172957. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés nagy vivőpontosságú, különösen TV közbenső hangvivő előállítására szolgáló FM modulátor céljára
3 172957 4 fent említett fázistolt szabályozójelet összegezi, a hozzá kapcsolódó elektronikusan hangolható oszcillátort úgy vezérli, hogy a referencia frekvenciából és a moduláló frekvenciából származó zajok ne juthassanak az elektronikusan hangolható oszcillátor bemenetére. A kapcsolás hátránya, hogy a keverő újabb zajforrásként jelentkezik, a fázistoló beállítása kritikus és az áramkör működéséhez nem feltétlenül szükséges alkatrészeket és beállítóelemeket is tartalmaz. A találmány szerinti megoldás ezeket a hátrányokat kiküszöböli és viszonylag egyszerű áramköri megoldásokkal lényegesen nagyobb közbenső vivőpontosságot biztosít a fent ismertetett megoldásoknál. A találmánynak az a lényege, hogy a közbenső hordozó hangfrekvenciával történő modulálására a közbenső hordozót előállító oszcillátor frekvenciája egy referenciafrekvenciához (tetszőleges frekvenciához) fázisrögzítő hurok segítségével van hozzákötve. A találmányt részletesebben a példákban leírt kiviteli alakok segítségével ismertetjük. Az 1. ábrán a találmány egy kivitelének tömbvázlata látható. A 2. ábra az 1. ábra szerinti tömbvázlat egy példaképpeni kivitele. Az 1. ábra blokkjai az alábbiakat tartalmazzák: 1. felül áteresztő szűrő 2. kétbemenetű, szélessávú, lineáris feszültségáram átalakító és összegező 3. elektronikusan hangolható oszcillátor 4. programozható frekvenciaosztó 5. programozó áramkör 6. digitális fázisdiszkriminátor 7. jelformáló áramkör 8. elválasztó kapurendszer 9. aktív aluláteresztő 10. járulékos aluláteresztő 11. referencia frekvenciaosztó A. moduláló bemenet B. referencia bgjgienet C. kimenet A fáziskötött rendszer előnye az, hogy az elektronikusan hangolható oszcillátor, pontossága tetszőleges mértékben fokozható, és csak a hurokban alkalmazott hurokerősítés és hurokidőállandő, és a referenciaoszcillátor frekvenciapontosságának függvénye, más szavakkal megegyezővé tehető a referenciaoszcillátor frekvenciapontosságával. A találmány szerinti áramkör működésének alapelve az, hogy ha a minimális moduláló frekvencia lényegesen, legalább egy dekáddal nagyobb, mint a hurokidőállandóból kiszámítható, a rendszerre jellemző határfrekvencia, akkor az elektronikusan hangolható oszcillátor frekvenciáját egy járulékos jellel, mely az elektronikusan hangolható oszcillátor szabályozójeléhez hozzáadva, változtatni lehet. Nehézség merül fel azonban, ha a moduláló frekvencia relatíve alacsony, mivel a frekvenciamoduláció elméletéből következően a kívánt frekvencialöket, a moduláló frekvencia és az előállító fázislöket között a következő — hiperbolikus — összefüggés van: AF 360° 0 = --------- -------írnod 2 ahol 0 a fázislöket fokban AF a frekvencialöket Herzben fmod a moduláló frekvencia Herzben Amennyiben pl. 50 kHz a frekvencialöket és 30 Hz a moduláló frekvencia, akkor a fázislöket « = 95 393° Mivel az elméleti legjobb fázisdiszkriminátor átfogása legfeljebb ±180°, ezért a probléma közvetlen fázisrögzítéssel nem megoldható. Mivel a vivőfrekvencia digitális leosztásakor a löketnagyság is csökken, ezért a vivőfrekvenciát oly mértékben kell leosztani, hogy a leosztott vivőfrekvenciaszármazékon a fázislöket legfeljebb ±180°-ot érhessen el, az említett esetben tehát az osztás nagysága: 0 max 95 493° n - -------------- =-------------= 530 0 discr 180 Ekkor azonban bármilyen kis túlmoduláció esetén a fázisrögzítő hurok kiesik a stabil tartományból és instabillá válik. Ha megfelelő biztonságra akarunk törekedni, akkor a löketnagyságot célszerűen a kívánt kétszeresére választjuk és a diszkriminátor fázistartományát csak félig használhatjuk ki, így a fenti osztásarányt a képletekből számítottat (négyszeresére, vagy annál nagyobbra célszerű választani. Ez olyan optimális kompromisszum, melynél az aktív aluláteresztőt nem kell indokolatlanul alacsony frekvenciájúra választani, és egy járulékos aluláteresztő még kellő elnyomást biztosít a leosztott vivőfrekvencia származékra. Ezt egy példával illusztrálva, ha az aktív aluláteresztő felső határfrekvenciája pl. 1 Hz, a leosztott vivőfrekvencia származék 2,5 kHz, akkor 20 dB/dekád levágási meredekséget feltételezve még 60 dB-nél jobb jel-zaj viszony érhető el. Miután az 1. összefüggésből látható, hogy a moduláció következtében előálló fázislöket a moduláló frekvencia csökkentésekor hiperbolikusán növekszik, tehát a fázislöket is meredeken növekszik, ezért a modulációs bemenetnél okvetlenül felüláteresztő szűrőt kell beiktatni, mely a kívánt moduláló frekvencia alatti frekvenciákat kizárja. Mivel a visszacsatolt hurkot úgy kell kiképezni, hogy csak egy domináns pólust - célszerűen az aktív aluláteresztő időállandójának megfelelőt - tartalmazzon, hogy feltétlen stabil rendszert kapjuk, ezért a moduláló jelet olyan lineáris összegzőn kell hozzáadni az elektronikusan hangolható oszcillátor szabályozó jeléhez, melynek két, gyakorlatilag független bemenete van és az összegző a moduláló 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
