175236. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés frekvenciamodulált jelek vételére és előállítására
7 175236 8 Ufm = A sin (£20 * Umodo>) t jelet kapunk, mely vivőfrekvenciájú frekvenciamodulált jel időfüggvénye. ' Az eljárás jelentősége többek között úgy is belátható, hogy a demoduláláskor a kívánt jelet több különböző frekvenciájú jel közül egyszerű sáv-szűrővel kiválaszthatjuk. Ha a sávszűrő a legnagyobb 5 megengedett frekvencialöket felett lezár, akkor a hordozófrekvenciától a legnagyobb frekvencialöketnél nagyobb mértékben eltérő jeleket a rendszer nem érzékeli. Más szavakkal kifejezve a rendszer csak a hordozófrekvenciát közrefogó előírt frekvenciasáv 10 jeleire reagál. Moduláláskor pedig az Ux és Uy jelek sávhatárolásával a frekvenciamodulált jel a vivőfrekvencia környezetében válik ugyanilyen mértékben sávhatárolttá, 15 és az adási spektrum így könnyen kézbentarthatóvá válik. A 3. ábrán az FSK jelek vételére alkalmas találmány szerinti berendezés tömbvázlatát tüntettük fel. Az ábrán megfigyelhetjük, hogy a berendezés két 20 tagból áll, az első ág 1 szorzó egységet, 2 sávszűrőt és 3 differenciáló egységet tartalmaz. A második ág hasonló egységeit a hivatkozási szám mellé tett (>) jellel különböztettük meg. A 2 és 2’ sávszűrők, valamint a 3 és 3’ differenciáló 25 egységek kimenetei 4 analóg aritmetikai egység bemenetéhez csatikaoznak és ennek kimenete a démodulait FSk jelet szolgáltatja. Az FSK modulált jelek spektruma lényegében az 1 . ábrán látható, ahol a modulált FSK jel pillanatnyi 30 helyzetét az Um, vagy Um, jel határozza meg, és ezek a jelek az cj frekvenciával nagyobb illetve kisebb frekvenciái úak a képzeletbeli Ù,. vivőfrekceniánál. Az FSK jel és az 1 és 1 ’ szorzó egysegek első szorzó bemenetéihez csatlakoznak, és a szorzó egységek 35 második szorzó bemenetei olyan belső generátorral vannak összekötve (az ábrán nem vázolt), amely az 1 szorzó egység részére sinfü0t, az 1’ szorzó egység részére pedig cos Í20t jelet ad. A szorzó egységek a korábban vázoltak szerint elvégzik a szükséges müve- 40 leteket és a kapott szorzatból a 2 és 2’ sávszűrők kiválasztják a különbségi frekvenciának megfelelő Ux és Uy jel összetevőket. A korábbi magyarázat alapján szükségtelennek tűnik sávszűrő alkalmazása aluláte- 45 resztő szűrő helyett. A 2 és 2’ sávszűrők alkalmazásának indokoltságát az 1. ábra kapcsán világítjuk meg. FSK jelek demodulálásakor állandó cj frekvenciakülönbségre kell számítani, azért a transzponált Ut és Ut' jelek frekvenciája cj értékű. A szükséges jel- gp komponenset aluláteresztő szűrő is kiválasztja, de ez az egyenáramú komponenset is átviszi. A gyakorlatban megvalósítható szorzó egységek kimenetén azonban nem elhanyagolható mértékű egyenszintvándorlással illetve egyenáramú hibával kell számolni. Éne 55 az egyenszintre a további jelfeldolgozáshoz nincs szükség. A 2 és 2’ sávszűrők az cj frekvenciát illetve annak előírt környezetét eresztik át, és ezzel járulékos szelektivitás növekedést és zavarérzéktelenséget biztosítanak. 50 A 4 analóg aritmetikai egység legcélszerűbben az (5) vagy (6) összefüggések végrehajtására alkalmas kialakítású, és kimenetén a kijövő démodulait «válaszjel két lehetséges állapota az FSK moduláció pillanatnyi modulációjának felel meg. 65 A 4. ábrán a találmány frekvenciamodulált jelek vételére alkalmas kiviteli alakját tüntettük fel. A 3. ábrához hasonlóan itt ls két jelfeldolgozási ág van, amelyek a két ortogonális jellel végzett két szorzat feldolgozásához tartoznak. A 3. ábrán vázolt 2 sávszűrő és az 5 sávszűrők egymástól különböznek, mert az 5 és 5’ sávszűrők az egyenfeszültséget nem engedik át, de alsó határfrekvenciájuk nagyon alacsony (akár 0,1 Hz is lehet). Az 5 és 5’ sávszűrők áteresztési sávja a maximális frekvencialöket értékével van összhangban, és a maximális frekvencialöketet még csillapítás nélkül átengedik. Az 5 és 5’ sávszűrőket 6 és 6> szabályozó erősítők követik, és ezek feladata, hogy az amplitudóingadozásokat kiegyenlítsék. A kiegyenlítést a 7 műveletvégző egységből és a 8 hibajel erősítőből álló áramkör végzi. Az (1) és (2) összefüggések négyzetreemelés és összegzés után A2 (sin2cj t + cos2co t) = A2 (10) eredményt kapjuk. A 7 műveletvégző egység a bemenetére vezetett jelekből a jelamplitudóval arányos szabályozó jeleket kelt, és a 8 hibajel erősítőn keresztül ez a jel képezi a 6 és 6’ szabályozó erősítők szabályozó feszültségét.. A szabályozó erősítők után már állandó szintű jelek találhatók. A 4 analóg aritmetikai egység szerkezeti felépítése alkalmas a (7), (8) vagy (9) összefüggéssel meghatározott műveletek valamelyikének elvégzésére, tehát kimenetén a demodulált jel létrehozására. Frekvenciamodulált jelek vételénél gyakran moduláció nélküli hordozót sugároznak ki. Amennyiben az 1 és 1 * szorzó egységek második bemeneteire kapcsolt ortogonális jelek frekvenciája ezzel a vivőhullámmal azonos lenne, akkor ilyen esetben az 5 és 5> sávszűrők az egyenkomponenset kiszűrnék, és ez a további jelfeldolgozás során fokozott nehézségeket támasztana. A 4. ábrán vázolt kiviteli alaknál a szorzáshoz szükséges ortogonális jelek frekvenciáját az Í2Q vivőhullámtól frekvenciával elhangoljuk, és külön szabályozási körrel ezt a standard Acj frekvenciaeltérést fenntartjuk. Az ortogonális jeleket előállító 9 feszültségvezéreit oszcillátor (VCO), mely 90°-os 10 fázistolón keresztül csatlakozik az 1’ szorzó egységhez, vezérlő feszültséget, azaz AFC (automatic frepuency control) feszültséget 12 hibajelképző egységtől kap. A 12 hibajelképző egység 11 aluláteresztő szűrőn keresztül a 4 analóg aritmetikai egység kimenetéről a demodulált jel egyenszintjének megfelelő feszültséget kap, másrészt referencia bemenetére a standard 'Aco frekvenciaeltérést meghatározó referencia feszültség kapcsolódik. Az alábbiakban megmutatjuk, hogy a vázolt szabályozás a demodulációt nem zavarja, a modulálatlan vivő kisugárzásával járó problémákat azonban kiküszöböli. Ha a berendezés bemenetére modulálatlan vivő érkezik, akkor az Ux és Uy jelek frekvenciája a standard Acj frekvenciaeltéréssel lesz azonos, és a 4 analóg aritmetikai egység ezt a beállított frekvenciaeltéréssel arányos egyenfeszültségként érzékeli. A 13 kondenzátor a kimenetről ezt az egyenfeszültséget leválasztja, és így az egyenfeszültségnek az egyetlen feladata az AFC rendszer szabályozó jelének képezése. A vivő modulálásakor a frekvencialöket pillanatértékeiből a Bco frekvenciaeltérés által meghatározott spektrumösszetevő hiányozni fog (mert az 5 és 5’ sávszűrők ezt a diszkrét frekvenciát kivágják), de 4
