191730. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés előmodulációs rendszerű, sokcsatornás, vivőáramu távbeszélő berendezés csatorna vivőfrekvenciáinak, pilot-segéd frekvenciáinak, rendszervivő-vevő frekvenciáinak előállítására
1 2 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés előmodulációs rendszerű, sokcsatornás, vivőáramú távbeszélő berendezések csatorna vivőfrekvenciáinak, pilot-segéd frekvenciáinak, rendszervivő és rendszervivő-vezérlő frekvenciáinak előállítására. Az előmodulációs rendszerű sokcsatornás vivőáramú távbeszélő berendezések csatomamodulációs fokozatai - mint ismeretes - nagyszámú, nagy jeltisztaságú és nagy pontosságú vivőfrekvenciát igényelnek. A 12-csatornás alapcsoport létrehozásához az előmoduláló vivővel együtt 13 féle vivőfrekvencia szükséges. Mint ismeretes az előmodulációs rendszerű alapcsoport előállításánál a moduláció kétfokozatú. Először minden csatornát az előmoduláló vivővel modulálnak, ezután a csatorna szűrővel kiszűrik az egyik oldalsávot, majd utána minden csatorna oldalsáyját más-más csatorna vivővel modulálva áll össze a CC1TT ajánlásainak megfelelő 60-tól 108 kHz-ig terjedő 12-csatornás alapcsoport, A második modulációnál keletkező felelsleges oldalsávot a csoportszűrő vágja le. Az alapcsoport fordított fekvésű, ami azt jelenti, hogy az 1. csatorna nulla frekvenciája esik a 108 kHz-re, a többiek nulla frekvenciái rendre 104,100... ...64 kHz-re esnek. Más szóval a legnagyobb csatornavivő tartozik az alapcsoport 1. csatornájához. A berendezésekben legnagyobb darabszámú eleme a csatornaegység, az adás- és vételirányú csatornasávszűrővel. Az előmodulációs rendszerű berendezéseknél minden csatorna sávszűrő egyforma lehet, következésképpen a csatorna egységek is egyformák lehetnek. Ennek jelentős gazdasági kihatása van, mert ezáltal a kis- és nagycsatornaszámú rendszerek csatornaegységei egyformák lehetnek, növekszik a gyártási darabszám, egyszerűbb a fenntartás stb. Az egységes olcsó csatomaegységek ára a viszonylag bonyolultabb vivőelőállítás, azonban még így is sokkal gazdaságosabb az előmodulációs rendszer más, pl. előcsoport, vagy közvetlen modulációs rendszerhez képest. Mint ismeretes, a vivőáramú berendezések vivőelőállító áramkörei nagystabilitású oszcillátorokból, frekvenciasokszorozókból (harmonikus generátorok), frekvenciaosztókból, modulátorokból, szűrőkből és erősítőkből épülnek fel. Ezek az áramkörök nem egyformán alkalmazhatók a modern szerelési technológiákhoz. A legkönnyebben alkalmazhatók a frekvenciaosztók és ezek a legolcsóbbak is. A termosztátok és szűrők gyártása bonyolult, idő igényes és költséges. Ezért a modem berendezéseknél törekszenek a termosztátok és szűrők számának csökkentésére, illetve inkább az egyéb integrálható elemk pl. frekvenciaosztók, erősítők alkalmazására. A továbbiakban az alantiakban összehasonlításra kerülő ismert és a találmány szerinti kapcsolási elrendezéseknél is — a könnyebb összehasonlíthatóság kedvéért - a láncok végén lévő erősítőket nem tekintjük rendszerjellemzőknek és ezért ábrázolásuktól eltekintünk. Az előállítandó frekvenciák, a 4 kHz-es csatornaosztás miatt, kivétel nélkül a 4 kHz többszörösei. Kivétel az egyetlen rendszervivő frekvencia, amely nem származtatható közvetlenül 4 kHz-ből. A 4 kHz többszöröseit előállító általánosan alkalmazott kapcsolási elrendezés lényege, hogy a 4 kHz páros és páratlan számú felharmonikusait előállító harmonikus generátor kimenetére csatlakozó sávszűrőn választják ki a szükséges frekvenciát. A kiválasztott frekvenciákat erősíteni szükséges. Ennek a megoldásnak közismerten àz a hátránya, hogy nagyszámú, szigorú paraméterű sávszűrőket igények, ami a gyártást nehezíti és nagy költségráfordítást igényel. A 3. ábrán látható ugyancsak ismert kapcsolási elrendezés lényege az 1. ábrához hasonlóan az, hogy az ugyancsak harmonikus generátorhoz csatlakozó szűrőkből van felépítve. Az 1. ábra szerint kapcsolási elrendezéshez képest az eltérés abban van, hogy a vezérlő frekvencia a 4 kHz többszöröse, hogy ezáltal a zavaró komponensek a kimeneti spektrumban minél távolabb essenek. Ez a szűrőelemek számának csökkentését teszi lehetővé. Mind az 1. mind a 2. ábrák szerinti kapcsolási elrendezéseknél a harmonikus generátornál a páros és páratlan számú felharmonikus generátornál a páros és páratlan számú felharmonikus kimenet szétváasztása is szűrőelem megtakarítást eredményez. A 2. sz. ábra szerinti kapcsolási elrendezés hátránya azonban, hogy bizonyos frekvenciáknak csak a kétszerese fordul elő a spektrumban, ezért ezen frekvencia előállításához utólagos frekvenciaosztásra van szükség. Mindkét eddigi elrendezésnél katasztrofális üzemzavart csak az oszcillátor, vagy a harmonikusgenerátor hibája okozhat. A láncok végén lévő szűrők (vagy a nem ábrázolt erősítők) hibája csak részleges üzemzavart idéz elő, a hibás áramköri részek, a többi működésének megzavarása nélkül eltávolíthatók. Sugaras a rendszer. Létezik olyan megoldás is, amely fáziszárt hurokkal, PLL áramkörökkel állítja elő a szükséges frekvenciákat. Ez a rendszer is frekvenciamerev. A kimenő frekvenciák pontossága a vezérlőfrekvencia pontosságától függ, ez előnye a rendszernek. A hátránya, hogy minden frekvencia előállításához kell egy-egy PLL áramkör, amelyeknél a VCO feszültségvezéreit oszcillátorok varikapos hangolhatósága miatt 5...10 MHz frekvencián kell működniük. Az áthallási veszély miatt csak külön-külön árnyékolt áramköri egységekben realizálhatók; emiatt. A kimenő frekvenciákat frekvenciaosztás után kapjuk meg. A PLL áramköröknél gondoskodni kell arról is, hogy a vezérlőfrekvencia kimaradásakor az ilyenkor szabadonfutó VCO feszültségvezéreit oszcillátorokból hibás frekvencia ne jöhessen ki. Célunk a fent vázolt hátrányok kiküszöbölése. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés az a felismerés vezetett, hogy a legegyszerűbb és leggazdaságosabb megoldás minden frekvenciát egyetlen oszcillátor jeléből leosztani. Az oszcillátor frekvenciája ekkor a szükséges frekvenciák legkisebb közös többszöröse. A nagyszámú frekvencia miatt azonban megvalósíthatatlanul nagy frekvencia adódna. Ezt elkerülendő azt a kompromisszumot javasoljuk, hogy olyan oszcillátor frekvenciát válasszunk, amelyből a szükséges frekvenciáknak legalább egy része egésszámú osztással közvetlenül nyerhető és hogy már leosztott frekvenciákból és további osztással nyert frekvenciákból a még hiányzó frekvenciák modulációval előállíthatók úgy, hogy közben a felhasznált modulátorok és szűrők száma minimális legyen. A továbbiakban bemutatandó 3., 4., 5., és 6. ábrák kapcsolási elrendezései fenti felismerés nyomán létrejött megoldások. 191.730 5 10 15 20 25 S0 35 40 45 50 55 60 3
