Формирователь линейно-частотно-модулированных сигналов

Формирователь линейно-частотно-модулированных сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - уменьшение уровня модуляционных искажений выходного сигнала. Формирователь содержит блоки памяти 1 и 5, накапливающие сумматоры 2 и 7, формирователь 3 управляющих сигналов, ЦАП 4 и 9, комбинационный сумматор 6, полосовые фильтры 8 и 16, фильтр 10 нижних частот, г-р 11 тактовых импульсов, смесители 12 и 14, узкополосный фильтр 13 и перестраиваемый г-р 15. За цикл работы формирователем формируются три линейно-частотно-модулированных (ЛЧМ) сигнала с различными скоростями частотной модуляции и уменьшенным уровнем модуляционных искажений. Количество формируемых ЛЧМ-сигналов за цикл работы устройства м.б. увеличено путем увеличения разрядности двоичного счетчика и объема памяти блока памяти, входящих в состав формирователя 3. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 03 С 3/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPGKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

С:: госуди ственный комитет

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР. (21) 4321154/24-09 (22) 26.10.87 (46) 15.07.89. Бюл. М 26 (72) В.Н. Артюх, Н.Г. Батурин, Л.В. Бондарь и !О.М. Романов (53) 621.376.3(088.8) (56) Кочемасов В.Н., Белов Л.А, Оконешников В.С. Формирование сигналов с линейной частотной модуляцией. — М.: Радио и связь, 1983, с. 55-58. (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНО-ЧАСТОТНОМОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения — уменьшение уровня модуляционных искажений выходного сигнала. Формирователь содержит блоки памяти 1 и 5, накапли„„SIJ„„1494203

2 ваюйде сумматоры 2 и 7, формирователь

3 управляющих сигналов, ЦАП 4 и 9, комбинационный сумматор 6, полос овые фильтры 8 и 16, фильтр 10 нижних частот, г-р 11 тактовых импульсов, смесители 12 и 14, узкополосный фильтр

13 и перестраиваемый г-р 15. За цикл работы формирователя формируются три линейно-частотно-модулированных (ЛЧИ) сигнала с различными скоростями частотной модуляции и уменьшенным уровнем модуляционных искажений. Количество формируемых ЛЧМсигналов за цикл работы устр-ва м.б. увеличено путем увеличения разрядности двоичного счетчика и объема памяти блока памяти, входящих в состав формирователя 3. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

3 149420

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для формирования линейно-частотно-модулированных (ЛЧМ) сигналов в радио5 передаюших и радиоприемных устройствах, а также в измерительной технике и технике связи.

Цель изобретения — уменьшение уровня модуляционных искажений.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема формирователя ЛЧМ-сигналов на фиг. 2 — структурная электрическая схема формирователя управляющих сигналов; на фиг. 3 — диаграммы, поясняющие работу предложенного формирователя.

Формирователь ЛЧМ-сигналов содержит первый блок 1 памяти, второй накапливающий сумматор 2, формирователь 3 управляющих сигналов, первый цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 4, второй блок 5 памяти, комбинационный сумматор 6, первый накапливающий сумматор 7, первый полоса- 25 вой фильтр 8, второй ЦАП 9, фильтр

10 нижних частот (ФНЧ), генератор 11 тактовых импульсов, первый смеситель

12, узкополосный фильтр 13, второй смеситель 14, перестраиваемый гене- 30 ратор 15 и второй полосовой фильтр

16.

Формирователь 3 управляющих сигналов содер:кит генератор 17 импульсов запуска, двоичный счетчик 18, блок 19 памяти и регистр 20 сдвига.

Формирователь ЛЧМ-сигналов работает следующим образом.

В фсрмирователе 3 управляющих сигналов в исходном состоянии на вы- 4 . ходах двоичного счетчика 18 присутствует нулевой адресный код, который с выходов двоичного счетчика 18 поступает на адресные входы блока 19 памяти. В блоке 19 осуществляется считывание информации, записанной по

45 нулевому адресу, которая с его выходов поступает на входы регистра

20. При подаче на вход запуска регистра ?О импульсов запуска информация с выходов блока 19 записывается в регистр 20. С выходов регистра 20 информация, хранящаяся в нем, поступает на выходы формирователя 3 управляющих сигналов. Первым импульсом запуска с выхода генератора 17, являющегося выходом импульсов запуска формирователя 3, обнуляется первый накапливающий сумматор 7. При поступлении каждого очередного импульса запуска на выход формирователя 3 эта операция повторяется. Импульс запуска поступает также на вход двоичного счетчика 18 и на вход запуска регистра 20.Под его воздействием информация из блока 19 (по нулевому адресу) записывается в регистр 20 и с его выходов поступает на соответствующие выходы формирователя 3, а двоичный счетчик 17 переводится в единичное состояние и на его выходах формируется код первого адреса. На выход кода начальной частоты формирователя 3 поступает и-разрядный двоичный код начальной частоты К <, определяемый из соотношения: где Й вЂ” начальная частота формирус— мого ЛЧМ-сигнала;

N — емкость накапливающих сумматоров; тактовая частота.

На выход кода скорости частотной модуляции (ЧМ) формирователя 3 поступает и-разрядный двоичный код скорости частотной модуляции К, определяемый из соотношения: где P,— величина скорости ЧМ формируемого первого ЛЧМ-сигнала.

Вторым импульсом запуска с выхода генератора 17 импульсов запуска производится перевод двоичного счетчика 18 в состояние, при котором на его выходах формируется код второго адреса и запись считанной из блока

19 информации по первому адресу в регистр 20. С выходов регистра 20 информация поступает на выходы формирователя 3. На один выход формирователя 3 поступает и-разрядный двоичный код начальной частоты К у, на другой - n-разрядный двоичный код скорости частотной модуляции определяемый из соотношения

Р М

К I (31 где — величина скорости ЧМ второго формируемого ЛЧМ-сигнала.

С приходом очередного импульса запуска с выхода генератора 17 рабок

Кнс(г) = Е К ) =о

30

Р

К „(г)=к + Е К

1н

45

5 14942 та формирователя 3 повторяется. Полный цикл работы формирователя 3 определяется разрядностью двоичного счетчика 18 и объемом памяти блока 19.

Формирователь ЛЧИ-сигналов работает следующим образом.

В исходном состоянии и в процессе работы комбинационный сумматор 6

10 находится в режиме сложения кодов.

Процесс формирования первого ЛЧМ-сигнала начинается в момент поступления на вход накапливающего суммато-. ра 7 кода скорости частотной модуляции К ..Под действием тактовых имГ1 пульсов с генератора 11 тактовых импульсов в накапливающем сумматоре

7 осуществляется суммирование кодов К . На выходе накапливающего 2(1 сумматора 7 формируется последовательность кодов К „ „(г), описываемая соотношением: которая поступает на первый вход комбинационного сумматора 6. На второй вход комбинационно го сумматора

6 с выхода формирователя 3 поступает код начальной частоты K а . В ком н бинационном сумматоре 6 к коду начальной частоты добавляется выходной код накапливающего сумматора 7.

На выходе комбинационного сумматора

6 формируется последовательность кодов К (г), описываемая выражением которая поступает на вход второго накапливающего сумматора 2 и на вход блока 5 памяти. Численные значения выходных кодов комбинационного сумматора 6 пропорциональны мгновенной частоте формируемого ЛЧИ-сигнала. В накапливающем сумматоре 2 осуществляется суммирование выходных кодов комбинационного сумматора 6. На выходе накапливающего сумматора 2 формируется последовательность кодов фазы К„ (г) формируемого первого

ЛЧИ-сигнала в соответствии с выражением для вычислений кода фазы К (г) формируемых ЛЧИ-сигналов в дискретные моменты времени t„=rT

g Р

r(r)= К (Kр+ K )

ro =о

03 6

1 1

Р

-NenLI - w (к + + к )), -= о о где К, К вЂ” коды начальной частоты и скорости IY

R — число формируемьж отсчетов; ь

N=2 — емкость накапливающих сумматоров разрядностью и .Т=1/f и — период формируемого отсчета.

Второе слагаемое в правой части выражения реализуется путем переполнения накапливающего сумматора 2.

В блоке 5 памяти выходные коды комбинационного сумматора 6 преобразуются в коды амплитуды модулирующего напряжения. С выхода блока 5 памяти коды амплитуды модулирующего напряжения поступают на первый вход ЦАП 9, который преобразует коды амплитуды в амплитудные выборки модулирующего напряжения, поступающие на вход ФНЧ

10, в котором выделяется непрерывное модулирующее напряжение, поступающие на вход перестраиваемого генератора 15. Под действием модулирующего напряжения частота перестраива" емого генератора 15 изменяется по линейному закону (в соответствии с законом модулирующего напряжения) .

На выходе перестраиваемого генератора 15 формируется первый ЛЧИ-сигнал U (t), который описывается выражением

5r(t) = nr sin(2f яг f+ 2 /S, +

6

+ (fÄÄ(t) d t3, 0 г. < о где U., fear — амплитуда и частота сигнала на выходе перестраиваемого генератора 15;

fä (С) — внутриимпульсные частотные искажения линейного закона изменения частоты перестраиваемого генератора 15, с — длительность формируемого перестраиваемым генератором 15 ЛЧИсигнала;

t — текущее время формируемого-ЛЧИ-сигнала.

Выходные коды фазы с выхода накапливающего сумматора 2 поступают на вход блока 1 памяти, который пре1494 203 образует коды фазы в коды амплитуды формируемого первого ЛЧИ-сигнала.

Коды амплитуды формируемого первого

ЛЧИ-сигнала с выхода блока 1 памяти поступают на первый вход ЦАП 4, Цап 4 осуществляет преобразование кодов амплитуды первого формируемого

ЛЧИ-сигнала в дискретное ЛЧИ-напряжение, которое поступает на вход полосового фильтра 8. В полосовом фильтре 8 осуществляется выделение непрерывного первого ЛЧИ-сигнала

U. (е), который описывается выражением: 1

Ц, (t)=Uue(sin(21(f„t + — P> t +

1, (t)dt(, Î t сс,, 10 о

20 где U.ö >f „ - амплитуда и начальная частота сигнала на выходе полосового фильтра 8; (t) — внутриимпульсные часг uec тотные искажения линейного закона изменения частоты.

Сигнал с выхода полосового фильтра 8 поступает на первый вход смесителя 12, на второй вход которого поступает сигнал с выхода перестраиваемого генератора 15. Начальная частота f „„ перестраиваемого генератора 15 выбирается несколько меньше начальной частоты f ñèãíàëà, формируемого на выходе полосового фильтра 8, что необходимо для реализации селективных свойств стоящего после смесителя 12 узкополосного фильтра 13. На выходе смесителя 12 формируется демодулированная состав" ляющая u (t) разностной частоты д>. =f„ -) и, сигналов, поданных на его входы, которая описывается выражение(С

Ц,1(т) =Бдсоз(2114(t + j „gt)dt s >

0 < t d (, р е

> Ц-цес Ц пe амплитудa демоду лированной разностной состав- 50 ляющей на выходе смесителя 12.

Демодулированный сигнал с выхода смесителя 12 поступает на вход узкополосного фильтра 13, характеристи- 55 ки которого согласованы с параметрами входного сигнала. Частотные искажения линейного закона изменения частоты ц, () сигнала, формируемого полосовым фильтром 8, носят высокочастотный характер и обусловлены ошибками дискретизации. Частотные искажения линейного закона изменения частоты „„(С) сигнала, формируемого перестраиваемым генератором 15, носят низкочастотный характер и обусловлены в основном нелинейностью модуляционной характеристики. Поэтому низкочастотные искажения сигнала проходят через узкополосный фильтр

13, а высокочастотные искажения сигнала эффективно им подавляются. Следовательно, на выходе узкополосного фильтра 13 формируется сигнал

Il>y(t), описываемый выражением:

Us<(t)=l>„scot(2 t — f >,„(t) dt7, 0 t « Ср> где U — амплитуда сигнала на выходе узкополосного фильтра 13, Выходной сигнал узкополосного фильтра 13 поступает на первый вход смесителя 14. На второй вход смесителя 14 поступает сигнал с выхода перестраиваемого генератора 15. Иа выходе второго смесителя 14 формируетс. . суммарный ЛЧИ-сигнал U (t)

,Е астоты f =df+f описываемый выпг ражением

1 ту (t) =U>sin(21(sf t- I q (t) dt о

+ 2" ., + -Р + ) $„,(t)dt s = р

- U sic(2lifUs,,t.-2Г Е„„с-J y (с)Сс о

+2>>(„, с+ — >s,t i 1 q„(с)Сс>О

U з .п(2Г(йцес t + 2 p>g ) > 0 < s nî который поступает на вход полосового фильтра 16. На выходе полосового фильтра 16 выделяется выходной ЛЧИсигнал, который в результате двойного преобразования частоты обладает существенно меньшими внутриимпульсными частотными искажениями, уровень которых определяется селективными свойствами и полосовой пропускания узкополосного фильтра 13.

Низкочастотные модуляционные искажения компенсируются при втором преобразовании частоты в смесителе 14.

1494203

С помощью тактовых импульсов, формируемых генератором 11 тактовых импульсов, осуществляется синхронизация работы блоков формирователя

ЛЧМ-сигналов.

При поступлении на выходы формирователя 3 управляющих сигналов второго импульса запуска, кода начальной частоты и кода скорости частотной модуляции начинается процесс формирования второго ЛЧМ-сигнала, который происходит аналогично процессу формирования первого ЛЧМ-сигнала.

При формировании третьего импульса запуска начинается процесс формировани.< третьего ЛЧМ-сигнала, который происходит аналогично двум предшествующим. При формировании четвертого импульса запуска весь цикл работы устройства повторяется.

Таким образом, за цикл работы уст— ройства на его выходе формируются три ЛЧМ-сигнала с различными скоростями частотной модуляции и уменьшенным уровнем модуляционных искажений.

Количество формируемь;х ЛЧМ-сигналов за цикл работы устройства может быть легко увеличено, для чего увеличить разрядность двоичного счетчика 18 и объем памяти блока 19 памяти.

Формула изобретения

1. Формирователь линейно-частотно-модулированных сигналов, содержащий последовательно соединенные первый накапливающий сумматор, комбинационный сумматор, второй накапливающий сумматор, первый блок памяти, первый цифроаналоговый преобразова- 40 тель и первый полосовой фильтр, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом синхронизации первого накапливающего сумматора, формирователь управляющих сигна- 45 лов, выход кода начальной частоты которого соединен с вторым входом комбинационного сумматора, а выход кода скорости частотной модуляции— с входом первого накаплпв;п<1г(f ã< сум матора, второй цифроаналог< в»и< преобразователь и второй .«::: <«з<.„ фильтр, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью уме.::,и.< ния урони<. модуляционных искажений г<ь ходпого сигнала, в него вве,;. 1ы последова— тельно соединенные первый смеситель. первый вход ко орого ссединен с выходом первого поло,.свого фильтра, узкополосный фильтр и второй смеситель, выход которого соединен с входом второго полосового фильтра, последовательно соединенные фильтр нижних частот, вход которого соединен с выходом второго цифроаналогового преобразователя, и перестраиваемый генератор, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго смесителей, второй блок памяти, вход которого соединен с выходом комбинационного сумматора, а выход — с входом второго цифроаналогового преобразователя, при этом выход генератора тактовых импульсов соединен с входом синхронизации второго накапливающего сумматора и с входами синхронизации первого и второго цифроаналоговых преобразователей, а выход импульсов запуска формирователя управляющих сигналов соединен с входом обнуления первого накапливающего сумматора.

2, Формирователь по и. 1, о т— л и ч а ю шийся тем, что формирователь управляющих сигналов содержит последовательно соединенные двоичный счетчик, блок памяти и регистр сдвига, а также генератор импульсов запуска,, выход которого соединен с входами запуска двоичного счетчика и регистра сдвига, при этом первый и второй выходы регистра сдвига являются соответственно выходом кода начальной частоты и выходом кода скорости частотной модуляции, а выход генератора импульсов запуска является выходом импульсов запуска формирователя управляющих сигналов.

1494203

Фиа,2

Составитель Г. Захарченко

Техред Л. Олийнык Корректор Т.Малец

Редактор Л.Пчелинская

Заказ 4129/55 Тирах 884 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101