CN1161601A - 调频、调幅重复调制理论 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种调频、调幅重复调制理论，归属无线电技术领域，由调制和解调两部分组成，在调制中，由主振、调频器产生调频波，经放大器，限幅器，低通滤波器放大和整形，推动调幅器调幅，形成调频、调幅重复调制波。在解调中，调频、调幅波经平幅器转换成调频波，并检出幅度调制信号，调频波再经放大器，限幅器，低通滤波器，鉴频器检出频率调制信号。本发明将调频，调幅结合到一起，扩大了设备利用率，节约了能源，增加了频道利用率，且线路简单，适于地面和卫星通讯、电视广泛推广使用。

Description

调频、调幅重复调制理论

本发明涉及一种无线电调制理论，特别是一种调频、调幅重复调制理论。

目前，比较有代表性的无线电调制方式有四种，第一种是幅度调制，简称调幅，即载波的振幅随调制信号的大小成线性变化，载波振幅的这种变化，携带着调制信号所反映的信息，调幅较其它调制，实现起来最简单，占用频带最窄；第二种是频率调制、简称调频，即载波的瞬时频率随调制信号的大小线性地变化；第三种是相位调制，简称调相，即载波的瞬时相位随调制信号的大小线性地变化，无论是调频，还是调相，都是改变载波的相角，可统称为角度调制，简称调角，调角时，载波的振幅维持不变，和振幅调制相比，角度调制的主要优点是抗干扰性强，缺点是频带较宽；第四种是脉冲和数字调制，脉冲调制是指对脉冲波的振幅，宽度，位置、重复频率这四个参数中的某一个参数进行调制，分别叫做脉冲幅度调制(PAM)，脉冲宽度调制(PWM)，脉冲位置调制(PPM)，脉冲频率调制(PFM)，数字调制是通过对模拟信号抽样，量化、编码、形成一组一组电码的过程，它分为脉冲编码调制(PCM)和增量调制(DM)两种，当远距离传输脉冲或数字信号时，还必须进行二次调制，即把调制的脉冲或数字信号再调制到载波上，可以调制载波的幅度或相角，数字信号的最大特点，是抗干扰性强，可实现时分多路(即同频多节目)传输，缺点是它的***比其它调制***要复杂得多，微波波段的时分多路传输较难实现。

本发明的目的在于推出一种新的无线电调制理论--调频、调幅重复调制理论，将分别独立的调频、调幅两大无线电传输方式结合在一起，实现一个载波携带两路信息，一机复用，高效率，加大空间频道利用率。

本发明的目的是这样实现的：和其它无线电调制理论一样，它分调制和解调两部分，调制***包括主振、调频器、放大器、限幅器、低通滤波器、调幅器，调频器在主振激励和第一路调制信号调制下，形成调频波，这个调频波经放大器放大，经限幅器，低通滤波器除掉在调频器中产生的寄生调幅，再去推动调幅器，调幅器在调频波激励和第二路调制信号调制下，形成调频、调幅携带双路信息的重复调制波。解调***是调制***的逆过程，它包括平幅器、放大器、限幅器、低通滤波器、鉴频器，而平幅器由幅度检波器、倒相器、均衡器、调幅器构成，

调频、调幅重复调制波经过平幅器，检出幅度调制信号，即调制***中的第二路调制信号，这个幅度调制信号的波形和调频、调幅重复调制波的包络是相同的，如果用一个正好和这个包络相反的调制信号来调制调频、调幅重复调制波的幅度，当相位调准，调制电平取的合适时，就可以去掉调频、调幅重复调制波的调幅分量，恢复平幅的调频波，这就是本发明中平幅器的原理，利用已检出的幅度调制信号，经倒相器倒相，去调制调幅器，调频、调幅波经均衡器调整延迟时间，送入调幅器，在反相幅度调制信号的调制下，产生平幅的调频波，这个调频波经放大器放大、经限幅器、低通滤波器去掉寄生调幅，再经鉴频器检出频率调制信号，即调制***中的第一路调制信号。

本发明将分别独立的调频、调幅两大无线电信息载波传输方式结合在一起，推出一种新的调频、调幅重复调制理论，这个调制理论应用在发射机中，使一台发射机完成两台发射机的作用，降低了能源消耗、而且解决了空间频道拥挤这一关键问题，特别在价格昂贵的卫星通讯、***中应用这个理论，更显示出它的经济价值和社会价值，本发明应用面广，对无线电理论有较大的突破，线路简单，适于地面和卫星通讯、电视广泛推广使用。

图1为本发明调制***方框图；

图2为本发明解调***方框图；

图3为本发明中平幅器的方框图；

图4为调频、调幅重复调制波调制过程波形图；

图5为本发明调制***原理图；

图6为本发明解调***原理图。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详述。

实施例：

本发明包括调制和解调两部分，如图1所示的调制***方框图，调频器在主振激励和第一路调制信号u_o(t)的调制下，形成调频波，在本实施例中，主振信号为高频正弦波信号，调制信号为模拟信号，主振也可以叫做激励器，完成这部分的电路很多，有LC振荡器，负阻振荡器，石英晶体振荡器，微波固体振荡器以及频率合成器等，调频器严格应叫频率调制器，它的电路有数种，有变容二极管调频，电抗管调频等，调频波经放大器放大，经限幅器，低通滤波器消除寄生调幅，去推动调幅器，此处的放大器为高频小信号放大器，种类很多，有晶体管谐振放大器，宽带放大器，参量放大器等，完成限幅功能的电路有二极管限幅器，场效应管限幅器，差分对限幅器等，低通滤波器有LC低通滤波器，RC低通滤波器，有源低通滤波器等，调幅器在调频波激励，在第二路调制信号u(t)的调制下，产生调频，调幅重复调制波A(t)，调幅器严格应叫幅度调制器，它的电路有晶体管调幅器，电子管调幅器，多重调制调幅器等，调频、调幅重复调制波的数学表达式为 $A\left(t\right)=[A_0+\mathrm{ku}\left(t\right)]\cos [{\mathrm{\ω}}_{0}t+k_f{\∫}_0^t{u}_0\left(\mathrm{\τ}\right)\mathrm{d\τ}]$ 在表达式中，A_o为无调幅时的载波振幅，ω₀为主振角频率，即无调频时的角频率，K，Kf为比例常数，u_o(t)为频率调制信号，u(t)为幅度调制信号，图4为调频、调幅重复调制波的调制过程波形图，设调制信号为简单的正弦，余弦信号，图4(a)为无调制时的载波信号A_o(t)＝A₀cosω₀t，图4(b)为频率调制信号u_o(t)＝U_ocosΩt， 图4(c)为主振激励在频率调制信号u_o(t)调制下形成的调频波

图4(d)为幅度制制信号u(t)＝U′sinΩ1t图4(e)为在调频波A_o(t)推动下，在调制信号u(t)调幅下形成的调频、调幅重复调制波A(t)。解调***是调制***的逆过程，如图2所示的解调***方框图由平幅器、放大器、限幅器、低通滤波器、鉴频器构成，平幅器一方面检出幅度调制信号u(t)，一方面将调频、调幅波A(t)转换成调频波，这个调频波经放大器放大，经限幅器，低通滤波器消除寄生调幅，经鉴频器检出频率调制信号，鉴频器电路有相位鉴频电路，比例鉴频电路等。图3画出了平幅器方框图，在图3(a)中，一路调频、调幅波A(t)经幅度检波器，检出幅度调制信号u(t)，u(t)的一部分经倒相器反相形成反相幅度调制信号，送给调幅器，另一路调频，调幅波经均衡器延时，送给调幅器，在反向幅度调制信号的调制下，形成调频波，倒相器可以用耦合变压器倒相，也可以用单级共发射极放大器倒相，在图3(b)中，利用负极性幅度检波器检出的反相幅度调制信号--u(t)，直接调制调幅器，将调频、调幅波A(t)转换成调频波A_n(t)，幅度检波器的电路有多种，有差拍检波器，乘积检波器等，均衡器为一种延时电路，以保证反相的幅度调制信号的相位与调幅器中的调频、调幅波包络相位正好相反，均衡器由一些滤波器构成。为了远距离，高质量，传输无线电信息，调制信号采用复杂的数字编码信号，本发明中的平幅器只能对调幅度小于100％的调频、调幅重复调制波进行平幅，因此，调制***中调幅器的调幅度必须小于100％，由于本发明的调制***，解调***在不同的频段，不同指标，传输不同类型调制信号的各种不同情况下，采用的具体电路有所不同，而且方框图中的各部分在同一条件下，也可以应用不同形式的电路来实现，这里不一一介绍，作为范例，图5画出了本发明某一调制***原理图，图6画出了本发明某一解调***原理图，在图5中，以晶体三极管BG1为核心构成本振电路，以电容二极管BG2为核心构成调频器电路，以晶体三极管BG3，BG4，BG5为核心构成放大器电路，以晶体三极管BG6，BG7，BG8为核心构成限幅器电路，以L1，L2，C1，C2，构成低通滤波器，以三极管BG9为核心构成调幅器电路，在图6中，以二极管BG11为核心构成幅度检波器电路，以L3，L4，C3，C4，构成均衡器，以耦合变压器B构成倒相器，以三极管BG12为核心构成调幅电路，以三极管BG13，BG14，BG15为核心构成放大器电路，以晶体三极管BG16，BG17，BG18为核心构成限幅器电路，以L5，L6，C5，C6构成低通滤波器，以二极管BG19，BG20为核心构成鉴频器电路。

Claims (4)

1.调频，调幅重复调制理论，它包括调制***和解调***，由主振，调频器，放大器，限幅器，低通滤波器，调幅器组成的调制***，其特征是：将第一路调制信号和主振信号送到调频器中，形成调频波，这个调频波经放大器放大，经限幅器、低通滤波器去掉寄生调幅，去推动调幅器，调频波推动调幅器在第二路调制信号调制下，形成调频、调幅可携带两路信息的重复调制波，其数学表达式为： $A\left(t\right)=[A_0+\mathrm{ku}\left(t\right)]\cos [{\mathrm{\ω}}_{0}t+\mathrm{kf}{\∫}_0^t{n}_0\left(\mathrm{\τ}\right)\mathrm{d\τ}]$ 解调***包括平幅器、放大器、限幅器、低通滤波器、鉴频器，其特征是：调频、调幅重复调制波经过平幅器，一方面，检出幅度调制信号，即调制***中的第二路调制信号，一方面将调频，调幅波转换成调频波，这个调频波经过放大器放大，经限隔器，低通滤波器去掉寄生调幅，再经鉴频器检出频率调制信号，即调制***中的第一路调制信号。

2.根据权力要求1所述的调频、调幅重复调制理论，其特征是：第一路，第二路调制信号为数字编码信号。

3.根据权力要求1或2所述的调频，调幅重复调制理论，其特征是：用平幅器从调频调幅重复调制波中分离出单一调制的调频波。

4.根据权力要求1.2.3.所述的调频、调幅重复调制理论，其特征是用同样方法可以推出调相，调幅重复调制理论。

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