Генератор качающейся частоты

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 19) (11) 5 51) ОБ ЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВ(72) Г.Д. Петрухин и Н.В. Шиянов (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (53) 621.373.42 (088,8)(56) Авторское свидетельство СССР В 828368, кл. Н 03 В 23/00, 07.05.81.Авторское свидетельство СССР У 1054869, кл. Н 03 В 23/00, 16.11.81 (54)(57) ГЕНЕРАТОР КАЧАЮЩЕИСЯ ЧАСТОТЫ, содержащий последовательно соединенные первый генератор, смеситель, фильтр нижних частот и ключ, первый и второй инверторы, фильтр высоких частот, переключатель, частотный детектор и второй генератор, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения стабильности начальной частоты и уменьшения паразитной амплитудной модуляции, в него введены последовательно соединенные интег-. ратор и первый сумматор, последовательно соединенные одновибратор и триггер, последовательно соединенные мультивибратор, генератор линейно изменяющегося напряжения и второй сумматор, источник напряжения смещения, последовательно соединенные дифференциатор и формирователь импульсов, при этом вход второго инвертора подключен к выходугенератора линейно изменяющегосянапряжения, а выход - к второмувходу первого сумматора, третий входкоторого объединен с вторым входомвторого сумматора и подключен квыходу источника напряжения смещенияпервый вход переключателя подключенк выходу фильтра высоких частот,второй вход переключателя соединенс входом дифференциатора и подключенк выходу частотного детектора, управляющий вход переключателя подключен к выходу триггера, второй входкоторого подключен к выходу формирователя импульсов, а выход переключателя соединен с входом интегратора,второй выход мультивибратора соединен с вторым входом ключа, выход которого подключен к входу частотногодетектора, выход первого сумматораподключен к управляющему входу первого генератора, выход второго сумматора подключен к управляющемувходу второго генератора, выход второго генератора соединен с вторымвходом смесителя, а вход первогоинвертора соединен с выходом интегратора.Изобретение относится к радиоизмерителям и может быть использовано в панорамных измерительных приборах.Целью изобретения является повышение стабильности начальной частоты и уменьшение паразитной амплитудной модуляции.На фиг,1 представлена структурная электрическая схема генераторакачающейся частоты; на фиг.2 -временные диаграммы его работы,Генератор качающейся частоты(ГКЧ) содержит мультивибратор 1,генератор 2 линейно изменяющегося 15напряжения, фильтр 3 высоких частот, переключатель 4, интегратор 5,первый инвертор 6, одновибратор 7,триггер 8, первый сумматор 9, второй сумматор 10, источник 11 напряжения смещения, второй инвертор 12,первый генератор 13, второй генератор 14,. смеситель. 15, фильтр 1 б ниж"них частот, ключ 17, частотный детектор 18, дифференциатор 19 и фор-мирователь 20 импульсов.Генератор работает следующимобразом.При включении ГКЧ мультивибратор 1 начинает вырабатывать прямоугольные импульсы с скважностьюЯ ч 2,На фиг.2 о.представлена формасигнала на первом выходе мультивибратора, а на фиг,2 Б - на второмвыходе. Передним фронтом импульсовс первого выхода мультивибратора запускается генератор линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН), а задним фронтом колебания срываются 40(фиг.26).Периоды возрастания напряжения сГЛИН (й 11 -С ) чередуются с периодами отсутствия напряжения (е=С, -,),Указанный сигнал поступает на фильтр 453 высоких частот, где спектр сигнала освобождается от постоянной состааляющей. Напряжение с его выходапроходит через открытый по первомувходу переключатель 4 на интегратор 5, сигнал на выходе которогоимеет вид, показанный на фиг,27Из эпюры следует, что напряжениеукаэанного сигнала в период времени й -й плавно убывает от положительного до отрицательного значения, переходя через нулевой уровень. Передача сигнала с выхода переключателя 4 обеспечивается следующим образом. В момент включения устройства напряжение на выходе интегратора 5 равно нулю, на выходе первого инвертора б - логической "1" Последнее вызывает срабатывание одновибратора 7, устанавливающего по первому входу триггер 8 в состояние с логического "0" на выходе. Низкий потенциал подается на управляющий вход переключателя 4, обеспечивая передачу сигнала с его первого входа.Напряжение с выхода интегратора 5 поступает также на первый вход первого сумматора 9. На второй вход первого и первый вход второго сумматоров 9 и 10 поступает опорное напряжение с выхода источника 11 напряжения смещения. На второй вход первого сумматора 9 через второй инвертор 12 и на первый вход второго сумматора 10 непосредственно подается линейно возрастающее напряжение с выхода ГЛИН 2, Таким образом, в периоды С -С на выходах первого сумматора 9 имеется напряжение смещения П обеспечивающее положение рабочей точки первого генератора 13 на середине зависимости частоты генерации от управляющего напряжения и напряжения поиска (фиг,2 ) с выхода интегратора 5. Последнее обеспечивает небольшую перестройку первого генератора 13 вверх и вниз относительно где Г, - частота первого генератора 13 при напряжении управления, равном Ос,.На втором входе второго сумматора. 10, идентичного первому, имеется напряжение смещения Псм, при которомН его частота генерации ранна Г (Б,)= =ЕНа первом входе второго сумматора 10 напряжение в период Т,-с отсутствует (фиг.2 Ы . Очевидно, что вследствие практической невозможности достичь полной идентичности и термостабильности первого и второго генераторов 13 и 14(Псн) ф(Псм )Поэтому разностная частотаПй,(0) = Е,-Е, на выходе смесителя 15, выделенная полосовым фильт3 1171ром 16, недостаточно стабильна.Сиг" .инал с частотой 2 о-Й", модулируетсяпо частоте напряжением поиска свыхода интегратора 5.Частотно-модулируемый сигналпоступает через открытый в периодимпульсом с второго выходамультивибратора 1 ключ 17 на входчастотного детектора 18,о 57 4 образом, осуществляется захват. носи включения и стабилизации начальной разности частоты Го генератора.В период С,- ключ 17 запирается, напряжение на частотный детектор 18 не подается. Напряжение с выхода интегратора 5 приближается к его значению в период В -ВОдновременно на первый вход второго сумматора 10 подается линейно возрастающее напряжение. Второй,инвертор 12 изменяет полярность укаэанного напряжения на обратную и подает его на второй вход первого сумматора 9Данные сигналы вызывают снижение напряжения на управляющем входе первого генерато- . ра 13 и увеличение его на управляющем входе второго генератора 14. При этом частота первого генератора 13 повьппается, а второго генератора 14 понижается. Таким образом, в момент , достигается максимальная расстройка частот: Й для первого генератора 13 и Г для второго генератора 14. Тогда раэностная частота на выходе смесителя 15 составляетИв =в 20 Устройство выдает сигнал с перестраиваемой частотой Гфффильтр 16 нижних частот подавляет сигнал суммарной нерабочей частоты, имеющейся на выходе смесителя 15.Сигнал с разностной (рабочей) частотой устройства, изменяющейся в указанных пределах, подается к клемме 21 "Выход". Пилообразное напряжение, синхронное с изменением частоты выходного сигнала устройства, поступает на клемму 22 "Синхронизация" ГКЧ и может быть использовано, например, в электрон-. но-лучевой трубке панорамных измерительных приборов, в состав которых входит ГКЧ.Возможны случаи срыва автоподстройки частоты 2 мощными импульсами помех либо в результате кратковременного выключения устройства. Тогда напряжение на выходе интегратора 5 убывает до нуля, потенциал с первого инвертора 6 повьппается, одновибратор 7 срабатывает, сбрасывая по первому входу триггер 8. На выходе триггера 8 появляется логический, "0", приводящий переключатель 4 в 55 оо о о гвблизи центральной частоты Годетекторной характеристики. Таким Центральная частота Г + часО тотного детектора 18 устанавливается, исходя из конкретных технических требований к устройству. Указанная на фиг.2 х форма напряжения поиска 0 обеспечивает в .период ( -), (С -С ) и т.д. монотонное увеличение частоты Е, первого генератора 13.Поэтому частота 2 разностного сигнала также повьппается. Поданный на вход частотного детектора 18 частотно-модулированный сигнал приводит к появлению на выходе частотного детектора 18 импульса, форма ко" торого подобна форме детекторной характеристики частотного детектора 18 (фиг.2).Этот импульс подается на вход дифференциатора 19, на выходе которого появляется сигнал, состоящий из начального отрицательного колоколооб- З 0 разного выброса, положительного трапецеидального участка и второго отрицательного колоколообразного выброса (фиг.2 п). Положительный трапецеидальный участок запускает формирова тель 20 импульсов, импульс с вьпсода которого перебрасывает триггер 8 в состояние с логической "1" на выходе.Потенциал, соответствующий ло гической "1", с выхода триггера 8, поступает на управляющий вход переключателя 4 и переводит его в состоя. ние передачи сигнала с второго входа. Тогда напряжение частотного де тектора 18 через интегратор 5 подается на первый вход первого сумматора 9, а поисковое напряжение отключается. Поскольку в данный момент раэностная частота находится 50 в зоне захвата системы автоподстройки частоты, рассмотренная структура стабилизирует значение раэностной частоты.состояние передачи сигнала с первого входа. Затем повторяется процесс автоматического поиска и автопод-стройки.В связи с невозможностью построения первого и второго генераторов 13 и 14 с постоянной глубиной положительной обратной связи перестройка частоты генераторов 13 и 14 сопро вождается изменением амплитуды колебаний сигнала на их выходах, При не слишком высоких коэффициентах перестройки зависимость амплитуды первого и второго генераторов 13 и 14 от частоты можно аппроксимировать прямой линией.В предложенном ГКЧ достаточно высокая девиация частоты обеспечивается биениями по частоте первого и второго генераторов 13 и 14, которые незначительно перестраиваются.На фиг.2 э,. представлены зависимости амплитуд первого и второго генераторов 13 и 14 от частоты. Повышение частоты сопровождается снижением амплитуды колебаний. На фиг,2 показаны эависиь,остинормированных амплитуд колебаний(1,и 11) первого и второго генераторов 13 и 14 от напряжения управления П, .Рост 0, сопровождается повышением частоты и понижением амплитуды первого генератора 13, а такжеростом амплитуды ипонижением час О тоты второго генератора 14.Амплитуда напряжения с выходасмесителя 15, как известно, пропорциональна произведению амплитудвходных сигналов. Указанное про изведение амплитуд для фиксированныхзначейий 0 изображено кривой 111на фиг,2 (кривая получена путемперемножения ординат нормированныхзависимостей 1 .и 11). Следовательно, 20 использование структуры, изменяющей частоты первого и второго генераторов 13 и 14 вверх и вниз соответственно,.и выделение биений позволяют не только обеспечить значи тельное перекрытие по частоте, нои снизить параэитную амплитуднуюмодуляцию выходного сигнала ГКЧ.1171957 Оь О Фиг, Гоставитель Н. Чекановаехред С.Мигунова Корр тор Е. Редактор О. Юрковецка Заказ 4914 49 аудскау Де иал ПП 1 "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная Ж М Тираж 872 НИИПИ Государствен по делам изобрет 35, Москва, И, Подписиго комитета СССРий и открытий