияфронта фазовой манипуляции,40в)" вакгде 9;и - минимальное, Мьак максимальное значения Ч Я)Без ограничения общности можно(положить 9= О, тогда 9 ак - индекс 45фазовой модуляции.На выходах БАМ 2 и БАМ 5 сигналысоответственно будут иметь вид:ХМ=КО созЧЮз 1 а,1ЧЮ= Кцоц 51 пЧ(О 51 п (жо+ )где К - коэффициент передачи балансного амплитудного модулятора.И окончательно после суммированияХи 1(1) в сумматоре 3, получается 55(Зь 1 кЖ=2 ХОО(3 бюц) +ЧЮ 1 (5) дулятора, Г - длительность процесса сглаживания Фронта Фазовой манипуляции, описываемого Формулой (5).Величина О в Формулах (3) устанавливается коэффициентом передачи цифроаналоговых преобразователей 15 и 1 б, а нормированные на Ц значения функций Ч Ь) и Ччерез равные интервалы Ь значений аргумента г, заносятся в двоичном коде в виде таблицы в запоминающие блоки 13 и 14 соответственно. Таким образом, осуществляется программирование запоминающих блоков 13 и 14 на выбранный закон скругления Фронта Фазовой манипуляции.Длительность процесса сглаживания фронта фазовой манипуляции Г (Лиг.3) связана с Ь отношением(6)где= 2- число участков аппроксимации фронта фазовой манипуляции.Таким образом, если длительность процесса сглаживания фронта Фазовой манипуляции Г на интервале посылки Т задана, то тем самым определяется число импульсов, которое должно поступить на реверсивный счетчик 10 для его перевода из одного экстремального состояния в другое:Иэ этих соображений и устанавливается коэффициент деления в Формирователе б тактовых импульсов.Таким образом, в предложенном фазовом модуляторе значительно сужается спектр фазомодулированного сигнала, что важно при решении задач, связанных с электромагнитной совместимостью.Формула изобретенияФазовый модулятор, содержащий последовательно соединенные источник колебаний несущей частоты, первый балансный амплитудный модулятор и сумматор, последовательно соединенные Фаэовращатель, вход которого подключен к выходу источника колебаний несущей частоты, и второй балансный амплитудный модулятор, выход которого подключен к другому входу сумматора, а также инвертор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения внеполосных паразитных составляющих выходного сигнала, в него введены первый и второй блоки совпадения и реверсивный счетчик, вход сложения и вход вычитания которого соединены соответственно с выходом первого и выходом второго блоков совпадения, между выходами реверсивного счетчика и другими входами перого и второго балансных амплитудных одуляторов введены соответственно771783 Заказ б 711/675 Подписное ВНИИП.Тира последовательно соединенные первыйзапоминающий блок и первый цифроаналоговый преобразователь и последовательно соединенные второй запоминающий блок и второй цифроаналоговый преобразователь, между выходамиреверсивного счетчика и первыми управляющими входами первого и второго бло.ков совпадения введены соответственно дешифратор максимальной кодовойкомбинации и деаифратор минимальнойКодовой комбинации, а между выходом Оисточника колебаний несущей частоты н вторыми управляющими входами первого и второго блоков совпадения вве-,ден формирователь тактовых импульсов,при этом вход инвертора соединен синформационным входом первого блокасовпадения, а выход - с информационным входом второго блока совпадения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Верещагин Е.И., Никитенко Р.ГЧастотная и фаэовая модуляция втехнике связи . М., "Связь", 1974,с. 127, рис. 4.7 (прототип). илиал ППП Патент,Ужгород,ул.Проектная