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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Une nouvelle façon de générer un signal SSB. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Radiocommunications civiles Dans les équipements de radiocommunication amateur, deux méthodes de formation d'un signal à bande latérale unique sont largement utilisées - le filtre et la phase [1]. Le filtre de troisième phase n'a pas encore été distribué. Tous appartiennent aux méthodes "directes", qui se caractérisent par le fait que le signal audio après une série de transformations de fréquence se transforme en une seule bande latérale. Une place particulière est occupée par la méthode "synthétique" de formation d'un signal SSB, proposée par M. Verzunov [2]. Son essence est la suivante. Un signal SSB est formé à partir du signal audio d'origine (par n'importe quel moyen) à une fréquence auxiliaire relativement basse, où il est facile de supprimer la porteuse et la bande latérale inutile. Le signal généré est détecté par deux détecteurs - amplitude et fréquence, à la sortie desquels sont attribuées des tensions proportionnelles à l'amplitude instantanée et à la fréquence instantanée du signal SSB. L'oscillateur maître de l'émetteur, excité à la fréquence de fonctionnement, est modulé en fréquence par la tension issue de la sortie du détecteur de fréquence. Dans l'étage de sortie de l'émetteur, le signal émis est également modulé en amplitude par la tension issue de la sortie du détecteur d'amplitude. Avec des coefficients de modulation correctement sélectionnés, un signal SSB normal est formé et pénètre dans l'antenne à la fréquence de fonctionnement. Les avantages de la méthode "synthétique" incluent la possibilité de générer un signal SSB à une fréquence arbitrairement élevée et une faible teneur en sous-produits (fréquences de combinaison) dans le signal de sortie. De plus, la plupart des étages d'émetteurs RF peuvent fonctionner en mode Classe C avec un rendement élevé. Les inconvénients de la méthode comprennent l'inadmissibilité du déphasage relatif des signaux de commande dans les canaux de modulation de fréquence et d'amplitude et la nécessité de reproduire avec précision les amplitudes et les fréquences du signal synthétisé, ce qui impose des exigences strictes sur la linéarité de l'amplitude- caractéristiques de fréquence des détecteurs et des modulateurs. Le dernier inconvénient dans le canal de fréquence est partiellement éliminé lorsque le système PLL est utilisé pour contrôler la fréquence de l'oscillateur maître. Relativement récemment, de brefs articles sont parus dans la presse sur le développement en Angleterre d'un nouveau schéma de génération d'un signal SSB par une méthode "synthétique" utilisant la technologie de contrôle automatique [3], ce qui a permis d'éliminer en grande partie les inconvénients décrits de la méthode . Les auteurs (V. Petrovic et W. Gosling) ont appelé le nouvel émetteur "émetteur SSB à boucle polaire", ce qui signifie, très probablement, une représentation vectorielle du signal SSB en coordonnées polaires. Le schéma fonctionnel de l'émetteur est illustré à la fig. une.
Sa partie haute fréquence est simple - elle contient un oscillateur maître G1 accordé sur la fréquence de fonctionnement f et un amplificateur de puissance A1 connecté à l'antenne W1. La partie basse fréquence de l'appareil est plus compliquée. Il comprend un générateur de signal SSB auxiliaire U1, qui convertit le signal audio du microphone B1 en une seule bande à une fréquence relativement basse, par exemple 500 kHz. Le shaper U1 peut contenir un amplificateur de microphone A5, un modulateur équilibré U8. oscillateur de référence G3 à une fréquence de 500 kHz et filtre électromécanique Z2. Le signal SSB basse fréquence généré Ui est envoyé au limiteur U2 et au détecteur synchrone U3, à la sortie desquels une tension est générée. proportionnelle à l'amplitude du signal SSB a1. Ainsi, les éléments U2 et U3 remplissent les fonctions d'un détecteur d'amplitude. Bien sûr, un détecteur d'enveloppe conventionnel pourrait également être utilisé, mais sa linéarité est moins bonne et le limiteur est toujours nécessaire pour d'autres transformations de signal. Regardons maintenant le schéma de principe de l'émetteur "de l'autre côté", à partir de la sortie. Une partie du signal RF de sortie à travers l'atténuateur A4 est envoyée au convertisseur de fréquence U7, dont l'oscillateur local est le synthétiseur de fréquence G2 ou un autre générateur hautement stable. Sa fréquence f est fixée égale à la différence ou à la somme de la fréquence de fonctionnement f1 et de la basse fréquence auxiliaire f3. Dans ce cas, après conversion, un signal de fréquence égale à la fréquence du signal basse fréquence généré (dans notre exemple, 500 kHz) sera sélectionné. Supposons que la fréquence de fonctionnement f1 est de 28 kHz. alors la fréquence du synthétiseur G500 doit être de 2 28 ou 000 29 kHz. Le signal converti est appliqué au limiteur U000 et au détecteur synchrone U5. similaire aux nœuds U6 et U2. Une tension est générée en sortie du détecteur synchrone U3. proportionnelle à l'amplitude du signal émis a6. Les deux tensions, a2 et a1, sont appliquées au mode différentiel de l'amplificateur de modulation CC A2 et commandent l'amplitude du signal RF dans l'amplificateur de puissance A3. Ainsi, une boucle fermée pour suivre l'amplitude du signal émis est formée. Le fonctionnement de la boucle est peu affecté par les coefficients de transmission des détecteurs synchrones et autres liaisons. De plus, plus le gain dans la boucle est important (déterminé principalement par l'amplificateur A3), plus l'amplitude du signal de sortie est suivie avec précision, à condition que les déphasages du signal de commande dans la boucle soient faibles (sinon la boucle peut s'auto- exciter). La puissance de sortie de crête requise de l'émetteur est réglée par l'atténuateur A4. Considérez le fonctionnement du canal de suivi de fréquence. Le signal SSB écrêté From et le signal de sortie converti en fréquence et également écrêté U4 sont envoyés au détecteur de phase U4, où ils sont comparés l'un à l'autre en phase. La tension de sortie du détecteur de phase. proportionnelle à la différence de phase, à travers le filtre passe-bas Z1 et l'amplificateur continu A2 agit sur la varicap incluse dans le circuit de l'oscillateur maître de l'émetteur G1. Nœuds U4, Z1. A2 et la varicap sont ainsi inclus dans la boucle PLL, qui établit l'égalité exacte des fréquences du signal auxiliaire SSB avec la sortie convertie. Il est seulement nécessaire que lorsque l'émetteur est allumé, la fréquence de l'oscillateur maître tombe dans la diarrhée de capture de boucle PLL (qui peut être des dizaines et des centaines de kilohertz), un suivi supplémentaire se produit automatiquement. Pendant les pauses dans le signal de parole, le système s'ajuste à la fréquence de la porteuse supprimée f3, dont le reste est disponible à la sortie du conformateur de signal BLU auxiliaire U1. L'étage de sortie de l'émetteur est fermé pendant les pauses dues au fonctionnement de la boucle de poursuite d'amplitude. L'essence du fonctionnement de l'ensemble du système se résume donc à ce qui suit : un signal SSB auxiliaire est formé à une fréquence f3 (par le nœud U1), le signal émis est converti à la même fréquence (éléments U7, G2), et deux boucles de poursuite automatique pour l'amplitude et la fréquence établissent l'égalité des amplitudes et des phases des signaux SSB auxiliaires et rayonnés. En conséquence, un signal SSB est émis qui est exactement le même que le signal auxiliaire, mais à une fréquence f1 beaucoup plus élevée. Le fonctionnement du système peut également être expliqué par un diagramme vectoriel en coordonnées polaires r et φ, illustré à la Fig. 2.
Le vecteur U1 représente le signal auxiliaire SSB. La longueur a de ce vecteur correspond à l'amplitude, et l'angle φ1 correspond à la phase. La sortie convertie en fréquence de l'émetteur est représentée par le vecteur U2. Le système de contrôle d'amplitude cherche à établir l'égalité des longueurs des vecteurs U1 et U2, et le système PLL - l'égalité de leurs phases. Avec un suivi parfait, les vecteurs correspondent et le signal converti correspond exactement au signal généré. Il y a presque toujours une erreur de suivi, qui diminue à mesure que le gain dans les boucles de contrôle augmente. Lors de la mise en œuvre de la partie RF de l'émetteur, cela s'avère extrêmement simple. L'étage de sortie peut fonctionner en mode classe C avec un rendement élevé. Une linéarité élevée des modulateurs d'amplitude et de fréquence n'est pas non plus requise, car une rétroaction négative profonde dans les boucles de contrôle linéarise le système et réduit considérablement les distorsions non linéaires. Il n'y a pas non plus d'exigences particulières pour la stabilité de l'oscillateur maître G1, puisque sa fréquence est stabilisée par le système PLL. L'émetteur est accordé en fréquence par le synthétiseur G2. Les inventeurs de la nouvelle méthode "synthétique" rapportent que la partie HF de l'émetteur est totalement insensible aux ondulations de tension d'alimentation, aux changements de calibre des éléments, etc. Le principal avantage de l'émetteur est la très grande pureté du spectre de sortie, qui est particulièrement important dans les conditions atmosphériques modernes. L'émetteur n'émet pas de fréquences latérales (sauf pour les harmoniques). Lors d'un test avec un signal à deux tons, le niveau des composants parasites s'est avéré inférieur à -50 dB. et dans les émetteurs SSB filtrés conventionnels, il descend rarement en dessous de -30...-35dB. L'émetteur a été testé à une fréquence de 99.5 MHz avec une puissance rayonnée de 13...20 W. Il semble qu'une nouvelle méthode de formation de SSB intéressera les radioamateurs avec des paramètres de haute qualité. La possibilité d'une « émission-réception » de l'émetteur décrit est également envisagée. Par exemple, les éléments U7 et G2 (voir Fig. 1) peuvent servir de convertisseur de fréquence pour la partie réception de l'émetteur-récepteur. Lors de la réception, le chemin d'amplification IF habituel et le détecteur SSB sont connectés à la sortie du convertisseur U7, et le signal de référence pour ce dernier peut être extrait de l'unité de génération de signal SSB auxiliaire U1. Il est également possible de double-convertir la fréquence reçue f1 et la fréquence f3 à l'aide du premier quartz et du deuxième oscillateur local accordable, comme cela est souvent fait dans les récepteurs et émetteurs-récepteurs radioamateurs. L'ensemble du système de génération de signal SSB fonctionnera dans ce cas sur la deuxième IF du récepteur. littérature
Auteur : V. Polyakov (RA3AAE) Moscou ; Publication : N. Bolchakov, rf.atnn.ru
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