ФАЗОВЫЙ МОДУЛЯТОР

Полезная модель относится к раднотехнике и может быть иснользована для формирования фазомодулированных сигналов в радиотехнических устройствах различного назначения, а также в электроизмерительной технике.
Известен фазовый модулятор с преобразованием амплитудной модуляции в фазовую, содержащий последовательно соединённые источник модулируемого сигнала, первый фазовращатель, первый амплитудный модулятор и сумматор, последовательно соединённые источник модулирующего сигнала и второй фазовращатель, а также второй амплитудный модулятор, один вход которого соединён с выходом источника модулируемого српнала, а выход подключен ко второму входу сумматора, при этом второй вход второго амплитудного модулятора соединён с выходом источника модулирующего сигнала, выход второго фазовращателя подключен ко второму входу первого амплитудного модулятора (см. Верещагин Е.М., Никитенко Ю.Г. Частотная и фазовая модулящся в технике связи. М.:, «Связь, 1974, с. 127).
Однако выходной сигнал имеет относительно большой зфовень паразитной амплитудной модуляции (ЛАМ) и фазовая характеристика устройства существенно нелинейная.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному является фазовый модулятор, содержащий последоветельно соединённые источник высокочастотного (модулируемого) сигнала, фазовращатель на 7i/2, балансный модулятор и сумматор, второй вход которого соединён с выходом источника высокочастотного сигнала. При этом второй вход балансного модулятора соединён с источником модулирующего сигнала (см. Б.П. Латхи. Системы передачи информации. Перевод с английского под общей редакцией Б.И. Кз шинова. М.:, «Связь. 1971, с. 161).
Недостаток известного устройства в том, что неискажённая фазовая модулящм имеет место только при относительно малом значении индекса модуляции т«1 и также имеется паразитная амшштудная модуляция.
Целью предлагаемого технического решения яв.г1яется получение неискажённой фазовой модуляции при индексе модуляции ш  1 и снижение уровня ПАМ.
Поставленная цель достигается тем, что в фазовый модулятор, содержащий последовательно соединённые источник высокочастотного (модулируемого) сигнала, фазовращатель на я/2, первый балансный модулятор и сз мматор, второй вход которого соединён с выходом источника высокочастотного сигнала, а также источник модулирующего сигнала, выход которого подключен ко второму входу первого балансного модулятора, введены последовательно соединённые квадратор, делитель напряжения, инвертор и второй балансный модулятор, выход которого подключен к
третьему входу сумматора, а вход - к выходу источника источника высокочастотного сигнала, при этом вход квадратора соединён с выходом источника модулирующего сигнала.
На чертеже представлена структурная электрическая схема предложенного фазового модулятора.
Фазовый модулятор содержит последовательно соединенные источник высокочастотного сигнала ИВС 1, фазовращатель на 7t/2 ФВ 2, первый балансный модулятор БМ 3 и сумматор СУМ 4, последовательно соединённые источник модулирующего сигнала ИМС 5, квадратор KB 6, делитель напряжения ДН 7, инвертор ИНВ 8 и второй балансный модулятор БМ 9, выход которого соединён с третьим входом СУМ 4, а вход - с выходом ИВС 1. При этом выход источника модулирующего сигнала ИМС 5 соединён со вторым входом первого балансного модулш-ора БМ 3, второй вход сумматора СУМ 4 подключен непосредственно к выходу источника высокочастотного сигнала ИВС 1 , а выход СУМ 4 является выходом устройства.
Фазовый модулятор работает следующим образом. С выхода источника высокочастотного сигнала ИВС 1 на вход фазовращателя на 7г/2, на второй вход второго балансного модулятора БМ 9 и на второй вход сумматора СУМ 4 поступает напряжение несущей частоты:
)t.(1)
Одновременно с выхода ИМС 5 на второй вход первого балансного модулятора БМ 3 и на вход квадратора KB 6 поступает модулирующий сигнал:
UM  mSINQt.(2)
На выходе квадратора этот сигнал имеет вид:
UKB  (3)
В делителе напряжения ДН 7 уровень сигнала уменьшается в 2 раза:
.(4)
На выходе инвертора ИНВ 8 модулирующий сигнал после
соответствующих преобразований можно представить в следующем виде:
UHHB  -l/2m SIN nt -l/2m (l/2-l/2COS2Qt) -l/4m 4l/4m COS2Qt. (5) Носле фазовращателя на 7i/2 ФВ 2 на вход первого балансного модулятора БМ 3 поступает сигнал:
ифв  -8Шю1.(6)
С выхода первого балансного модулятора БМ 3 на первый вход сзпиматора СУМ 4 поступает колебание:
U6M3  -SINa)tmSINat  m/2COS((D+Q)t-ni/2COS(o)-a)t.(7)
На выходе второго балансного модулятора БМ 9 сигнал имеет вид:
ибм9 COS(ot(-l/4m Vl/4m COS2at) -l/4m COScDt+l/4m COS2at
ифм СО8ю1+т/2СО8(а)+О)1-т/2СО8(со-О)1-1/4т СО8со1+1/8т СО8((й+2О)1+
+l/8m CO8(a)-2n)t  (l-l/4m) CO8a)t + m/2 СО8(а)+П)1 -m/2 CO8((D-Q)t + l/8m CO8((D+2Q)t + l/8m  CO8((JO-2Q)t.(9)
В полученном выражении первое слагаемое представляет собой несущую, а второе, третье, четвёртое и пятое - боковые частоты. Если сравнить амплитуды этих частот с графиком Бесселевых функций первого рода (см.Б.П. Латхи. Системы передачи информации., стр.165, рис 4.4.), то увидим, что происходит полное совпадение при индексе модуляции ш  1. Как известно, распределение спектральных составляющих ФМ - сигнала описывается функцией Бесселя первого рода п-го порядка.
Таким образом, в предложенном устройстве имеет место практически неискажённая фазовая модуляция при изменении индекса модуляции m  1 , а в прототипе лишь при т«1.
Доказательством возможности осуществления предлагаемого фазового модулятора является то, что основные вводимые блоки построены на серийных мрпфосхемах: балансные модуляторы - на микросхемах 174ПС1, инвертор - на операционном усилителе 140УД20. Фазовращатель на 7г/2 представляет собой резонансную цепь (например, LC - контур), в которой определённым подбором реактивных элементов (L,C) достигается фазовый сдвиг на я/2 несущей частоты. Делитель напряжения и сумматор можно выполнить пассивным, на резисторах. В качестве квадратора можно использовать прецизионный перемножитель на микросхеме К525ПСЗ.
Таким образом, применение предлагаемого устройства позволяет получить неискажённый фазомодулированный сигнал при индексе модуляции ш  1, что обычно достаточно в большинстве  использования фазовых модуляторов в радиотехнических устройствах.