Преобразователь двоичного кода в девиациючастоты

212621 ОПИСАНИЕИЗОВРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Соеэ Соеетскмэ Социалмстмческмэ РесоуОлиаЗависимое от авт, свидетельствал 42 пт, 14 явлено 15.Х 1,1966 ( 1119535/26-24) с присоединением заявкиМПК 6 06 риоритет Комитет ло делам эобретений и открцтиАвторизобретсни И. А, Берсене Заявитель РЕОБРАЗОВАТЕЛЪ ДВОИЧНОГО КОДА В ДЕВИАЦИ ЧАСТОТЪЦифро-аналоговые синтезаторы частоты и цифровые гетеродины, представляющие собой преобразователи цифрового кода в заданную частоту гармонических колебаний, находят применение в автоматике, радиолокации и связи.Известны быстродействующие преобразователи двоичного кода в девиацию частоты гармонических колебаний, содержащие балансные смесители с фильтрами, электронные коммутаторы и фазовращатели.В таких преобоазователях достигается кварцованная девиация выходной частоты, равная ий, 2"- Л 1 относительно несущей частоты, Е=1 Равной +(и - 1)т, или 1+п(здесь: Л - цена младшего разряда преобразователя, т=1, 2, 3, п - номер разряда, п - число разрядов, Й, = 1,0 - значение цифрового кода т-ом разряде,и т - вспомогательные стабильные частоты, которые могут быть жестко связаны между собой).В эти преобразователи вследствие практически ограниченной селективности фильтров, используемых в схемах формирования эталонных частот и на выходе смесителей, а также необходимости соблюдения определенного соотношения между центральной частотой фильтра и полосой пропускания, приходится вводить вспомогательную частоту т и синхронизованный или кварцевый генератор в каждыйразряд,По этой же причине величины частот ЛД5 и т взаимосвязаны и не могут быть выбранынезависимо друг от друга, что при наличиикомбинационных частот в смесителях требуеттщательного подбора вспомогательных частоте и л10 Это затрудняет также получение большогодиапазона девиации выходной частоты относительно частоты несущей и не позволяет работать без несущей, Кроме того, условия работы смесителей и фильтров в отдельных раз 15 рядах преобразователя неидентичны, так какчастота на выходе каждого разряда возрастаетпо мере увеличения номера разряда. Все этоусложняет преобразователь и его настройку,особенно при большом числе разрядов.20В предлагаемом быстродействующем широкодиапазонном двоичном преобразователекод-частота для исключения элементов частотной селекции (фильтров), исключения25 вспомогательной частоты , и синхронизованных или кварцевых генераторов в каждом разряде, а также исключения зависимости ценымладшего разряда Л от величины несущецчастотыи расширения диапазона девиации30 выходной частоты, в каждом разряде в трактеСс 1 с: соз 2-.1 с 1 12 с:,1 П 2 Р; 1 11 с = соз 2. - ,Р; 1 суммирования частот вход одного смесителянепосредственно, а другого через фазовращатель соединен с выходом предыдущего разряда, другой вход смесителей соединен соответственно с выходами электронных коммутаторов 0 и 90 данного разряда, выходы смесителей подключены ко входу следующего разряда, а в тракте формирования эталонных часгот один вход смесителей непосредственно, адругой через фазовращатель соединен с выходом предыдущего разряда и соответственносо входом 1 электронных коммутаторов 90и 0, а выходы смесителей подключены ко входу следующего разряда.В каждом разряде в тракте суммированиячастот первые входы смесителей каналов соединены соответственно с выходами каналов 0и 90 предыдущего разряда. Второй смесительканала 90" соединен через фазоинвертор, вторые входы смесителей соединены соответственно с выходами электронных коммутаторов0 и 90, а выходы смесителей обоих каналовсоответственно соединены между собой и совходами следующего разряда.На фиг. 1 изображена функциональная схема преобразователя; на фиг. 2 - осуществление преобразователя по двойным квадратурным схемам,Преобразователь содержит: тракт из и квадратурных схем балансных смесителей (каждаясостоит из двух балансных смесителей-леремножителей) 1 и и фазовращателей 2 для суммирования частот о и А 2 - ггг в каждомразряде; тракт из и - 1 квадратурных схем балансных смесителей (каждая из двух смесителей 1) и и фазовращателей на л/2 для формис ОЕ - 1рования весовых эталонных частот Р, = 2 -Л из опорной частоты Л, определяющей ценумладшего разряда преобразователя; 2 и элекгронных коммутаторов 3, управляемых цифровым кодом, для управления работой ква 11 ратурных схем смесителей в тракте суммиро.вания частот.На один вход смесителей 1 в каждом разряде тракта суммирования частот поступает переменное напряжение частоты )г 1 с выходапредыдущего разряда соответственно непосредственно и через фазовращатель 2. На второй вход тех же смесителей поступают соответственно постоянное напряжение (, =О)и нулевой потенциал либо переменное напряжение частоты Р, непосредственно и черезфазовращатель 2 тракта формирования эталонных частот с выходов электронных коммутаторов 3 данного г-го разряда, в зависимостиот того, находятся коммутаторы в положенииО или в положении 1.На первые входы смесителей первого разряда (1=1) подается переменное напряжение несущей частоты , соответственно непосредственно и через фазовращатель.Электронные коммутаторы 3 находятся вположении 0, если в г-ом разряде на нихподается кодовый знак 0, и в положении 1,если подается знак 1. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4На один вход смесителей 1 в тракте формирования весовых эталонных частот поступает переменное напряжение частоты Рс 1 с выхода предыдущей схемы соответственно непосредственно и через фазовращатель 2, На второй вход тех же смесителей поступает переменное напряжение частоты Рг, соответст. венно через тот же фазовращатель 2 и непосредственно с выхода предыдущей схемы.На вход схемы первого разряда подается переменное напряжение частоты Л, представляющей цену младшего разряда преобразователя.Суммирование частот в квадратурных схемах смесителей тракта суммирования частот происходит следующим образом.Если ооозначить входные напряжения смесителей г-го разряда соответственно черезУ/гс -- 51 П 2;,г 1Р 2 с = с о э 2 -. А, 2 -Ьдля смесителя канала 0 С 21 = з 1 п 2-Ф, 2 -Ьдля смесителя канала 90, то на выходе квадратурной схемы образуется переменное напряжениег Фсгзс: ссггЕ 2 с + сг 1 с Раас: 1 п 2( с 1 + й 2 Ь). Из этого выражения видно, что частота выходного колебания с 1 зс такой схемы содержит сумму частот входных колебаний и не содержит других составляющих, Это будет тем более справедливо, чем лучше осуществляется операция перемножения в смесителях, для чего необходимо использовать кольцевые балансные схемы, датчики Холла, перемножавщие лампы и трубки.Умножение частоты на два в каждой квадратурной схеме смесителей в тракте формирования весовых эталонных частот Р, происходит следующим образом.Если обозначить входные напряжения смесителей квадратурной схемы г-го разряда соответственно через11 с - . 1 п 2.с Р; то на выходе квадратурной схемы получится: 1 зг: 11 с12 с+ 11117 с: 81 П 2(2,-,Рг 1).Из этого выражения видно, что частота выходного колебания 1 зс представляет собой удвоенную частоту входного колебания. В результате удвоения частоты в схеме каждого разряда на выходах тракта получаются переменные напряжения, частоты которых Р; = = 2 -Ы соотносятся как веса разрядовдвоичного кода,В результате суммирования частот в каждом разряде тракта суммирования частот на выходе преобразователя получается переменное напряжение частоты10 В большинстве случаев девиация частоты на выходе преобразователя невелика по сравнению с частотой несущей, т. е. Л:( 10, при этом не возникает трудностей в построении фазовращателей 2 в тракте суммирования частот. Однако в тех случаях, когда девиация сравнима с несущей, особенно при отсутствии несущей (1, = 0), когда изменение выходной частоты начинается с нулевой частоты, точные фазовращатели практически - нереализуемы.В этих случаях для осуществления предла 1 аемого преобразователя квадратурные схемы смесителей в тракте суммирования частот должны быть усложнены и построены по двойным квадратурным схемам, как показано на фиг.2, где 4 - фазоинвертор.Такая схема при наличии на входах смесителей разряда квадратурных сигналовГп = З 1 п 2,:; 1 Г 1 с =СОЗ 2-1 1 (за счет предыдущего разряда) и квадратурных сигналов Гзс = соя 2-. сз,2 сЛГз; =,1 п 21,2 с - 1 Ь 1 за счет фазовращателей 2 в тракте формирования эталонных частот) обеспечивает квад/ратурные выходы Гзс и Гзс, необходимые для работы следующего разряда преобразователя. При этом= соз 2-(5 1+ 1 2- 1)Таким образом, двойная квадратурная схема обеспечивает необходимый сдвиг фазы в Л/2 МЕждуЗс И Гзс В ЛЮООМ днацаЗОНЕ частот, который ограничивается только возможностями балансных смесителей (перемножителей) 1 и фазоинверторов 4, так как фазовращатели 2 в тракте эталонных частот работают на фиксированных частотах. Сдвиг фаз в л/2 на входе смесителей первого разряда 15 20 25 ЗЬ 35 40 45 обеспечивается одним фазовращателем 2, работающим на фиксированной частотеПреобразователь имеет два квадратурных выхода Гз, и Гзсс, что в некоторых случаях, например при квадратурном приеме, может быть полезно. Частота выходных напряже.Уний С зс и Гзсс определяется тем же выражением, что и для схемы фиг, 1. Предмет изобрет ения 1. Преобразователь двоичного кода в девиацию частоты, содержащий балансные смесители, фазовращатели и электронные коммутаторы, отличающийся тем, что, с целью исключения зависимости цены младшего разряда от величины несущей частоты и упрощения устройства, в нем в каждом разряде в тракте суммирования частот вход одного смесителя непосредственно, а другого через фазовращатель соединен с выходом предыдущего разряда, другой вход смесителей соединен соответственно с выходами электронных коммутаторов 0 и 90 данного разряда, выходы смесителей подключены ко входу следуютцего разряда, а в тракте формирования эталонных частот один вход смесителей непосредственно, а другой вход через фазовращатель соединен с выходом предыдущего разряда и соответственно со 1 ходом 1 электронных коммутаторов 90 и О, а выходы смесителей подключены ко вход, следующего разряда.Преобразователь по п, 1, отличающийся тем что, с целью расширения диапазона изменен .я выходной частоты и обеспечения постоянс ва сдвига фаз между квадратурными каналми преобразователя, в нем в каждом разряд 1 в тракте суммирования частот первые вход.1 смесителей каналов соединены соответственно с выходами каналов 0 и 90 предыдущего разряда, при этом второй смеситель канала 90" соединен через фазоинвертор, вторые входы смесителей соединены соответственно с выходами электронных коммутаторов 0 и 90, а выходы смесителей обоих каналов соответственно соединены между собой и со входами следующего разряда.Реда вет Типог 1 ия, пр, Сапунова, 2 Заказ 901/8 Тираж 530ЦНИИПИ Комитета пс делам изобретений и открытий пМосква, Центр, пр, Серова, д. Подписно1 инистров ССС