Устройство формирования частотноманипулированного сигнала

,. ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 1734894 Союз Советски кСоциалистически кРеслубликио девам изобретеиий и открытийДата опубликования описания 25.05.80(54) УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ ЧАСТОТНОМАНИПУЛИРОВАННОГО СИГНАЛАИзобретение относится к радиотехнике и может использоваться для формирования частотно-манипулированного сигнала в связных радиопередаюших устройствах и в измерительных приборах.Известно устройство формирования частотно-манипулировайного сигнала, содержащее последовательно соединенные управляемый генератор и первый делитель частоты, последовательно соединенные первый фазовый детектор, первый фильтр нижних частот и первый управляющий элемент, вы ход которого подключен к управляющему входу управляемого генератора, а также опорный генератор, источник информационного сигнала и формирователь модулирующего сигнала 11.Однако в известном устройстве недостаточно велики обеспечиваемый сдвиг частоты и быстродействие вследствие недостаточного быстродействия элементной базы.Цель изобретения - увеличение сдвигачастоты при одновременном повышении быст родействия,Для этого в устройство формированиячастотно-манипулированного сигнала, содержащее последовательно соединенные управляемый генератор и первый делитель частоты, последовательно соединенные первый фазовый детектор, первый фильтр нижних частот и первый управляющий элемент, выход которого подключен к управляющему входу управляемого генератора, а также опорный генератор, источник информационного сигнала и формирователь модулируюшего сигнала, введены последовательно соединенные второй делитель частоты, второй фазовый детектор, второй фильтр нижних частот и второй управляюШий элемент, включенные между выходом и управляющим входом управляемого генератора, третий делитель частоты, включенный между первым выходом опорного генератора и входом первого фазового детектора, четвертый делитель частоты, включенный между вторым выходом опорного генератора и вторым входом второго фазового детектора, синхронизатор, включенный между третьим выходом опорного генератора и входом формирователя модулируюшего сигнала, первый и второй элементы задержки, объединенные входы которых подключены к выходу синхронизатора, а выходы соединены соответственно с объединенными управляющими входами пер3вого и третьего делителей частоты и с объединенными управляющими входами второго и четвертого делителей частоты, а также пятый делитель частоты, включенный между объединенными входами синхронизации первого и второго элементов задержки и третьим выходом опорного генератора, при этом выход источника информационного сигнала соединен с другим входом синхронизатора, выход формирователя модулирующего сигнала соединен с управляющими входами первого и второго управляющих элементов, а выход первого делителя частоты соединен с другим входом первого фазового детектора.На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предложенного устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства.Устройство содержит управляемый гене- ратор 1, первый делитель 2 частоты, первый фазовый детектор 3, первый фильтр 9 нижних частот, первый управляющий. элемент 5, опорный генератор 6, второй делитель 7 частоты, второй фазовый детектор 8, второй фильтр 9 нижних частот, второй управляющий элемент 1 О, третий делитель 11 частоты, четвертый делитель 12 частоты, пятый делитель 13 частоты, первый элемент 14 задержки, второй элемент 15 задержки, источник 16 информационного сигнала, синхронизатор 17, формирователь 18 модулирующего сигнала.Устройство работает следующим образом.Первый делитель Е частоты с коэффициентом деления М ь фазовый детектор 3, фильтр 4 нижних частот и первый управляющий элемент 5 образуют первую петлю обратной связи управляемого генератора 1. Второй делитель 7 частоты с коэффициентом деления Из, второй фазовый детектор 8, второй фильтр 9 нижних частот и второй управляющий элемент 10 образуют вторую петлю обратной связи управляемого генератора 1.Коэффициент деления третьего делителя 11 частоты Ха коэффициент деления четвертого делителя 12 частоты Х, коэффициент деления пятого делителя 13 частоты .М 5При работе первой петли обратной связи в устройстве формируется частота нажатия, а при работе второй петли обратной связи - частота отжатия. Наличие посылки на выходе источника 16 информационного сигнала соответствует частоте нажатия. До момента времени 1., (фиг. 2) поступления положительной посылки от источника 16 информационного сигнала в устройстве формируется частота отжатия, то есть к управляемому генератору.1 подключается вторая петля обратной связи, и сигнал подстройки с выхода второго фазового детектора 8 через фильтр 9 нижних частот и второй управляющий элемент45зю лом опорного генератора 6, их длительность всегда кратна целому числу периодов частоты опорного генератора 6, а окончание задержки синфазно сигналу опорного гене. ратора 6.Таким образом, при поступлении на первый и второй элементы 14 и 15 задержки посылки с выхода синхронизатора 17 йа выходе элемента 15 задержки практически мгновенно появится нулевое напряжение, являющееся сигналом, запрещающим работу второго и четвертого делителей 7 и 12 частоты. На выходе первого элемента 14 задержки сигнал, разрешающий работу первого и третьего делителей 2 и 11 частоты появится через время сь Следовательно, в течение времени , первый и третий делители 2 и 11 частоты, а также второй и четвертый делители 7 и 12 частоты заторможены. 10 управляет частотой управляемого генератора 1.При этом первая петля обратной связиразомкнута. Это достигается за счет остановки первого делителя 2 частоты и третьего.делителя 1 частоты; что эквивалентно снятию сигналов со входов первого фазового детектора 3 типа выборка-запоминание, В этом случае из-за наличия в нем памяти, на его выходе удерживается значение напряжения, имевшееся в момент времени, 10 предшествующий снятию сигналов с еговходов.В момент времени 1 происходит изменение сигнала информации (фиг. 2 а), поступающего от источника 16 информационного сигнала, Этот сигнал поступает на синхронизатор 17, на другой вход которого подается импульсная последовательность (фиг, 2 б) с частотой следования, равной частоте сигнала опорного генератора 6. На выходе синхронизатора 17 образуется посто ледовательность посылок (фиг. 2 в), длительность которых в целое число раз превышает длительность периода частоты сигнала опорного генератора 6.С выхода синхронизатора 17 сигналпоступает на первый и второй элементы 14 , и 15 задержки.При поступлении на вход первого элемента 14 задержки посылки сигнал на вы.ходе его появляется спустя некоторое время ть В то же время при снятии сигнала со входа первого элемента 14 задержки, сигнал на выходе его становится равным нулю, практически одновременно со снятием сигнала со входа (фиг. 2 г).При поступлении на вход второго элемента 15 задержки посылки на выходе его 3 сигнал становится равным нулю практически одновременно с поступлением сигнала на его вход, В то же время, при снятии сигнала со входа второго элемента 15 задержки сигнал на выходе его появляется спустявремя, равное(фиг. 2 д). Длительностии та могут отличаться по величине но,благодаря наличию синхронизации сигнаГ 1 ри этом на выходе второго фазового детектора запоминается напряжение, соответствующее частоте отжатия, а напряжение на выходе первого фазового детектора 3- соответствующее частоте нажатия, которое было сформировано ранее (при рабоботе 1-ой петли обратной связи) осталось неизменным.В течение времени , происходит формирование модулирующего сигнала в формирователе 18. Форма сигнала представлена на фиг, 2 е. Этот сигнал поступает на управляющие входы управляющих элементов 5 и 1 О. На управляющий элемент 10 поступает два сигнала, на основной вход - сигнал с выхода второго фильтра 9 нижних частот (139), а на управляющий вход - сигнал с выхода формирователя 18 модулирующего сигнала (1318). Управляющий элемент 10 работает таким образом; что при (318 -139 на его выходе имеет место сигнал, пропор-, циональный сигналу 13 9 (1.3 9), а при 13 8 139 - сигнал, пропорциональный сигналу 1318 (1.318). На управляющий элемент 5 поступают также два сигнала: на основной вход - сигнал с выхода первого фильтра 4 нижних частот (114), а на управляющий вход - сигнал с выхода фор-, мирователя 18 модулирующего сигнала (1318), Управляющий элемент 5 работает таким образом, что при Б 1834 на его выходе имеет место сигнал, пропорциональный сигналу 1318 318 ), а при (318 134 сигнал, пропорциональный сигналу 134 34), Таким образом, при изменении модулирующего сигнала (3 18 в пределах (3 9 1.3 18 И 4 на выходах управляющих элементов 5 и 10 сигнал изменяется в пределах от (3 9 до 13 4. Причем при 13 18 ( 13 9 включена вторая петля обратной связи, а при (318 13 4 включена первая петля обратной связи. Время изменения модулирующего сигнала от 1.39 до 13 4 не более г, а его форма (фиг. 2 ж) обеспечивается с учетом модуляционной характеристики управляемого генератора 1, такой закон изменения частоты генератора 1 при переходе от частоты отжатия к частоте нажатия, который необходим для ограничения спектра излучения частотно-манипулированного сигнала,По окончании времени т 1, когда управляемый генератор 1 работает на частоте нажатия, э прещающий сигнал с первого и третьего делителей 2 и 11 частоты снимается, и первая петля обратной связи обеспечивает поддержание на выходе управляемого генератора 1 частоты нажатия.Так как остановка, а также включение первого и третьего делителей 2 и 11 частоты производится общим сигналом, то тем самым обеспечивается равенство точностью до л/1 Чразности фаз между сигналами, поступающими на первый фазовый детектор 3, в момент остановки первого и третьего делителей 2 и 11 частоты разности фаз между этими же сигналами в момент включенияФормула изобретения 30 Устройство формирования частотно-манипулированного сигнала, содержащее последовательно соединенные управляемый генератор и первый делитель частоты, последовательно соединенные первый фазовый детектор, первый фильтр нижних частот и первый управляющий элемент, выход которого подключен к управляющему входу управляемого генератора, а также опорный генератор, источник информационного сиг нала и формирователь модулирующего сигнала, отличающееся тем, что, с целью уве 45 50 5 10 15 20 25 первого и третьего делителей 2 и 11 частоты. В этом случае девиация частоты, обусловленная переходным процессом установки фазы управляемого генератора 1, имеет незначительную величину по сравнению со сдвигом и не намного увеличивает ширину полосы излучения.Процесс поддержания частоты нажатия продолжается до момента времени 1 (фиг. 2), когда от источника информационного сигнала 16 поступает команда о переходе с частоты нажатия на частоту отжатия. Далее процесс в устройстве происходит в обратной последовательности: останавливаются первый и третий делители 2 и 11 частоты, модулирующий сигнал в течение времени менееуменьшается до величины 13 18 ( 13 10, включаются второй и четвертый делители 7 и 12 частоты, и производится поддержание на выходе управляемого генератора 1 частоты отжатия.То есть максимальное значение девиации частоты ограничивается быстродействием только самого низкоскоростного узла, которым в данном устройстве является фазовый детектор 3 и 8 типа выборка-запоминание.Таким образом, предложенное устройство позволяет значительно увеличить сдвиг частоты при одновременном повышении быстродействия и ограничении спектра излучения. личения сдвига частоты при одновременном повышении быстродействия, в него введены последовательно соединенные второй делитель частоты, второй фазовый детектор, второй фильтр нижних частот и второй управляющий элемент, включенные между выходом и управляющим входом управляемого генератора, третий делитель частоты, включенный между первым выходом опорного генератора и входом первого фазового детектора, четвертый делитель частоты, включенный между вторым выходом опорного генератора и вторым входом второго фазового детектора, синхронизатор, включенный между третьим выходом опорного генератора и входом формирователя модулирующего сигнала, первый и второй элементы задержки, объединенные входы которых подключены к выходу синхронизатора, а выходы соединены соответственно с объединенными уп734894 7равляющими входами первого и третьего делителей частоты и с объединенными управляющими входами второго и четвертого де- лителей частоты, а также пятый делитель частоты, включенный между объединенными входами синхронизации первого и второго элементов задержки и третьим выходом опорного генератора, при этом выход источника информационного сигнала соединен с другим входом синхронизатора, выход формирователя модулирующего сигнала соединен с управляющими входами первого ивторого управляющих элементов, а выходпервого делителя частоты соединен с другим входом первого фазового детектора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР456370, кл. Н 04 В 1/64, Н 04 1. 27/10,1972 (прототип).СССий ого комитета ений и откры Раушская наб Ужгород, ул. 4/5 ектнаяСостави Техред К Тираж 7 Государствен елам изобре сква, Ж.35, Патент, г. ель Г Захарч. Шуфрич ко Корректор Г. Назаров Подписное