一种生成 SSB 信号的新方法。方案、说明

一种生成 SSB 信号的新方法。无线电电子电气工程百科全书

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在业余无线电通信设备中，广泛使用两种形成单边带信号的方法——滤波和相位[1]。第三相滤波器尚未收到分配。它们都属于“直接”方法，其特点是音频信号经过一系列频率变换后变成单边带。

M. Verzunov [2] 提出的形成 SSB 信号的“合成”方法占据了一个特殊的位置。其实质如下。 SSB 信号是由原始音频信号（通过任何方法）以相对较低的辅助频率形成的，在该频率下，很容易抑制载波和不必要的边带。生成的信号由两个检测器检测 - 幅度和频率，在其输出分配与 SSB 信号的瞬时幅度和瞬时频率成比例的电压。以工作频率激发的发射机主振荡器由频率检测器输出的电压调制频率。在发射器的输出级，发射信号的幅度也由幅度检测器输出的电压调制。通过正确选择调制系数，形成正常的 SSB 信号并以工作频率进入天线。

“合成”方法的优点包括可以以任意高频率生成 SSB 信号，并且输出信号中的副产物（组合频率）含量低。此外，大多数射频发射器级可以高效地在 C 类模式下运行。该方法的缺点包括频率和幅度调制通道中控制信号的相对相移不可接受以及需要准确再现合成信号的幅度和频率，这对幅度的线性度提出了严格的要求。检测器和调制器的频率特性。当PLL系统用于控制主振荡器的频率时，频道中的最后一个缺点被部分消除。

相对最近，媒体上出现了关于英国开发了一种新方案的简短报道，该方案通过使用自动控制技术的“合成”方法生成 SSB 信号 [3]，这使得在很大程度上消除该方法的所述缺点成为可能. 作者（V. Petrovic 和 W. Gosling）将新的发射器称为“极环 SSB 发射器”，这很可能意味着 SSB 信号在极坐标中的矢量表示。发射机的框图如图 1 所示。一。

图1（点击放大）

它的高频部分很简单——它包含一个调谐到工作频率 f 的主振荡器 G1，以及一个连接到天线 W1 的功率放大器 A1。设备的低频部分比较复杂。它包括一个辅助 SSB 信号发生器 U1，它将来自麦克风 B1 的音频信号转换为某个相对较低频率的单频带，例如 500 kHz。整形器 U1 可能包含麦克风放大器 A5、平衡调制器 U8。频率为 3 kHz 的参考振荡器 G500 和机电滤波器 Z2。

生成的低频 SSB 信号 Ui 被馈送到限幅器 U2 和同步检测器 U3，在其输出端产生电压。与 SSB 信号 a1 的幅度成正比。因此，元件U2和U3执行幅度检测器的功能。当然，也可以使用传统的包络检波器，但它的线性度较差，进一步的信号变换仍需要限幅器。

现在让我们从输出看“从另一边”发射器的框图。通过衰减器A4的部分输出RF信号被馈送到频率转换器U7，其本地振荡器是频率合成器G2或其他一些高度稳定的发生器。其频率f设置为等于工作频率f1和辅助低频f3之差或之和。在这种情况下，转换后，将选择频率等于生成的低频信号频率（在我们的示例中为 500 kHz）的信号。假设工作频率 f1 为 28 kHz。那么 G500 合成器频率应为 2 或 28 kHz。转换后的信号加到限幅器 U000 和同步检波器 U29 上。类似于节点 U000 和 U5。在同步检波器U6的输出端产生电压。与发射信号a2的幅度成正比。 a3和a6这两个电压都加到DC调制放大器A2的差模上，并控制功率放大器A1中RF信号的幅度。因此，形成了用于跟踪发射信号幅度的闭环。

环路的运行几乎不受同步检波器的传输系数和其他环节的影响。此外，环路中的增益越大（主要由放大器 A3 确定），输出信号的幅度跟踪就越准确，前提是环路中控制信号的相移很小（否则环路可能会自激发）。发射器所需的峰值输出功率由衰减器 A4 设置。

考虑频率跟踪信道的操作。被削波的 SSB 信号 From 和经过频率转换并且也被削波的输出信号 U4 被馈送到相位检测器 U4，在相位检测器 U1 中将它们彼此进行相位比较。鉴相器的输出电压。与相位差成正比，通过低通滤波器 Z2 和直流放大器 A1 作用于发射机 G4 的主振荡器电路中包含的变容二极管。节点 U1、Z2。因此，A3 和变容二极管被包含在 PLL 环路中，它建立了辅助 SSB 信号的频率与转换后的输出的精确相等性。只需要在发射机开启时，主振荡器的频率落入锁相环回路捕获腹泻（可以是几十到几百千赫），自动进行进一步的跟踪。在语音信号暂停期间，系统调整到抑制载波 f1 的频率，其剩余部分在辅助 SSB 信号整形器 UXNUMX 的输出端可用。由于幅度跟踪环路的操作，发射机的输出级在暂停期间关闭。

因此，整个系统的运行本质归结为以下几点：在频率 f3 处（由节点 U1）形成一个辅助 SSB 信号，发射的信号被转换为相同的频率（元件 U7、G2），并且两个幅度和频率的自动跟踪环路建立了辅助和辐射 SSB 信号的幅度和相位相等。结果，发射的 SSB 信号与辅助信号完全相同，但频率 f1 高得多。系统的操作也可以通过极坐标 r 和 φ 中的矢量图来解释，如图 2 所示。 XNUMX.

一种生成 SSB 信号的新方法
Ris.2

矢量 U1 代表辅助 SSB 信号。该向量的长度a对应于幅度，角度φ1对应于相位。发射机的频率转换输出显示为矢量 U2。幅度控制系统试图建立矢量 U1 和 U2 的长度相等，以及 PLL 系统——它们的相位相等。通过完美的跟踪，矢量匹配并且转换后的信号与生成的信号完全匹配。

几乎总是存在一些跟踪误差，随着控制回路中增益的增加而减小。

在实现发射器的射频部分时，它变得非常简单。输出级可以高效运行在 C 类模式下。也不需要幅度和频率调制器的高线性度，因为控制回路中的深度负反馈使系统线性化并显着降低非线性失真。对主振荡器 G1 的稳定性也没有特殊要求，因为它的频率由 PLL 系统稳定。发射机由合成器 G2 调谐频率。新“合成”方法的发明者报告说，发射器的高频部分对电源电压纹波、元件额定值的变化等完全不敏感。发射器的主要优点是输出频谱的纯度非常高，即在现代空气条件下尤其重要。发射器不发射边频（谐波除外）。当使用双音信号进行测试时，发现杂散分量的电平低于 -50 dB。而在传统的滤波 SSB 发射机中，它很少低于 -30...-35dB。发射机在 99.5 MHz 的频率下进行了测试，辐射功率为 13...20 W。

似乎形成 SSB 的新方法会吸引具有高质量参数的业余无线电爱好者。还考虑了对所描述的发射机进行“收发”的可能性。例如，元件 U7 和 G2（见图 1）可以用作收发器接收部分的频率转换器。接收时，通常的中频放大通路和单边带检波器连接到U7转换器的输出端，后者的参考信号可以取自辅助单边带信号发生单元U1。也可以使用第一个石英和第二个可调谐本地振荡器对接收频率 f1 和频率 f3 进行双重转换，这在业余无线电接收器和收发器中经常进行。在这种情况下，整个 SSB 信号生成系统将在接收机的第二个 IF 上工作。

文学

布尼莫维奇 S. Yaylenko L. 业余单波段无线电通信技术。莫斯科： DOSAAF 苏联。 1970
Verzunov M.V. 无线电通信中的单边带调制。--M.：军事出版社，1972 年。
Hawker P. Polar loop SSB 发射器”。无线电通信；1979 年。828 月。第 829 - XNUMX 页。

作者：V. Polyakov (RA3AAE) 莫斯科；出版物：N. Bolshakov，rf.atnn.ru

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