Nowy sposób generowania sygnału SSB. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Nowy sposób generowania sygnału SSB. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Cywilna łączność radiowa

Komentarze do artykułu

W amatorskich urządzeniach radiokomunikacyjnych szeroko stosowane są dwie metody formowania sygnału jednowstęgowego – filtr i faza [1]. Trzeci - filtr fazowy nie otrzymał jeszcze dystrybucji. Wszystkie należą do metod „bezpośrednich”, które charakteryzują się tym, że sygnał audio po serii przekształceń częstotliwości zamienia się w jedną wstęgę boczną.

Szczególne miejsce zajmuje „syntetyczna” metoda formowania sygnału SSB, zaproponowana przez M. Verzunova [2]. Jego istota jest następująca. Sygnał SSB jest tworzony z oryginalnego sygnału audio (dowolną metodą) przy stosunkowo niskiej częstotliwości pomocniczej, gdzie łatwo jest stłumić nośną i niepotrzebną wstęgę boczną. Wygenerowany sygnał jest wykrywany przez dwa detektory - amplitudy i częstotliwości, na których wyjściu alokowane są napięcia proporcjonalne do chwilowej amplitudy i chwilowej częstotliwości sygnału SSB. Główny oscylator nadajnika, wzbudzany częstotliwością roboczą, jest modulowany częstotliwościowo przez napięcie z wyjścia detektora częstotliwości. W stopniu wyjściowym nadajnika emitowany sygnał jest również modulowany amplitudowo napięciem z wyjścia detektora amplitudy. Przy prawidłowo dobranych współczynnikach modulacji tworzony jest normalny sygnał SSB, który wchodzi do anteny z częstotliwością roboczą.

Do zalet metody „syntetycznej” należy możliwość generowania sygnału SSB o dowolnie wysokiej częstotliwości oraz niska zawartość produktów ubocznych (częstotliwości kombinowanych) w sygnale wyjściowym. Ponadto większość stopni nadajników RF może działać w trybie klasy C z wysoką wydajnością. Wadami metody są niedopuszczalność względnego przesunięcia fazowego sygnałów sterujących w kanałach modulacji częstotliwości i amplitudy oraz konieczność dokładnego odtworzenia amplitud i częstotliwości syntetyzowanego sygnału, co nakłada rygorystyczne wymagania na liniowość amplitudy. charakterystyki częstotliwościowe detektorów i modulatorów. Ostatnia wada w kanale częstotliwości jest częściowo eliminowana, gdy układ PLL jest używany do sterowania częstotliwością oscylatora głównego.

Stosunkowo niedawno w prasie pojawiły się krótkie doniesienia o rozwoju w Anglii nowego schematu generowania sygnału SSB metodą „syntetyczną” z wykorzystaniem technologii automatycznego sterowania [3], co pozwoliło w znacznym stopniu wyeliminować opisane wady metody . Autorzy (V. Petrovic i W. Gosling) nazwali nowy nadajnik „Nadajnik SSB z pętlą polarną”, co oznacza najprawdopodobniej wektorową reprezentację sygnału SSB we współrzędnych biegunowych. Schemat blokowy przetwornika przedstawiono na ryc. jeden.

Rys.1 (kliknij, aby powiększyć)

Jego część o wysokiej częstotliwości jest prosta - zawiera oscylator główny G1 dostrojony do częstotliwości roboczej f oraz wzmacniacz mocy A1 podłączony do anteny W1. Część urządzenia o niskiej częstotliwości jest bardziej skomplikowana. Zawiera pomocniczy generator sygnału SSB U1, który przekształca sygnał audio z mikrofonu B1 na sygnał jednopasmowy o stosunkowo niskiej częstotliwości, na przykład 500 kHz. Shaper U1 może zawierać wzmacniacz mikrofonowy A5, zbalansowany modulator U8. oscylator odniesienia G3 o częstotliwości 500 kHz i filtr elektromechaniczny Z2.

Wygenerowany sygnał SSB niskiej częstotliwości Ui podawany jest na ogranicznik U2 i detektor synchroniczny U3, na wyjściu którego generowane jest napięcie. proporcjonalna do amplitudy sygnału SSB a1. W ten sposób elementy U2 i U3 pełnią funkcje detektora amplitudy. Oczywiście można by również zastosować konwencjonalny detektor obwiedni, ale jego liniowość jest gorsza, a ogranicznik jest nadal potrzebny do dalszych transformacji sygnału.

Teraz spójrzmy na schemat blokowy nadajnika „z drugiej strony”, z wyjścia. Część wyjściowego sygnału RF przez tłumik A4 jest podawana do przetwornicy częstotliwości U7, której lokalnym oscylatorem jest syntezator częstotliwości G2 lub inny wysoce stabilny generator. Jego częstotliwość f jest równa różnicy lub sumie częstotliwości roboczej f1 i częstotliwości pomocniczej f3. W takim przypadku po konwersji zostanie wybrany sygnał o częstotliwości równej częstotliwości utworzonego sygnału o niskiej częstotliwości (w naszym przykładzie 500 kHz). Załóżmy, że częstotliwość robocza f1 wynosi 28 kHz. wtedy częstotliwość syntezatora G500 powinna wynosić 2 28 lub 000 29 kHz. Przekonwertowany sygnał podawany jest na ogranicznik U000 i detektor synchroniczny U5. podobny do węzłów U6 i U2. Na wyjściu detektora synchronicznego U3 generowane jest napięcie. proporcjonalna do amplitudy emitowanego sygnału a6. Oba napięcia, a2 i a1, są podawane do trybu różnicowego wzmacniacza modulacji prądu stałego A2 i sterują amplitudą sygnału RF we wzmacniaczu mocy A3. W ten sposób powstaje zamknięta pętla do śledzenia amplitudy emitowanego sygnału.

Na działanie pętli mają niewielki wpływ współczynniki transmisji detektorów synchronicznych i innych łączy. Co więcej, im większe wzmocnienie w pętli (określane głównie przez wzmacniacz A3), tym dokładniej śledzona jest amplituda sygnału wyjściowego, pod warunkiem, że przesunięcia fazowe sygnału sterującego w pętli są niewielkie (w przeciwnym razie pętla może podniecać). Wymaganą szczytową moc wyjściową nadajnika ustawia tłumik A4.

Rozważ działanie kanału śledzenia częstotliwości. Obcięty sygnał SSB From oraz przekonwertowany częstotliwościowo, a także obcięty sygnał wyjściowy U4 jest podawany do detektora fazy U4, gdzie są one porównywane ze sobą w fazie. Napięcie wyjściowe detektora fazy. proporcjonalna do różnicy faz, poprzez filtr dolnoprzepustowy Z1 i wzmacniacz prądu stałego A2 działa na warikap zawarty w obwodzie oscylatora głównego nadajnika G1. Węzły U4, Z1. A2 i varicap są zatem zawarte w pętli PLL, która ustala dokładną równość częstotliwości pomocniczego sygnału SSB z przekonwertowanym wyjściem. Konieczne jest jedynie, aby po włączeniu nadajnika częstotliwość głównego oscylatora wpadła w biegunkę wychwytywania pętli PLL (która może wynosić dziesiątki i setki kiloherców), dalsze śledzenie następuje automatycznie. Podczas przerw w sygnale mowy system dostosowuje się do częstotliwości tłumionej nośnej f3, której pozostała część jest dostępna na wyjściu pomocniczego układu kształtowania sygnału SSB U1. Stopień wyjściowy nadajnika jest zamykany podczas przerw ze względu na działanie pętli śledzenia amplitudy.

Istota działania całego systemu sprowadza się zatem do tego, że na częstotliwości f3 (przez węzeł U1) powstaje pomocniczy sygnał SSB, sygnał nadawany jest zamieniany na tę samą częstotliwość (elementy U7, G2) oraz dwie automatyczne pętle śledzące dla amplitudy i częstotliwości ustalają równość amplitud i faz sygnałów pomocniczych i promieniowanych SSB. W rezultacie emitowany jest sygnał SSB, który jest dokładnie taki sam jak sygnał pomocniczy, ale o znacznie wyższej częstotliwości f1. Działanie układu można również wytłumaczyć diagramem wektorowym we współrzędnych biegunowych r i φ, pokazanym na ryc. 2.

Nowy sposób generowania sygnału SSB
Ris.2

Wektor U1 reprezentuje pomocniczy sygnał SSB. Długość a tego wektora odpowiada amplitudzie, a kąt φ1 odpowiada fazie. Wyjście przetwornika po konwersji częstotliwości jest pokazane jako wektor U2. Układ sterowania amplitudą dąży do ustalenia równości długości wektorów U1 i U2, a układ PLL - równości ich faz. Dzięki doskonałemu śledzeniu wektory pasują do siebie, a przekonwertowany sygnał dokładnie pasuje do sygnału generowanego.

Prawie zawsze występuje błąd śledzenia, który zmniejsza się wraz ze wzrostem wzmocnienia w pętlach sterowania.

Implementacja części RF nadajnika okazuje się niezwykle prosta. Stopień wyjściowy może pracować w trybie klasy C z wysoką wydajnością. Nie jest również wymagana wysoka liniowość modulatorów amplitudy i częstotliwości, ponieważ głębokie ujemne sprzężenie zwrotne w pętlach sterowania linearyzuje system i znacznie redukuje zniekształcenia nieliniowe. Nie ma również specjalnych wymagań dotyczących stabilności oscylatora głównego G1, ponieważ jego częstotliwość jest stabilizowana przez układ PLL. Nadajnik jest dostrojony do częstotliwości przez syntezator G2. Wynalazcy nowej metody „syntetycznej” donoszą, że część HF nadajnika jest całkowicie niewrażliwa na tętnienia napięcia zasilającego, zmiany wartości znamionowych elementów itp. Główną zaletą nadajnika jest bardzo wysoka czystość widma wyjściowego, która jest szczególnie ważne w nowoczesnych warunkach powietrza. Nadajnik nie emituje częstotliwości bocznych (z wyjątkiem harmonicznych). Podczas testów z sygnałem dwutonowym poziom fałszywych komponentów był poniżej -50 dB. aw konwencjonalnych filtrowanych nadajnikach SSB rzadko spada poniżej -30...-35dB. Nadajnik był testowany na częstotliwości 99.5 MHz z mocą promieniowaną 13...20 W.

Wydaje się, że nowy sposób formowania SSB zainteresuje radioamatorów parametrami wysokiej jakości. Rozważana jest również możliwość „transceiweryzacji” opisywanego nadajnika. Na przykład elementy U7 i G2 (patrz rys. 1) mogą służyć jako przemiennik częstotliwości dla części odbiorczej transceivera. Podczas odbioru, zwykła ścieżka wzmocnienia IF i detektor SSB są podłączone do wyjścia konwertera U7, a sygnał odniesienia dla tego ostatniego może być pobrany z pomocniczej jednostki generowania sygnału SSB U1. Możliwa jest również podwójna konwersja odbieranej częstotliwości f1 i częstotliwości f3 za pomocą pierwszego kwarcowego i drugiego przestrajalnego lokalnego oscylatora, jak to często ma miejsce w amatorskich odbiornikach radiowych i nadajnikach-odbiornikach. Cały system generowania sygnału SSB będzie działał w tym przypadku na drugiej IF odbiornika.

literatura

Bunimowicz S. Yaylenko L. Technika amatorskiej jednopasmowej komunikacji radiowej. Moskwa: DOSAAF ZSRR. 1970
Verzunov M.V. Modulacja jednopasmowa w komunikacji radiowej.-- M .: Wydawnictwo wojskowe, 1972.
Hawker P. Nadajnik pętli polarnej SSB". Radio Communication; 1979. wrzesień. s. 828 - 829.

Autor: V. Polyakov (RA3AAE) Moskwa; Publikacja: N. Bolszakow, rf.atnn.ru

Zobacz inne artykuły Sekcja Cywilna łączność radiowa.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Sztuczna skóra do emulacji dotyku 15.04.2024

W świecie nowoczesnych technologii, w którym dystans staje się coraz bardziej powszechny, ważne jest utrzymywanie kontaktu i poczucia bliskości. Niedawne odkrycia w dziedzinie sztucznej skóry dokonane przez niemieckich naukowców z Uniwersytetu Saary wyznaczają nową erę wirtualnych interakcji. Niemieccy naukowcy z Uniwersytetu Saary opracowali ultracienkie folie, które mogą przenosić wrażenie dotyku na odległość. Ta najnowocześniejsza technologia zapewnia nowe możliwości wirtualnej komunikacji, szczególnie tym, którzy znajdują się daleko od swoich bliskich. Ultracienkie folie opracowane przez naukowców, o grubości zaledwie 50 mikrometrów, można wkomponować w tekstylia i nosić jak drugą skórę. Folie te działają jak czujniki rozpoznające sygnały dotykowe od mamy lub taty oraz jako elementy uruchamiające, które przekazują te ruchy dziecku. Dotyk rodziców do tkaniny aktywuje czujniki, które reagują na nacisk i odkształcają ultracienką warstwę. Ten ... >>

Żwirek dla kota Petgugu Global 15.04.2024

Opieka nad zwierzętami często może być wyzwaniem, szczególnie jeśli chodzi o utrzymanie domu w czystości. Zaprezentowano nowe, ciekawe rozwiązanie od startupu Petgugu Global, które ułatwi życie właścicielom kotów i pomoże im utrzymać w domu idealną czystość i porządek. Startup Petgugu Global zaprezentował wyjątkową toaletę dla kotów, która automatycznie spłukuje odchody, utrzymując Twój dom w czystości i świeżości. To innowacyjne urządzenie jest wyposażone w różne inteligentne czujniki, które monitorują aktywność Twojego zwierzaka w toalecie i aktywują automatyczne czyszczenie po użyciu. Urządzenie podłącza się do sieci kanalizacyjnej i zapewnia sprawne usuwanie nieczystości bez konieczności ingerencji właściciela. Dodatkowo toaleta ma dużą pojemność do spłukiwania, co czyni ją idealną dla gospodarstw domowych, w których mieszka więcej kotów. Miska na kuwetę Petgugu jest przeznaczona do stosowania z żwirkami rozpuszczalnymi w wodzie i oferuje szereg dodatkowych funkcji ... >>

Atrakcyjność troskliwych mężczyzn 14.04.2024

Od dawna panuje stereotyp, że kobiety wolą „złych chłopców”. Jednak najnowsze badania przeprowadzone przez brytyjskich naukowców z Monash University oferują nowe spojrzenie na tę kwestię. Przyjrzeli się, jak kobiety reagowały na emocjonalną odpowiedzialność mężczyzn i chęć pomagania innym. Wyniki badania mogą zmienić nasze rozumienie tego, co sprawia, że mężczyźni są atrakcyjni dla kobiet. Badanie przeprowadzone przez naukowców z Monash University prowadzi do nowych odkryć na temat atrakcyjności mężczyzn w oczach kobiet. W eksperymencie kobietom pokazywano zdjęcia mężczyzn z krótkimi historiami dotyczącymi ich zachowania w różnych sytuacjach, w tym reakcji na spotkanie z bezdomnym. Część mężczyzn ignorowała bezdomnego, inni natomiast pomagali mu, kupując mu jedzenie. Badanie wykazało, że mężczyźni, którzy okazali empatię i życzliwość, byli bardziej atrakcyjni dla kobiet w porównaniu z mężczyznami, którzy okazali empatię i życzliwość. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Inteligentna tkanina zapewnia ciepło i chłód 16.02.2019

Koncepcja inteligentnych ubrań, które mogą automatycznie chłodzić lub ogrzewać użytkownika, jest wciąż w fazie rozwoju i jest stale testowana przez wielu programistów w wielu formatach. Jednak specjaliści inżynierii materiałowej i chemicznej z University of Maryland w USA mają własną odpowiedź na pytanie, jak należy tworzyć takie inteligentne ubrania. Dziś zespół badawczy zaprezentował materiał o unikalnych właściwościach i strukturze, zdolny do automatycznego wykrywania temperatury ciała i innych powiązanych cech, a następnie skutecznego chłodzenia lub odwrotnie, ogrzewania użytkownika w zależności od sytuacji.

Pomimo tego, że naukowcom wciąż nie spieszy się z ujawnieniem wszystkich najciekawszych szczegółów dotyczących ich nowego rozwoju, można zrozumieć, że materiał ma naprawdę ciekawe właściwości - po pierwsze składa się z systemu podwójnej tkaniny, a po drugie jest potrafi bardzo szybko odczytać poziom promieniowania cieplnego emanującego ze skóry osoby w momencie, gdy jego ciało emituje ciepło lub odwrotnie, stara się je opóźnić.

Jeśli chodzi o system podwójnej tkaniny, jest to próbka testowa, w której jedna część tkaniny ma właściwości hydrofobowe, a druga przeciwnie ją pochłania – dzięki temu tkaninę można wykorzystać zarówno do ogrzewania, jak i do chłodzenia. Najprawdopodobniej gotowa koncepcja pracy będzie podobna do tej, którą wcześniej przedstawili naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego, którzy opracowali kurtkę, która z jednej strony jest ciepła, a z drugiej chłodna. Ponadto wiadomo, że nowy materiał wykorzystuje również specjalny system sztucznej inteligencji, określając w ten sposób dokładny poziom ciepła lub zimna.

Warto zwrócić uwagę na fakt, że prace nad tego typu podstawową technologią prowadzili specjaliści z University of Maryland w ciągu ostatnich pięciu lat i bardzo uważnie obserwowali, co oferują inni programiści. Opierając się na tej obserwacji i własnym sukcesie, mają bardzo duże szanse na wprowadzenie w najbliższym czasie absolutnie kompletnego rodzaju takiego automatycznego i inteligentnego materiału do zastosowania w przemyśle włókienniczym.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ MAXM22510 - izolowany RS-485 z wbudowanym zasilaniem

▪ Możliwość ulepszenia karabinu

▪ Naukowcy łączą komórki mózgowe i chip krzemowy

▪ Rybołówstwo wykorzystuje trzy czwarte światowych oceanów

▪ Radar nagrywa wideo HD

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja strony Energia elektryczna dla początkujących. Wybór artykułu

▪ artykuł Radioaktywność. Historia i istota odkryć naukowych

▪ artykuł Dlaczego choinki przystraja się na Boże Narodzenie? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Operator emisyjny Ethereum. Opis pracy

▪ artykuł Metronom-dyrygent. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Wskaźnik LED zasilania podnapięciowego RTO. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn