DE2828329A1

DE2828329A1 - Double mixer broadband phase shifter - has single oscillator feeding second mixer directly and input mixer via ninety degree narrow band phase shifter

Info

Publication number: DE2828329A1
Application number: DE19782828329
Authority: DE
Inventors: Karl Prof Dr Baur
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1978-06-28
Filing date: 1978-06-28
Publication date: 1980-01-10

Abstract

The phase shifter circuit includes a phase shift unit whose bandwidth is lower than that of the operating frequency band. The input signal is applied to an input mixer (M) whose output passes via a first low pass filter (TP1) to a second mixer (R). The second mixer's output is filtered by a second low pass filter (TP2). A single oscillator (O) is connected directly to the second mixer and indirectly via a 90 deg. phase shifter (P) to the input mixer. The two filters only allow the difference frequencies from their respective mixers to pass through.

Description

Breitbandphasenschieber Broadband phase shifter

Die Erfindung betrifft einen Breitbandphasenschieber, insbesondere für 900 (sogenanntes Hilbertglied). Je breiter das vorgesehene Betriebstrequenzband ist, desto höher wird der Aufwand, der getrieben werden muß, damit ein Breitbandphasenschieber die gewünschte Phasenverschiebung innerhalb des gesamten Betriebsfrequenzbandes einhält.The invention relates to a broadband phase shifter, in particular for 900 (so-called Hilbert link). The wider the intended operating frequency band is, the greater the effort that must be expended in order to obtain a broadband phase shifter the desired phase shift within the entire operating frequency band adheres to.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Breitbandphasenschieber anzugeben, bei welchem der erforderliche Aufwand mit zunehmender Breitbandigkeit nicht so stark ansteigt wie bei bekannten Breitbandphasenschiebern.It is the object of the invention to specify a broadband phase shifter, at which the required effort is not so great with increasing broadband increases as with known broadband phase shifters.

Diese Aufgabe wird durch den Breitbandphasenschieber mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Vorteile der Erfindung wirken sich insbesondere dann aus, wenn der Oszillator ein Festfrequenz-Oszillator ist und dementsprechend der Phasenschieber nur für eine Frequenz, nämlich dieäenige des Festfrequenz-Oszillators ausgelegt sein muß.This task is performed by the broadband phase shifter with the characteristics of claim 1 solved. Advantageous further developments are in the subclaims specified. The advantages of the invention are particularly effective when the The oscillator is a fixed frequency oscillator and accordingly the phase shifter designed only for one frequency, namely the same of the fixed frequency oscillator have to be.

Der Phasenschieber bewirkt bevorzugt eine Phasenverschiebung von 900. Unter diesen Umständen liefert der gesamte Breitbandphasenschieber ebenfalls eine Phasenverschiebung von 900.The phase shifter preferably effects a phase shift from 900. In these circumstances, the entire broadband phase shifter also delivers a phase shift of 900.

Die Filter werden bevorzugt als Tiefpässe ausgebildet, so daß Mie Schwingungen mit Summenfrequenzen unterdrücken, åedoch Schwingungen mit den Differenzfrequenzen hindurchlassen, die bei der Mischung bzw. Rückmischung entstehen. In diesem Fall ist es zweckmäßig, die Frequenz der Oszillatorschwingung höher zu legen als das Betriebsfrequenzband. Dadurch wird bei einer sehr breitbandigen Einrichtung vermieden, daß die Frequenzbänder der Differenz- und der Summenfrequenzen durcheinander geraten.The filters are preferably designed as low-pass filters, so that Mie Suppress vibrations with sum frequencies, but vibrations with the difference frequencies let through, which arise during the mixing or back-mixing. In this case it is advisable to set the frequency of the oscillator oscillation higher than that Operating frequency band. With a very broadband facility, this avoids that the frequency bands of the difference and the sum frequencies get mixed up.

Anhand der Zeichnung wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben.A preferred exemplary embodiment is described with the aid of the drawing.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild und die Fig. 2 und 3 Frequenzdiagramme hierzu.Fig. 1 shows a block diagram and Figs. 2 and 3 frequency diagrams For this.

In Fig. 1 wird dem Mischer M von links die Betriebsschwingung cos # t mit der Betriebskreisfrequenz # zugeführt Diese Betriebsachwingung soll den Breitbandphasenschieber gemäß dem Blockschaltbild mit einer Phasenverschiebung von 90° verlassen, d.h., aus der Kosinusschwingung soll am Ausgang eine Sinus schwingung geworden sein.In Fig. 1 the mixer M from the left is the operating oscillation cos # t supplied with the operating circle frequency # Broadband phase shifter according to the block diagram with a phase shift of Leave 90 °, i.e. from the cosine oscillation a sine oscillation should be at the output have become.

Der Mischer M wird über eine Steuerleitung L1, in der ein 900 Phasenschieber P liegt, von einer Oszillatorschwingung mit der KreisfrequenzZnEbzw. Frequenz F gesteuert, die in einem Oszillator 0 erzeugt wird. Die Oszillatorschwingung wird über eine zweite Steuerleitung L2 auch einem Rückmischer R zur Steuerung zugeführt, der seine anderen Eingangssignale vom Ausgang des Mischers M über einen zwischengeschalteten Tiefpaß TP1 erhält.The mixer M is controlled via a control line L1 in which a 900 phase shifter P lies, from an oscillator oscillation with the angular frequency ZnEbzw. Frequency F controlled, which is generated in an oscillator 0. The oscillator oscillation will Also fed to a back mixer R for control via a second control line L2, its other input signals from the output of the mixer M via an intermediary Low-pass filter TP1 receives.

Vor dem Tiefpaß TP1 sind noch die im Mischer M entstandenen Summenkreisfrequenzen # + # und Differenzkreisfrequenzen #-# vorhanden. Der Tiefpaß TP1 unterdrückt die Summenfrequenzen und läßt im wesentlichen nur die Differenzfrequenzen #-#hindurch.Before the low-pass filter TP1, the sum circle frequencies produced in the mixer M are still present # + # and differential circle frequencies #-# available. The low-pass filter TP1 suppresses the sum frequencies and essentially leaves only the difference frequencies # - # through.

Am Ausgang des Rückmischers R entstehen durch die Rückmischung Schwingungen zum einen mit der Betriebskreisfrequenz # und zum anderen mit der Kreisfrequenz 2 # - #. At the outlet of the backmixer R, the backmixing causes vibrations on the one hand with the operating angular frequency # and on the other hand with the angular frequency 2 # - #.

Die letztgenannte Frequenz wird in einem nachgeschalteten Tiefpaß TP2 soweit unterdrückt, daß am Ausgang im wesentlichen nur noch die Schwingung sinG)t vorhanden ist. The latter frequency is in a downstream low-pass filter TP2 is suppressed to such an extent that essentially only the oscillation sinG) t remains at the output is available.

In Fig. 2 ist als Spektrallinie. zunächst die Kreisfrequenz JnLdes Oszillators 0 eingezeichnet; außerdem ist die untere und die obere Grenze des Betriebskreisfrequenzbandes, nämlich #u und #0 dargestellt. Am Ausgang des Mischers M entstehen aus diesen Kreisfrequenzen sowohl die Summenkreisfrequenzen # + #u, # + #0 als auch die Differenzkreisfrequenzen # - #0 und # - #u. Durch die gestrichelt angedeutete Durchlaßkurve des Tiefpasses TP1 werden die Summenfrequenzen unterdrückt und die Differenzfrequenzen hindurchgelassen. Diese Differenzfrequenzen gelangen zum Rückmischer R, dem über die Steuerleitung L2 auch die Kreisfrequenz #, des Oszillators 0 zugeführt wird. Diese Kreisfrequenz # ist in Fig. 3 eingezeichnet. In Fig. 2 is as a spectral line. first the angular frequency JnLdes Oscillator 0 is shown; in addition, the lower and the upper limit of the operating circle frequency band, namely #u and # 0 are shown. At the output of the mixer M arise from these circular frequencies both the sum circle frequencies # + #u, # + # 0 and the difference circle frequencies # - # 0 and # - #u. By the dashed line curve of the low-pass filter TP1 the sum frequencies are suppressed and the difference frequencies are allowed through. These difference frequencies reach the backmixer R via the control line L2 also the angular frequency #, of the oscillator 0 is fed. This angular frequency # is shown in FIG. 3.

Außerdem sind in Fig. 3 die am Ausgang des Rückmischers R auftretenden Kreisfrequenzen, nämlich #u, #0 und 2 #-#0, 2 # - #u dargestellt. Von diesen Kreisfrequenzen werden i.nfolge der wiederum gestrichelt eingezeichneten Durchlaßkurve TP2 nur die Kreisfrequenzen W u, u o hindurchgelassen und natürlich auch alle zwischen diesen beiden Werten liegenden Kreisfrequenzen des Betriebskreisfrequenzbandes. In addition, those occurring at the output of the backmixer R are shown in FIG Circular frequencies, namely #u, # 0 and 2 # - # 0, 2 # - #u are shown. Of these circular frequencies as a result of the transmission curve TP2 again shown in dashed lines, only the Circular frequencies W u, u o passed and of course all between them both values are the angular frequencies of the operating angular frequency band.

Anhand der folgenden Gleichungen wird die Arbeitsweise des Blockschaltbildes nach Fig. 1 weiter verdeutlicht: Durch die Multiplikation im Mischer M entsteht an dessen Ausgang das folgende Mischprodukt: Der zweite Summand wird durch den Tiefpaß TP1 eliminiert.The mode of operation of the block diagram according to FIG. 1 is further clarified with the aid of the following equations: The multiplication in the mixer M results in the following mixed product at its output: The second summand is eliminated by the low-pass filter TP1.

Am Ausgang des Rückmischers R entsteht dann das folgende Mischprodukt: Hiervorn wird ebenfalls der zweite Summand durch den zweiten Tiefpaß TP2 eleminiert. Dabei ist zu beachten, daß, wenn #größer ist als # (insbesondere #0), die Kreisfrequenz # - 2# rechnerisch negativ wird, tatsächlich im Spektraldiagramm aber als positive Kreisfrequenz 2 # - # auftritt und in Fig. 5 auch entsprechend eingezeichnet ist.The following mixed product is then produced at the outlet of the back mixer R: The second summand is also eliminated beforehand by the second low-pass filter TP2. It should be noted that if # is greater than # (in particular # 0), the angular frequency # - 2 # becomes mathematically negative, but actually appears in the spectral diagram as a positive angular frequency 2 # - # and is correspondingly drawn in FIG .

Als Mischer M und Rückmischer R werden bevorzugt Ringmodulatoren eingesetzt, die den Vorteil haben, daß in deren Ausgangsfrequenzgemischen die Frequenz F CKreisfrequenzA) unterdrückt ist.Ring modulators are preferably used as mixers M and back mixers R, which have the advantage that in their output frequency mixtures the frequency F C circle frequency A) is suppressed.

Claims

P 3 t e n t a n s p r ü c h e - y broadband phase shifter for a Operating frequency band containing a phase shifter, characterized in that that a mixer (M) with a subsequent filter (TP1) a back mixer (R) with a subsequent Filter (TP2) is connected downstream and the mixer (M) and the back mixer (R) from the same oscillator (O) can be controlled via a control line (L1, L2), whereby however, the phase shifter (P) is connected to one of the two control lines (L1) is designed to be narrower than the operating frequency band.

2) broadband phase shifter according to claim 1, characterized in that that the phase shifter (P) ensures a phase shift of 90 °.

3) broadband phase shifter according to claim 1 or 2, characterized in that that at least one of the filters is one Low-pass (type 1, TP2) is the essentially only the vibrations occurring during mixing or backmixing lets through with the difference frequencies.

4) broadband phase slider according to one of the preceding claims, characterized in that the oscillator (O) is a fixed frequency oscillator.

5) broadband phase shifter according to one of the preceding claims, characterized in that the back mixer (R) opposite the mixer (M) of the Oscillator oscillation is controlled leading.

6) broadband phase shifter according to one of claims 3 to 5, characterized characterized in that the frequency (F) of the oscillator oscillation is above the operating frequency band lies.