DE2023809A1 - Amplifier and / or converter circuit for angle-modulated signals - Google Patents
Amplifier and / or converter circuit for angle-modulated signalsInfo
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Description
Soc. p. Az. TELETTBA, Laboratori di Telefonia Elettronica β Radio, M i 1 a η ο , Via Carlo Poma 47Soc. p. Az. TELETTBA, Laboratori di Telefonia Elettronica β Radio, M i 1 a η ο, Via Carlo Poma 47
Verstärker- und/oder Umsetzerschaltung für winkelmodulierte SignaleAmplifier and / or converter circuit for angle-modulated signals
Die Erfindung betrifft eine Verstärker- und/oder Umsetzerschaltung, insbesondere mit Phasenkopplung für winkelmodulierte Signale. The invention relates to an amplifier and / or converter circuit, especially with phase coupling for angle-modulated signals.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verstärkerschaltung mit Phasenkopplung vorzusehen, die als Umsetzerschaltung für Funkverbindungen arbeiten kann. Zur lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung eine Schaltung mit einem Frequenzumsetzer, wenigstens einem linearen Filterverstärker, einem Oszillator, dessen Frequenz von Signalen gesteuert wird, von denen zumindest eines von wenigstens einem Verstärker*stammt, und wenigstens einem Leistungsteiler, der von dem Oszillator gespeist und mit dem Umsetzer verbunden ist sowie einen Ausgang u^ (t) für das verstärkte Signal aufweist. Der Empfaagsumsetzer weist im Ausgang ein Signal mit Videofrequenz (beispielsweise zwischenThe object of the invention is to provide an amplifier circuit with phase coupling which can operate as a converter circuit for radio links. To solve this problem, according to the invention, a circuit with a frequency converter, at least one linear filter amplifier, an oscillator, the frequency of which is controlled by signals, at least one of which comes from at least one amplifier *, and at least one power divider fed by the oscillator and is connected to the converter and has an output u ^ (t) for the amplified signal. The receiver converter has a signal with a video frequency (for example between
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O und 80 .MHz) auf und dieses Signal wird einem ein Ausgleichsnetz einschließenden Verstärker zugeführt. Dieser Verstärker ist dabei so aufgebaut, daß er Signale von einer Null-Frequenz bis zum etwa Zehnfachen der modulierenden Höchstfrequenz ohne erhebliche Verzerrung und bei niedrigem Rauschfaktor verstärken kann. '0 and 80 .MHz) and this signal is fed to an amplifier that includes a compensation network. This amplifier is constructed in such a way that it can receive signals from a zero frequency up to about ten times the modulating maximum frequency without can amplify significant distortion and low noise factor. '
Die Frequenz des Oszillators wird durch, ein Eingangssignal (Spannung oder Strom) gesteuert, dessen Schwingungsleistung verhältnismäßig hoch ist (z. B. 0,3 bis 10 W) und der Oszillator weist wenigstens -einen Eingang für die Frequenz- oder Phasenmodulation auf. Der gesteuerte Modulator oder Oszillator soll dabei eine gute Wärmebeständigkeit in Bezug auf die mittlere Frequenz und eine möglichst hohe Empfindlichkeit aufweisen.The frequency of the oscillator is determined by having an input signal (Voltage or current) controlled, its vibration power is relatively high (e.g. 0.3 to 10 W) and the oscillator has at least one input for frequency or phase modulation on. The controlled modulator or oscillator should have good heat resistance in relation to the average Frequency and the highest possible sensitivity.
Fach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann der Oszillator mit einer einzigen, mit der gewünschten Frequenz schwingenden Stufe, oder aber wahlweise ausgehend von einer Unter- oder Oberwelle mit mehreren Stufen arbeiten« Im letztgenannten Fall läßt sich mittels Frequenzvervielfacher oder Frequenzteiler das Frequenzband der gesamten Verstärkerschaltung verändern. Dabei ist es auch möglich, Verstärkerstufen in die den Modulator bildende Schaltung einzusetzen.According to a further feature of the invention, the oscillator can oscillate with a single frequency at the desired frequency Level, or alternatively, starting from a lower or upper wave, work with several levels «In the latter case the frequency band of the entire amplifier circuit can be changed by means of a frequency multiplier or frequency divider. Included it is also possible to use amplifier stages in the circuit forming the modulator.
Die an sich bekannte Richtungskopplung muß auf der zum Umsetzer führenden Abzweigung eine lose Kopplung besitzen.The directional coupling known per se must have a loose coupling on the junction leading to the converter.
Der Erfindungsgegenstand wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen;The subject of the invention is explained below with reference to the drawing explained in more detail. Show it;
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Verstärkerschaltung nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel,1 shows a block diagram of an amplifier circuit according to the invention according to a preferred embodiment,
Fig. 2 ein entsprechendes Blockschaltbild eines Umsetzerver- ; stärkers, und . -■■---.-..2 shows a corresponding block diagram of a converter converter ; stronger, and. - ■■ ---.- ..
Fig. 3 und 4 Abwandlungen der in Fig. 1 dargestellten Schaltung.3 and 4 modifications of the circuit shown in FIG.
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Wie aus der Zeichnung (Pig. 1) ersichtlich., weist ein Umsetzer 1 einen ersten Eingang für das winkelmodulierte Signal s (t) und einen zweiten Eingang, der mit einem ersten Ausgang eines Leistungsteilers 4 verbunden ist, auf, wobei der andere Ausgang des Leistungsteilers den Ausgang U.J (t) der Ge samt schaltung bildet. Der Eingang dieses Leistungsteilera ist mit dem Ausgang eines Oszillators 3 (VCO «voltage control oszillator) verbunden, dessen Frequenz durch die Eingangsspannung gesteuert wird. Der Ausgang des Umsetzers 1 ist seinerseits mit dem linearen Verstärker 2 verbunden, dessen Ausgang den Oszillator 3 steuert.As can be seen from the drawing (Pig. 1), a converter 1 a first input for the angle-modulated signal s (t) and a second input which is connected to a first output of a power divider 4, the other output of the power divider forms the output U.J (t) of the overall circuit. The input of this power divider is with the output an oscillator 3 (VCO «voltage control oscillator) connected, whose frequency is controlled by the input voltage. The output of the converter 1 is in turn linear with the Amplifier 2 connected, the output of which controls the oscillator 3.
Die Wirkungsweise der in Fig. 1 dargestellten Schaltung ist nun | folgende:The mode of operation of the circuit shown in FIG. 1 is now | the following:
Das winkelmodulierte Eingangssignal s (t) gelangt in den Umsetzer 1'und wird dort mit dem über den Leistungsteiler 4 vom Oszillator 3 kommenden Signal Up(t) multipliziert. Dann wird der Oszillator 3 in Betrieb gesetzt; er erzeugt ein Signal, das nicht frequenzmoduliert ist, und das über den Leistungsteiler 4 den Umsetzer 1 beeinflußt und mit dem Signal s(t) kombiniert wird. Das sich aus der Überlagerung ergebende Signal wird im Verstärker 2 verstärkt, dessen Ausgang den Oszillator 3 steuert, wobei dieser nunmehr entsprechend seine Frequenz ändert bzw. die Frequenz des Signals s(t) annimmt, jedoch mit einer gegenüber s(t) etwas veränderten Phasenlage. Dabei ist " " der Ausgang u-Ct) innerhalb einer vorbestimmbaren Näherung eine getreue Wiedergabe des Signals s(t) und weist bei entsprechender Abmessung der Schaltungen einen erheblich höheren Pegel als das Eingangssignal auf. Die ganze Anordnung bildet also einen Verstärker.The angle-modulated input signal s (t) reaches the converter 1 'and is there with the via the power divider 4 from Oscillator 3 coming signal Up (t) multiplied. Then it will be the oscillator 3 is put into operation; it generates a signal that is not frequency modulated and that via the power divider 4 influences the converter 1 and is combined with the signal s (t). The signal resulting from the superposition becomes amplified in the amplifier 2, the output of which controls the oscillator 3, this now corresponding to its frequency changes or the frequency of the signal s (t) assumes, but with a slightly different phase position compared to s (t). Where "" the output u-Ct) within a predeterminable approximation faithful reproduction of the signal s (t) and, given the appropriate dimensions of the circuits, has a significantly higher level than the input signal. The whole arrangement thus forms an amplifier.
Unter diesen Umständen erreicht man noch den weiteren Vorteil, daß die Ausgangsleistung des Signals u^(t) bei weitgehend verschiedenen Werten der Eingangsleistung konstant bleibt, da sie durch das den Pegel des Oszillators 3 bestimmt wird.Under these circumstances one obtains the further advantage that the output power of the signal u ^ (t) at largely different Values of the input power remains constant, since it is determined by the level of the oscillator 3.
Das zur Modulation herangezogene Signal s(t) tritt wieder amThe signal s (t) used for modulation occurs again on
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Ausgang des Verstärkers 2 als Signal m(t) auf und kann als demodulierter Ausgang Verwendung finden.Output of amplifier 2 as signal m (t) and can be used as demodulated output can be used.
Bei der Ausführungsform nach ^ig. 2 ist die Anordnung ähnlich, jedoch ist hier zwischen den leistungsteiler 4 und den Umsetzer ein weiterer Umsetzer 5 eingeschaltet, der von einem zweiten Oszillator 6 gespeist wird. Dieser zweite Oszillator hat normalerweise eine feste Frequenz. In the embodiment according to ^ ig. 2 the arrangement is similar, however, a further converter 5 is connected between the power divider 4 and the converter, that of a second Oscillator 6 is fed. This second oscillator usually has a fixed frequency.
,Durch Einschaltung dieses zweiten Öszillators6wird erreicht, daß aus dem in den Umsetzer 5 einlaufenden Signal Up(t) ein weiteres Signal u^(t) gewonnen wird, das auf den Umsetzer 1 einwirkt.By switching on this second oscillator 6 it is achieved that from the incoming signal Up (t) in the converter 5, a further signal u ^ (t) is obtained which is sent to the converter 1 acts.
Die Wirkungsweise dieser Schaltung ist analog jener nach Pig. Hat das Eingangssignal s(t) eine Frequenz f_ und der Oszillator eine Fasquenz f , so nimmt das Ausgangs signal U1 (t) die FrequenzThe mode of operation of this circuit is analogous to that according to Pig. If the input signal s (t) has a frequency f_ and the oscillator has a frequency f, the output signal U 1 (t) takes the frequency
f1=fs ± fo an. f 1 = f s ± f o an.
Außer der ^ignalverstärkung wie im Falle der Fig. 1 erzielt man hier zuzüglich eine Verschiebung zwischen der Eingangsfrequenz und der Ausgangsfrequenzj ist f konstant, bleibt auch die erwähnte Verschiebung konstant.Besides the ignalverstärkung ^ w ie in the case of Fig. 1 is obtained here, plus a displacement between the input frequency and the Ausgangsfrequenzj f is constant, the mentioned displacement remains constant.
Die Schaltungsanordnung nach Fig. 2 eignet sich besonders für eine Umsetzstelle: Das Signal s(t) kommt von einer Empfangsantenne und das Signal iu(t) wird einer Sendeantenne zugeführt; die Frequenzverschiebung verhindert, jede Interferenz zwischen diesen beiden Antennen.The circuit arrangement according to FIG. 2 is particularly suitable for a conversion point: the signal s (t) comes from a receiving antenna and the signal iu (t) is fed to a transmitting antenna; the frequency shift prevents any interference between these two antennas.
In Fig. 3 ist eine Abwandlung der Schaltung nach Fig. 1 dargestellt. In diesem Fall, der mit Fig. 1 vergleichbar ist, ist zwischen dem Umsetzer 1 und dem Ausgang m(t) ein Signalteiler eingeschaltet, der zwei Ausgänge aufweist, deren erster an einen Netzfilter-Veratärker 2,F'(s), und deren zweiter an einem zweiten, durch den Netzfilter-Verstärker 2', F"(s), angeschlossen ist:In Fig. 3 a modification of the circuit of FIG. 1 is shown. In this case, which is comparable to FIG. 1, there is a signal divider between the converter 1 and the output m (t) switched on, which has two outputs, the first to a line filter amplifier 2, F '(s), and the second to a second, connected through the line filter amplifier 2 ', F "(s):
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Die jeweiligen Ausgänge des ersten und des zweiten Verstärkers 2f, 2" bzw. F?(s) und F"(s) führen zu einem anderen Eingang des Oszillators 3 bzw. sowie zu zwei Elementen 7', 7" bzw. K1 und K" (beispielsweise zwei Widerständen), die eine Kombination der beiden Ausgänge gestatten, diese summieren und an m(t) weiterleiten. Somit kann der als Tiefpassfilter ausgebildete Verstärker F1Os) zur Steuerung der mittleren Frequenz des Oszillators VCO dienen und ,sie mit der mittleren Frequenz des Eingangssignals a(t) koppeln, während der als Bandpassfilter ausgebildete Verstärker F"(s) den Oszillator VCO derart steuert, daß der Phasenfehler zwischen den Signalen s(t) und U1 (t) auf ein Mindestmaß herabgesetzt wird.The respective outputs of the first and the second amplifier 2 f , 2 ″ or F ? (S) and F ″ (s) lead to another input of the oscillator 3 or as well as to two elements 7 ′, 7 ″ or K 1 and K "(for example two resistors), which allow the two outputs to be combined, sum them up and pass them on to m (t). Thus, the amplifier F 1 Os) designed as a low-pass filter can be used to control the mean frequency of the oscillator VCO and couple it with the mean frequency of the input signal a (t), while the amplifier F "(s) designed as a band-pass filter controls the oscillator VCO in this way controls that the phase error between the signals s (t) and U 1 (t) is reduced to a minimum.
Das die Wiedergabe des Modulationssignals von s(t) bildendeThat forming the reproduction of the modulation signal of s (t)
Signal m-(t) ergibt sich aus einer bewerteten Summe (gegebenSignal m- (t) results from a weighted sum (given
durch die Elemente 71, 7" und die Summierschaltung 8) der Ausgänge der Verstärker 2' und 2".through the elements 7 1 , 7 "and the summing circuit 8) of the outputs of the amplifiers 2 'and 2".
Unter Verwendung zweier Rückkopplungsringe läßt siqh der Bau der Filterverstärker vereinfachen, wie auch die Leistungsfähigkeit der gesamten Verstärkerschaltung erhöht wird, obwohl hierdurch größere Schwierigkeiten in Bezug auf die Stabilisierung auftreten.Using two feedback rings simplifies the construction of the filter amplifier as well as the performance of the entire amplifier circuit is increased, although this creates greater difficulties in terms of stabilization appear.
Eine weitere Abwandlung der Schaltung nach Fig. 1 ist in Fig. 4 dargestellt. In diesem Fall, der auch mit Fig. 1 vergleichbar ist, wurde dem Umsetzer 1 ein mit 9 bezeichneter Richtungskoppler oder Leistungsteiler vorgeschaltet, der außer dem Ausgang s..(t) noch einen zweiten Ausgang Sg(t) aufweist, welcheyln den Oszillator 3 eingeführt wird.A further modification of the circuit according to FIG. 1 is shown in FIG. 4 shown. In this case, which is also comparable with FIG. 1, the converter 1 has a directional coupler labeled 9 or power divider connected upstream, which apart from the output s .. (t) still has a second output Sg (t), whichyln the oscillator 3 is introduced.
Nicht dargestellt ist der Ausgang m(t), der hier nicht iiteressiert. In diesem Falle wird ein Teil des Eingangssignals s(t) direkt in den gesteuerten Oszillator 3 geleitet, der auf diese Wei3e frequenzsynchronisiert bleibt. Die Funktion/von Umsetzer 1 und Verstärker 2 entsprechen jenen der vorstehend beschriebenenThe output m (t), which is not relevant here, is not shown. In this case, part of the input signal s (t) is fed directly into the controlled oscillator 3, which is frequency-synchronized in this way remain. The function / s of converter 1 and amplifier 2 correspond to those described above
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Ausführungsformen. Das Verhalten ist ähnlich dem der Schaltung nach Pig, 3, hei der der Oszillator 5 von zwei Signalen gesteuert wird.Embodiments. The behavior is similar to that of the circuit According to Pig, 3, is called the oscillator 5 of two signals is controlled.
Die zuletzt beschriebene und in den Figuren 3 und 4 dargestellte Ausführungsform zeigt nur eine Verstärkerschaltung. Durch geeignete Abwandlungen, die im Ermessen des Fachmanns liegen und jenen ähnlich sind, die es gestatten, von der Ausführungsform nach l?ig. 1 auf die Ausführungsform nach Fig. 2 überzugehen, lassen sich diese Schaltungen für den Einsatz als Umsetzerschaltungen ergänzen.The embodiment last described and shown in FIGS. 3 and 4 shows only one amplifier circuit. By suitable modifications, which are within the discretion of the person skilled in the art and are similar to those which make it possible to modify the embodiment according to FIG . ig. 1 to pass over to the embodiment according to FIG. 2, these circuits can be supplemented for use as converter circuits.
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