Формирователь однополосного сигнала

(51) 4 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТВ(71) Московский институт инженеровжелезнодорожного транспорта(54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ОДНОПОЛОСНОГО СИГНАЛА(57) Цель изобретения - расширениерабочего диапазона частот модулирующих сигналов при увеличении подавления нежелательной боковой полосы частот. Для достижения цели введены выделитель огибающей модулирующего сигвп 1356183 А 13 С 1/52 нала (МС) 1, два сумматора 6, 7, дваблока извлечения квадратного корня10, 12, две цепи синхронизации 16,17, два фазоинвертора 21, 11, дваперемножителя 26, 27, пять линий задержки 2, 19, 15, 14, 4, три фазорасщепителя 24, 20, 34, четыре коммутатора 29, 25,35,18, ключ 5, триггер9, полосовой фильтр 37, усилитель 28,два двухполупериодных выпрямителя23,8, два фильтра нижних частот 22,13. формирователь однополосного сигнала по п,1, отличается тем, что,выделитель огибающей МС содержит триперемножителя, два квадратора, двавычитателя, полосовой фильтр, блокизвлечения квадратного корня, сумматор, генератор ВЧ, фазовращатель,удвоитель частоты. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано дляформирования однополосного сигнала вразличных радиотехнических устройстс,вах.Цель изобретения - расширение рабочего диапазона частот модулирующихсигналов при увеличении подавлениянежелательной боковой полосы частот,На фиг. представлена структурнаяэлектрическая схема предлагаемогоформирователя однополосного сигнала;на фиг,2 - структурная электрическаясхема выделителя огибающей модулирующего сигнала; на фиг.З - временныедиаграммы работы предлагаемого формирователя однополосного сигнала.Формирователь однополосного сигнала содержит выделитель огибающей 1 20модулирующего сигнала, первую ринию2 задержки, источник 3 модулирующегосигнала, пятую линию 4 задержки,ключ 5, второй 6, третий 7 сумматоры,второй двухполупериодный выпрямитель 258, триггер 9, первый блок 1 О извлечения квадратного корня, второй фазо- .инвертор 11, второй блок 12 извлечения квадратного корня, второй фильтр13 нижних частот (ФНЧ), четвертую 14 Зои третью 15 линии задержки, первую16 и вторую 17 цепи синхронизации,четвертый коммутатор 18, вторую линию задержки 19, второй фазорасщепитель 20, первый фазоинвертор 21,первый фильтр 22 нижних частот, первый двухполупериодный выпрямитель 23,первый фазорасщепитель 24, второйкоммутатор 25, третий 26 и четвертый27 перемножители, усилитель 28, пер- двый коммутатор 29, первый перемножитель 30, высокочастотный фазовращатель 31, источник 32 модулируемогосигнала, второй перемножитель 33,третий фазорасщепитель 34, третийкоммутатор 35, первый сумматор 36,полосовой фильтр 37. Первая 16 и вторая 17 цепи синхронизации, содержатразделительный элемент 38, первый однополупериодный выпрямитель 39, диф- В 0ференцирующую цепь 40, усилитель 41,второй однополупериодный выпрямитель42. Выделитель огибающей 1 модулирующего сигнала содержит первый 43 ивторой 44 перемножители, генератор45 высокой частоты, фазовращатель 46,первый 47 и второй 48 квадраторы,удвоитель 49 частоты, первый вычитатель 50, сумматор 51, дополнительный перемножитель 52, второй вычитатель53, полосовой фильтр 54, блок 55 извлечения квадратного корня, причемпервый 50 и второй 53 вычитатели содержат фаэоинвертор 56 и сумматор 5,а полосовой фильтр 54 содержит фильтр58 нижних частот и разделительныйэлемент 59.Формирователь однополосного сигнала работает следующим образом.Источник 3 вырабатывает модулирующий речевой сигнал (фиг.За) Б , Любой сигнал, случайный и детерминированный, узкополосный и широкополосный, может быть представлен проекцией соответствующего аналитическогвсигнала на вещественную ось:Ц (С) = 11(С)созе(С),где 11(С) - огибающая;(С) - фаза речевого сигнала.Огибающую Н(С) выделяет выделитель огибающей 1.Сигнал Б (С) с источника 3 поступает на одни входы сумматоров 6 и 7через выделитель огибающей 1 и параллельно на другие их входы черезлинию 2 задержки и фаэоинвертор 11,На выходе сумматора 6 образуется колебание (фиг.Зв, сплошная линия)Н 6(С) Ц(С) 11 з (С) Н (С) Н (С) сов 4(С)20(С)сова на выходе блока 7 (фиг.Зв) - колебания(С)-П -зПсо 4 С)==21(С) здпУ(С)2Из сигналов Н(С) и Ц(С) соответственно в блоках 10 и 12 извлекается корень квадратный. Для упрощения осциллограмм в качестве входногосигнала взят гармонический сигналБ(С) = созДС с огибающей У, (С)=11(С)=1 (фиг.Зб), являющийся частнымслучаем входного сигнала Бз(С),На выходе блоков 1 О и 12 получаются соответственно сигналыПЫ) 1 Г 2 Я) /соя -+11,20) /вп /,Частота этих сигналов в 2 разаменьше частоты модулирующего сигнала,Сигнал Б (С) подается на сигнальныйивход коммутатора 25 через линию 15задержки и фазорасщепитель 20, а сигнал У(С) - на сигнальный вход комму 1356183татора 9 через линию 19 задержки ифазорасщепитель 24 на 180. На управляющий вход коммутатора 9 подается сигнал 11 (г.) через цепь синхрони 5эации, состоящую из разделительногоэлемента 38, первого однополупериодного выпрямителя 39, дифференцирующей цепи 40, усилителя 41, второгооднополупериодного выпрямителя 42, ичерез перемножитель 27,Разделительный элемент 38 (например, конденсатор) устраняет постоянную составляющую сигнала Б (С), отчего его нулевая линия смещается 15вверх, как это показано на осциллограмме У (С) (фиг.Зг). Однополупериодный выйрямитель 39 выделяет остроконечные импульсы из сигнала О (с),тэи таким образом устраняется начальный (ложный) импульс, обусловленныйначалом работы устройства (его включением), что показано на осциллограмме Б (Фиг.Зд) . Так как частотавходного сигнала Бз может меняться в широких пределах (от единицгерц до десятков килогерц), то фронты остроконечных импульсов на входеоднополупериодного выпрямителя 39(Фиг.Зд) изменяются в широких пре- зоделах, что обуславливает большую погрешность формирования знакопеременных сигналов на выходе коммутатора29. Во избежание этого недостаткаостроконечные отрицательные импульсыП (г.) дифференцируются по времени(фиг.Зе) дифференцирующей цепью 40,после чего усиливаются в усилителе41 и проходят через однополупериодный выпрямитель .42, выделяющий положительные продифференцированные импульсы, имеющие более крутой фронтпо сравнению с отрицательными и Фиксированное начало (фиг.Зк). Далее положительные импульсы Б (г.) перемножаются в перемножителе 27 с выходнымсигналом коммутатора 25, после чегопоступают на управляющий вход коммутатора 29. На управляющий вход коммутатора 25 поступает сигнал Б(г.) через последовательно соединенные цепь16 синхронизации, которая выполненатак же, как цепь 17 синхронизации,фазоинвертор 21 и перемножитель 26.Выходные импульсы цепи синхронизации(положительные), соответствующие импульсам У ,.инвертируются Фазоинвертором 21, как показано на осциллограмме (Фиг.Зз) П ,(е), после чего поступают на один вход перемножителя 26, на второй вход которого поступает выходной сигнал коммутатора 29.Коммутаторы 25 и 29 с их цепями предназначены для восстановления отрицательных полуволн в сигналах У(Т) и0 (С), сдвинутых между собой по фазена 90. Это восстановление происходит в моменты времени, определяемыеначалом импульсов Б (1) и П, (с). Вперемножителях 26 и 27 перемножаютсявыходные сигналы коммутаторов 25 и29 с импульсами Уи П, , отстоящими друг от друга на четвертьпериода. Импульсы каждого из коммутаторов 25 и 29 отстоят друг от другана полпериода (фиг,Зи),В начале работы (время от 0 дочетверти периода) выходные сигналыБ и П (С) положительные. Первый ыпульс 11 (С) (пунктирный)положительный, поэтому импульс П (1.)==Б 41 (1) Б(С) 7 О, т. е, положительный,коммутатор 29 не меняет полярностинапряжения на своем выходе Б (С) ипервая полуволна (пунктирная) - положительная. Первый импульс П, (Г)(сплошной) - отрицательный, Поэтомусигнал с выхода перемножителя 26ТЛЬ (С) = 11, (С) 19 (1) с 0 и коммута -тор 25 меняет Аазу сигнала на своемвыходе на 180 , отчего на его выходеначинает формироваться отрицательнаяполуволна П . Второй импульс154О, а в это время сигналБ (с) с О, поэтому на выходе перемножителя 21 образуется импульс У ==01 Пс 0 отчего коммчтатор29 в этот момент менят фазу сигналана своем выходе на 180, т.е. начинает Формироваться отрицательная полуволна сигнала У . Второй импульсБ ,(с) с 0 появляется тогда, когдаУс О. Поэтому П -Пхх БО, те. полярность управляющего работой коммутатора 26 импульса изменилась на 180 и поэтомукоммутатор 26 изменяет полярность на -пряжения П (1) на своем выходе на180 , тем самым заканчивается Формирование отрицательной полуволны сигнала 11 (Г), Аналогично заканчиваетсяФормирование отрицательной полуволнысигнала П 9 . В состав каждого изкоммутаторов 25 и 29 входит триггер,реагирующий на амплитуду и знак управляющего оимпульса и имеющий Фиксированное состояние в начале работы, 1356183и 47 соответственно, на выходах которых образуются колебания 11 р=(с) У (1)=0,251 (с)Бь(ядп (ыг. + + ю(е) )+2 я з.п(и с+ус) яз.п ( -ср(е)- 5 + ядп (ы-ц(О 4=У=О, 25 ццсоя(це+ +1(С)+2 сов (ыГ+Ч(г.) сов (ой-(С + + соя ЬТ-М(110Колебания Уь(С) и Б, (г;) поступа - ют непосредственно на входы сумматора 51, на выходе которого образуется напряжениеБ 51 (Т) О 48 +11 Ф 7=0 5 ОБь+ 15 + 0,5 Н У 1 соя 2 у(С),поступающее непосредственно на один вход сумматора 57. Одновременно сигнал 17 , поступает непосредственно на один вход вычитателя 50 сумматора 57, на второй вход которого поступает сигнал У (Т). Фазоинвертор 56 по -ворачивает его фазу на 180 . На выходе вычитателя 50 образуется напря 25 жениеОБо И) О 41ФВ ( )О, 250 (й) Б 4 ь Г со в 2 (ой+(С) )+ сов 2(ые- р+соя 2 мспоступающее на один вход перемножителя 52, на второй вход которого поступает колебание Б 4 с генератора 45 через удвоитель частоты 49. В результате этого на выходе перемножителя 52 образуется напряжение35Б(г-) =БрПд (г-) =0,250 (г.) х х Б Бдсоя 2 с(1)+в,ч.+ сфьДалее сигнал Б (С) поступает через полосовой фильтр 54 (в состав ко О торого входят ФНЧ 58 и разделительный элемент 59), в котором отфильтровываются постоянная составляющая и высокочастотная составляющая и выравнивается уровень сигнала с уровнем сиг нала 11,(С), на вычитатель 53, включающий фазоинвертор 56 и сумматор 57, на выходе которого формуется сигналБ 5 (й) П 5 (1) Б ь (1) О 511 (1)П а50В блоке 55 из этого сигнала извлекается квадратный корень, и на выходе блока 55 формируется огибающая модулирующего сигнала У.55формула изобретения1. Формирователь однополосного сигнала, содержащий источник модулирующего сигнала, последовательно соединенные источник модулируемого сигнала, высокочастотный фазовращатель и первый перемножитель, последовательно соединенные второй пгремножитель,первый вход которого соединен с выходом источника модулируемого сигнала, и первый сумматор, выход которого является выходом формирователя однополосного сигнала, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью расширения рабочего диапазона частот модулирующих сигналов при увеличении подавления нежелательной боковой полосы частот, между выходом источника модулирующего сигнала и вторым входом первого перемножителя введены последовательно соединенные выдели- тель огибающей модулирующего сигнала, второй сумматор, первый блок извлечения квадратного корня, первая цепь синхронизации, первый фазоинвертор и третий перемножитель, между выходом источника модулирующего сигнала и вторым входом второго перемножителя введены последовательно соединенные первая линия задержки, второй фазоинвертор, третий сумматор, второй блок извлечения квадратного корня, вторая линия задержки, первый фазорасщепитель и первый коммутатор, между выходом второго блока извлечения квадратного корня и управляющим входом первого коммутатора введены последовательно соединенные вторая цепь синхронизации и четвертый перемножитель, между выходом первого блока извлечения квадратного корня и вторым входом четвертого перемножителя введены последовательно соединенные третья линия задержки, второй фаэорасщепитель и второй коммутатор, между выходом первого перемножителя и вторым входом первого сумматора введены последовательно соединенные третий фазорасщепитель и третий коммутатор, между выходом источника модулирующих сигналов и управляющим входом третьего коммутатора введены последовательно соединенные ключ, триггер, четвертая линия задержки и четвертый коммутатор, между выходом первого сумматора и вторым сигнальным входом четвертого коммутатора введены последовательно соединенные полосовой фильтр, усилитель, первый двухполупериодный выпрямитель и первый фильтр нижних частот, между вы 1356183ходом источника модулирующего сигнала и управляющим входом ключа введены последовательно соединенные пятая линия задержки второй двухполупериФ5 одный выпрямитель и второй фильтр нижних частот, при этом выход третьего перемножителя соединен с управляющим входом второго коммутатора, выход первого коммутатора соединен 1 О с вторым входом третьего перемножителя, выход первой линии задержки соединен с вторым входом второго сумматора, выход выделителя огибающей модулирующего сигнала соединен с вторым входом третьего сумматора, а каждая цепь синхронизации выполнена в виде последовательно соединенных разделительного элемента,.первого, однополупериодного выпрямителя, дифференцирующей цепи, усилителя и второго однополупериодного выпрямителя, а управляющий вход четвертого коммутатора является управляющим входом формирователя однополосного сиг нала. 2. Формирователь по п,1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что выделитель огибающей модулнрующего сигнала содержит последовательно соединенныепервый перемножитель, первый квадратор, первый вычитатель, дополнительный перемножитель, полосовой фильтр,второй вычитатель и блок извлеченияквадратного корня, последовательносоединенные второй перемножитель,второй квадратор и сумматор, второйвход которого соединен с выходом первого квадратора, а выход - с вторымвходом второго вычитателя, последовательно соединенные генератор высокойчастоты и фазовращатель, выход которого соединен с первым входом второгоперемножителя, а также удвоитель частоты, вход которого соединен с вторымвыходом генератора высокой частоты ис первым входом первого перемножителя, а выход - с вторым входом дополнительного перемножителя, при этомвход второго квадратора соединен свторым входом первого вычитателя,объединенные вторые входы первого ивторого перемножителей являются входом, а выход блока извлечения квадратного корня - выходом выделителяогибающей модулирующего сигнала.1356183 акто тулин сно Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4 д у/ Ю каз 5810/53 ВНИИПИ по д 113035, оставитель Г.Захарченкоехред М.Дидык Корректор А.Зимокос Тираж 900 Подпсударственного комитета СССРам изобретений и открытийосква, Ж, Раушская наб., д.4/