Устройство для формирования линейно переключаемых частот

О П И С А Н И Е 11 эа 2 вИЗОБРЕТЕН Ия Союз СоветскихСоциалистическимиРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДБТВЛЬСТВУ Дополнительное к авт. свид-ву 0 ено 02.07.73 (21 51) М, Кл Н 03 В 21/02 присоединением заявки3) Приоритет осударстввиив 1 н нвмнтеСовета Министров СССпо делам изооретеиийи открытий) Дата опубликования описания 35,03.1 72) Авторы изобретения бошкин иЗайц(7 ) Заявител де рудовог и элект сного Знамени институт радиотекникти АН СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЛИНЕЙНО ПЕРЕКЛЮЧАЕМЫХ ЧАСТОТИзобретение относится к области радиолокации и космической связи и может быть использовано при создании устройств для синтезирования высокоточных зондирующих линейно частотно-модулированных сигналов (ЛЧИ) и сигналов с программируемым изменением частоты в системах слежения за космическими объектами.Известно устройство для синтезирования частот путем суммирования импульсов переключаемых комбинаций на п-импульсных последовательностей с кратными частотами 1=Ь 2 "(К=1,2п) с последующим делением частоты суммированных импульсов, содержащее п-разрядный триггерный делитель, и дифференцируюгцих цепочек КС, п двухвходовых схем И, и-разрядный коммутирующий триггерный счетчик, элемент ИЛИ, гп-разрядный триггерный делитель, фильтр низких частот 1.Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является устройство, содержащее первый счг гчик, вход которого подключен к входу устройства, соединенному со входом элемента НЕ, первую группу элементов И-НЕ, вход каждого из которых соединен с инверсным выходом соответствующего разряда коммутирующего счетчика, выходы элементов И-НЕ первой группы соединены со входами первого общего элемента И-НЕ, управляющие входы коммутирующего счетчика соединены с выходами первого переключателя, вторую группу элементов И-НЕ, вход каждого из которых соединен с соответствующим выходом второго переключателя, а выходы соединены со входами второго общего элемента И-НЕ, блок модуляции, выполненный на элементах И-НЕ, входы которого соединены с выходами третьего переключателя, второй счетчик, выход которого через полосовой фильтр соединен с выходом устройства, третий счетчик, третий общий элемент И-НЕ, четвертый переключатель 2,Недостатком известного устройства является ограничение на выбор скорости переключения частот, вследствие чего область примене ния устройства сужена.Цель изобретения - расширение областиприменения устройства.Цель достигается за счет того, что входыкаждого к-го элемента И-НЕ обеих групп соединены с прямым выходом к-го разряда и инверсным входом каждого 1-го разряда первого счетчика (где 141(к), выход второго общего элемента И-НЕ соединен со входом третьего счетчика, выходы первого и третьего счетчиков через четвертый переключатель соединены со входом коммутирующего счетчика, вы3ходы блока модуляции соединены со входом третьего общего элемента И-НЕ, выход которого соединен со входом второго счетчика, выход элемента НЕ соединен со входами второго и третьего общих элементов И-НЕ, выход первого общего элемента И-НЕ соединен со входом блока модуляции.На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для формирования линейнопе реключаемых частот (для примера принято п =гп =- =-3); на фиг. 2 - временные диаграммы напряжений на выходах основных узлов схемы. На вход и-разрядного триггерного счетчика 1, подключенного к входу устройства, подастся прямоугольное колебание с периодом Ь(см. фиг. 2 а ). Формы напряжений на яр.:вх выходах триггеров счетчика 1 показаны на фиг. 2 о,в,х С прямых и обратных выходов риггеров п-разрядного счетчика на- ПРжеПИЯ ПолаОс и На ДВЕ ГРУППЫ ФОРМИРУЮ- шпх элемснтов И-НЕ 2 и 3 (вторая и первая гру вы) (Р и из входов каждого из элементов И. гО)ий группы соединен с ключамирек,кича гол 4 (второй переслючатель), на кстором набирается скорость изменения час"оты, Если все элементы И-НЕ 2 открыты (левое положение ключей переключателя), то на их выходах рисутствуют напряжения, форма которых показана на фиг. 2 д, е, ж. В том случае, если какой-либо из этих элементов закрыл (правос положение соответствующего ключа), то его выход находится в состоянии логической единицы. Все и выходов элементов И-НЕ ьторой группы соединены с п входами обпего элемента И-НЕ 5 (второй общий элемент), на (и+ ) вход которого подается инвертированное с помощью элемента НЕ 6 входное прямоугольное колебание. Для удобства вначале не учитывают этот (п+)-ный вход и предполагают, что элемент 5 является элементом И на п входов. В зависимости от того, закрыты или открыты ключи переключателя 4, имеют различные выходные сигналы. На фиг, 2 з, и, к, л, м показан их вид для пяти следующих друг за другом положений ключей 111,10, 101, 00, О 1. Если теперь принять во внимание (п+)-ый вход элемента 5, то за время, равное периоду (Т = 2"М) колебания, изображен.ного на фиг. 2 з, на его выход для рассмотренных выше пяти положений ключей клавиатуры проходит соответственно 1,2,3,4,5 импульсов, поступающих по (п+1) -ому входу. Количество импульсов на выходе элемента 5 за период 2 М в общем случае равно числу, набранному на переключателе 4 в обратном коде, плюс единица. На фиг. 2 н приведена последовательность импульсов элемента 5 И-НЕ, когда ключи переключателя имеют положения 011 (отсюда количество импульсов за период: 011++ 001 = 100+ 001 = 101 2 = 5о )Таким образом, имея п-разрядный делитель 1 (1-ый счетчик), можно обеспечить сетку часитот следования иМпульсов с 2 средними час"Птоили от 2 1 до , Г 1 оследующееделениесуммированных импульсов с помощью 1-разрядного делителя 7 (третий счетчик) улучшает регу 5 2 Е 25 30 М 40 45 50 55 4лярность прямоугольных колебаний и повышает уровень первой гармоники. На фиг. 2 о показано семь периодов колебания на выходесчетчика 7 (1=3) при подаче на его вход импульсной последовательности, приведенной нафиг. 2 н.Выход счетчика 7 подключен к входу п-разрядногориггерного коммутируюцего счетчика8, который управляет логическими элементамиИ-НЕ 3. С помощью переключателя 9 (первыйпереключатель) в счетчик 8 заносится число,определяющее начальное значение частоты.Каждый импульс, поступающий на вход счетчика, изменяет значение частоты на одну ступеньку и от их частоты зависит скорость переключения. Общий п-входовой элемент И-НЕ 10(первый общий элемент) выполняет те же функции, что и элемент 5; отличие состоит в том,что он не имеет (и+1)-го входа, Элементы2,3,7,8,5,6 и 10 составляют блок синтеза частоты.Лопческие элементы И-НЕи 12, инвертор 13 и переключатель 4 (третий переключатель) обеспечивают изменения частоты либо всторону ее увеличения, либо в сторону уменьшения.Рассмотрим случай, когда элемент 11 открыт, элемент 12 закрыт (верхнее положениепереключателя 14), триггеры коммутирующегосчетчика 8 установлены в состояние 000, а наего вход поступает колебание, показанное нафиг. 2 о.Так как элементы 3 соединены с инверснымивыходами триггеров счетчика 8, на выходеэлемента 11 вначале (до тех пор пока не изменится состояние триггеров счетчика 8) будет существовать коИебание, показанное нафиг. 2 з, затем (после срабатывания младшеготриггера счетчика 8) - показанное на фиг. 2 и,и так далее. На фиг. 2 п, показано колебаниена выходе элемента 11 для рассматриваемогослучая, а на фиг. 2 р - суммарная импульсная последовательность на выходе элементаИ-НЕ 15 (третьего общего). Видно, что количество импульсов в ней линейно увеличиваетсяво времени. Элементы 11, 12, 13 и 15 составляют блок модуляции, Импульсная последовательность с выхода блока модуляции подается на т-разрядный триггерный делитель 6(второй счетчик). На фиг. 2 с показано колебание на его выходе для п=3. То же колебание,только сжатое во времени в четыре раза, показано на фиг, 2 п. С помощью полосового фильтра 1 выделяется первая гармоника синтезируемого колебания. Счетчик 16 ифильтр 17 составляют блок деления частотыи фильтрации.При переводе переключателя 14 в нижнееположение открывается элемент 12 и закрывается элемент 1. Колебание на выходе элемента 12 будет инвертнровано по отношению кпоказанному на фиг. 2 п. Количество импульсов на выходе элемента 15 в этом случае линейно уменьшается во времени, что приводитк синтезированию устройством линейно убывающей частоты,Если переключение частот требуется производить лишь с одной, максимально возможной599328 Формула изобретения скоростью, то устройство существенно упрощается. В этом случае переключение счетчика 8 осуществляется непосредственно колебанием, снимаемым с прямого выхода последнего триггера и-разрядного счетчика 1 (верхнее положение переключателя 18) четвертого переключателя. Полтора периода получающегося при этом колебании показано на фиг. 2 у (его масштаб так же сжат в четыре раза). Переключатели 4,9,14 и 18 составляют блок программирования.В общем случае описываемое устройство позволяет получать 2 различных частот от 1 =(;2до 1,= 1 2" ступеньками через Л(.;=1-2и ступенчато линейно увеличивать или уменьшать частоту выходного ко. лебания с 2" различными скоростями со ступенька ми скорости ьМ:=" - ": 2"2 гч 1 свхформирование требуемого количества импульсов на выходах общих элементов 5 и 15 в устройстве осуществляется не непосредственным сумм и рова н ие м дифференци роваи ы х импульс. ных последовательностей с кратными частотами, а путем стробирования входных импульсов, подаваемых на вход элементов 5 и 15, с помощью предварительно сформированных стробирующих импульсов, подаваемых на другие входы элементов И-НЕ 5 и 15. Это позволяет избежать искажений, вызываемых неодинаковыми задержками в каскадах формирования и повысить быстродействие и надежность. Кроме того, такой способ формирования позволяет обойтись без реверсивного счетчика для обеспечения как линейно возрастающего, так и линейно убывающего изменения частоты. Устройство для формирования линеино переключаемых частот, содержащее первый счетчик, вход которого подключен к входу устройЬства, соединенному со входом элемента НЕ,первую группу элементов И-НЕ, вход каждогоиз которых соединен с инверсным выходомсоответствуюгцего разряда коммутирующегосчетчика, выходы элементов И-НЕ первой5 группы соединены со входами первого общегоэлемента И-НЕ, управляющие входы коммутирующего счетчика соединены с выходами первого переключателя, вторую группу элементовИ-НЕ, вход каждого из которых соединен с соответствующим выходом второго переключателя, а выходы соединены со входами второго общего элемента И-НЕ, блок модуляции, выполненный на элементах И-НЕ, входы которогосоединены с выходами третьего переключателя, второй счетчик, выход которого через полосовой фильтр соединен с выходом устройства,третий счетчик, третий общий элемент И-НЕ,четвертый переключатель, отличающееся тем,что, с целью расширения области применения,входы каждого к-го элемента И-НЕ обеих группсоединены с прямым выходом к-го разряда и26 инверсным входом каждого 1-го разряда первого счетчика (где К йк), выход второго общего элемента И-НЕ соединен со входом третьегосчетчика, выходы первого и третьего счетчиковчерез четвертый переключатель соединены совходом коммутирующего счетчика, выходы блос 5ка модуляции соединены со входом третьегообщего элемента И-НЕ, выход которого соединен со входом второго счетчика, выходэлемента НЕ соединен со входами второго итретьего общих элементов И-НЕ, выход первогозо общего элемента И-НЕ соединен со входом блока модуляции.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1 Котов В, С., Радиотехника, т. 26,5,1971, с. 64,2. Аппаратура для частотных и временных измерений под ред. А, П. Горшкова,М., Сов. Радио, 1971, с. 278 - 280.599328 Фиг. едактор Р. Киселеаказ 143 О/42 Ю В г д е з И К л м и Составитель И. Гореловаехред О. Луговая Корректор Н. Тупица ираж 1086 Подписное НИИПИ Государственного комитета Сонета Мнннстров СССР по делам изобретений и отрьп ий13035, Москва, Ж, Ра 1 гиская наб д. 45 Филиал ППП Патен, г. Ужгород, ул. Г 1 росктная, 4