Формирователь линейно-частотно-модулированных сигналов

(22 (46 (72 и В (71 инс МЦАРСТОЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОВРЕТЕНИй И ОТМЩТИЙ 3482977/1,8-09О 9,08.8215.12 83. Нюл. Р 46В,В,Шумов, В,Ъ,ИвановА.фроловМарийский политехническийитут им. М.Яорького621,376.3(088.8)1. Авторское свидетельство СС596, кл, Н 03 С 3/08, 1976.Авторское свидетельство СССР997, кл, Я ОЗ ,7/06 1974(54)(57) ФОРИИРОВМЕЛЬ ЛИНЕЯНО-ЧАС+ ТОТНО МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ содержащий последовательно соединен ные управляемый генератор, Фазовый детектор, к другому входу которого подключен эталонный генератор, блок стробирования, преобразователь колебаний с переменной частотой в последовательность импульсов с постоянной частотой следования, импульсно- Фазовый детектор, первый Фильтр нижних частот и .сумматор, выход %оторого соединен с управляющим входом управляемого генератора, второй фильтр нижних частот, выход которого соединен со вторым входом сумматора, синхронизатор, первый и второй выходы которого соединены соответственно со вторым входом преобразователя колебаний с переменной частотой в последовательность импульсов с постоянной частотой следования н со вторым входом импульсно-фазового детектора, а также генератор пилообразного напряжения, включенный между первым выходом синхронизатора и третьим входом сумматора, о т л и ч а ющ и й си тер, что, с целью повышения линейности закона модуляции прн уве" личении девиации частоты, между выходом Фазовогодетектора и входом второго фильтра нижнихчастот введены последовательно соединенные тре- С тий фильтр нижних частот и аналоговый запоминающий блок, второй вход Я которого соединен с третьим выходомЪсинхронизатора.1061239 2 Ка время антоподстройки АП) ЛЧМ Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для Формирования линейно-частотно-модулированных (ЛЧМ) сигналон в измерительнойтехнике, н системах связи и радиолокации, н частности, н качестве задаю" 5щего генератора аппаратуры для вертикального и наклонного зондированияионосФеры.Известен Формирователь ЛЧМ сигналов, содержащий последовательно соединенные генератор пилообразного напряженияантогенератор, смеситель,Формирователь сигналов, Функциональный преобразователь, импульсно-фазо-,вый детектор, фильтр нижних частот,сумматор, трйггер с раздельными входами и дискриминатор 1113.В известном формирователе ЛЧМ сигналон исключаются паузы в периоде мо"дуляции, однако относительно низкаяточность установки начальной частотыувеличивает,цинамическую ошибкуавтоподстройки ЛЧМ колебаний,Наиболее близким к предложенномуявляется формирователь линейно-частотно-модулированных сигналов, содер-жащий последовательно соединенныеуправляемый генератор, Фазовый детектор, к другому входу которогоподключен эталонный генератор, блокстробиронания, преобразователь кблебаний с переменной частотой в последовательность импульсов с постояннойчастотой следования, импульсно-Фазовый детектор, первый Фильтр нижнихчастот и сумматор, выход которогоЗ 5соединен с управляющим входом управляемого генератора, второй Фильтрнижннх частот, выход которого соединен со вторым входом сумматора, сии"хронизатор, первый,и второй выходы 40которого соединены соответственно совторым вхОдом преобразователя колебаний с переменной частотой н последовательность импульсов с постояннойчастотой следования и софвторьщ входом импульсно-фазового детектора, атакже генератор пилообразного напряжения, включенный межцу первымвыходом синхронизатора и третьим входом сумматора, при этом другой выходблока стробиронания соединен со входом второго фильтра нижних частот 2 ,Однако данный Формирователь ,ЛЧМсигналов не обеспечивает достаточную линейность закона модуляции при55увеличении девиации частоты, вследствие того, что имеет значительную паузу в периоде Модуляции, связанную сиспользованием на выходе Фазового де-тектора узкополосного второго Фильт- ф 0ра нижнихчастот, который увеличивает время, захвата начальной частотыпри переходе ЛЧМ сигнала с максималь.ной амплитуды девиации к начальнойчастоте, ( 65 кольцо антонодстройки начальной частоты отключается, при этом второйфильтр нижних частот со сноей постоянной разряжается до уровня, определяемого его схемой включения нулевого или потенциального), Это изме"няющееся по случайному закону напряжение через сумматор поступает науправляющий вход управляемого генератора, изменяя его частоту такжепо случайному закону, Чтобы но нре-мя периода ЛЧМ сигнала сохранить ли .нейный закон изменения частоты элементам кольца АП ЛЧМ необходимо испранить модулирующую характеристикууправляемого генератора, а также от-,работать случайное напряжение, вносимое кольцом АП начальной частоты приего отключении. Всякая система авто-.матической подстройки имеет полосуудержания, В данном случае влияниеизменяющего напряжения кольца АП начальной частоты но время АН ЛЧМ какбы сужает полосу удержания кольца АП1начальной частоты, являющееся дополнительным напряжением ошибки коль"ца АП ЛЧМ, не позноляет увеличитьамплитуду девиации ЛЧМ сигнала из"эавозможности выхода системы АП ЛЧМиз полосы удержания, а следовательно, это приводит к срыву линейногозакона частотной модуляции, Фиксация управляющего напряжения накаком-либо постоянном уровне приотключении кольца АП начальной частоты невозможна, так как н началиный момент АП ЛЧМ будет скачокчастоты, что уменьшает скорость захвата и точность удержания линейно:го закона, так как начальная частота не соответствует опорному сигналу. Цель изобретения - повышение ли"нейности закона модуляции при увеличении девиации частоты,Для достижения цели в Формирователе линейно-частотно-модулированных сигналов, содержащем последовательно соединенные управляемый ге"нератор, Фазоный детектор, к другому входу которого подключен эталонный генератор, блок стробиронания,преобразователь колебаний с переменной частотой в последовательностьимпульаон с постоянной частотой следования, импульсно-Фазовый детектор,первый Фильтр нижних частот и сумматор, выход которого соединен с управляющим входом управляемого генератора, второй Фильтр нижних часто, выход которого соединен со вторым входом сумматора, синхронизатор, первый-и второй выходы которого соединены соответственно со вторым входомпреобразователя колебаний с переменной частотой в последовательностьимпульсов с поатоянной частотой следования и со вторым входом импульсно-фазового детектора, а также генератор пилообразного напряжения, включенный между первым выходом синхронизатора и третьим входом сумматора, 5между выходом фазового детектора ивходом второго Фильтра нижних частотвведены последовательно соединеннетретий фильтр нижних частот и анало"говый запоминающий блок, второй входкоторого соединен с третьим выходомсинхронизатора.На чертЕже представлена структурная схема предложенного Формирователя. 15Формирователь ЛЧМ сигналов содержит генератор 1 пилообразного напряжения, управляемый генератор 2, сум.матор 3, первый фильтр нижних частот (ФНЧ) 4, фазовый детектор 5 тре-.,2 цтий ФНЧ б, второй ФНЧ 7, импульсно"Фазовый детектор 8, эталонный генератор 9, аналоговый эапомия"ощийблок 10, преобразователь 11 колебанияс переменной частотой в последова 25тельность импульсов с постоянной частотой следования, синхронизатор 12,блок стробирования 13,Формирователь ЛЧМ сигналов работает следующим образом.Кольцо фазовой автоподстройки(ФАП) начальной частоты включает управляемый генератор 2, Фазовый детектор 5 с эталонным генератором 9 ши-.рокополосный третий ФНЧ б, аналого"вый запоминающий блок 10, узкополосный второй ФНЧ 7 и сумматорКольцо АП ЛЧМ содержит управляемый генератор 2, фазовый детектор 5с эталонным генератором 9, су;:,ма-тор 3, генератор 1 пилообразного 40напрякения, блок стробирования 13,преобразователь 11, импульсно-Фазовый детектор 8, первый ФНЧ 4, синхронизатор 12.Синхронизатор 12 служит для форми-,дрования сигналов синхронизации, необходимых для функционирования всехблоков формирователя ЛЧМ сигналов.Синхронизатор может быть построен наоснове стабильного опорного генератора с последующим делением частотыи Формированием синхронизируощихсигналов, На первом выходе Формируются синхрониэирующие импульсы с периодом Т, которые служат для запускагенератора 1 пилообразного напряжения и установки преобразователя 11колебаний с переменной частотойв последовательность импульсов спостоянной частотой следования в начальное (нулевое) состояние. На втором выходе Формируются импульсы ста"бильной частоты, которые поступаютна второй вход импульсно-Фазовогодетектора 8, служат для АП линейности и несут информацию о крутизне из менения ЛЧМ сигнала, Частота импуль- сов на втором выходе синхронизатора 12 пропорциональнаЬРр р- пахгце ) - крутизна Йзменения ЛЧМ сигнала;оР - максимальная девиация ЛЧИм хсигнала;Т - период ЛЧМ сигнала, и устанавливается простым изменением коэффициента деления делителя спорной частоты На третьем выходе синхронизатора 12 Формируются пачки импульсог,. длительность каждой из которых равна длительности паузы в ЛЧМ сигнале, Частота импульсов внутри пачки определяется применением анало" гового запоминающего блока 10 и равна или Формируется из частоты опорного генератора, На время ЛЧМ сигнала он находится в режиме хранения под воздействием управляющего сигнала с третьего выхода синхронизатора:До начала модуляции кольцо ФАП сводит к нулю разность частот я Фаз управляемого 2 и эталонного В гене" раторов, В этом режиме выходные импульсы высокой частоты с третьего выхода синхронизатора 12 постоянно опрашивают аналоговый запоминающий блок 10 и записывают на его выходе напряжение соответствующее выход.:ому напряжению щирокополосного третьего ФНЧ 6.На первом выходе сияхронизатора 12 Формируется импульс вкпочеяия модуляции, с прихоцом которого вкяочается генератор 1 пилообразного напряжения.На втором выходе синхронизатора 12 появляется зталонная импульсная последовательность, на третьем выходе импульс, равный длительности моцуляции, с приходом которого аналоговый запоминающий блок 10 запоминает уровень ФАП начальной частоты на время модуляция разрывая кольцо ФАП начальной частоты.Генератор 1 начинает Формировать пилообразное напряжение, которое через сумматор 3 подается на вход управляемого генератора 2. Его частота начинает изменяться, а на выходе Фазового детектора 5 выделяется сигнал биений в результате перемножения напрякения управляемогс генератора 2 с ЛЧМ и зталоняого генератора 9 с постоянной частотой, Сигнал биений с выхода фазового детектора 5 поступает на блок стробирования 13, который служит для формирования прямоугольных импульсов определенной длительности из аналогового сигнала биений на выходе фазового детектора 5, что необходимо для жесткой фиксации Фазы - момента перехода аналогового10 б 12 39 ЫХ. И Заказ 10057/5936 Подписное сигнала через ноль. С блока стробирочвания 13 сигнал поступает на входпреобразователя 11, который осуществляет преобразование квадратичногозакона изменения фазы сигнала биенийв равномерную импульсную последова тельность. Причем в каждый период модуляциироизводится установка преобразователя 11 в исходное положение по второму входу импульсами, поступающими с первого выхода синхрониэа тора 12. В импульсно-фазовом детекторе 8 пррйсходит сравнений временного положения импульсной последова- тельности преобразователя 11 с временным положением эталонной импульс ной последовательности со второго выхода синхронизатора 12, и на выходе импульсно-фазового детектора В формируется сигнал рассогласования, ,который используется для подстройки линейного закона модуляции.Для уменьшения ошибки АП ЛЧИ, вно-.симой переходными процессами узкополосного второго ФНЧ 7 при отключении кольца ФйН, подключен аналоговый запоминающий блок 10, который исключает всякие переходные режимы и сохраняет уровень ФАП начальной частоты управляемого генератора 2 на весь период модуляции, Таким образом, .уве-.зО0 личивается полоса удержания АП ЛЧИ, .повышая надежность автоматической подстройки линейного закона мЬдуляции при больших девиациях частоты. Широкополосный третий ФНЧ б не пропускает гармоники высоких частот и их комбинации на вход аналогового запоминающего блока 10, В следующий период модуляции, в момент включения, ФАП, напряжение на выходе аналогового запоминающего блока 10 незначительно отличается или равно напряжению ФАП начальной частоты управляемого генератора 2, в результате время вхождения в режим синхрониэма кольца ФАП уменьшается, На выходе импульсно-фазового детектора 8 установлен первый ФНЧ 4 для формирования напряжения подстройки линейного во времени закона частотной модуляции, Оба управляющих. сигнала, как под" стройки начальной частоты, так и под" стройки закона модуляции, через сумматор 3 поступают на вход управляемого генератора 2Таким образом, в предложенном формирователе значительно уменьшает:ся пауза, необходимая для подстройки начальной частоты в периоде моду" ,ляции, улучшая линейность закона частотной модуляции при увеличении девиации частоты. Филиал ППП "Патент",г.ужгород, ул.Проектная