Фазовый модулятор

ФАЗОВЫЙ МОДУЛЯТОР
Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована для формирования фазомодулированных сигналов в радиотехнических устройствах различного назначения, а также в измерительной технике.
Известен фазовый модулятор с преобразованием амплитудной модуляции в фазовую, содержащий последовательно соединенные источник модулируемого сигнала, первый фазовращатель, первый амплитудный модулятор и сумматор, последовательно соединенные источник модулирующего сигнала и второй фазовращатель, а также второй амплитудной модулятор, один вход которого соединен с выходом источника модулируемого сигнала, а выход подключен ко второму входу сумматора, при этом второй вход второго амплитудного модулятора соединен с выходом источника модулирующего сигнала, выход второг фазовращателя соединен со вторым входом первого амплитудного модулятора (см, Верещагин Е.М., Никитенко Ю.Г. Частотная и фазовая модуляция в технике связи. М.:, «Связь, 1974, с. 127).
Однако выходной сигнал имеет относительно большой уровень паразитной амплитудной модуляции (ПАМ) и фазовая характеристика устройства существенно нелинейная.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному является изображенный на фиг.1 фазовый модулятор, содержащий последовательно соединенные источник высокочастотного сигнала ИВС1, фазовращатель на Л-/2ФВ2, балансный модулятор БМЗ и сумматор СУМ4, второй вход которого соединен с выходом источника высокочастотного сигнала. При этом второй вход балансного модулятора соединен с источником модулирующего сигнала ИМС5 (см. Б.П. Латхи. Системы передачи информации. Перевод с английского под общей редакцией Б.И. К)шшинова. М.:, «Связь. 1971, с. 161).
Недостаток известного устройства состоит в том, что при формировании фазомодулированного сигнала с максимальным индексом фазовой модуляции WP  0,5 рад, который возможно получить с помощью известного устройства,
имеется паразитная амплитудная модуляция с глубиной модуляции т 12%.
Целью предлагаемого технического решения является полное подавление паразитной амплитудной модуляции при формировании неискаженного фазомодулированного сигнала с индексом фазовой модуляции т  0,5 рад.
Поставленная цель достигается тем, что в фазовый модулятор, содержащий последовательно соединенные источник высокочастотного сигнала, фазовращатель на л-/2, первый балансный модулятор и первый сумматор, выход которого является выходом устройства, а также источник модулирующего сигнала, выход которого соединен с модулирующим входом первого балансного модулятора, введены последовательно соединенные квадратор, инвертор, второй сумматор, вычислитель квадратного корня и второй балансный модулятор, сигнальный вход которого соединен с источником высокочастотного сигнала, а выход соединен со вторым входом первого сумматора, при этом второй вход
второго сумматора соединен с источником постоянного напряжения, вход квадратора соединен с выходом источника модулирующего сигнала. На фиг. 2 представлена блок-схема предложенного фазового модулятора.
Фазовый модулятор содержит последовательно соединенные источник высокочастотного сигнала ИВС1, фазовращатель на л /2ФВ2, первый балансный модулятор 1-й БМЗ и первый сумматор 1-й СУМ4, источник модулирующего сигнала ИМС5, выход которого соединен с модулирующим входом 1-го БМЗ, последовательно соединенные квадратор КВ6, инвертор ИНВ7, второй сумматор 2-й СУМ8, вычислитель квадратного корня ВКК9, второй балансный модулятор 2-й БМ10, сигнальный вход которого соединен с ИВС1, а выход соединен со вторым входом первого сумматора 1-го СУМ4, при этом второй вход второго сумматора 2-го СУМ8 соединен с источником постоянного напряжения ИПН11, вход квадратора ICB6 соединен с выходом ИМС5.
Фазовый модулятор работает следующим образом. С выхода ИВС1 на вход ФВ2 и на сигнальный вход второго БМ10 поступает напряжение несущей частоты с единичной амплитудой
явС1 С08й#,(1)
при этом на выходе фазовращателя формируется напряжение
МФВ2 cos(yr + -).(2)
На выходе ИНН6 имеется единичное постоянное напряжение
ИПНб     )
На выходе ИМС5 имеется модулирующее напряжение, мгновенное значение которого равно е,,
На выходе квадратора КВ6 (схемы возведения в квадрат) из модулирующего сигнала формируется сигнал
(4)
Тогда на выходе ИНВ7 имеем
ЯНВ7  М-)
В результате сложения единичного постоянного напряжения с ИПН11 и сигнала с выхода ИНВ7 на выходе второго сумматора СУМ8 получается сигнал
сШ8 1-4(6)
а на выходе вычислителя квадратного корня
й/Ж9  V - М С)
С выхода ВКК9 сигнал поступает на модулирующий вход второго БМ10, на сигнальный вход которого приходит высокочастотный сигнал с ИВС1 .Тогда на выходе второго БМ10 имеется сигнал
шш  созй;.(8)
На выходе первого БМЗ формируется сигнал
( + y).(9) ( + Р), где U  l-el+el 1, (10)
arcsm me,
т - размерный коэффициент 1/В.
Таким образом, в выходном сигнале предложенного устройства полностью подавлена паразитная амплитудная модуляция при неискаженной фазовой модуляции с индексом фазовой модуляции т  0,5 рад, максимальное значение
которого определяется значением те/  0,5, так как при те  0,5 arcsinwe те с погрешностью не более 3%.
Доказательством возможности осуществления предлагаемого фазового модулятора является то, что основные вводимые блоки построены на серийных микросхемах: балансные модуляторы - на микросхемах 174ПС1, инвертор - на операционном усилителе 140УД20. Фазовращатель на  представляет собой резонансную цепь (например, LC - контур), в которой определенным подбором реактивных элементов (L,C) достигается фазовый сдвиг на яг/2 несущей частоты. В качестве квадратора можно использовать прецизионный перемножитель на микросхеме К525ПСЗБ. На этой же микросхеме выполняется и вычислитель квадратного корня.
Таким образом, применение предлагаемого устройства позволяет получить фазомодулированный сигнал с индексом фазовой модуляции т  0,5 рад и
полностью подавленной паразитной амплитудной модуляцией.