ПРИЕМНИК АМПЛИТУДНО-МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ

Полезная модель относится к области радиотехники и может быть использована для приема амплитудно-модулированных сигналов.
2
2
Известен приемник амплитудно-модулированных сигналов, содержащий два смесителя (перемножителя) сигналов, на первые входы которых поступает входной сигнал, а на вторые входы - сдвинутые по фазе на 90° с помощью фазовращателя сигналы от опорного генератора (гетеродина); выходы смесителей соединены с входами фильтров нижних частот; выходы фильтров нижних частот соединены с входами устройства, реализующего математическую операцию вычисления модуля (длины) вектора - вычисление корня квадратного из суммы двух квадратов, т.е.: Uвых=√(Us)+(Uc). Такой приемник представляет собой устройство, точно выделяющее огибающую входного сигнала. Избирательность этого приемника (при отсутствии входных частотно-избирательных цепей) определяется только характеристиками используемых фильтров нижних частот независимо от того, на какой частоте он осуществляет прием сигнала, т.е. может быть очень высокой при сравнительно простой схемотехнической и конструктивной реализации. Такой приемник реализует алгоритм квазиоптимального приема амплитудно-модулированных сигналов (см. «Справочник по теоретическим основам радиотехники» под ред. Б.X.Кривицкого, т.2, М., «Энергия», 1977, с.160-162).
Недостатком известного приемника амплитудно-модулированных сигналов является невозможность обеспечения высокой точности выделения принятого сигнала из-за ограниченного динамического диапазона устройства вычисления модуля вектора, которое, как правило, представляет собой аналоговое вычислительное устройство, реализующее вычисление прямым способом по вышеуказанной формуле. Такое устройство содержит как минимум три сложных прецизионных аналоговых узла - один линейный перемножитель и два сумматора - вычитателя сигналов и требует точной настройки, оно имеет недостаточно высокую термостабильность, стабильность во времени из-за старения используемых компонентов, а также склонность к самовозбуждению при
недостаточно точной настройке. Кроме этого, в приемнике должны быть смесители (перемножители) сигналов, имеющие высокую линейность перемножения, и должны быть обеспечены, достаточно жесткие требования по точности сдвига фаз опорного сигнала на выходах фазовращателя (не хуже 0.5°).
Технический результат заключается в устранении вышеуказанных недостатков, а именно: в повышении точности выделения принятого сигнала и повышении стабильности и надежности работы приемника амплитудно-модулированных сигналов.
Технический результат достигается тем, что приемник амплитудно-модулированных сигналов, содержащий N смесителей, первые входы которых соединены с входом устройства, вторые входы смесителей подключены к выходам многофазного фазовращателя, вход которого соединен с выходом опорного генератора, выход каждого смесителя' подключен к соответствующему фильтру нижних частот, снабжен блоком выбора максимального сигнала, входы которого подключены к выходам соответствующих фильтров нижних частот, а выход блока выбора максимального сигнала является выходом устройства.
Приемник выполнен с несколькими параллельными одинаковыми каналами, каждый из которых состоит из смесителя (перемножителя) сигналов с подключенным к его выходу фильтром нижних частот. На первые входы смесителей поступает входной сигнал, а на вторые входы - сигналы от опорного генератора (гетеродина), сдвинутые по фазе последующий относительно предыдущего на (360/п)° с помощью многофазного фазовращателя. К выходам фильтров нижних частот подключен блок выбора максимального по величине сигнала, который в простейшем случае может представлять собой многовходовой диодный амплитудный детектор. Такое построение приемника амплитудно-модулированных сигналов позволяет реализовать высокую точность выделения принятого сигнала, повышенную стабильность и надежность его работы, причем приемник может быть выполнен на простых узлах, к которым не предъявляются жесткие требования к их стабильности и настройки.
На чертеже (рис.1) представлена функциональная схема приемника амплитудно-модулированных сигналов.
Приемник амплитудно-модулированных сигналов, содержит N смесителей 1, первые входы которых соединены с входом устройства, ко вторым входам смесителей подключены соответствующие выходы многофазного фазовращателя 2, вход которого соединен с выходом опорного генератора 3, выход каждого смесителя подключен к соответствующему фильтру 4 нижних частот, к выходам фильтров 4 нижних частот подключены соответствующие входы блока 5 выбора максимального сигнала, выход которого является выходом устройства.
Приемник амплитудно-модулированных сигналов работает следующим образом.
Несущая частота входного сигнала и частота сигнала гетеродина несинхронизированы между собой. На выходах смесителей 1 с помощью фильтров 4 нижних частот выделяются сигналы с частотой, равной разности частот смешиваемых сигналов, причем фазы этих сигналов сдвинуты (последующий относительно предыдущего) на (360/п)°. Блок 5 выбора максимального сигнала пропускает на выход приемника тот сигнал, амплитуда которого в данный момент больше, т.е. осуществляет многофазное выпрямление принятого сигнала и тем самым выделяет огибающую входного сигнала, причем точность выделения огибающей зависит от числа каналов в таком приемнике. Увеличение числа каналов приводит к еще большему повышению точности выделения принятого сигнала и соответственно к снижению уровня пульсаций выпрямленного сигнала.
В прелагаемом приемнике амплитудно-модулированных сигналов требования ко всем используемым в нем узлам существенно ниже, чем в прототипе. При выборе смесителей желательно чтобы они имели близкие по величине коэффициенты передачи сигнала с входа на выход. Точность настройки фазовращателя влияет на уровень пульсаций продетектированного сигнала на выходе блока 5 выбора максимального сигнала (т.е. на точность выделения огибающей принимаемого входного сигнала) в значительно меньшей степени, чем в прототипе (это обусловлено большим количеством независимых каналов обработки сигнала). Ряд узлов, используемых приемнике амплитудно-модулированных сигналов, может быть легко реализован на современной элементной базе с использованием широко распространенных цифровых микросхем, в частности, многофазный фазовращатель - на основе много
разрядного счетчика, смесители (перемножители) - на основе аналоговых коммутаторов и т.д.