專利名稱:集程電路相移調(diào)制的多路載波機的制作方法
本實用新型是一種改進的多路載波機，特別是用集成電路實現(xiàn)相移調(diào)制的多路載波機，它主要用于市內(nèi)環(huán)路載波通信，也可以用在長途載波通信系統(tǒng)中。
現(xiàn)有的多路載波機，主要由分路電路、分路調(diào)制和解調(diào)電路、多路匯合和分離電路、群路調(diào)制和解調(diào)電路、群路電路和線路電路以及載頻供給電路所組成。在通信系統(tǒng)中所使用的多路載波機和美國貝爾實驗室期刊第五十七卷第四號，一九七八年四月所發(fā)表的“模擬環(huán)路載波系統(tǒng)”就是這種形式。在發(fā)送端每路的話音信號都經(jīng)過分路加工處理被調(diào)制到相應的載頻上，組成多路載波群信號再經(jīng)過群調(diào)制加工通過線路電路即可發(fā)送到線路上去傳輸。在接收端收到線路上傳送來的載波群信號以后經(jīng)過群路處理解調(diào)，然后進行多路分離，每一個分路的載波信號經(jīng)過分路解調(diào)處理，解出該路的話音信號，送到相應的用戶去，從而實現(xiàn)多路載波通信。這些載波機的分路調(diào)制器和分路解調(diào)器都是進行雙邊帶調(diào)制的，即把音頻信號進行載頻調(diào)制以后，在載頻的兩邊產(chǎn)生上下兩個邊帶。若進行單邊帶傳輸就必須使用帶通濾波器選出所要傳送的一個邊帶而抑制掉另一個邊帶。帶通濾波器一般要用數(shù)個電感線圈和數(shù)個精密的電容器組成，其技術(shù)要求高，工藝復雜，特別當載頻較高時，上下兩邊帶的距離很小這對濾波器的要求更高，甚至電感電容元件難以實現(xiàn)；調(diào)幅器中的調(diào)幅電路一般要用兩個以上的變壓器，因此調(diào)制器的衰減受元件的影響大，附加相移增大，對無用的頻帶的衰減指標不易保證；多路匯合和多路分離電路需要大量的帶通濾波器組成，電路復雜，當載頻的頻率需要變化調(diào)整時，分路電路和匯合分離電路也必須相應變化，使載頻的變動不夠靈活；分路電路中的壓縮器和擴張器用分離元件組成，電路比較復雜，壓縮和擴張的效果不好。
本實用新型的主要任務是要提供一種改進的多路載波機，它能使多路載波機的質(zhì)量提高，電路大大簡化，成本降低，便于生產(chǎn)。
本實用新型的任務由以下方式完成，在多路載波機中采用一種新型的分路相移調(diào)制解調(diào)器，直接產(chǎn)生單邊帶；多路匯合和分離電路不用帶通濾波器而直接將各分路的輸出匯合到一起進入群調(diào)制器，或者從群解調(diào)器輸出直接進入各分路的解調(diào)器中；分路調(diào)制和解調(diào)器及壓縮器擴張器都采用集成電路使得電路簡化，質(zhì)量提高。
以下將結(jié)合附圖對實用新型作進一步的詳細描述。
圖1.是相移調(diào)制的多路載波機的總體框圖?！?〕是壓縮器、〔2〕〔11〕是低通濾波器、〔3〕是分路相移調(diào)制器、〔4〕是群路調(diào)制器、〔5〕是群路放大器、〔6〕〔7〕是線路濾波器、〔8〕是線路均衡放大器、〔9〕是群路解調(diào)器、〔10〕是分路相移解調(diào)器、〔12〕是分路放大器、〔13〕是擴張器，〔14〕是晶體振蕩器、〔15〕是載頻分頻器、〔16〕是載頻相移器。
圖2.是分路相移調(diào)制器的電路圖?！?7〕〔18〕是寬頻帶相移電路，〔19〕〔20〕是載頻調(diào)幅電路。
圖3.是分路相移解調(diào)器的電路圖?！?1〕〔22〕是載頻調(diào)幅電路，〔23〕〔24〕是寬頻帶相移電路。
圖4.是壓縮器的電路圖?！?5〕是變耗電路，〔26〕是倍壓穩(wěn)流電路。
圖5.是擴張器電路圖。〔27〕是變耗電路，〔28〕是倍壓整流電路。
圖6.是分路相移調(diào)器的原理圖?！?9〕是寬頻帶相移電路框圖，〔30〕〔32〕是調(diào)幅電路框圖，〔31〕是載頻相移電路框圖。
圖7.是戴利陽尼斯型有源相移電路?！?3〕〔36〕是電容器C1C2，〔34〕〔35〕〔37〕〔38〕是電阻器R1、R2、R3、R4，〔39〕是運算放大器。
圖8.是毛希塔茲型二階相移電路。〔40〕〔41〕〔42〕〔43〕〔44〕〔48〕分別是電阻器R5、R6、R7、R8、R9、R10，〔45〕〔46〕〔47〕〔49〕分別是電容器C3、C4、C5、C6，〔50〕是運算放大器。
當音頻話音信號通常為0.3～3.4KHz送到載波機的發(fā)送端時首先進入壓縮器〔1〕，圖4是壓縮器的具體電路圖，它的變耗電路〔25〕主要由變壓器、集成電路5G33D和運算放大器FC3組成，它的信號測量和控制由晶體管共基極倍壓穩(wěn)流電路〔26〕來完成，壓縮器對話音信號完成壓縮功能以后經(jīng)過一般通信中常用的低通濾波器〔2〕限制話音頻帶，然后送入分路相移調(diào)制器〔3〕中進行分路調(diào)制。分路相移調(diào)制器〔3〕的工作原理如圖6所示，當話音信號送入分路調(diào)制器時，分為兩路其中只有一路經(jīng)過寬頻帶相移電路〔29〕，使得兩路的輸出話音信號在0.3～3.4KHz范圍內(nèi)具有90度的相位差，分別加到相應的兩個調(diào)幅器〔30〕〔32〕上。同時載頻信號也分為兩路，其中一路經(jīng)過載頻相移電路〔31〕，使得兩路輸出的載頻信號具有90度的相位差，也分別加到相應的兩個調(diào)幅器〔30〕〔32〕上，兩個調(diào)幅器〔30〕〔32〕分別進行載頻調(diào)幅在輸出端進行矢量相加，構(gòu)成平衡調(diào)幅器。每個調(diào)幅器所產(chǎn)生的兩個邊帶在輸出端總有一個是同相相加，而另一個邊帶是反相抵消。因此在輸出端就只得到一個單邊帶信號。從而實現(xiàn)了相移單邊帶調(diào)制。如果適當?shù)刈儞Q話音信號或者載頻信號的極性就可得到所需要的任何一個頻帶。分路相移解調(diào)器〔10〕的工作原理和分路相移調(diào)制器相類似，只不過信號進入分路解調(diào)器〔10〕以后先進行平衡調(diào)幅再進行相移矢量相加，從而得到解調(diào)的話音信號。圖2是分路相移調(diào)制器〔3〕的具體電路圖，相移網(wǎng)絡由兩個互補的寬頻帶相移電路〔17〕〔18〕并聯(lián)組成。這個寬頻帶相移電路〔17〕〔18〕可以采用如圖7所示的戴利陽尼斯型有源相移電路，其中運算放大器〔39〕用5G922，5G24和FC3任何一種都可以，其阻容網(wǎng)絡元件間的關(guān)系應滿足R1(34)·R2(35)·C1(33)·C2(36)＝ 1/(ω20)R337)R4(38)=2 〔R1(34)+R2(35) 〕· C2(36)R2(35) · C1(33)]]>ω0為該電路產(chǎn)生180度相移時的角頻率。
這個寬頻帶相移電路〔17〕〔18〕還可以采用如圖8所示的毛希塔茲型有源二階相移電路，其中運算放大器〔50〕用5G922、5G24和FC3任何一種都可以。μ＝ (r)/(r＋8) (μ是相移電路的增益)μ＝ (R7(42))/(R0(41))r=12(1θ-4+1θ2+24θ+16)]]>R5〔40〕＝R3〔43〕＝R，C6〔49〕＝C4〔46〕＝CR10〔48〕＝ 1/2 R，C5〔47〕＝2CR9〔44〕＝ 2/(r) R C3〔45〕＝ (r)/2 CR＝ 1/(ωOC) ω0是相移電路產(chǎn)生180度相移時的角頻率。
θ是決定相移特性的一個參數(shù)。
當θ和ω0確定以后，可求得r、R、計算出C值，從而可求得網(wǎng)絡中的所有電阻和電容的數(shù)值。
相移網(wǎng)絡的兩個輸出分別連接調(diào)幅器〔30〕〔32〕的兩個輸入端。這個調(diào)幅器〔30〕〔32〕是由集成電路5G33D和偏量電路組成，這兩個調(diào)幅器〔30〕〔32〕并聯(lián)組成了平衡調(diào)幅器。相移網(wǎng)絡和平衡調(diào)幅器共同組成了集成電路的相移調(diào)制器，載頻供給電路由晶體振蕩器〔14〕載頻分頻器〔15〕和載頻相移器〔16〕組成它提供給各分路調(diào)制解調(diào)器〔3〕〔10〕和群路調(diào)制解調(diào)器〔4〕〔9〕相應的載頻信號。這個載頻的數(shù)目可以是2、4、6、8、12、24至多可以到120是和多路載波機的路數(shù)相對應。以12路載波機為例，發(fā)端話音頻帶為0.3－3.4KHz則12路的群信號頻譜選為92－140KHz，其中各分路載頻頻率分別為96、100、104、108、112、116、120、124、128、132、136、140KHz。各分路調(diào)制以后的信號由多路匯合電路匯接到一起組成群信號，由于各分路相移調(diào)制器〔3〕輸出已是單邊帶不需要帶通濾波器，因此使匯合電路很簡單把各分路相移調(diào)制器〔3〕的輸出直接和群調(diào)制器〔4〕相連即可，這樣可以使載頻頻率任意安排選擇只要兩個載頻之間的間隔大于4KHz即可，而分路相移調(diào)制器〔3〕和多路匯合器不需要任何硬件上的改動，這樣使多路載波機的組成方便、靈活。
經(jīng)過各分路匯合的群信號進入群調(diào)制器〔4〕，進行群調(diào)制產(chǎn)生線路群信號再通過群路放大器〔5〕和線路濾波器〔6〕，發(fā)送到線路上去傳輸。在收信端當收到線路上傳送來的載波信號以后，首先經(jīng)過通信中常用的線路濾波器〔7〕均衡放大器〔8〕進入群解調(diào)器〔9〕進行群解調(diào)，由多路分離器把分路載波信號送到所有的分路相移解調(diào)器〔10〕中去。圖3是分路相移解調(diào)器的具體電路圖和發(fā)端分路相移調(diào)制器〔3〕構(gòu)成類似。信號首先進入由兩個調(diào)幅器聯(lián)并構(gòu)成的平衡調(diào)幅器〔21〕〔22〕其兩個輸出分別送入兩個并聯(lián)的寬頻帶相移電路〔23〕〔24〕輸出矢量相加即得到分路的話音信號，再經(jīng)過一般的分路低通濾波器〔11〕和低頻放大器〔12〕以后進入擴張器〔13〕。擴張器的組成形式和壓縮器〔1〕類似。圖5是擴張器〔13〕的具體電路。它的變耗電路〔27〕由集成電路5G33D運算放大器FC3和變壓器組成，對信號的測量和控制由晶體管共基極倍壓整流電路〔28〕來完成。擴張器〔13〕的增益與壓縮器〔1〕的增益互補，對大信號增益高對小信號增益低，從而減少外來串雜音的影響，提高雜音防衛(wèi)度。經(jīng)過擴張以后，信號恢復成原來的話音信號送到用戶去，從而完成多路載波通信。
權(quán)利要求
1.一種包括分路電路，群路調(diào)制和解調(diào)器[4][9]，群路放大器[5]，線路濾波器[6][7]，線路均衡放大器[8]和載頻供給電路[14][15][16]所組成的至少是1路至多是120路的多路載波機其特征在于載波機的各分路中有集成電路的相移網(wǎng)和平衡調(diào)幅器所組成的分路寬頻帶相移調(diào)制器[3]和解調(diào)器[10]以實現(xiàn)單邊帶調(diào)制；分路電路中還有集成電路的壓縮器[1]和擴張器[13]，以完成對話音信號的壓縮和擴張來提高信號的雜音防衛(wèi)度；多路匯合和分離采用直接連接電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的多路載波機，其特征在于所說的相移網(wǎng)是由兩個互補的寬頻帶相移電路〔17〕〔18〕或〔23〕〔24〕并聯(lián)組成，兩個并聯(lián)支路的輸出信號之間在話音頻帶之內(nèi)具有90度的相位差。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的多路載波機，其特征在于所說的平衡調(diào)幅器是由集成電路構(gòu)成的兩個調(diào)幅器〔19〕〔20〕或〔21〕〔22〕并聯(lián)組成，用以完成平衡調(diào)幅。
4.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的多路載波機，其特征在于所說的寬頻帶相移電路〔17〕〔18〕〔23〕〔24〕，是由運算放大器〔39〕、電阻器〔34〕〔35〕〔37〕〔38〕和電容器〔33〕〔36〕所組成的戴利陽尼斯型有源相移電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的多路載波機，其特征在于所說的寬頻帶相移電路〔17〕〔18〕〔23〕〔24〕，是由運算放大器〔50〕、電阻器〔40〕〔41〕〔42〕〔43〕〔44〕〔48〕和電容器〔45〕〔46〕〔47〕〔49〕所組成的毛希塔茲型二階相移電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1、2、3、4、5所述的多路載波機，其特征在于所說的壓縮器〔1〕和擴張器〔13〕，是由集成電路的變耗電路〔25〕〔27〕和對信號進行測量、控制的晶體管共基極倍壓整流電路〔26〕〔28〕所構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的多路載波機，其特征在于多路匯合和分離電路，都去掉帶通濾波器，各分路調(diào)制器〔3〕的輸出端和群路調(diào)制器〔4〕的輸入端直接連接，各分路解調(diào)器〔10〕的輸入端和群路解調(diào)器〔9〕的輸出直接連接。
專利摘要
本實用新型是一種改進的多路載波機，它不同于一般的雙邊帶調(diào)制，它是用集成電路實現(xiàn)的具有寬頻帶相移的單邊帶調(diào)制，它不需要帶通濾波器而直接產(chǎn)生單邊帶，使多路匯合和分離電路非常簡單，使多路載波機的構(gòu)成和變化很方便、靈活。壓縮器和擴張器采用集成電路使壓縮和擴張的效果顯著提高。通過改進電路簡化，質(zhì)量提高、成本降低、便于生產(chǎn)。
文檔編號H04J1/00GK85201877SQ85201877
公開日1986年6月11日 申請日期1985年5月27日
發(fā)明者黃興永 申請人:青海省電信器材廠導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan