Устройство для фазовой автопод-стройки частоты линейно частотно-модулированного генератора

Союз Советскик Социапистическик РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ о 11847520(51)М. К . Н 037/00 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ ЛИНЕЙНО-ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННОГО ГЕНЕРАТОРАИзобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для Фазовой автоматической подстройки частоты линейно-частотно-модулированных генераторов. Известно устройство для импульсно-Фазовой автоподстройки частоты, содержащее последовательно включенные генератор опорнйх колебаний, делитель частоты, генератор управлякщего напряжения, подстраиваемый ЛЧМ генератор, несколько преобразователей частоты, фазовый детектор, фильтр нижних частот и усилитель сигнала ошибки, а также, подключенные к выходу генератора опорных колебаний, несколько умножителей частоты и генератор эталонных импульсов, Выход каждого умножителя соединен со входом соответствующего пре" обраэователя, а выход генератора эталонных импульсов подключен к другому входу Фазового детектора Г 1 .Недостатком этого устройства является то, что фазовая подстройка частоты производится по результатам изменения сигнала ошибки в дискретные моменты времени, что снижает точность автоподстройки, а также относительная сложность устройствав целом,Известно устройство для Фазовойавтоподстройки частоты ЛЧМ генератора, содержащее последовательносоединенные опорный генератор, фазовращатель, фазовый дискриминатор,фильтр нижних частот, усилитель сигнала ошибки, управляющий элемент иЛЧМ генератор, а также полосовойфильтр, смеситель, усилитель промежуточной частоты, умножитель частоты и генератор модулирующего сигнала,выход которого соединен с другим1 з входомуправляющего элемента 2 .Недостатком устройства являетсято, что оно осуществляет измеренияуходов частоты, а, следовательно,и автоподстройку частоты ЛЧМ генера 20 тора в дискретные моменты времени,что снижает точность автоподстройки, а также не позволяет поддержи"вать начальную фазу.Цель изобретения - повышение точности автоподстройки.Цель достигается тем, что в устройство для фаэовой автоподстройкичастоты линейно-частотно-модулированного генератора, содержащее пос 30 ледовательно соединенные опорный ге 847520нератор, фазовращатель, фазовыйдискриминатор, фильтр нижних частот,усилитель сигнала ошибки, управляющий элемент и линейно-частотно-модулированный генератор, а также полосовой фильтр, смеситель, усилитель5промежуточной частоты, умножительчастоты и генератор модулирующегосигнала, выход которого соединенс другим входом управляющего элемента, введены Фазовый модулятор, дополнительный смеситель, синхронизатор,триггер., коммутатор и пассивныеэталонные генераторы, причем междувыходом линейно-частотно-модулированного генератора и другим входомфазового детектора включены последовательно фазовый модулятор, полосовой фильтр, смеситель, усилительпромежуточной частоты и дополнительный смеситель, к выходу опорногогенератора подключены другой вход 20фазового модулятора, вход синхронизатора и через умножитель частоты другой вход смесителя, к выходамсинхронизатора - вход генераторамодулирующего сигнала, входы триггера и пассивных эталонных генераторов, а выходы триггера и пассивяыхэталонных генераторовчерез комму.татор соединены с другим входомдополнительного смесителя,ЗОНа чертеже представлена структур,ная электрическая схема устройствадля фазовой автоподстройки частотылинейно-частотно-модулированногогенератора,35Устройство содержит последовательно включенные опорный генератор 1,Фазовращатель 2, Фазовый дискриминатор 3, Фильтр 4 нижних частот, усилитель 5 сигнала ошибки, управляющий элемент б, линейно-частотномодулированный генератор 7, фазовыймодулятор,8, полосовой фильтр 9,смеситель 10, усилитель 11 промежуточной частоты и дополнительный смеситель 12, выход которого подключенк другому входу фазового дискриминатора 3, а также коммутатор 13, выходкоторого подключен ко второму входусмесителя 12, синхронизатор 14, 50триггер 15, умножитель 16 частоты,выход которого подключен ко входусмесителя 10, первый и второй пассивные эталонные генераторы 17 и 18и генератор 19 модулирующего сигнала который включен между третьимвыходом синхронизатора 14 и другимвходом управляющего элемента б.Причем, к выходу опорного генератора1 также подсоединены входы фазовогомодулятора 8, умножителя 16 частоты и е 0и синхронизатора 14, к первому ивторому выходам которого подключенывходы триггер 15, первого и второгопассивных эталонных генераторов 17и 18, а выходы последних трех сое динены со входами коммутатора 13. Выходом устройства является выход ЛЧИ генератора 7.Устройство. работает следующим образом.Для фазовой подстройки частоты ЛЧМ генератора 7, частота которого изменяется по закону ю (6), часть его мощности поступает на вход фазового модулятора 8. В качестве фазового модулятора 8 в устройстве используется лампа бегущей волны (ЛБВ), На другой вход фазового модулятора 8 с выхода опорного генератора 1 подается синусоидальное модулирующее напряжение с частотой Я , Фазовый модулятор 8 преобразовывает ЛЧМ колебания генератора 7 в ряд ЛЧМ колебаний, соседние колебания у которого сдвинуты по частоте на вели- чннуЯ . Количество таких ЛЧМ колебаний равно 2 п+1, а их частоты изменяются по закону м(с)+пЯ, где п = О,+1,12С выхода фазового модулятора 8 ЛЧМ колебания передаются через полосовой фильтр 9, полоса пропускания которого равна Уф, на вход смесителя 10. Так как величинуУ выбирают равной величинеЯ и намного меньшей, чем вся девиация частоты ЛЧМ генератора 7, то на выходе полосового фильтра 9 образуется последовательность радиоимпульсов с девиацией частоты 2 ТЬ Г=Я. Смеситель 10 преобразовывает ЛЧМ радиоимпульсы из одного диапазона частот в другой, более низкочастотный. С этой целью на второй вход его поступают через умножитель частоты 16 колебания опорного генератора 1.Выходные колебания смесителя 10 усиливаются усилителем 11 промежуточной частоты и с его выхода поступают на вход дополнительного смесителя 12, на второй вход которого подаются эталонные ЛЧМ колебания с выхода коммутатора 13. Так как эталонные ЛЧМ колебания согласованы с законом изменения частоты ЛЧМ генератора 7, то в процессе преобразования по частоте произойдет также и частотная демодуляция ЛЧМ радио- импульсов, На выходе дополнительного смесителя 12 образуется гармонические колебание, Фазовые искажения которого соответствуют Фазовым уходам кОлебаний ЛЧМ генератора 7 от Фазы эталонных ЛЧИ колебаний. Таким образом, второе преобразование ЛЧМ радиоимпульсов позволяет снизить требования к широкополосности Фазового дискриминатора 3.С выхода дополнительного смесителя 12 колебания поступают на вход фазового дискриминатора 3, на второй вход которого подается через фазовращатель 2 высокостабильное гармоническое колебание опорного генератора1. Равенство частот входных колебаний фазового дискриминатора 3 обеспечивается умножителем 16 частоты. Значение требуемого коэффициента умножения в умножителя 16 можно определить из выражения, описывающего порядок преобразования частоты колебаний ЛЧМ гЕнератора 7ф днгпн выбирая щ =кв , находят, что.Ьв = в "-(к)-1ЯУ ию- нижние частоты среза полосового фильтра 9 и пассивныхэталонных генераторов 17 и 18,где Огпн 40 К=1,2,3,000, 1 20Я. - частота колебанийопорного генератора1, численно равнаядевиации частоты пассивного эталонногогенератора 17 или18.На выходе фазового дискриминатора 3 образуется напряжение, пропорциональное разности фаз входных сигналов. Это напряжение поступает 30 через фильтр нижних частот 4 и усилитель сигнала ошибки 5 на вход управляющего элемента б, который подстраивает фазу колебаний ЛЧМ генератора 7. Кроме того, на вход 35 управляющего элемента б поступает напряжение генератора 19 модулирующего сигнала, которое обеспечивает перестройку частоты ЛЧМ генератора . 7 по линейному закону.Синхронизатор 14 представляет собой делитель частоты колебаний опорного генератора 1. Он вырабатывает две последовательности импульсов, имеющих одинаковые частоты следования, но сдвинутые по времени на половину периодаповторения импульсов, и импульсы запуска генератора 19.модулирующего сигнала. Импульсы первой и второй последова" тельностей осуществляют поочередной 50 запуск пассивных эталонных генераторов 17 и 18, которые вырабатывают ЛЧМ напряжения,а также управление через триггер 15 работой коммутатора 13.Коммутатор 13 осуществляет поочередное подключение первого и второго пассивных эталонных генераторов 17 и 18 ко входу дополнительного смесителя 12. В результате стробирования колебаний пассивных эталонных ф) генераторов 17 и 18 на выходе коммутатора 13 формируется составное ЛЧМ колебание, отдельные части которого согласованы (сшиты) между собой по фазе. 65 В качестве пассивных эталонных генераторов .17 и 18 в устройстве используются дисперсионные фильтры с линейной импульсной характеристикой. Необходимость введения в устройство двух пассивных генераторов объясняется следующим.При последовательном возбуждении одиночного дисперсионного фильтра импульсами в целях получения непрерывных составных ЛЧМ колебаний в местах стыковки импульсных откликов возникают фазовые искажения, Они обусловлены тем, что после окончания первого импульсного отклика (с линейным изменением частоты колебаний), на выходе фильтра еще неко,торое время существуют затухающие колебания, вызывая искажения (биения) колебаний на начальном участке последующего импульсного отклика. Поэтому для устранения фазовых искажений используются два пассивных генератора, каждый из которых возбуждается синхронизатором уже после окончания собственных переходных процессов, вызванных предыдущим воздействием.Показатели качества процесса регулирования преддагаемого устройства определяются как и для любой системы фазовой автоподстройки частоты, Ограничения на величину девиации частоты подстраиваемого сигнала накладываются величиной широкополосности фазового модулятора 8, которая для фазовых модуляторов на ЛБВ может составить в сантиметровом диапазоне несколько тысяч мегагерц.формула изобретенияУстройство для фаэовой автоподстройки частоты линейно-частотно- модулированного генератора, содержащее последовательно соедииенныЬ опорный генератор, фазовращатель, фазовый дискриминатор, фильтр нижних частот, усилитель сигнала ошибки, управляющий элемент .и линейно-частотно-модулированный генератор, а также полосовой фильтр, смеситель, усилитель промежуточной частоты, умножитель частоты и генератор модулирующего сигнала, выход которого соединен с другим входом управляющего элемента, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности автоподстройки, в него введены фазовый модулятор, дополнительный смеситель, синхронизатор, триггер, коммутатор и пассивные эталонные генераторы, причем между выходом линейно-частотно-модулированного генератора и другим входом фазового детектора включены после847520 Составитель Т,о Техред А.Ач сьева Редактор М. Недол ШИР ЭЮВВ Ю тщ,Ю Ш Заказ 5528/86 ВНИИП по 113035митета ССС ткрытий ая наб.,илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная довательно фазовый модулятор, поло-совой фильтр, смеситель, усилительпромежуточной частоты и дополнительный смеситель, к выходу .опорногогенератора подключены другой входфазового модулятора, вход синхронизатора и через умножитель частоты -другой вход смесителя, к выходамсинхронизатора - вход смесителя, квыходам синхронизатора - вход генератора модулирующего сигнала, входытриггера и пассивных эталонных генераторов, а выходы триггера и пассив" ных эталонных генераторов через коммутатор соединены с другим входомдополнительного смесителя. Источники информации,5 принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 543127, кл. Н 03 В 3/04, 1974.2. Авторское свидетельство ССРпо заявке М 2474571/18-09,кл. Н 03 В 3/10, 1977.