Формирователь частотно-модулированных сигналов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ои 926756(23) Прноритетао делам нзебретеннй н вткрмтнй.3 (088,8) Опубликовано 07,05,82 Бюллетень М 17 Дата опубликования описания 07 .05 .82(72) Автор изобретения В,Н.Кочемасов осасоазный заочный зпактротакчаанрркиити йкститут фпзиИзобретение 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 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 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 пре 2образователя колебаний с переменнойчастотой в последовательность импульсов с постоянной частотой следования,входом опорного сигнала первого импульсно-фазового детектора и управляют щим входом блока управления частотой В 3,Однако известное устройство необеспечивает высокого качества подстройки при формировании частотно 1 Рмодулированных сигналов с большойбазой (база сигнала равна произведению его полосы на длительность) иимеет ограниченную полосу синхронизации относительно требуемого закона1 Зизменения 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 фазовойошибке, с напряжением, пропорциональным периоду дискретизации, формирует3 92675ся сигнал ошибки, например, при линейной частотной модуляции, имеют ограниченный динамический диапазон ипри увеличении числа выборок эффективность подстройки формируемого5сигнала падает и в некоторых случаях, при больших базах, особенно припервых выборках синхронизм в системене устанавливается,Цель изобретения - расширение по олосы синхронизации относительно заданного закона изменения частоты,Указанная цель достигается тем,что в формирователь частотно-модулированных сигналов, содержащий последовательно соединенные преобразователь колебаний с переменной частотойв последовательность импульсов с постоянной частотой следования, первыйимпульсно-Фазовый детектор, блок кор.рекции, сумматор, второй и третий входы соединены соответственно с выходомблока управления частотой и выходомфильтра нижних частот, и управляемыйгенератор, второй импульсно-фазовыйдетектор, эталонный генератор, а также синхронизатор, первый, второй итретий выходы которого соединенысоответственно с входом установки нуля преобразователя колебаний с переменной частотой в последовательностьимпульсов с постоянной частотой следования, входом опорного сигнала первого импульсно-фазового детектора иуправляющим входом блока управлениячастотой, введен смеситель, первый ивторой входы которого соединены соответственно с выходом управляемого генератора и выходом эталонного генератора,а выход - с входом второго импульсно 40фазового детектора и с входом преобразователя колебаний с переменнойчастотой 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 счетвертым выходом синхронизатора,приэтом выход второго импульсно-фазовогодетектора соединен с входом фильтранижних частот, а вход опорного сигналавторого импульсно-Фазового детектораи вход синхронизации эталонного генератора соединены соответственно с пятым и шестым выходами синхронизатора.На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемогоформирователя. 6 фФормирователь 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 импульсно- Фазовый 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 Гг и = эг + К 41управляемого генератора, гдечастота эталонного генератора 7, 1- рабочая частота первого импульсно- Фазового детектора 2 и К Г - рабочая частота второго импульсно-фазового детектора 6. Преобразователь 1 работает в этом режиме как обычный делитель частоты с коэффициентом деления К , Кольцо фазовой автоподстройки, работающее на высокой частоте К Е, обеспечивает быстрое установление начальной частоты Е, . При этом с пятого выхода синхронизатора 8 на ИФД 6 поступает опорная частота К Е, а с шестого выхода на вход синхронизации эталонного генератора 7 - синхронизирующий сигналПосле 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: Б(1)=ЧзЫ 12 ЛК Г 1+а,С+а г+ 0(с) где а й - дополнительный фазовыйнабег, вводимый с начала модуляции для повышения рабочей частоты Е первого ИФД 2, параметр а определяет скорость частоте ной модуляции;О(й) - отклонение фазы относительно заданного закона ее изменения 9(с)=ай+аС5 9267При этом в отсутствие отклоненийот заданного закона ЛЧМ 1 0(й) Б 03 Фаза колебаний в дискретные моменты времени С = КТ = - кратна 27 Г рад а)число циклов кколебаний между моментами времени 1и С равноК)с = йо + 0,5(Л,-А + 2 АЦ,где А =а, Т/у) Л =аТ/у; - период дискретизации,определяемый рабочей частотой перво" 10го ИФД 2 Е = 1/Т. Эта зависимостьопределяет алгоритм работы преобразователя 1 или, другими словами, ставитв соответствии коэффициент деления вделителе числу импульсов, появившихся 15на его выходе. Сигнал с выхода синхронизатора 8 на вход установки нуляпреобразователя 1, отключвющий его навремя установки начальной частоты,снимается. 20Выделенные преобразователем импуль"сы с номерами)к )о 1 0)5(А) Лт )сравниваются в первом импульсно-фазовом детекторе 2 с колебанием Эталонной последовательности импульсов Е)поступающей на него с второго выходасинхронизатора 8. При наличии отклонений от заданного закона модуляциивыделяемоедпервым импульсно-фазовым зОдетектором 2 напряжение ошибки отлично от нуля.Связь между фазовыми ошибками ЛЧИколебания 0 (С) и преобразованной последовательности импульсов У (С) нахо- З 5дится из соотношения23 ГйоГ 1 к +ХАЕйн+6 ЛГ Ск +0(С ь) =2 ЯЕ 1 с.Подставляй в него й= 1 Т+ Т и учиЮтывая выражение для Ь) получаемуравнение, связывающее ошибки у(й) 40и Ф (С)йй фкЮ+(Йо +0 Бй(+ а 1) Фк0 ( ) =О,Решая это квадратное уравнение относительно )Рк, получаем Формулу,связывающую фазовые ошибки до и после преобразования( ) +ц 1Формула изобретенияФормирователь частотно-модулированных сигналов, содержащий последо.вательно 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, 55эталонный генератор, а также синхронизатор, первый, второй и третий выходы которого соединены соответ" ственно с входом установки нуля%.) = скольку во всех реальных ситуация 56 4то для определения 9 (С) можно пользоваться приближенным соотношением После перемножения в блоке 3 коррекции напряжения е,(С) = Е(1)полученного в первом ЙФД 2, с напряже-, нием, пропорциональным К е+0)5 А 4+А 1)4 р ) сформированным в блоке 11 выборки- запоминания, Формируется сигнал ошибкие, (г,) = (й,+0,5 Л,фА Зс) е, (С ), При этом с четвертого выхода синхрони" затора 8 на управляющий вход блока 11 поступает эталонная последователь" ность импульсов Е , 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 к выбором Й о можно обеспечить приемлемый динамический диапазон С=А 1/(Ко+ +0,5 Л,) входящего е блок 3 коррекции перемножителя двух сигналов регулируемого усилителя. А так как(н) 1(Л(о+0,561 ф бтра, 1 то при увеличении К не только упрощается реализация перемножителя, но и существенным образом расширяет" ся полоса синхронизации относитель"сно заданного закона изменения частоты. еобразователя колебаний с перемоставитель Г.Захарчеехред А. Бабинец Короектор Н.С Редактор С.Крупенина 954 Пного комитета СССРений и открытийаушская наб д. 4/5 одписно Филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул, Проектная, 4 ной частотой в последовательностьимпульсов с постоянной частотойследования, входом опорного сигналапервого импульсно-фазового детектора и управляющим входом блока управленйя частотой, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения полосы синхронизации относительно заданного закона изменениячастоты, в него введен смеситель,первый и второй входы которого соединены соответственно с выходомуправляемого"генератора и выходомэталонного генератора, а выход - свходом второго импульсно-Фазовогодетектора и с входом преобразователя колебаний с переменной частотойв последовательность импульсов спостоянной частотой следования,аказ 2997/467 ираж ВНИИПИ Государстве по делам изобре 113035, Москва, Ж, 926756 8между выходом блока управления частотой и управляющим входом блока коррекции введен блок выборки - запоминания, управляющий вход которо 5 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 им 10 пульсно-Фазового детектора и вХодсинхронизации эталонного генератора соединены соответственно с пятым и шестым выходами синхронизатора,15 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРйф 640418, кл. Н 03 В 3/04, 20.01.77