Формирователь высокочастотных сигналов с изменяющейся амплитудой

 

Использование: радиопередающие устройства, формирователи сигналов с дискретной амплитудой модуляцией. Сущность изобретения: формирователь высокочастотных сигналов с изменяющейся амплитудой содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1, усилительные модули 2₁,..., 2_n, полосовые фильтры (ПФ) 3₁,..., 3_n, сумматор 4, формирователь 5 тактовых импульсов, формирователь 6 последовательности импульсов, формирователь 7 управляющих сигналов, последовательный регистр сдвига 8, параллельный регистр сдвига 9, (n + 1)-й полосовой фильтр 10. Это позволяет снизить уровень нежелательных субгармоник в выходном сигнале при повышении КПД. 4 ил.

Изобретение относится к радиопередающей технике и может быть использовано для формирования высокочастотных сигналов с дискретной амплитудной модуляцией.

Целью изобретения является снижение уровня нежелательных субгармоник в выходном сигнале при повышении КПД.

На фиг. 1 представлена функциональная электрическая схема формирователя высокочастотных сигналов с изменяющейся амплитудой; на фиг. 2 (а м) диаграммы работы; на фиг. 3 (а д) то же; на фиг. 4 реализация формирователя управляющих сигналов.

Формирователь высокочастотных (ВЧ) сигналов с изменяющейся амплитудой содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1, усилительные модули 2₁, 2_n, полосовые фильтры (ПФ) 3₁,3_n, сумматор 4, формирователь 5 тактовых импульсов, формирователь 6 последовательности импульсов, формирователь 7 управляющих сигналов, последовательный регистр сдвига 8, параллельный регистр сдвига 9, (n+1)-й полосовой фильтр (ПФ) 10.

Формирователь высокочастотных сигналов с изменяющейся амплитудой работает следующим образом.

Входной ВЧ-сигнал (фиг. 2а) поступает на вход формирователя 5, выходные импульсы которого поступают на тактовые входы формирователя 6, последовательного регистра сдвига 8, а также формирователя 7. Входной модулирующий сигнал низкой частоты (НЧ) (фиг. 2б) поступает на вход АЦП 1, на выходе которого (фиг. 2д) после подачи на тактовый вход импульса формирователя формируется обновленный набор из К разрядов двоичного представления в соответствии с принципом аналого-цифрового преобразования.

Далее напряжение, соответствующее совокупности уровней разрядов дискретного числа, именуется как дискретный сигнал (в данном случае дискретный сигнал на входе АЦП 1). Он поступает на вход параллельного регистра 9, который при подаче импульса на его вход сброса формирует на своем выходе такой дискретный сигнал, который поступает на его вход в момент подачи сигнала сброса вплоть до подачи нового сигнала сброса, на выходе данного блока сохраняется сигнал того уровня, который был в момент записи, т.е. при подаче сигнала сброса.

Выходной дискретный сигнал параллельного регистра 9 поступает на информационный вход формирователя 6. После подачи импульса на тактовый вход данного блока на его выходе формируется очередной импульс из ряда импульсов, состоящих из повторяющейся последовательности из n импульсов (n число усилительных модулей). При этом вид последовательности (т.е. закономерность чередования каждого такта импульсов высокого и низкого уровня) определяется дискретным сигналом, поступающим с выхода параллельного регистра сдвига 9.

С выхода формирователя 6 импульсы поступают на информационный вход последовательного регистра сдвига 8, с выходов которого импульсы, представляющие входную последовательность, но задержанную на i-е число тактов, поступают на вход i-го усилительного модуля 2. Выходной сигнал i-го усилительного модуля через соответствующий i-й полосовой фильтр 3 поступает в сумматор 4, выходной сигнал которого через ПФ 10 поступает на вход устройства (фиг. 2м).

Колебания с несущей частотой f_x (фиг. 2а) преобразуются в последовательность прямоугольных импульсов (фиг.2в), синхронизирующих работу других блоков (6, 7, 8). В формирователе 7 формируются управляющие сигналы U_упр.1, U_упр.2, U_упр.3 с (фиг. 2 г, е) частотой повторения f_x/n. Сигнал U_упр.1 (фиг. 2г. n=4), поступающий на тактовый вход АЦП 1, обеспечивает обновление дискретных отсчетов информационного (модулирующего) сигнала U_мод, подаваемого на вход АЦП 1.

На выходе формирователя 6 формируются импульсные последовательности (фиг. 2ж) с учетом закона модуляции (фиг. 2б). Параллельный регистр сдвига 9 обеспечивает запоминание входного сигнала АЦП 1 до прихода очередного импульса сброса U_упр.2 и формирует на своем выходе поданный на его вход дискретный сигнал и тем самым исключает влияние переходных процессов в АЦП 1.

Для обеспечения этого импульса сброса U_упр.2 подаются с такой задержкой, что обновление выходного сигнала параллельного регистра 9 происходит после обновления сигнала на выходе АЦП 1. Начало формирования очередной импульсной последовательности на выходе формирователя 6 определяется соответствующим управляющим сигналом U_упр.3, поступающим на его тактовый вход из формирователя 7 (фиг. 2е).

Возможные варианты импульсной последовательности на выходе формирователя 6 показаны на фиг. 3а д (при n=4). В каждом случае она содержит повторяющуюся комбинацию из n импульсов высокого либо низкого (на фиг. 3 нулевого) уровней. Фиг. 3 а соответствует частному случаю, когда импульсы низкого уровня отсутствуют.

Последовательный регистр сдвига каждый такт выдает на первый выход импульс при наличии импульса на его информационном входе в предыдущий такт (от формирователя 6) и не формирует его в противном случае. Подобным образом каждый такт на втором выходе последовательного регистра сдвига формируется импульс при условии наличия импульса на его информационном входе ранее на 2 такте, и не формируется в противном случае. Таким образом последовательный регистр сдвига формирует n последовательностей импульсов, сдвинутых на определенное число тактов от 1 до n.

Прямоугольные импульсы (2з, и, к, л) поступают на входы усилительных модулей, которые работают в высокоэффективном ключевом режиме. ПФ 3₁,3_n со средней частотой настройки fвх выделяют составляющие с частотой несущей, подавляя как гармоники lf_вх так и субгармоники вида .

Доля гармонической компоненты с частотой f_вх в напряжении выходного сигнала каждого усилительного модуля зависит от вида сигналов возбуждения. Компонента с частотой f_вх на выходе ПФ 3₁,3_n также зависит от вида сигналов возбуждения. При этом компоненты на выходах полосовых фильтров синфазны, что позволяет независимо от вида сигнала возбуждения суммировать выходные сигналы полосовых фильтров без потерь. Гармонические компоненты с частотами субгармоник на выходе полосовых фильтров 3 при суммировании взаимно компенсируются, что обеспечивает их дополнительное подавление, кроме фильтрации в полосовых фильтрах. Вид сигнала возбуждения определяется модулирующим НЧ-сигналом, следовательно амплитуда выходного сигнала устройства управляется сигналом на НЧ-входе устройства. Формирователь 7 может быть выполнен как показано на фиг. 4. Делитель 11 обеспечивает частоту выходных импульсов f_b/n.

Формирование трех последовательностей импульсов управления можно произвести путем задержки в блоках задержки 12 сигнала относительно первого сигнала управления. Далее сигналы управления формируются логическими повторителями 13. Параллельный регистр сдвига 9 можно построить на D-триггерах (на чертеже не показано).

Сброс осуществляется переходом с высокого уровня на низкий на входе управления (фиг. 2е). В устройстве уменьшается количество усилительных модулей, при той же выходной мощности снижаются потери энергии, повышается надежность. КПД усилительных модулей в среднем во времени выше также по той причине, что при той же требуемой выходной мощности, как в известном устройстве, определяемой сигналом на входе АЦП, усилительные модули реже возбуждаются, при этом обеспечивается большая пиковая мощность на один усилительный модуль.

Формула изобретения

ФОРМИРОВАТЕЛЬ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВ С ИЗМЕНЯЮЩЕЙСЯ АМПЛИТУДОЙ, содержащий аналого-цифровой преобразователь, n усилительных модулей, n полосовых фильтров и сумматор, при этом выход каждого из усилительных модулей подключен к входу соответствующего полосового фильтра, выход каждого из полосовых фильтров подключен к одному из входов сумматора, отличающийся тем, что в него введены формирователь тактовых импульсов, формирователь последовательности импульсов, формирователь управляющих сигналов, последовательный регистр сдвига, параллельный регистр сдвига и (n+1)-й полосовой фильтр, вход которого подключен к выходу сумматора, при этом выход формирователя тактовых импульсов подключен к тактовым входам последовательного регистра сдвига, формирователя последовательности импульсов и формирователя управляющих сигналов, первый выход которого подключен к управляющему входу формирователя последовательности импульсов, второй выход к входу сброса параллельного регистра, а третий выход к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к информационному входу параллельного регистра сдвига, информационный вход формирователя последовательности импульсов подключен к выходу параллельного регистра сдвига, выход к информационному входу последовательно регистра сдвига, каждый из выходов которого подключен к входу соответствующего усилительного модуля, вход формирователя тактовых импульсов и выход (n+1)-го полосового фильтра являются соответственно входом сигнала несущей частоты и выходом формирователя высокочастотных сигналов с изменяющейся амплитудой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4