SSB信号を生成する新しい方法。スキーム、説明

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SSB信号を生成する新しい方法。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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アマチュア無線通信機器では、単側波帯信号を形成する 1 つの方法、フィルターと位相 [XNUMX] が広く使用されています。 XNUMX 番目のフェーズフィルターは、まだ配布を受けていません。それらはすべて、一連の周波数変換後のオーディオ信号が単側波帯に変わるという事実によって特徴付けられる「直接」方法に属します。

特別な場所は、M. Verzunov [2] によって提案された SSB 信号を形成する「合成」方法によって占められています。その本質は次のとおりです。 SSB 信号は、元のオーディオ信号から (任意の方法で) 比較的低い補助周波数で形成されます。この補助周波数では、搬送波と不要な側波帯を簡単に抑制できます。生成された信号は、振幅と周波数の XNUMX つの検出器によって検出されます。その出力には、SSB 信号の瞬時振幅と瞬時周波数に比例する電圧が割り当てられます。動作周波数で励起された送信機の主発振器は、周波数検出器の出力からの電圧によって周波数変調されます。送信機の出力段では、送信された信号も振幅検出器の出力からの電圧によって振幅が変調されます。変調係数を正しく選択すると、通常の SSB 信号が形成され、動作周波数でアンテナに入ります。

「合成」法の利点には、任意の高周波数でSSB信号を生成する可能性と、出力信号内の副産物（組み合わせ周波数）の含有量が少ないことが含まれます。さらに、ほとんどのRF送信機ステージは、クラスCモードで高効率で動作できます。この方法の不利な点は、周波数および振幅変調チャネルにおける制御信号の相対的な位相シフトの許容できないこと、および合成された信号の振幅および周波数を正確に再現する必要性を含み、これは振幅の線形性に厳しい要件を課す。検出器と変調器の周波数特性。 PLLシステムを使用してマスターオシレータの周波数を制御すると、周波数チャネルの最後の欠点が部分的に解消されます。

比較的最近、自動制御技術を使用した「合成」法によってSSB信号を生成するための新しいスキームの英国での開発に関する簡単な報告が報道されました[3]。これにより、この方法の説明された欠点を大幅に排除することができました。。著者（V.PetrovicおよびW.Gosling）は、新しい送信機を「極ループSSB送信機」と呼びました。これは、おそらく極座標でのSSB信号のベクトル表現を意味します。送信機のブロック図を図1に示します。 XNUMX。

図1（クリックすると拡大）

その高周波部分は単純です - 動作周波数 f に調整されたマスターオシレータ G1 と、アンテナ W1 に接続されたパワーアンプ A1 が含まれています。装置の低周波部分はより複雑です。それは補助ＳＳＢ信号発生器Ｕ１を含み、これはマイクロフォンＢ１からのオーディオ信号をある比較的低い周波数、例えば５００ｋＨｚでシングルバンドに変換する。シェイパー U1 には、マイクアンプ A1、バランスモジュレーター U500 が含まれている場合があります。周波数 1 kHz の基準発振器 G5 と電気機械フィルタ Z8。

生成された低周波SSB信号Uiは、リミッタU2と同期検波器U3に供給され、その出力で電圧が生成されます。 SSB信号a1の振幅に比例します。したがって、要素Ｕ２およびＵ３は、振幅検出器の機能を実行する。もちろん、従来の包絡線検波器を使用することもできますが、その直線性はさらに悪く、さらなる信号変換にはリミッターが必要です。

次に、送信機のブロック図を「反対側から」、出力から見てみましょう。減衰器 A4 を介した出力 RF 信号の一部は、周波数変換器 U7 に供給されます。その局部発振器は、周波数シンセサイザー G2 またはその他の非常に安定した発生器です。その周波数 f は、動作周波数 f1 と補助低周波数 f3 の差または合計に等しく設定されます。この場合、変換後、生成された低周波信号の周波数 (この例では 500 kHz) と等しい周波数の信号が選択されます。動作周波数 f1 を 28 kHz とします。その場合、G500 シンセサイザーの周波数は 2 または 28 kHz にする必要があります。変換された信号は、リミッタ U000 と同期検出器 U29 に適用されます。ノード U000 と U5 に似ています。同期検出器Ｕ６の出力に電圧が発生する。放射された信号a6の振幅に比例します。両方の電圧 a2 と a3 は、DC 変調増幅器 A6 の差動モードに印加され、電力増幅器 A2 の RF 信号の振幅を制御します。したがって、放出された信号の振幅を追跡するための閉ループが形成される。

ループの動作は、同期検波器やその他のリンクの伝送係数の影響をほとんど受けません。さらに、ループ内の制御信号の位相シフトが小さい場合 (主に増幅器 A3 によって決定される)、ループ内のゲインが大きいほど、出力信号の振幅がより正確に追跡されます (そうでない場合、ループは自己エキサイト）。送信機の必要なピーク出力電力は、減衰器 A4 によって設定されます。

周波数追跡チャネルの動作を考えてみましょう。クリップされたＳＳＢ信号Ｆｒｏｍと、周波数変換されかつクリップされた出力信号Ｕ４は、位相検出器Ｕ４に供給され、そこで互いに位相が比較される。位相検出器の出力電圧。ローパスフィルターZ4とDCアンプA4を介して、位相差に比例して、送信機G1のマスターオシレーターの回路に含まれるバリキャップに作用します。ノード U2、Z1。したがって、A4 とバリキャップは PLL ループに含まれており、変換された出力と補助 SSB 信号の周波数が正確に等しくなります。送信機がオンになったときに、マスターオシレータの周波数が PLL ループキャプチャ下痢 (数十および数百キロヘルツになる可能性があります) に落ち、さらに追跡が自動的に行われることだけが必要です。音声信号の一時停止中に、システムは抑圧された搬送波 f1 の周波数に合わせて調整し、その残りは補助 SSB 信号整形器 U2 の出力で利用できます。トランスミッタの出力段は、振幅トラッキングループの動作により、一時停止中に閉じられます。

したがって、システム全体の動作の本質は次のとおりです。補助SSB信号が周波数f3で（ノードU1によって）形成され、放射された信号が同じ周波数に変換され（要素U7、G2）、1つの自動振幅と周波数の追跡ループにより、補助信号と放射 SSB 信号の振幅と位相が等しくなります。その結果、補助信号とまったく同じSSB信号が発信されますが、はるかに高い周波数f2です。システムの動作は、極座標 r と φ のベクトル図で説明することもできます。 XNUMX.

SSB信号を生成する新しい方法
Pic.2

ベクトル U1 は補助 SSB 信号を表します。このベクトルの長さ a が振幅に対応し、角度 φ1 が位相に対応します。送信機の周波数変換された出力は、ベクトル U2 として示されます。振幅制御システムは、ベクトル U1 と U2 の長さを等しくし、PLL システムはそれらの位相を等しくしようとします。完全なトラッキングでは、ベクトルが一致し、変換された信号が生成された信号と正確に一致します。

ほとんどの場合、トラッキングエラーが発生しますが、制御ループのゲインが増加すると減少します。

送信機の RF 部分を実装すると、非常に簡単であることがわかります。出力段はクラス C モードで高効率に動作できます。制御ループの深い負のフィードバックがシステムを線形化し、非線形歪みを大幅に低減するため、振幅変調器と周波数変調器の高い線形性も必要ありません。マスターオシレータ G1 の安定性についても特別な要件はありません。その周波数は PLL システムによって安定化されているからです。送信機は、シンセサイザー G2 によって周波数が調整されます。新しい「合成」方式の発明者は、送信機の HF 部分が電源電圧のリップルや素子定格の変化などの影響をまったく受けないことを報告しています。送信機の主な利点は、出力スペクトルの純度が非常に高いことです。現代の空気条件では特に重要です。送信機は副周波数を放射しません (高調波を除く)。 50 トーン信号でテストしたところ、スプリアス成分のレベルは -30 dB 未満であることがわかりました。また、従来のフィルター処理された SSB 送信機では、-35...-99.5dB を下回ることはめったにありません。トランスミッタは、周波数 13 MHz、放射電力 20 ～ XNUMX W でテストされました。

SSBを形成する新しい方法は、高品質のパラメータを持つアマチュア無線家の興味を引くようです。記載されている送信機の「トランシーバー化」の可能性も検討されています。たとえば、エレメントU7およびG2（図1を参照）は、トランシーバーの受信部分の周波数変換器として機能できます。受信時には、通常のIF増幅経路とSSB検出器がU7コンバータの出力に接続され、後者の基準信号は補助SSB信号生成ユニットU1から取得できます。アマチュア無線の受信機やトランシーバーでよく行われるように、最初のクォーツと1番目の調整可能な局部発振器を使用して受信周波数f3と周波数fXNUMXを二重変換することも可能です。この場合、SSB信号生成システム全体が受信機のXNUMX番目のIFで機能します。

文学

ブニモビッチS。 YaylenkoL.アマチュアシングルバンド無線通信の技術。モスクワ：DOSAAFソ連。 1970年
Verzunov M.V. 無線通信における単側波帯変調.-- M .: Military Publishing House、1972 年。
ホーカー P. ポーラーループ SSB 送信機". Radio Communication; 1979. Sept.. p. 828 - 829.

著者: V. ポリアコフ (RA3AAE) モスクワ; 出版物: N. ボルシャコフ、rf.atnn.ru

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