Формирователь частотно-модулированных сигналов
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистическин
Республик
<ц926756 (6l ) Дополнительное к авт. сеид-ву(22)Заявлено 29.07.80 (2!) 2963822/18-09 (5l)N. Кл. с присоединением заявки М
Н 03 С 3/08
Н 03 1 7/10 вевударетввнный квмнтет
СССР (23) Прноритетно делам нзебретеннй н вткрытнй (53) УДК 621.376..3 (088.8) Опубли онако 07,05 з82 51оллетень М 17
Дата опубликования описания 07 .05 .82 (72) Автор изобретения
В. Н. Кочемасов
,т 1
1 осасоазный заочный зпактротакчаанййкиити иксзотитут фпзи (7l) Заявитель (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ
СИГНАЛОВ
Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиолокации, радиовысотометрии, в технике связи, измерительных приборах для получения одиночных и периодически повторяющихся сигналов с частотной модуляцией.
Известен формирователь частотномодулированных сигналов, содержащий последовательно соединенные преобразователь колебаний с переменной частотой в последовательность импульсов с постоянной частотой следования, первый импульсно-фазовый детектор, блок коррекции, сумматор, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходом блока управления частотой и выходом фильтра нижних частот, и управляемый генератор, второй импульсно-фазовый детектор, эталонный генератор,а также синхронизатор,первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с входом установки нуля пре2 образователя колебаний с переменной частотой в последовательность импульсов с постоянной частотой следования, входом опорного сигнала первого импульсно-фазового детектора и управляющим входом блока управления частотой (1) .
Однако известное устройство не обеспечивает высокого качества подстройки при формировании частотно1Р модулированных сигналов с большой базой (база сигнала равна произведению его полосы на длительность) и имеет ограниченную полосу синхронизации относительно требуемого закона
1$ изменения частоты, вследствие того, что реальные блоки коррекции (перемножители и. усилители с ре,гулируемым усилением), в которых в результате перемножения напряжения с выхода первого импульсно-Фазового детектора, пропорционального фазовой ошибке, с напряжением, пропорциональным периоду дискретизации, формирует3 92675 ся сигнал ошибки, например, при линейной частотной модуляции, имеют ограниченный динамический диапазон и при увеличении числа выборок эффективность подстройки формируемого
5 сигнала падает и в некоторых случаях, при больших базах, особенно при первых выборках синхронизм в системе не устанавливается.
Цель изобретения — расширение по- ip лосы синхронизации относительно заданного закона изменения частоты.
Указанная цель достигается тем, что в формирователь частотно-модулированных сигналов, содержащий последовательно соединенные преобразователь колебаний с переменной частотой в последовательность импульсов с постоянной частотой следования, первый импульсно-фазовый детектор, блок коррекции, сумматор, второй и третий входы соединены соответственно с выходом блока управления частотой и выходом фильтра нижних частот, и управляемый генератор, второй импульсно-фазовый детектор, эталонный генератор, а также синхронизатор, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с входом установки нуля преобразователя колебаний с переменной частотой в последовательность импульсов с постоянной частотой следования, входом опорного сигнала первого импульсно-фазового детектора и управляющим входом блока управления частотой, введен смеситель, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом управляемого генератора и выходом эталонного генератора,а выход — с входом второго импульсно40 фазового детектора и с входом преобразователя колебаний с переменной частотой в последовательность импульсов с постоянной частотой следования, между, выходом блока управления частотой и управляющим входом блока коррекции введен блок выборки — запоминания, управляющий вход которого. соединен с четвертым выходом синхронизатора,при этом выход второго импульсно-фазового детектора соединен с входом фильтра нижних частот, а вход опорного сигнала второго импульсно-фазового детектора и вход синхронизации эталонного генератора соединены соОтветственно с пятым и шестым выходами синхронизатора.
На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого формирователя.
6 4
Формирователь частотно-модулированных сигналов содержит преобразователь
1 колебаний с переменной частотой в последовательность импульсов, первый импульсно-фазовый детектор (ИФД) 2, блок 3 коррекции, сумматор 4 управляемый генератор 5, второй импульснофазовый детектор (ИФД) 6, эталонный генератор 7, синхронизатор 8, блок
9 управления частотой, фильтр 10 нижних частот, блок 11 выборки — запоминания, смеситель 12.
Устройство работает следующим образом.
При формировании сигнала с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ) до команды на формирование ЛЧМ сигнала осуществляется подстройка начальной частоты LJl >Н Э R41 управляемого генератора, где частота эталонного генератора 7, Грабочая частота первого импульснофазового детектора 2 и R F - рабочая частота второго импульсно-фазового детектора 6. Преобразователь 1 работает в этом режиме как обычный делитель частоты с коэффициентом деления
R, Кольцо фазовой автоподстройки, работающее на высокой частоте R F, обеспечивает быстрое установление начальной частоты f«.„ . При этом с пятого выхода синхронизатора 8 на
ИФД 6 поступает опорная частота Rpf, а с шестого выхода на вход- синхронизации эталонного генератора 7 - синхронизирующий сигнал..После поступления команды на начало формирования
ЛЧМ сигнада (на управляющий вход блока 3 поступает сигнал запуска с третьего выхода синхронизатора 8) высокочастотное кольцо фазовой автоподставки размыкается (на второй импульсно-фазовый детектор 6 уже не поступают импульсы с синхронизатора
8) и напряжение на выходе смесителя
12 меняется следующим образом:
U(t) =Vsin 12Л2 Г1 а, t+aгt где а t - дополнительный фазовый
1 набег, вводимый с начала модуляции для повышения рабочей частоты F первого ИФД 2, параметр a> определяет скорость частота ной модуляции;
0(t) - отклонение фазы относительно заданного закона ее изменения e(t) =а с+а, с
5 9267
При этом в отсутствие отклонений от заданного закона JISM 3 0(t)=03 фаза колебаний в дискретные моменты времени t„ = RT = — кратна 2УГ рад а
T.
I число циклов R „колебаний между моментами времени 1„ » и t„ равно
Rê,= R + 0,5(А,-А + 2A
Выделенные преобразователем импульсы с номерами к Rok 0,5(A»k + A k ) сравниваются в первом импульсно-фазовом детекторе 2 с колебанием эталон- 23 ной последовательности импульсов F, поступающей на него с второго выхода синхронизатора 8. При наличии отклонений от заданного закона модуляции выделяемое"первым импульсно-фазовым 3В детектором 2 напряжение ошибки отлично от нуля.
Связь между фазовыми ошибками ЛЧИ колебания 0 (й) и преобразованной последовательности импульсов Y (t) нахо- 35 дится из соотношения
amî,Ft„+SA„Ftн+ А,Г t„+O(c.) =2%Ус.
Подставляй в него t =- kT+ Т и учиФ тывая выражение для L„, получаем уравнение, связывающее ошибки 9(1„) 4в и Ф (С„)
Ц+„) »11 (R +05(»+3g1»,) Ф„+ („) =0.
Решая это квадратное уравнение относительно Фк, получаем формулу, связывающую фазовые ошибки до и после преобразования Р(с ) + ь1
Формула изобретения формирователь частотно-модулированных сигналов, содержащий последовательно соединенные преобразователь
43 колебаний с переменной частотой в последовательность импульсов с постоянной частотой следования, первый импульсно-фазовый детектор, блок коррекции, сумматор, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходом блока управления частотой и выходом фильтра нижних частот, и управляемый генератор, второй импульсно-фазовый детектор, 55 эталонный генератор, а также синхронизатор, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с входом установки нуля преобразователя колебаний с перемен9(„) = 7 (Во
Поскольку во всех реальных ситуациях
56 4 то для определения т (t„) можно пользоваться приближенным соотношением
После перемножения в блоке 3 коррекции напряжения e, (t„) = Е(1,,),полученного в первом ЙФД 2, с напряже-, нием, пропорциональным R е+0,5A4+A ky
4 р ° сформированным в блоке 11 выборкизапоминания, формируется сигнал ошибки
e, (t ) = (R +0,5A»tA
При этом с четвертого выхода синхрони" затора 8 на управляющий вход блока
11 поступает эталонная последователь" ность импульсов F, и из выходного сигнала блока 9, например пилообразной формы, формируется ступенчатая пила, которая определяет коэффи" циент модуляции блока 3 коррекции.
Из приведенного выражения видно, что при любых значениях k выбором
R 0 можно обеспечить приемлемый динамический диапазон 6=A k/(R z +
+0,5A,) входящего в блок 3 коррекции перемножителя двух сигналов регулируемого усилителя. А так как
L (t;íJ1 Л(о+Ы6» ° бтра. 1! то при увеличении R не только упрощается реализация перемножителя, но и существенным образом расширяет" ся полоса синхронизации относительс но заданного закона изменения частоты.
Составитель Г.Захарченко
Редактор С.Крупенина Техред А. Бабинец Корректор Н.Стец
Заказ 2997/46 Тираж 954 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ной частотой в последовательность импульсов с постоянной частотой следования, входом опорного сигнала
nepsoro импульсно-фазового детектора и управляющим входом блока управленйя частотой, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения полосы синхронизации относительно заданного закона изменения частоты, в него введен смеситель, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом управляемого"генератора и выходом эталонного генератора, а выход - с входом второго импульсно-фазового детектора и с входом преобразователя колебаний с переменной частотой в последовательность импульсов с постоянной частотой следования, 926756 8 между выходом блока управления частотой и управляющим входом блока коррекции введен блок выборки — запоминания, управляющий вход которо5 го соединен с четвертым выходом син-. хронизатора, при этом выход второго импульсно-фазового детектора соединен с входом фильтра нижних частот, а вход опорного сигнала второго импульсно-фазового детектора и вход синхронизации эталонного генератора соединены соответственно с пятым и шестым выходами синхронизатора.
15 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
М 640418, кл. H 03 В 3/04, 20.01.77 (прототип).