单边带调制方法,单边带调制器技术

技术编号:3455787 阅读:191 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
为使单边带发射机在仅使用一个发射管时有高的功率,使用了一单边带调制器,它由一待调制的LF-信号产生一与相位无关的调制幅值信号,再经过一数模转换器及一HF-滤波器到一HF-末级管的阳极进行幅值调制.调制器还输出一完全与幅值无关的调制相位信号,再经一频率变换器传送给HF-末极管的控制极.单边带调制器的输入端有一分相变压器将待调制的输入信号分解成两个相位移90度的分量信号.单边带调制器的输出端还有一幅度计算器,一循环开关及一带通滤波器和除法器.(*该技术在2006年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种单边带调制方法,在该方法中使用一个待调制输入信号(N)m分解出相移360°/m的信号分量(X,y),其中m为≥2整数。本专利技术也涉及一个单边带调制器及一个具有单边带调制器的无线电发射机。本专利技术的权利要求前序部分涉及到这样一种现有技术即如一本德国书籍“高频技术手册”的1323-1325页中所描述的技术,(该书作者是H·MeinK及F·W·Gundlach,SPringer出版社,1968年柏林、海德堡、纽约发行)。书中描述了一种用于载波振荡高频区段及宽低频带的、按勒纳汉(Lenehan)方式工作的一个单边带调制器,其中采用了用于两个频率区段的相分量,它们形成了相移为90°的分量信号。这些分量信号输送给两个环形调制器,它们各自调节三个终端放大管。这种方式的缺点在于需要使用三个放大管,且工作在它们的线性区域,即A类或B类工作方式。本专利技术用如在权利要求1,6,10及11中所确定的技术特征来解决专利技术任务即给出一种单边带调制方法,一种单边带调制器及一种具有单边带调制的无线电发射机,这样仅使用一个发射管就能让单边带发射机工作在较大的功率上。本专利技术的一个优点在于该发射管无需工作在它的线性工作范围,而是可以在C类工作方式下进行任意的调节,因而具有较高的阳极效率。其优点还在于在需要时,可利用本专利技术的单边带调制器对调幅的无线电发射机进行改装是很容易的,并且能改成单边带技术的发射机。利用具有脉冲多级调制的一个调制开关放大器就能使一个无线电发射机达到较高的调制效率,并且得到一个改善了的单边带调制总效率。因为这种调制开关放大器具有比相应的调制管小得多的损耗,故得到发射机较高的总效率。这种调制开关放大器较高的电路费用将通过小的电流损耗很快的得到补偿。这种调制开关放大器具有小的占空位置及低的工作费用,因为无需花费备用管的费用。由于在一个无线电发射机中减少了大功率元件及损耗性部件的数目,除了高效率外还保证了高的有效利用率,低的维修费用及出色的维修方便性。根据本专利技术的一种有利结构形式可以作到单边带信号与一个载波信号一起发射出去。另外,对于有关的现有技术,还可以参考一家瑞士公司的杂誌“布朗-博韦里通报”1984年第5期202-205页,其中介绍了公知的一种600千瓦中波发射机,在它的末级中仅采用了一个HF-(高频)大功率四极管以及采用了具有脉冲多级调制的一个全晶管化的调制开关放大器,在双边带技术中作到了高的调制效率及高的发射机总效率。由该HF-末级上直接构成由LF-(低频)信号与高频载波产生的、对于调幅调制所必要的乘积。其中高频载波以衡定的幅值输送到该HF-末级的栅极上。这个受调到的NF-信号控制一个俗称为脉冲发生器的装置,也即一个带有脉冲多级调制的调制开关放大器或一个相当于发射功率的大型数模转换器,该数模转换器能产生与瞬时发射功率相应的阳极电压。在下面将根据本专利技术实施例进行说明。其实施例的附图为图1一个单边带调制器;图2具有一个根据图1的、数字形式表示的单边带调制器的无线电发射机的简化原理图;图3具有一个根据图1的、模拟形式的单边带调制器的无线电发射机的简化原理图。在图1上,标号1表示一个单边带调制器,标号2表示用于一个待调制的LF-信号或一个输入信号N(t)的第一输入端,其输入信号N(t)与时间t有关,4为一个加法元件,在该元件的第二输入端上输入一个剩余载波信号R1。在加法元件4的输出端上联接了一个分相器或分相变压器5的输入端,该分相器将一个输入信号分解成多个分量信号,这些分量信号彼此间具有固定的相位关系。在该例中为了清楚起见将输入信号N分解成不包含剩余载波信号R1的、具有90°相移的两个分量信号X(t)=n(t)·Sinφ(t)及y(t)=n(t)·cosφ(t),它们的和与原始信号N(t)相当。在式中n(t)为X(t)的幅值,而φ(t)为X(t)的相位角。分相变压器(Hilbert变压器)在1979年第19期的“电子设计”杂誌第90-94页中,及在1982年第7/8期第36卷的“电子及传输技术文集”的304-310页中均有所介绍。这个分量信号X输入到加法元件6的一个输入端,而分量信号y输入到另一个加法元件7的一个输入端。加法元件6的另一个输入端输入剩余载波信号R2,而加法元件7的另一个输入端输入一个剩余载波信号R3。这些剩余载波信号R1,R2及R3均为衡定量。当剩余载波信号R1借助于加法元件4输给LF-输入信号N(t)时,则加法元件6及7就变成多余的。另一方面如果剩余载波信号R2仅借助于加法元件6输送给一个分量信号、如X时,则可以去掉加法元件4及必要时也可去掉加法元件7就够用了。该加法元件6的输出端上输出一个和信号X(t)=X(t)+R2,并将其输送给一个幅值计算器8的第一输入端。而加法元件7在输出端上输出一个和信号Y(t)=y(t)+R3,并将其输送给幅值计算器8的第三输入端上。在幅值计算器8中将X(t)及Y(t)这两个输入信号分别作平方运算,再将这两个平方值相加并将该平方和开方,因此就在该幅值计算器8的输出端9上,同时也即在单边带调制器1的输出端上产生了一个调制幅值信号Z(t)=X2(t)+Y2(t)]]>以供使用,这个信号中不具有相位成分。这个和信号X又在一方面与一个循环开关16的开关触头13直接相联,而另一方面通过一个反相器10与循环开关16的开关触头15相联接,触头15相对于触头13位移180°。和信号Y一方面与循环开关16的开关触头12直接相联,另一方面又通过一个反相器11与循环开关16的开关触头14相联接。该触头14相对于触头12位移180°,而触头12相对于触头13位移90°。在图上利用一个箭头P指示的触头13与该循环开关16的输出端16′的开关联接在利用下边带时,将顺时针方向转动,即该输出端16′将依次与开关触头12,15,14,13,12等联接。在利用上边带时,这种开关的联接将反时针方向转动,依次经过14,15,12等。该旋转的频率等于节拍频率fT,其值为100KHz,相当于具有载波频率f1=25KHz的载波信号电路频率的4倍。该循环的开关16是一个电子开关并无转动的部件。假设没有引入任何剩余载波信号R1或R2或R3,利用这个旋转频率在输出端16′就能得到一个扫描信号n(ti)·cos(ωti±φ(ti)),在式中“+”号适用于上边带,“-”号适用于下边带。如果假设R1=0,R2≠0,R3=0对于其上边带及开关触头12……14来说,有12n(t1)·cosφ(t1)+0=n(t1)·cosφ(t1)+R2·Sin(ωt1),13n(t2)·Sinφ(t2)+R2=n(t2)·Sinφ(t2)+R2·Sin(ωt2),14-n(t3)·cosφ(t3)+0=-n(t3)·cosφ(t3)+R2·Sin(ωt3),15-n(t4)·Sinφ(t4)-R2=-n(t4)·Sinφ(t4)+R2·Sin(ωt4)=n(ti)·cos(ωti+φ(ti))+R2·Sin(ωti)上述方程中如果依次地用值0,π/2,π及3π/2代入到ωti,则方程就一目了然了。在循环开关16输出端的扫描信号输入到一个求商电路或除法器17中,作为被除数,而调制幅度信号Z(t)由幅度计算器8的输出端输入来作本文档来自技高网...

【技术保护点】
单边带调制方法:a)利用该方法由一个待调制的输入信号(N)m分解成相位移为360°/m的分量信号(x,y),其中m≥2,为整数,其特征在于:b)这些相位移为360°/m的分量信号(x,y)按矢量方法相加得到一个和矢量,并接着求得该和 矢量的模数,该模数即表示调制幅值信号(Z),c)所有这些m个相位移为360°/m的分量信号被一个节拍频率(fT)循环扫描,该节拍频率为载波频率(f↓〔1〕)的整数倍,用此方法得出一个扫描信号(16′),它用于相位调制。

【技术特征摘要】
CH 1985-2-14 671/85-0前序部分涉及到这样一种现有技术即如一本德国书籍“高频技术手册”的1323-1325页中所描述的技术,(该书作者是H·MeinK及F·W·Gundlach,SPringer出版社,1968年柏林、海德堡、纽约发行)。书中描述了一种用于载波振荡高频区段及宽低频带的、按勒纳汉(Lenehan)方式工作的一个单边带调制器,其中采用了用于两个频率区段的相分量,它们形成了相移为90°的分量信号。这些分量信号输送给两个环形调制器,它们各自调节三个终端放大管。这种方式的缺点在于需要使用三个放大管,且工作在它们的线性区域,即A类或B类工作方式。本发明用如在权利要求1,6,10及11中所确定的技术特征来解决发明任务即给出一种单边带调制方法,一种单边带调制器及一种具有单边带调制的无线电发射机,这样仅使用一个发射管就能让单边带发射机工作在较大的功率上。本发明的一个优点在于该发射管无需工作在它的线性工作范围,而是可以在C类工作方式下进行任意的调节,因而具有较高的阳极效率。其优点还在于在需要时,可利用本发明的单边带调制器对调幅的无线电发射机进行改装是很容易的,并且能改成单边带技术的发射机。利用具有脉冲多级调制的一个调制开关放大器就能使一个无线电发射机达到较高的调制效率,并且得到一个改善了的单边带调制总效率。因为这种调制开关放大器具有比相应的调制管小得多的损耗,故得到发射机较高的总效率。这种调制开关放大器较高的电路费用将通过小的电流损耗很快的得到补偿。这种调制开关放大器具有小的占空位置及低的工作费用,因为无需花费备用管的费用。由于在一个无线电发射机中减少了大功率元件及损耗性部件的数目,除了高效率外还保证了高的有效利用率,低的维修费用及出色的维修方便性。根据本发明的一种有利结构形式可以作到单边带信号与一个载波信号一起发射出去。另外,对于有关的现有技术,还可以参考一家瑞士公司的杂誌“布朗-博韦里通报”1984年第5期202-205页,其中介绍了公知的一种600千瓦中波发射机,在它的末级中仅采用了一个HF-(高频)大功率四极管以及采用了具有脉冲多级调制的一个全晶管化的调制开关放大器,在双边带技术中作到了高的调制效率及高的发射机总效率。由该HF-末级上直接构成由LF-(低频)信号与高频载波产生的、对于调幅调制所必要的乘积。其中高频载波以衡定的幅值输送到该HF-末级的栅极上。这个受调到的NF-信号控制一个俗称为脉冲发生器的装置,也即一个带有脉冲多级调制的调制开关放大器或一个相当于发射功率的大型数模转换器,该数模转换器能产生与瞬时发射功率相应的阳极电压。在下面将根据本发明实施例进行说明。其实施例的附图为图1一个单边带调制器;图2具有一个根据图1的、数字形式表示的单边带调制器的无线电发射机的简化原理图;图3具有一个根据图1的、模拟形式的单边带调制器的无线电发射机的简化原理图。在图1上,标号1表示一个单边带调制器,标号2表示用于一个待调制的LF-信号或一个输入信号N(t)的第一输入端,其输入信号N(t)与时间t有关,4为一个加法元件,在该元件的第二输入端上输入一个剩余载波信号R1。在加法元件4的输出端上联接了一个分相器或分相变压器5的输入端,该分相器将一个输入信号分解成多个分量信号,这些分量信号彼此间具有固定的相位关系。在该例中为了清楚起见将输入信号N分解成不包含剩余载波信号R1的、具有90°相移的两个分量信号X(t)=n(t)·Sinφ(t)及y(t)=n(t)·cosφ(t),它们的和与原始信号N(t)相当。在式中n(t)为X(t)的幅值,而φ(t)为X(t)的相位角。分相变压器(Hilbert变压器)在1979年第19期的“电子设计”杂誌第90-94页中,及在1982年第7/8期第36卷的“电子及传输技术文集”的304-310页中均有所介绍。这个分量信号X输入到加法元件6的一个输入端,而分量信号y输入到另一个加法元件7的一个输入端。加法元件6的另一个输入端输入剩余载波信号R2,而加法元件7的另一个输入端输入一个剩余载波信号R3。这些剩余载波信号R1,R2及R3均为衡定量。当剩余载波信号R1借助于加法元件4输给LF-输入信号N(t)时,则加法元件6及7就变成多余的。另一方面如果剩余载波信号R2仅借助于加法元件6输送给一个分量信号、如X时,则可以去掉加法元件4及必要时也可去掉加法元件7就够用了。该加法元件6的输出端上输出一个和信号X(t)=X(t)+R2,并将其输送给一个幅值计算器8的第一输入端。而加法元件7在输出端上输出一个和信号Y(t)=y(t)+R3,并将其输送给幅值计算器8的第三输入端上。在幅值计算器8中将X(t)及Y(t)这两个输入信号分别作平方运算,再将这两个平方值相加并将该平方和开方,因此就在该幅值计算器8的输出端9上,同时也即在单边带调制器1的输出端上产生了一个调制幅值信号Z(t)=X2(t)+Y2(t)]]>以供使用,这个信号中不具有相位成分。这个和信号X又在一方面与一个循环开关16的开关触头13直接相联,而另一方面通过一个反相器10与循环开关16的开关触头15相联接,触头15相对于触头13位移180°。和信号Y一方面与循环开关16的开关触头12直接相联,另一方面又通过一个反相器11与循环开关16的开关触头14相联接。该触头14相对于触头12位移180°,而触头12相对于触头13位移90°。在图上利用一个箭头P指示的触头13与该循环开关16的输出端16′的开关联接在利用下边带时,将顺时针方向转动,即该输出端16′将依次与开关触头12,15,14,13,12等联接。在利用上边带时,这种开关的联接将反时针方向转动,依次经过14,15,12等。该旋转的频率等于节拍频率fT,其值为100KHz,相当于具有载波频率f1=25KHz的载波信号电路频率的4倍。该循环的开关16是一个电子开关并无转动的部件。假设没有引入任何剩余载波信号R1或R2或R3,利用这个旋转频率在输出端16′就能得到一个扫描信号n(ti)·cos(ωti±φ(ti)),在式中“+”号适用于上边带,“-”号适用于下边带。如果假设R1=0,R2≠0,R3=0对于其上边带及开关触头12……14来说,有12n(t1)·cosφ(t1)+0=n(t1)·cosφ(t1)+R2·Sin(ωt1),13n(t2)·Sinφ(t2)+R2=n(t2)·Sinφ(t2)+R2·Sin(ωt2),14-n(t3)·cosφ(t3)+0=-n(t3)·cosφ(t3)+R2·Sin(ωt3),15-n(t4)·Sinφ(t4)-R2=-n(t4)·Sinφ(t4)+R2·Sin(ωt4)=n(ti)·cos(ωti+φ(ti))+R2·Sin(ωti)上述方程中如果依次地用值0,π/2,π及3π/2代入到ωti,则方程就一目了然了。在循环开关16输出端的扫描信号输入到一个求商电路或除法器17中,作为被除数,而调制幅度信号Z(t)由幅度计算器8的输出端输入来作为除数。在该除法器17的输出端就得到了一个商信号,这个信号仅与相位有关而与幅值无...

【专利技术属性】
技术研发人员:马克斯高斯博士
申请(专利权)人:BBC勃朗勃威力有限公司
类型:发明
国别省市:CH[瑞士]

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