Змішувач з подавленням дзеркального каналу

Реферат: Змішувач з подавленням дзеркального каналу належить до вузлів систем приймання даних і може бути використаний як в цифрових, так і в аналогових системах приймання сигналів з ціллю виділення сигналу приймача. Запропонований пристрій складається з двох перемножувачів, фазообертача, суматора, смугового фільтра, в який додатково включені косинусно-синусний генератор та другий смуговий фільтр з відповідними з'єднаннями. За допомогою запропонованого змішувача забезпечується відсутність дзеркального каналу між сигналом, що приймається, та проміжною частотою, на фізичному рівні, при відсутності регулюючих елементів. UA 98563 C2 (12) UA 98563 C2 UA 98563 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Змішувач з подавленням дзеркального каналу належить до радіотехніки і може бути використаний в системах приймання радіосигналів, сигналі радіозв'язку та електрозв'язку та у вимірювальний техніці. Відомі змішувачі архітектури Хартлі [Дингес С.И. Мобильная связь: технология DECT. - M.: СОЛОН-Пресс- 2003. - 272 с. - (Серия «Библиотека инженера»). - стр. 113] з подавленням дзеркального каналу, що містить два перемножувачі, два фазообертачі, генератор гетеродина та суматор. Найбільш близьким до передбачуваного винаходу по технічній суті і результату, що досягається, є змішувач з подавленням дзеркального каналу [Патент України на корисну модель № 21477. Змішувач з подавленням дзеркального каналу.05.10.2006., Бюл. № 3, 2007], що містить два перемножувачі, суматор, два фазообертачі, генератор гетеродина, смуговий фільтр та підсилювач. В основу винаходу поставлена задача: створити такий пристрій змішувача, який би не мав дзеркального каналу між прийманим сигналом та проміжною частотою, а також дозволяв би для додаткового подавлення остаточного сигналу на несучі частоті використовувати прості пасивні фільтри. Змішувач з подавленням дзеркального каналу, що містить два перемножувачі, фазообертач, смуговий фільтр, який відрізняється тим, що додатково введений косинусносинусний генератор та другий смуговий фільтр, при цьому перший вхід першого перемножувача підключено до першого входу косинусно-синусного генератора, а перший вхід другого перемножувача підключено до другого виходу косинусно-синусного генератора, другий вхід першого перемножувача є входом пристрою, до якого також підключено вхід фазообертача, вихід якого підключено до другого входу другого перемножувача, виходи же перемножувачів підключені до входів першого і другого смугових фільтрів відповідно, а виходи першого і другого смугових фільтрів підключені відповідно до першого і другого входів суматора, вихід якого є виходом пристрою. Введення у змішувач косинусно-синусного генератора дозволяє сформувати квадратурні сигнали гетеродина на частоті 0/2, де 0 - є частота вхідного сигналу, що дозволяє після смугового фільтрування та підсумовування отримати сигнал в два рази меншої частоти, ніж є частота вхідного сигналу з відсутнім дзеркальним каналом на фізичному рівні. Суть винаходу пояснюється кресленням: 1 - перемножувач; 2 - перемножувач; 3 - косинусно-синусний генератор; 4 - фазообертач; 5 - смуговий фільтр; 6 - смуговий фільтр; 7 - суматор. Змішувач з подавленням дзеркального каналу, що містить перемножувачі 1 та 2, вхід 1 перемножувача 1 підключено до входу 1 косинусно-синусного генератора 3, а вхід 1 перемножувача 2 підключено до виходу 2 косинусно-синусного генератора 3, вхід же 2 перемножувача 1 є входом пристрою, до якого також підключено вхід фазообертача 4, вихід якого підключено до входу 2 перемножувача 2, виходи ж перемножувачів 1 та 2 підключені до входів смугових фільтрів 5 та 6 відповідно, а виходи фільтрів 5 та 6 підключені відповідно до входів 1 та 2 суматора 7, вихід якого є виходом пристрою. Змішувач працює наступним чином. На вхід змішувача надходить вхідний сигнал (1) s1(t)=Ancos0t+0), де Аn - амплітуда радіосигналу, 0 - частота радіосигналу, 0 - фаза радіосигналу, t - час. Сигнал (1) надходить на другий вхід першого перемножувача (1) та на вхід фазообертача (4). Після проходження фазообертача (4) сигнал описується виразом:   Bt A n cos 0 t   0    A n sin0 t   0  , (2) 2  де використана відома тригонометрична тотожність   cos 0 t     sin0 t   0  . 2  (3) Так як зміна знака у фазообертачах враховується на технічному рівні, то мінус згідно з (3) у (2) можна не враховувати. Тоді сигнал на виході фазообертача (4) сигналу буде описуватись виразом: 1 UA 98563 C2 (4) s2(t)=Ansin0t+0). На першому виході косинусно-синусного генератора (3) (далі гетеродина) буде синфазний сигнал, який описується виразом:   s 31 t   U0 cos 0 t  1  ,  2    (5a)   s 32 t   U0 sin 0 t  1  .  2    (5b) де U0=const - амплітуда сигналу гетеродина, 1 - початкова фаза гетеродина, t - час. На другому виході генератора (3) буде квадратурний сигнал, що описується відповідно: 5 Сигнал (5а) з першого виходу блока (3) надходить на перший вхід блока (1). Тоді на виході перемножувача 1 буде сигнал:      3   1    s4 t   k1A n cos0 t  0   U0 cos 0 t  1   k1A nU0 cos 0 t  0  1  cos 0 t  0  1 (6)  2   2   2  2        ,  а сигнал (5b) з другого виходу блока (3) надходить на перший вхід блока (2). Тоді на виході перемножувача (2) буде сигнал:      3   1    s5 t   k 2 A n sin0 t  0   U0 sin 0 t  1   k 2 A nU0 cos 0 t  0  1  cos 0 t  0  1 (7)  2   2   2  2        ,  де k1 та k2 є коефіцієнти множення перемножувачів (1) та (2) відповідно. 10 Враховуючи те, що (0+1)=, та частота 3 0 у (6) та (7) буде відфільтрована смуговими 2 фільтрами (5) та (6), які налаштовані на частоту 0 , то (6) можна записати як: 2 1     s5 t   k1An / 2 cos0t  0   U0 cos 0 t  1   k1AnU0 cos 0 t     2   2  2    , (8) а (7) як: 1     s6 t   k 2An sin0t  0   U0 sin 0 t  1   k 2AnU0 cos 0 t        2 2 2    . 15 (9) Сигнали, описані в формулах (8) та (9), є сигналами на виходах смугових фільтрів (5) та (6) відповідно. На виході суматора (7) буде вихідний сигнал у вигляді: s7 t   s5 t   s6 t   AnU0   0  k1  k 2 cos  2 t    (10)  2    . Як відомо, [Дингес С.И. Мобильная связь: технология DECT. - M.: СОЛОН-Пресс- 2003. - 272 с. - (Серия «Библиотека инженера»). - стр. 114] частоти дзеркального каналу z1 та z2 дорівнюють: z1  i  g  0 , (11) z2  i  g  0, , де і - проміжна частота приймача, g - частота гетеродина (3), яка дорівнює 0 . 2 20 Так як частота гетеродина дорівнює половині частоти вхідного сигналу 0, то перша дзеркальна частота z1 співпадає з сигналом, а друга дзеркальна частота z2 рівна нулю. Тому змішувач, що на кресл., не має фізично дзеркального каналу. Комбінаційні частоти, які можуть відповідати дзеркальним завадам, f0 , 2 f 2   f0 , 3 f3   f 0 , 2 f4  2f0 , f1   (12) ................, n fn   f0 , де n  1,2,3,.........., 2 2 UA 98563 C2 починаючи з n=3, лежать за межами робочої смуги змішувача та приймача в цілому і будуть відфільтровані ще вхідними каскадами приймача та смуговими фільтрами(5) та (6). Так як смугові фільтри (5) та (6) не є ідеальними, то на входи суматора (7) будуть також надходити згідно з виразами (6) та (7) складові з частотою 3 0 - з ослабленням, яке задається 2 5 коефіцієнтами передачі k5 та k6 фільтрів (5) та (6) відповідно. Тому на виході суматора (7) буде також складова похибки: St   k 5s5 t   k 6s6 t   10 (13) Треба відмітити, що (k1k5-k2k6)=k є дуже мала складова, якщо k1k2 та k5k6, а k5 та k6 значно менше одиниці. Тому розглянемо два варіанти. 1). k=0. Тоді вираз (13) буде мати вигляд: (14) S(t)=0. У цьому випадку похибка дорівнюється нулю. Це ідеальний випадок. 2). k0. k