Формирователь сигналов сантиметрового диапазона с амплитудной, фазовой и линейно-частотной модуляцией

Формирователь сигналов сантиметрового диапазона с амплитудной, фазовой и линейно-частотной модуляцией

Реферат

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в радиопередающих устройствах для формирования сигналов с амплитудной, фазовой и линейно-частотной модуляцией.

Из уровня техники известен формирователь частотно-модулированных сигналов (Авторское свидетельство СССР №1506508, Н 01 С 3/00, 1989), имеющий повышенную точность формирования частотно-модулированных сигналов. Он требует применения прецизионного преобразователя и не обеспечивает фазовую модуляцию сигнала.

Известен также формирователь линейно частотно-модулированных сигналов (Авторское свидетельство СССР №1501250, Н 03 С 3/08, 1989), имеющий повышенную линейность модуляционной характеристики. При увеличении девиации частоты он не обеспечивает фазовую модуляцию сигнала.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является формирователь амплитудно-фазомодулированных сигналов сантиметрового диапазона (полезная модель РФ №26708, Н 03 С 5/00, 2002 г.), содержащий опорный генератор, делитель частоты, первый и второй преобразователи частоты, амплитудный модулятор, синтезатор частот, умножитель сигналов, фазовый модулятор, первый и второй коммутаторы, первый и второй формирователи импульсов, схему управления, сумматор сигналов, волновод выходного сигнала, разъем входного сигнала переключения фазы, разъемы первого и второго входных модулирующих импульсов, разъемы выходных сигналов первого и второго гетеродина частоты приемника, разъем сигналов управления режимами и разъем сигналов управления синтезатором.

Однако при эксплуатации, кроме формирования амплитудной и фазовой модуляции, необходимо формирование линейно-частотной модуляции, что конструктивно в известном формирователе не предусмотрено.

Технический результат направлен на расширение функциональных возможностей.

Технический результат достигается тем, что формирователь сигналов сантиметрового диапазона с амплитудной, фазовой и линейно-частотной модуляцией содержит опорный генератор, делитель частоты, первый и второй преобразователи частоты, амплитудный модулятор, фазовый модулятор, синтезатор частоты, умножитель частоты, первый и второй формирователи импульсов, первый и второй коммутаторы, схему управления и сумматор, при этом четвертый вход синтезатора частоты соединен с разъемом сигналов управления синтезатором частоты, первый вход синтезатора частоты соединен с первым выходом опорного генератора, четвертый выход опорного генератора соединен с входом делителя частоты, третий выход делителя частоты соединен с первым входом первого преобразователя частоты, первый выход первого преобразователя частоты соединен с первым входом амплитудного модулятора, выход амплитудного модулятора соединен с первым входом фазового модулятора, второй вход фазового модулятора соединен с разъемом входного сигнала переключения фазы, выход фазового модулятора соединен с первым входом второго преобразователя частоты, выход второго преобразователя частоты соединен с волноводом выходного сигнала, третий выход опорного генератора соединен со вторым входом первого преобразователя частот, второй выход первого преобразователя частот соединен с разъемом выходного сигнала второго гетеродина приемника, первый и второй выходы делителя частоты соединены соответственно со вторым и третьим входами синтезатора частоты, первый выход синтезатора частоты соединен с разъемом выходного сигнала первого гетеродина приемника, второй выход синтезатора частоты соединен с входом умножителя частоты, выход умножителя частоты соединен со вторым входом второго преобразователя частоты, вход схемы управления соединен с разъемом сигнала управления режимами работы, первый выход схемы управления соединен со вторым входом первого коммутатора, второй выход схемы управления соединен со вторым входом второго коммутатора, первый вход второго коммутатора соединен с разъемом второго входного модулирующего импульса, кроме того, в него включен генератор линейной частотной модуляции, выход генератора линейной частотной модуляции соединен с третьим входом первого преобразователя частоты, первый вход генератора линейной частотной модуляции соединен со вторым выходом опорного генератора, второй вход генератора линейной частотной модуляции соединен с разъемом сигналов управления генератором линейной частотной модуляции, при этом вход первого формирователя импульсов соединен с разъемом первого входного модулирующего импульса, выход первого формирователя импульсов соединен с первым входом первого коммутатора, выход первого коммутатора соединен с первым входом сумматора, второй вход сумматора соединен с выходом второго коммутатора, выход сумматора соединен с входом второго формирователя импульсов, выход второго формирователя импульсов соединен со вторым входом амплитудного детектора.

Отличительными признаками от прототипа является то, что формирователь сигналов сантиметрового диапазона с амплитудной, фазовой и линейно-частотной модуляцией дополнительно содержит генератор линейной частотной модуляции, выход генератора линейной частотной модуляции соединен с третьим входом первого преобразователя частоты, первый вход генератора линейной частотной модуляции соединен со вторым выходом опорного генератора, второй вход генератора линейной частотной модуляции соединен с разъемом сигналов управления генератором линейной частотной модуляции, при этом вход первого формирователя импульсов соединен с разъемом первого входного модулирующего импульса, выход первого формирователя импульсов соединен с первым входом первого коммутатора, выход первого коммутатора соединен с первым входом сумматора, второй вход сумматора соединен с выходом второго коммутатора, выход сумматора соединен с входом второго формирователя импульсов, выход второго формирователя импульсов соединен со вторым входом амплитудного детектора.

На чертеже представлена блок-схема формирователя сигналов сантиметрового диапазона с амплитудной, фазовой и линейно-частотной модуляцией.

Формирователь сигналов сантиметрового диапазона с амплитудной, фазовой и линейно-частотной модуляцией содержит опорный генератор 1, делитель частоты 2, первый 3 и второй 7 преобразователи частоты, генератор линейной частотной модуляции 9, амплитудный модулятор 4, фазовый модулятор 8, синтезатор частот 5, умножитель частоты 6, первый 11 и второй 13 коммутаторы, первый 10 и второй 15 формирователи импульсов, схему управления 12, сумматор 14, разъем сигналов управления синтезатором частоты 16, разъемы первого 17 и второго 19 входных модулирующих импульсов, разъем сигналов управления режимами работы 18, разъемы выходных сигналов первого 20 и второго 22 гетеродинов приемника, волновод выходного сигнала 23, разъем входного сигнала переключения фазы 24 и разъем сигналов управления генератором линейной частотной модуляции 21.

Четвертый вход синтезатора частоты 5 соединен с разъемом сигналов управления синтезатором частоты 16. Первый вход синтезатора частоты 5 соединен с первым выходом опорного генератора 1.

Четвертый выход опорного генератора 1 соединен с входом делителя частоты 2. Третий выход делителя частоты 2 соединен с первым входом первого преобразователя частоты 3.

Первый выход преобразователя частоты 3 соединен с первым входом амплитудного модулятора 4.

Выход амплитудного модулятора 4 соединен с первым входом фазового модулятора 8. Второй вход фазового модулятора 8 соединен с разъемом входного сигнала переключения фазы 24. Выход фазового модулятора 8 соединен с первым входом второго преобразователя частоты 7.

Второй выход опорного генератора 1 соединен с первым входом генератора линейной частотой модуляции 9. Выход генератора линейной частотой модуляции 9 соединен с третьим входом первого преобразователя частоты 3. Второй вход генератора линейной частотной модуляции 9 соединен с разъемом управления генератором линейной частотной модуляции 21.

Третий выход опорного генератора 1 соединен со вторым входом первого преобразователя частот 3. Второй выход первого преобразователя частот 3 соединен с разъемом выходного сигнала второго гетеродина приемника 22.

Первый и второй выходы делителя частоты 2 соединены соответственно со вторым и третьим входами синтезатора частоты 5. Первый выход синтезатора частоты 5 соединен с разъемом выходного сигнала первого гетеродина частоты приемника 20. Второй выход синтезатора частоты 5 соединен с входом умножителя частоты 6. Выход умножителя частоты 6 соединен со вторым входом второго преобразователя частоты 7.

Вход схемы управления 12 соединен с разъемом сигналов управления режимами работы 18. Первый выход схемы управления 12 соединен со вторым входом первого коммутатора 11. Второй выход схемы управления 12 соединен со вторым входом второго коммутатора 13.

Первый вход второго коммутатора 13 соединен с разъемом второго входного модулирующего импульса 19.

Вход первого формирователя импульсов 10 соединен с разъемом первого входного модулирующего импульса 17. Выход первого формирователя импульсов 10 соединен с первым входом первого коммутатора 11. Выход первого коммутатора 11 соединен с первым входом сумматора 14.

Второй вход сумматора 14 соединен с выходом второго коммутатора 13. Выход сумматора 14 соединен с входом второго формирователя импульсов 15.

Выход формирователя импульсов 15 соединен со вторым входом амплитудного модулятора 4.

Работает формирователь сигналов сантиметрового диапазона с амплитудной, фазовой и линейно-частотной модуляцией следующим образом.

Опорный генератор 1 представляет собой кварцевый генератор, выполненный на транзисторе по схеме емкостная трехточка.

В качестве делителя частоты 2 используются микросхемы (триггеры), а в качестве выходных каскадов используются резонансные каскады усиления.

Первый преобразователь частоты 3 собран на транзисторах. В качестве гетеродина используется частота опорного генератора 1, умноженная в двадцать пять раз. В качестве умножителей используются резонансные каскады на транзисторах в режиме Б. После умножителей установлен усилитель и полосовой поверхностно акустической волны (ПАВ) фильтр. В качестве сигнала при формировании сигнала F_пр1 используется выходной сигнал F_глчм генератора линейной частотной модуляции 9. Сигналы гетеродина и генератора линейной частотной модуляции поступают на смеситель, где они смешиваются, и разностная частота, выделенная полосовым ПАВ фильтром частотой F_пр1, поступает на фазовый детектор, на второй вход которого поступает часть сигнала с управляемого генератора (на схеме не показано), частота которого управляется выходным напряжением фазового детектора (на чертеже не показано), т.е. частота сигнала управляемого генератора синхронизируется частотой F_пр1. Выходной сигнал с управляемого генератора частотой F_пр1 поступает на вход амплитудного модулятора.

Сигнал F_r2, поступающий на разъем сигнала второго гетеродина приемника 22, формируется так же, как сигнал F_пр1. Но при формировании сигнала F_r2 к сигналу F_глчм генератора линейной частотной модуляции 9 добавляется сигнал с третьего выхода делителя частоты 2 Fоп/2, суммарная чистота выделяется на полосовом ПАВ фильтре и поступает на смеситель, где смешивается с сигналом гетеродина и разностная частота F_r2, выделенная полосовым ПАВ фильтром, поступает на фазовый детектор, на второй вход которого поступает часть сигнала с управляемого генератора, частота которого управляется выходным напряжением фазового детектора (на схеме не показано), т.е. частота сигнала управляемого генератора синхронизируется частотой F_r2. Выходной сигнал с управляемого генератора частотой F_r2 поступает на разъем сигнала второго гетеродина приемника.

На синтезатор частоты 5 с первого выхода опорного генератора 1 и с первого и второго выходов делителя частоты 2 поступают сигналы частотой Fоп, Fоп/8, Fоп/16. По входу сигнала частотой Foп расположен умножитель частоты, аналогичный умножителю в первом преобразователе частоты 3, но умножение осуществляется в тридцать два раза. Этот сигнал используется в смесителе в качестве гетеродина. На другой вход смесителя поступает сигнал с синтезатора частоты (на схеме не показано), где в зависимости от управляющих сигналов вырабатываются необходимые частоты путем смешивания сигналов частотами Foп, Foп/8, Foп/16 с последующей фильтрацией в полосовых ПАВ фильтрах для подавления паразитных сигналов. После смесителя так же установлены полосовые ПАВ фильтры, на которые выделяется требуемая рабочая частота F_с.

Умножитель частоты 6 состоит (на схеме не показано) из управляемого генератора с фазовой подстройкой частоты синхронизируемого сигналом fc с выхода синхронизатора частоты 5, фазового детектора, умножителя частоты, выполненных на полосковых линиях и полосового ПАВ фильтра.

Далее сигнал поступает на вход второго преобразователя частоты 7, который состоит из входного пятизвенного и выходного семизвенного фильтров, выполненных на волноводах и диодной секции. В результате во втором преобразователе частоты 7 происходит сдвиг частоты выходного сигнала умножителя частоты 6 вверх на величину, равную частоте выходного сигнала первого преобразователя частоты 3 F_пр1.

Генератор линейной частотной модуляции 9 представляет собой (на схеме не показано), генератор, состоящий из двух генераторов пилообразного напряжения, собранных на источнике постоянного тока, конденсаторе и компараторе, который срабатывает при достижении пилообразного напряжения порогового значения. Изменение частоты генератора происходит за счет изменения величины тока источника постоянного тока, которым заряжаются конденсаторы генераторов пилообразного напряжения. Сигнал с генератора пилообразного напряжения поступает в фильтр низкой частоты, где отфильтровываются все высокочастотные составляющие импульсного сигнала, и на выходе получается синусоидальный сигнал с частотой, изменяющийся по линейному закону. Далее этот сигнал поступает на балансный модулятор, на второй вход которого поступает сигнал с опорного генератора 1. На выходе модулятора стоит кварцевый фильтр, который выделяет разностную частоту F_глчм (Foп и генераторе с линейно изменяющейся частотой), которая поступает на третий вход первого преобразователя частоты 3.

Первый входной модулирующий импульс поступает с разъема первого входного модулирующего импульса 17 на первый формирователь импульса 10, который состоит (на схеме не показано) из микросхемы и линии задержки, осуществляющей необходимую задержку импульса. После этого импульс поступает на первый коммутатор 11.

Второй входной модулирующий импульс поступает с разъема второго входного модулирующего импульса 19 на второй коммутатор 13 без дополнительной задержки.

Сигналы управления режимами работы поступают с разъема сигналов управления режимами работы 18 на схему управления 12, которая в зависимости от поступивших сигналов управления пропускает через один из коммутаторов импульсный сигнал на сумматор 14. За сумматором 14 находится второй формирователь импульсов 15, выполненный на микросхеме для формирования требуемых фронтов импульсов с требуемой амплитуды. С выхода второго формирователя импульсов 15 импульсы поступают на амплитудный модулятор 4, выполненный в виде гибридно-интегральной схемы в герметичном корпусе (на схеме не показано), в котором размещена микрополосковая плата с амплитудным диодным коммутатором. При наличии импульса сигнал с выхода первого преобразователя частоты 3 через амплитудный модулятор 4 поступает на вход фазового модулятора 8. Фазовый модулятор 8 выполнен (на схеме не показано) в виде полосковых линий разной длинны, которые переключаются с помощью p-i-n диодов по управляющему сигналу Dπ с разъема входного сигнала переключения фазы 24.

Сигнал с выхода фазового модулятора 8 поступает на первый вход второго преобразователя частоты 7.

Использование предлагаемого формирователя амплитудно-фазовых сигналов сантиметрового диапазона кроме формирования сигналов амплитудной и фазовой модуляции позволяет формировать сигнал линейно-частотной модуляции, что расширяет его функциональные возможности.

Формирователь сигналов сантиметрового диапазона с амплитудной, фазовой и линейно-частотной модуляцией, содержащий опорный генератор, делитель частоты, первый и второй преобразователи частоты, амплитудный модулятор, фазовый модулятор, синтезатор частоты, умножитель частоты, первый и второй формирователи импульсов, первый и второй коммутаторы, схему управления и сумматор, при этом четвертый вход синтезатора частоты соединен с разъемом сигналов управления синтезатором частоты, первый вход синтезатора частоты соединен с первым выходом опорного генератора, четвертый выход опорного генератора соединен с входом делителя частоты, третий выход делителя частоты соединен с первым входом первого преобразователя частоты, первый выход первого преобразователя частоты соединен с первым входом амплитудного модулятора, выход амплитудного модулятора соединен с первым входом фазового модулятора, второй вход фазового модулятора соединен с разъемом входного сигнала переключения фазы, выход фазового модулятора соединен с первым входом второго преобразователя частоты, выход второго преобразователя частоты соединен с волноводом выходного сигнала, третий выход опорного генератора соединен со вторым входом первого преобразователя частоты, второй выход первого преобразователя частоты соединен с разъемом выходного сигнала второго гетеродина приемника, первый и второй выходы делителя частоты соединены соответственно со вторым и третьим входами синтезатора частоты, первый выход синтезатора частоты соединен с разъемом выходного сигнала первого гетеродина приемника, второй выход синтезатора частоты соединен с входом умножителя частоты, выход умножителя частоты соединен со вторым входом второго преобразователя частоты, вход схемы управления соединен с разъемом сигнала управления режимами работы, первый выход схемы управления соединен со вторым входом первого коммутатора, второй выход схемы управления соединен со вторым входом второго коммутатора, первый вход второго коммутатора соединен с разъемом второго входного модулирующего импульса, отличающийся тем, что в него включен генератор линейной частотной модуляции, выход генератора линейной частотной модуляции соединен с третьим входом первого преобразователя частоты, первый вход генератора линейной частотной модуляции соединен со вторым выходом опорного генератора, второй вход генератора линейной частотной модуляции соединен с разъемом управления сигналов генератором линейной частотной модуляции, при этом вход первого формирователя импульсов соединен с разъемом первого входного модулирующего импульса, выход первого формирователя импульсов соединен с первым входом первого коммутатора, выход первого коммутатора соединен с первым входом сумматора, второй вход сумматора соединен с выходом второго коммутатора, выход сумматора соединен с входом второго формирователя импульсов, выход второго формирователя импульсов соединен со вторым входом амплитудного модулятора.