Формирователь линейно-частотно-модулированных колебаний
Иллюстрации
Показать всеРеферат
1. ФОРМИРОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНОЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ КОЛЕБАНИЙ, содержащий первый и второй фазосдвигаквдие блоки, выходы которых соединены с соответст вующими входами высокочастотного кс 1мутатора, а первые управлякадие входы первого фазосдвигаквдего блока Соединены с соответствукядими первыми управлякицими входами второго фазЬсдвигающего блока, последовательно соединенные генера .тор линейно изменяющегося напряжения и низкочастотный коммутатор, первый и второй выхода которого соединены с вторыми управляющими -входами соответственно первого и второго фазе- . сдвигаиядих блоков, последовательно соединенные источник тактовых сигналов и генератор кода, а также счбт- : чик и триггер,, первый счетный вход которого соединен с первым выходом генератора кода, а выход соединен с управляющими входами низкочастотного и высокочастотного коммутаторов и третьими управлякяцими входами перво го -И второго фазосдвигагацих блоков, а вход сброса генератора линейно изменяющегося напряжения соединен с входом сброса генератора кода, при этом сигнальные входы первого и второго фазосдвигающих блоков являются входами высокочастотного сигнала формирователя линейнр-ч&стотномодулированных колебаний.г о т л ичающийся тем, что, с целью увеличения девиации частоты при снижении уровня паразитных составляющих, в него введены элемент ИЛИ и цифровой сумматор, входы которых соединены с выходами соответствующих разрядов счетчика, выход элемента ИЛИ соединен с первым установочным входом триггера, вход переноса цифровогосумматора подключен к первому выходу генератора кода, а выходы разрядов цифрового сумматора подключены к соответствующим точкам соединения между собой первых управлякадих§ входоа /первого и второго фазосдвйганицих блоков, при этом вход счетчи (Л ка соединен с вторым выходом генеipaiopa кода, второй счетный вход . триггера соединен с выходом источника тактовых сигналов, второй уста- g новочны } вход триггера и управляющие входы счетчика и цифрового сумматора соединены с входом сброса генератора :кода. 2. Формирователь по п. 1,о т л ич а ю щ и и с я тем, что генератор | кода выполнен в виде последовательно Ю Соединенных двоичного счетчика и на4 капливэлоыего. сумматора, входы которых соединены между собой, и точка их соединения является входом генератора Кода, выход накапливающего сумматора является первым выходс 1, йыход двоичного счетчика - вторым выходом генератора кода, а управляющий вход накапливающего сумматора является входом сброса генератора кода.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
3(59 Н 03 С 3 08
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3516352/18-09 (22) 26.11 ° 82 (46) 07.02.84. Бюл. 9 5 (72) Ю.П. Иванов и В.г. Бабошин (53) 621 ° 376,3(088. ° 8) (56) 1. Патент CBJA 9 3792378, кл. Н 03.В 19/00, опублик. 1974..
2. Авторское, свидетельство СССР В 743161, кл, Н 03 С 3/08 1978 (прототип) . (54)(57) 1 ° ФОРМИРОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНОЧАСЖО1НО-МОДУЛИРОВАННЫХ КОЛЕБАНИЙ, содержащий первый и второй фазосдвигающие блоки., выходы которых соединены с соответствующими входами высокочастотного коммутатора, а первые управляющие входы первого фаэосдвйгающего блока соединены с соответ« ствующими первыми управляющими входами второго. фаэосдвигающего блока, последовательно соединенные генера.тор линейно изменяющегося .напряжения и низкочастотный коммутатор, первый и второй выходы которого соединены с вторыми управляющими "входами соот- ветственно первого и второго фазо- . сдвигакщих блоков,последовательно соединенные источник тактовых.сигналов и генератор кода, а также счетчик и триггер,, первый счетный вход которого соединен с первым выходом генератора кода, а выход соединен с. управляющими входами низкочастотного и высокочастотного коммутаторов и третьими управляющими входами перво- .го .и второго фаэосдвигающих блоков, а вход сброса генератора линейно изменяющегося напряжения соединен: . с входом сброса генератора кода, при этом сигнальные. входы первого и второго фазосдвигающих блоков явля„Л0„„, 2 7 A ются входами высокочастотного сигнала формирователя линейно-частотномодулированных колебаний, о т л и- ч ающий с я тем, что, с целью увеличения девиации частоты при снижении уровня паразитных составляющих, .в него введены элемент ИЛИ и цифровой сумматор, входы которых соединены с выходами соответствующих разрядов счетчнка, выход элемента ИЛИ: соединен с первым установочным входом триггера., вход переноса цифрового сумматора подключен к первому выходу: генератора кода, а выходы разрядов цифрового сумматора подключены к соответствующим точкам соединения между собой первых управляющихЯ .входов,первого и второго фазосдвигающих блоков, при этом вход счетчи- ф/ ка соединен с вторым выходом гене,ратора кода, второй счетный вход . С триггера соединен с выходом источника тактовых сигналов, второй установочный вход триггера и управляющие входы:счетчика и цифрового сумматора соединены с входом сброса генератора .кода.
2 ° Формирователь по п. l,о т л ич а ю щ и. и с я тем, что генератор кода выполнен в виде последовательн соединенных двоичного счетчика и на капливающего.сумматора, входы которых соединены между собой; и точка их соединения является входом генератора кода, выход накапливающего сумматора является первым выходом, выход двоичного счетчика - вторым . выходом генератора кода, а управляю щий вход накапливающего сумматора является входом сброса генератора кода, 1072247
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в качестве устройства формирования сигналов с угловой модуляцией в системах с независимым источником несущего колебания. 5
Известен формирователь линейночастотно-модулированных (ЛЧМ) колеба.ний, содержащий формирователь кода, двоичный счетчик и Фазосдвигающее устройство, в которых формирование 10 требуемого закона колебаний осуществляется путем дискретной фазовой модуляции несущей частоты с постоянным шагом квантования по фазе f1 3.
Однако в спектре выходного сигнала указанного формирователя ЛЧМ колебаний имеются паразитные составляющие значительного уровня, возникающие вследствие дискретного изMBfIpíèÿ фазы, причем уменьшение величины.дискрета, приводящее к сниже.нию уровня паразитных составляющих и величина девиации ограничены недостаточным быстродействием блоков, входящих в формирователь ЛЧМ колебаний.
Наиболее близким к предлагаемому является формирователь линейно-частотно-модулированных колебаний, содержащий первый и второй фазосдвигающие блоки, выходы которых соеди- ЗО нены с соответствующими входами высокочастотного коммутатора, а первые управляющие входы первого фазосдвигающего блока соединены с соответствующими первыми управляющими входами 35 второго фазосдвигающего блока, последовательно соединенные генератор линейно изменяющегося напряжения и низкочастотный коммутатор, первый и второй выходы которого соединены с вторыми управляющими входами соответственно первого и второго фазосдвигающих блоков, последовательно соединенные источник тактовых сигналов и генератор кода, а также счет-. чик и триггер, первый счетный вход которого соединен с первым выходом генератора кода, а выход — с управляющими входами низкочастотного и высокочастотного коммутаторов и третьими управляющими входами первого 5О ,и второго фазосдвигающйх блоков,, вход сбрОса генератора линейно изменяющегося напряжения соединен c,âõîдом сброса генератора кода,:при этом сигнальные входы первого и второго 55 фазосдвигающих блоков являются входами высокочастотного сигнала Форми- рователя линейно-частотно-модулированных колебаний 52 ).
Однако в известном формирователе QQ
ЛЧМ колебаний относительно мала девиация частоты и относительно высок уровень паразитных составляющих.
В случае реализации больших девиаций уровень паразитных составляю- 5 щих резко возрастает из-за неполной компенсации при значительном отклонении текущей частоты от несущей, что обусловлено значительной ошибкой в определении моментов переключения фазосдвигающих блоков. Эти паразитные составляющие не могут быть отфильтрованы, так как при больших девиациях они находятся в полосе рабочего сигнала.
Цель изобретения — увеличение де-. виации частоты при снижении уровня паразитных составляющих.
Поставленная цель достигается хем, что в формирователь линейнот частотно-модулированнЫх колебаний, содержащий первый и второй фазосдвигающие блоки, выходы которых соединены с соответствующими входами. высокочастотного коммутатора, а первые управляющие входы первого Фазосдвигающего блока соединены с соответствующими первыми управляющими входами второго фазосдвигающего блока, по-. следовательно соединенные генератор линейно измЕняющегося напряжения и низкочастотный коммутатор, первый и второй выходы которого соединены.с вторыми управляющими входами соот- . ветственно первого и второго фазосдвигающих блоков, последовательно . соединенные источник тактовых сигналов и генератор кода, а также счет- . чик и триггер, первый счетный вход которого соединен с первым выходом генератора кода, а выход соединен с управляющими входами низкочастотного и высокочастотного коммутаторов и третьими управляющими - входами первого и второго Фазосдвигающих блоков, а вход сброса генератора линейно изменяющегося напряжения соединен с входом сброса генератора кода, при этом сигнальные входы первого и второго фазосдвигающих блоков являются входами высокочастотного сигнала формирователя линейно-частотно-модулированных колебаний, введены элемент ИЛИ и цифровой сумматор, входы которых соединены с выходами соответствующих разрядов счетчика, выход элемента ИЛИ соединен с первым установочным входом триггера, вход переноса цифрового сумматора подключен к первому выходу генератора кода, а выходы разря дов цифрового сумматора подключены к соответствующим точкам соединения между собой первых управляющих входов первого и второго фазосдвигаю.щих блоков, при этом вход счетчика соединен с вторым выходом генератора кода, второй счетный вход триггера соединен с выходом источника тактовых сигналов, второй установочный вход триггера и управляющие входы счетчика и цифрового сумматора сое1072247 динены с входом сброса генератора кода.
Генератор кода выполнен в виде последовательно соединенных двоичного счетчика и накапливающего сумма- . тора, входы которых соединены между 5 собой, и точка их соединения является входом генератора кода, выход накапливающего сумматора является первым выходом, выход двоичного счет .чика. — вторым выходом генератора кода, а управляющий вход накапливающего .сумматора является входом сброса генератора кода.
На фиг.l представлена структур- ная электрическая схема предлагаемо- 5 го формирователя ЛЧМ колебаний; на фиг.2 и 3 — диаграммы, поясняющие его работу.
Формирователь ЛЧМ колебаний содержит первый 1 и второй 2 фазосдвигающие блоки, источник 3 тактовых. сигналов, триггер 4, генератор 5 линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН), низкочастотный (НЧ) б и высокочастотный (ВЧ) 7 коммутаторы, элемент ИЛИ 8, цифровой сумматор 9, счетчик 10, генератор 11 кода, состоящий из двоичного счетчика 12 и сумматора 13.
Первый 1 и второй 2 фазосдвигающие блоки содержат плавный фазовращатель 14, интегратор 15, дискретный фазовращатель 16 и запоминающий блок
17 ° Формирователь ЛЧМ колебаний ра- 35 ботает следующим образом.
Высокочастотный сигнал поступает на первый 1 и второй 2 фазосдвигаю-. щие блоки. Импульс сброса устанавливает в начальное состояние генератор 4()
11 кода, триггер 4, счетчик 10 и
ГЛИН 5. При этом элемент ИЛИ 8 выдает сигнал 0 . Генератор 11 кода с первого выхода (выхода сумматора
13) выдает импульсы, соответствующие-45 моментам йереключения фазы. На триггер 4 также поступает сигнал с первого выхода генератора ll кода. По этим сигналам триггер 4 подключает на выход через ВЧ коммутатор 7 один из фазосдвигающих блоков, например первый фазосдвигающий блок 1, и разрешает перенос содержимого цифрового сумматора 9 в дискретный фазовращатель 16 второго фазосдвигающе-го блока 2 (отключенный от выхода) через запоминающий блок 17. Содержимое цифрового сумматора 9 равно текущему значению числа импульсов, пришедших от генератора 11 кода, т.е. текущему значению фазы требуе- . 60 мого закона модуляции..
ГЛИН 5,НЧ, коммутатор 6, интегратор 15 и плавный фазовращатель 14 осуществляют компенсацию сигнала в интервале между импульсами коммута- 65 ции. На фиг.2 показан вид компенсирующего сигнала. После заполнения двоичного счетчика 12 генератора
ll кода на его выходе вырабатывается импульс. Этот импульс записывает 1 в счетчик 10. Затем элемент ИЛИ 8 формирует сигнал 1 на выходе и переключает триггер 4 в режим работы от источника 3 тактовых сигналов.
При этом состояние цифрового сумматора 9, а значит, и текущая фаза в дискретном фазовращателе 16 изменяются на кажцом такте. Триггер 4 тоже на каждом такте подключает то первый, то второй фазосдвигающие блоки 1 и
2 к выходу и переписывает в них код из цифрового сумматора 9. Так как в этом режиме отсутствует ошибка в определении моментов переключения, то компенсация эффективно работает на всем протяжении рабочего хода формирования сигнала.
Таким образом, работа формирователя ЛЧМ колебаний разделяется на два этапа: первый этап — режим работы с постоянным шагом квантования по фазе (dУ = const. ), когда содержимое счетчика 10 равно нулю, и второй этап — комбинированный режим работы, когда содержимое счетчика 10 отлично от нуля.
На втОром этапе работы результирующий код фазы, устанавливаемый в дискретном фазовращателе 16, является суммой двух частей: линейной и квадратичной. На фиг.3 представлены графики двух этапов работы формирователя. Квадратичная или линейночике 10 записано число L., то это значит, что и текущая фаза в первом и втором фазосдвигающих блоках 1 и
2 каждый такт изменяется (увеличивается или,уменьшается) на величину
LЬ, где dЧ - дискрет изменения фазы в фазосдвигающем блоке. A это значит, что частота на выходе фазосдвигающего блока изменяется на величину
LdV (1)
2. где — период тактовых сигналов.
Из фиг.3 видно, что для стыковки линейной и квадратичной частей необходимо, чтобы скачки по частоте обеих частей были одинаковыми, т..е.
df. ==
d9 л а7Г (2) ив- " i (3) частотная часть (фиг. 3а) определяется импульсами с выхода сумматора 13 генератора 11 кода, Линейная часть (фиг. Зб) определяется содержимым счетчика 10 и обусловливает постоянное смещение по частоте. Если в счет-.
1072247 где Т.- параметр модуляции; . И - емкость счетчика 10.
Отсюда вытекают условия стыковки: Ч
23(уТ
Но так как:д / = const у= (5) pter
3f w i где m - емкость сумматора 13 генератора 11 кода.
Следовательно, М= m 2 „ т.е. емкость .двоичного счетчика 12 генератора 11 кода должна быть разной половине емкости сумматора 13., Спектр ошибки формирователя ЛЧМ колебаний состоит .из линейной и квадратичной. частей
Система компенсации формирователя
ЛЧМ колебаний компенсирует в основном лннейную составляющую, т.е. „ 4 d"„, где д, — точность компенсации. Прй этом в предлагаемом формирователе ЛЧМ колебаний величину девиации можно выбирать любой в пределе 0- Е, не увеличивая величину дискрета фазы. Соответственно, уровень паразитных составляющих, определяемый величиной дискрета фазы (квадратичной чаСтью), существенно. уменьшен. Паразитные составляющие, определяемые линейной частью, эффективно компенсируются и при точной компенсации могут быть сведены к нулю. Кроме того, они,сосредоточены на известных частотах и поэтому их легко отфицьтровать.
Таким образом, в предлагаемом формирователе ЛЧМ колебаний значительно увеличивается девиация частоты при снижении уровня паразитных
20 составляющих.
1072247
Заказ 144/Sl
Тираж 862 . . . Подписное
ВНИИПИ Государствениого комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, й-35, Раумская наб., д. 4/5 мамае ° С
Филиал ППП Патент, г. Уигород, ул. Проектная, 4
Составитель.. Г. Захарченко
Редактор A. Лежнина Техред B.".далекорей Корректор И. Эрдейи