Устройство прецизионного формирования повторяющихся частотно-модулированных сигналов

Союз Советскнк Социалистически к Республик(23) Приорктет Гаеуйаретввнный квмнтет Опубликовано 23,12.80.Бюллетень Лв 47 (53) УДК 621.373( 088. 8) аа дедам нзвбрвтвннй н еткрытнйДата опубликования описания 25,12.80(72 Авторы изобретения В. Н. Кочемасов и А. Н, фадеев ЭВсесоюзный заочный электротехнический институтсвязи(54) УСТРОЙСТВО ПРЕЦИЗИОННОГО. ФОРМИРОВАНИЯ ПОВТОРЯ ЮШИХСЯ ЧАСТОТНОМОДУЛИРОВА ННЫХ СИГНАЛОВИзобретение относится к радиопокации, технике связи, измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического регулирования.Известно устройство для автоматичес кой подстройки частоты по заданному за 5 кону, соцержащее управляемый генератор, разовый цетектор, эталонный генератор, ключ, фильтр, сумматор, модулятор, блок коррекции, имп льсно-фазовый детектор,10 синхройизатор 1 .Однако это устройство обладает низкими точностью и быстродействием.Известно также устройство формирова-. ния частотномодулированных сигналов, содержащее эталонный генератор, фазовый детектор, первый. вход которого соединен с первым выходом эталонного генератора, а выход через ключ и фильтр - с первым входом сумматора, выхоц которого соединен через управляемый генератор со вторым входом фазового детектора и первым вкоцом измерителя, синхронизатор, вхоц ,которого соединен со вторым выходом 2, эталонного генератора, первый выход синхронизатора соединен через модулятор со вторым входом сумматора, а второй и третий выходы синхронизатора соединены с управпяющим 1 вкодом ключа н вторым входом измерителя 21.Недостатком этого устройства является низкая точность и надежность,Цель изобретения - павьппение точности и надежности работы устройства.Для этого в устройство прецизионного формирования повторяющихся частотномодулированных сигналов , содержащее эталонный генератор, фазовый детектор, первый вкод которого соединен с первым выходом эталонного генератора, а выход через ключ и фтцтьтр - с первым вкодом сумматора, выход которого соединен через управляемый генератор со вторым входом фазового детектора и первЫм входам из-мерителя, синхронизаторвход которого ,соединен со вторым выходом эталонного генератора, первый выход синхронизатора соецинен через модулятор со вторымвко3 79дом сумматора, а второй и третий выходысинхронизатора соединены с управляющимвходом ключа и вторым входом измерителя, введены аналого-цифровой преобразователь, два комбинационных сумматора,блок памяти, блок адресации, регистр, дваблока коррекции, цифроаналоговый преобразователь и сглаживающий фильтр, причем выход измерителя соединен с третьими четвертым вкодами сумматора как непосредственно, так и через последовательно включенные аналого-цифровойпреобразователь, первый комбинационныйсумматор, блок памяти, регистр, первыйблок коррекции, второй комбинационныйсумматор, цифроаналоговый преобразователь и сглаживающий фильтр соответственно, кроме того. выходы аналого-цифроУваго преобразователя через второй блоккоррекции подключены к другим входамвторого комбинационного сумматора, выходы регистра соединены со второй группой входов первого комбинационного;сумматора, а тактирующие входы и входы.установки начальных состояний регистра и обоих блоков коррекции подключены к червертому и пятому выходам синсинхронизатора, шестой выход которогосоединен также через адресный блокс адресными входами блока памяти.На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2временные диаграммы: а - характеризменения частоты на выходе управляемого генератора; б - вид сигнала ошибкив аналоговом 6 (1 ) и условно в цифро,вом Ъ (Ф, ) виде; в - цифровой сигналбр(%) на выходе регистра; г - цифровойсигнал 6 (Ъ) на выходе первого комби.Сфнационного сумматора; д, е, ж - цифровые сигналы в х -й ячейке блока памяти,=1,2,3,Устройство содержит эталонный генератор 1, фазовый детектор 2, первыйвход которого соединен с первым выходом эталонного генератора 1, а выход:через ключ 3 и фильтр 4 - с первымвходом сумматора 5, выход которогосоединен через управляемый генератор 6со вторым входом фазового детектора 2и первым входом измерителя 7, синхронизатор 8, вход которого соединен совторым выходом эталонного генератора1 первый выход синхронизатора 8 соединен через модулятор 9 со вторым входом сумматора 5, а второ% и третий выходы синхронизатора 8 соединены с управляющим входом ключа 3 и вторымвходом измерителя 7. В него введеныаналого-цифровой преобразсаатрль 10,.г 0102 4,два комбинационных сумматора 11, 12,блок 13 памяти, блок 14 адресации,регистр 15, два блока 16, 17 коррекции, цифроаналоговый преобразователь 1 ди сглаживающий фильтр 19, причем вы 5ход измерителя 7 соединен со вкодами. сумматора 5 как непосредственно, так ичерез последовательно включенные аналогоцифровой преобразователь 10, первый10комбинационный сумматор 11, блок 13 .памяти, регистр 15, первый блок 16коррекции, второй комбинационный сумматор 12, цифра-аналоговый преобразователь 18 и сглаживающий фильтр 19,15кроме того выходы аналого-цифровогопреобразователя 10 через второй блок17 коррекции подключены к другим вкодам второго комбинационного сумматора12, выкоды регистра 15 соединены со.второй группой входов первого комбина 20ционного сумматора 11, а тактирующие .входы и входы установки начальных состояний регистра 15 и обоих блоков 16,17 коррекции подключены к выходам син 25хронизатора 8, соединенного также через, адресный блок 14 с адресными входамиблока 13 памяти.Устройство работает следуюшим абра.зом.ЗО В промежутках между формированиемчастотномодулированных сигналов система фазовой автоподстройки начальнойчастоты, состоящая из эталонного генератора 1, фазового детектора 2, ключа 3,фильтра 4, сумматора 5, управляемогогенератора 6, сводит к нулю напряжениесигнала ошибки на выхоце измерителя 7.В моменты времени 1 а 1 +-)Тпгде "Т - период модуляцйи;- номерЬ4 периода, отсчитываемый с момента включения устройства, ключ 3 по команде ссийхронизатора 8 размыкает кольцо автопоцстройки начальной частоты, а модулятор 9 через сумматор 5 начинает пере 45 страивать частоту управляемого генератора 6, Во время генерации частотномодулированного сигнала отклонение за,кона изменения частоты, У ) от заданного 3.(фиг. 2 а) приводит кСЫпоявлению на выходе измерителя 7 сигнала ошибки В (В) (фиг. 2 б), Этот сигнал ошибки через сумматор 5, а такжепосле преобразования к цифровомук виду6 Я) и прохождения через второй блок5517 коррекции, второй комбинационныйсумматор 12, цифра-аналоговый преобра-.зователь 18, сглаживающий фильтр 19и сумматор 5, оказывает непосредственное подстраивающее действие на частоту .5 7901 управляемого генератора 6. Помимо непосредственного воздействия на часто, ту управляемого генератора 6 сигналошибки в цифровой Ъ (1 ) форме используется для формирования компенсирующего напряжения, подаваемого ко входу управляемого генератора 6 в последуюшик периодах модуляции. Возможность применения такого компенсирующего напряжения основывается на том, что ошибки в . 10 частотномодулированнык генераторак в среднем от одного периода к другому практически постоянны. Основным блоком, участвуюшим в формировании компенсирующего напряжения, является блок 15 13 памяти, каждая ячейка которого заменяет один из интеграторов, имеющихся в известном устройстве. Ячейки блока 13 памяти в момент включения устройства могут быть либо обнулены, ли о бо содержать априорную информацию о .характере компенсирующего напряжения, полученную по результатам предварительного измерения нелинейности модуляционной характеристики управляемого генера тора 6 или на основании предыдущик включений устройства.Рассмотрим процесс формирования компенсирующего напряжения в-м после включения устройства периоде мо- ЗО дуляции, Во временных интервалахмт- +(5-)ч,С Фкт+И-,Ят Дгде ТТ;= 1 2, 3- номер ячейки блока 13 памящи, чис в 35 ловая информация М вМ из М -й ячейки блока 13 памяти переписываются в регистр 15 (фиг. 2 а), в котором она хранится в течение времени Т, определяемом периодом дискретизации сигнала ошибки. Запись новых чисел (фиг. 2 д ), представляюшик собой сумму(фиг.2 г) чисел В и Вр, с выходов аналогоцифрового преобразователя 10 (фиг. 2 б) и.регистра 15 (фиг. 2 в) в К -ю ячей .ку блока 13 памяти осуществляется во временнык интервалах, +КУЯ)т +(ь 4 т-ТК-)Т),показанных на фиг. 2 д-ж косой штриховкой. Сформированное на основании измерений сигнала ошибки в ьредыдущик периодак модуляции и содержащееся в регистре 15 напряжениес Ъ вЯц.ттЯ, нИФгде ь = 1,2,3 -1, после прокожпения первого блока 1 6 коррекции, второго комбинационного сумматора 12,02 6 цифро-аналогового преобразователя 18,с глаживаюше го фильт ра 1 9 и су мм тора5 осуществляет компенсацию присущихуправляемому генератору 6 и модулятору 9 ошибок, повторяюшикся от одного периода модуляции к другому, Входяшие в устройство блоки 16 и 17 коррекции обеспечивают требуемые, динамическиекарактеристики. Использование этих цифровык блоков позволяет реализовать желаемый коэффициент передачи для напряжений 6 и Ь с высокой степенью точности,Формула изобретенияУстройство прецизионного формирования повторяющикся частотномодулирован-. нык сигналов, содержащее эталонный генератор, фазовый детектор, первый вкод которого соединен с первым выходом эталонного генератора, а выход через ключ и фильтр, с первым входом сумматора, выкоа которого соединен через управляемый генератор со вторым вкодом фазового детектора и первым вкодом измерителя, синкрониэатор, вход которого соединен со вторым выходом эталонного генератора, первый выкод синкронизатора соединен через модуляторсо вторым вкодом сумматора, а второйи третий выкоды синкронизатора соединены с управляющим входом ключа и вторым вкодом измерителя, о т л и ча ющ е е с я тем, что, с целью повышенияточности и надежности, в него введеныаналого-цифровой преобразователь, двакомбинационнык сумматора, блок памяти,блок адресации, регистр, два блока коррекции, цифро-аналоговый преобразовательи сглаживающий фильтр, причем выходизмерителя соединен с третьим и четвертым входами сумматора как непосредственно, так и через последовательно включенные аналого-цифровой преобразователь,первый комбинационный сумматор, блокпамяти, регистр, первый блок коррекции,второй комбинационный сумматор, цифроаналоговый преобразователь и сглаживающий фильтр, соответственно, кроме того,выкоды аналого-цифрового преобразователя через второй блок коррекции подключены к цругим входам второго комбинационного сумматора, выходы регистра соединены с другими входами первогокомбинационного сумматора, а тактирующие входы и входы установки начальниксостояний регистра и,блоков коррекции.подключены к четвертому и пятому выходам синкронизатора, шестой выход ко7 .торого соединен через адресный блок садресными входами блока памяти.,Источники информации,принятые во внимание при акспертизе 7901028 1. Авторское свидетельство СССР И 526997; кл, Н 03 В 3/04, 1976. 2, Патент США М 3.899.448,кл. 252-551, 1972,