Фазочастотный преобразователь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 114 НОЗС 3/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ЗОБРЕТЕНЕТЕЛЬСТВУ(71) Харьковский авиационный институт им. Н. Е, Жуковского . (72) А, С. Василенко Ф. И. Веников, Е, С, Колесник и В.Л. Сорокопут(56) Авторское свидетельство СССРУ 280566, кл. Н 03 С 3/06, 1968.(57) Изобретение м.б. использованодля получения частотно-модулирован= ного сигнала со стабильной СЧ из фазомодулированного сигнала. Изобре. тение повышает стабильность СЧ выОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ С,.8056186 ходного частотно-Модулированного (ЧМ) сигнала. Фазочастотный преобразователь содержит фазовый модулятор 1, опорный г"р 2, блок 3 переменной временной задержки, блок 6 постоянной временной задержки, г-р НЧ 7, второй смеситель 9, первый смеситель 10. Для повышения стабильности СЧ выходного ЧМ сигнала введены третий и.четвертый смесители 5 и 4, последовательно соединенные фазовый детектор 12 и управ.ляемый по частоте г-р 8, между выходом смесителя 9 и вторым входом смесителя 10 введен резонансный у"ль 11. 1 ил.+ Р )э 113561Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано дляполучения частотно-модулированногосигнала со стабильной средней час 5тотой иэ Фаэомодулированного сигнала.Цель изобретения - повышение стабильности средней частоты выходногочастотно-модулированного сигнала,На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого фаэочастотного преобразователя,Фазочастотный преобразователь содержит Фазовый модулятор 1, опорныйгенератор 2, блок 3 переменной временной задержки, четвертый 4 и третий 5 смесители, блок 6 постояннойвременной задержки, генератор 7 низ"кой частоты, управляемый по частотегенератор 8, второй 9 и первый 10смесители, резонансный усилитель 11,фазовый детектор 12,Фаэочастотный преобразователь работает следующим образом.Все смесители 4,5,9 и 10 являются 25однополоснымиНа вход фазового модулятора 1 подается высокочастотное напряжение свыхода опорного генератора 2 11 = 11 соз(м + Ч), (1) которое под воздействием модулирующейго сигнала с частотой Р = в : с вы 2 Гхода генератора 7 низкой частоты в фазовом модуляторе 1 преобразуется в радиосигнал с фазовой модуляцией Ю11(с)=ц соя ы е+ з 1 пЯ С + Ю 1,(2) 40 где и и- частота и начальнаяОГ огфаза колебаний опорного генератора 2;ы / Й = щ - индекс угловой модуляции;45ю - девиация частоты;Д - частота модулирующего сигнала,На выходе блока 3 переменной временной задержки с коэффициентом пе редачи Ки временной задержкиимеется радиосигнал который подается на первый вход смесителя 4. На второй вход этого смесителя поступает колебание частоты 862ы с выхода управляемого по частоте генератора 8, который может быть вы-полнен, например, в виде управляемого кварцевого генератора, На выходе смесителя 4 выделяется колебание суммарной частоты (м + ь,)ог П ,=Ц соз (д + ыг)С+щз 1 пй(1- ,)"- аког "+ огпгсм, 1, (4) где- начальная фаза колебанийуправляемого по частоте генератора 8.На входы смесителя 5 поступают колебания с выхода опорного генератора 2 и управляемого по частоте генератора 8. На выходе смесителя 5 выделяется колебание суммарной частоты ( ц + д) Колебания с выходов смесителей 4 и 5 поступают на входы соответственно смесителей 9 и 10. Включенные в кольцевое соединение блоки: смеситель 10, блок 6 постоянной временной задержки, смеситель 9 и резонансный усилитель 11 образуют автоколебательную систему, в которой при выполнении условия баланса фаз и баланса амплитуд в стационарном состоянии существуют устойчивые колебания с частотой, равной частоте стабилизированного опорного генератора 2 ыр = ы,. В стационарном режиме при отсутствии модулирующего сигнала на входы фазового детектора 12 с выходов резонансного усилителя 11 и опорного генератора 2 поступают колебания одинаковой частоты ы поэтому напряжение на его выходе равно нулю и частота управляемого по частоте генератора 8 равна номинальному (начальному) значению ю, На выходе смесителя 10 выделяется колебание с час- тотой ( ю+ щ)+ о= 2 ог+ 4 го равной сумме частот колебаний, поступающих на его входы где- фазовый набег колебания в р резонансном усилителе 11На выходе блока 6 постояннойменной задержки с коэффициентомдачи К и временем задержкиИ 1будет сигнал вреперел"Дг 511 см 4К сов (2 сд, + в,)(7) который подается на первый вход смесителя 9. На выходе смесителя 9 вы- О деляется колебание с частотой(2 ьОГ+ пгО) (сфОГ + цгр )= ОГ е Равнои разности частот колебаний, поступающих на его входы 15 СИЗ СМЗОГ ОГ "31 Ог + пго )зг + ЮруЧсмз 1(8) Условие баланса фаз для автоколебательной системы, образованной вклю 20 ченными в кольцевое соединение смесителем 10, блоком 6, смесителем 9, резонансным усилителем 11, можно представить в виде 25(10) Если же сору Ф ы, то с помощью блока 3 переменной временной задержки добиваются выполнения условия45 р, - СОГТаким образом, в стационарном режиме на выходе управляемого по частоте генератора 8 существует колебание с номинальной частотой ы , ко торая и является средней или несущей частотой выходного сигнала фазочастотного преобразователя.В динамическом режиме при наличии на входе управления фазового модулятора 1 напряжения модулирующего сигнала происходит изменение вносимого фазового сдвига дпо закону изменения модулирующего сигнала шаха(- 1) где К = 0,1,2,3;см см 1 смг+ Чему+ см 30 фазовый сдвйг колебаний в цепях фильт рации смесителей 4,5,9,10.Из уравнения (9) можно найти выражение для частоты колебания кольцевого генератора образованного сме сителем 10, блоком 6, смесителем 9, резонансным усилителем 11, в виде и частота колебаний в автоколебательной системе, образованной включенными в кольцевое соединение смесителя 10, блока 6, смесителя 9, резонансного усилителя 11, отклоняется относительно номинального значения по закону изменения модулируюшего сигнала, так как условия баланса фаз выполняются на других частотах, На выходе фазового детектора 12 при этом появляется управляющий сигнал, который поступает на управляемый по частоте генератор 8, и частота его изменяется на величину д со, так, что условие баланса фаз в укаэанной вьппе автоколебательной системе выполняет- сЯ на той же частоте юр,у = сО , УсОГ ф ловие баланса фаэ при этом случае принимает вид-шз 1.пд(с- )+= К 7, (11)При этом величина фазовых сдвигов смф АКОГ с 31(2 ОГ пГО ) 32 у 4 ру остается практически неизменной.Из выражений (9) и (11) следует, что изменение частоты управляемого по частоте генератора 8 вследствие подачи напряжения модулирующего сигнала, т.е, из-за подачи сигнала с фазовой модуляцией на вход смесителя 9, равнод ы (с) - -и (12)пг л"згВремя задержки в петле обратйой связи выбирается таким, что при незначительной девиации частоты входного сигнала сигнал на выходе фазочастотного преобразователя имеет большую девиацию частоты и определяется в основном величиной времени запаздывания блока 6 постоянной временной задержки.Формула изобретенияФазочастотный преобразователь, содержащий фазовый модулятор, вход модулирующего сигнала которого соединен с выходом генератора низкойчастоты, вход модулируемого сигнала - с выходом опорного генератора, а выход - с входом блока переменной временной задержки, а также последовательно соединенные первый смеси- тель, блок постоянной временной заСоставитель Г. ЗахарченкоРедактор Н. Киштулинец Техред МДидык Корректор А. Ильин Заказ 5810/53 Тираж 900 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 1356186держки и второй смеситель, о т л и - диненные фазовый детектор и управляеч а ю щ и й с я тем, что, с целью , мый по частоте генератор, между выповышения стабильности средней час- ходом второго, смесителя и вторым тоты выходного частотно-модулирован- входом первого смесителя введен ре 5ного сигнала, между выходом опорного зонансный усилитель, при этом выход генератора и первым входом первого управляемого по частоте генератора смесителя введен третий смеситель, соединен с вторым входом четвертого между выходом блока переменной вре- смесителя, выход резонансного усилименной задержки и первым входом вто теля соединен с вторым входом фазорого смесителя введен четвертый сме- ного детектора, а выход управляемого ситель, между выходом опорного гене- по частоте генератора является выхоратора и вторым входом третьего сме- дом фазочастотного преобразоватесителя введены последовательно сое- ЛЯ