Манипулятор частоты без разрыва фазы

(57) Изобре связи, Цель времени нас тот. Манипу полнит настроик его вход от настр ехникеьшениеых часрсивные сится к ия - уменипулируеержит рев отно етен изоб ройк частоты тор с ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(21) 4224497/2 (22) 08,04,87 (46) 15. 10.89. (72) В.Д.Чирко А.К.Белоцкий и (53) 621.3946 (56) Авторское М 4 1336264, кл,ЯТОР ЧАСТОТЫ БЕЗ РАЗРЬ 21 и 2, сумматор 3 кодов, ум 4 кодов, буферный регистр 5,Фильтр 6 двоичных сигналов,правляемый напряжением г-р 8,ь 9, перестраиваемый г-р 10,сравнения, распределитель 12в, блок 13 управления и фильтрх частот. Цель достигаетсяцифровой фильтр 6 не вносительной задержки в процесси, поскольку информация нае меняется только при переходеойки частоты Й, к настройке3 ил,счетчики ножитель цифровой ЦАП 7, у смесител блок 11 импульсо 14 нижни55153упрощения схемы можно выбирать Р ,.2 /Е.Если Г с 2 Ь то знак коррекцииопределяется знаком величины 1/ГЕ -5-1/Ь (т.е, при этом производитсясравнение периодов разностной и номинальной частот ), а на тактовый входпервого реверсивного счетчика 1 в течение ( 1/Ь -1/ГЕ( с подаютсЯ коРРек Отирующие импульсы, период следованиякоторых о постоянен и определяется поФормуле о =Г/Ь , где Е - минимальноеприращение частоты генератора 8, управляемого напряжением, при изменении 15выходного напряжения ЦАП 7 на единицумладшего разряда. Такой выбор величины 3 позволяет согласовать точностиизмерения и установки частоты. Кактолько окажется, что (1/Ьо -1/Г (8, 20процесс, настройки частоты Г считается окончательным, При этом на первомвыходе блока 11 сравнения Формируетсяпризнак, который поступает на первыйвход блока 13 управления и вызывает 25переход к настройке частоты Г . Теперьна третий вход блока 11 сравненияпоступает код частоты Ь, =6+( -Гц),а импульсы коррекции через распределитель 12 импульсов подаются на тактовыйрвход второго реверсивного счетчика 2,На третьем выходе блока 13 управленияформируется сигнал "1", что приводитк установлению на выходной шине цифровогофильтра 6 двоичного сигнала максимгль.но возможного кода (он содержит единицы во всех разрядах), при этом на выходе сумматора 3 кодов с точностьюдо единицы младшего разряда образуетсясумма содержимого первого 1 и второго 4 О2 реверсивных счетчиков, Логика работыустройства такая же, как и при настройке частотыоднако во всех при-водившихся соотношениях следует заменить йо на Ь, . В результате настройки 5частоты Г, во втором реверсивном счетчике 2 образуется код, соответствующийприращению напряжения на выходе ЦАП 7при переходе от частоты Г к частоте Г,.По завершении настройки частоты Г,манипулятор переходит в режим "Переда 11ча, Теперь модулирующая информацияш(с) через блок 13 управления поступает на вход цифрового фильтра 6 двоичных сигналов, Если требуется передать55последовательность двоичных символова;, а;СО,1, тов(с)=а, д(СТ),)и СО 84о1,Цс сТ;где В=0 в остальных случаях,Т - длительность одного символаНа выходе цифрового фильтра 6 двоичных символов в момент времени Т/и обраэуегся прямой код неотрицательного числа1 о.х(3 Т/и)тд)Т/и ,е=огде Й - отсчеты импульсной характегеристики Фильтра,и - количество отсчетов сигнала,укладывающихся на интервалевремени Т (т.е. частота дискретизации равна и/Т);1. - нормированная к Т длин импульсной характеристикифильтра.Этот код удерживается на выходеФильтра в течение последуюц)их Т/и с.При этом напряжение на выходе ЦАП 7равноЦ(С)=и,+(и -Ц,) х(т),где 1 О - напряжение, соответствующеечастоте Го,напряжение, соответствующеечастоте Г .Буферный регистр 5 требуется длятого, чтобы переходные процессы в умножителе 4 кодов и сумматоре 3 кодовне сказывались на выходном напряженииЦАП 7. В состав ЦАП 7 входит сглаживаюцая ЕС-цепочка с частотой среза и/Т,необходимая для подавления гармоникступенчатого сигнала. Задержка, вносимая этой цепоцкой, примерно равна3 Т/и. В режиме "Передаца" также производится оценка разностной частоты и коррекции содержимого первого 1 и второго 2 реверсивных счетчиков, Для этого в блоке 13 управления анализируется длительность интервалов вращения, в течение которых сигнал п) остается неизменным. Если это время меньше ЬТ, то сигнал блокировки с первого выхода блока 13 управления запрецает прохождение импульсов коррекции на третий выход блока 11 сравнения, Как только модулирующая информация остается неизменной более 1,Т с, блокирующий сигнал снимается и происходит коррекция содержимого соответствующего счетчикаСокращение времени настройки манипулируемых частот достигается за счет того, что предмодуляционный цифровой Фильтр 6 двоичных сигналов не вносит 5 дополнительной задержки в процесс настройки, поскольку информация на его входе меняется только при переходе от нас;ройки частоты Г к настройке частоты Г,. 10В многоканальных системах в качестве перестраиваемого генератора 10 может быть использован например,синтезатор частот, содержащий в цепи фазовой автоподстройки частоты дели тель с переменным коэффициентом деления, определяющим центральную частоту сигнала, а в одноканальных системах кварцевый генератор.Блок 11 сравнения работает следую 20 щим образом. Раэностная частота Г с первого входа схемы через усилитепьограничитель 15 поступает на тактовый вход сдвигового регистра, который собран на первом 16 и втором 17 П-тригге 25 рах и устанавливается в нулевое состояние по команде "Пуск", подаваемой на четвертый вход блока 11 сравнения, При этом в первый 2 ч и второй 25 Формирователи временных интервалов запи сывается код эталонной частоты Е;(д=0,1), поступающий на третий вход блока 11 сравнения, По первому положительному Фронту импульса разностной частоты, прошедшему по окончании команды "Пуск", команда записи кода сбрасывается и на выходах формирователей 25 и 211 появляется "0", который удерживается 1/Ь; и 1(2 Ь; с соответственно, На выходе второго вентиля 22 40 формируется импульс, длительность которого равна разности периодов частот КР и й, . Этот импульс поступает на первый селектор 28 цлительности импульсов, где сравнивается по длитель ности с периодом о частоты опорного генератора 21. Если / 1 Л/Ь; - 8, то на выходе первого селектора 28 длительности импульсов, который является первым выходом блока 11 сравнения, Формируется "1" в противном случае на этом выходе формируется 0", На выходе третьего Р-триггера 18, который является вторым выходом блока 11 сравнения, к моменту появления импульса на выходе второго вентиля (полусумматора) 22 формируется знак частотного рассогласования ("0" соответствует случаю ГЬ;, а "1" - случаюЬ; ), На выходе четвертого Э-триггера 26 вырабатывается признак "точнонастройки ("1 соответствует случаю Гр с 2 Ь;, 0" - спучаю Гр 2 Л,). В соответствии с этим признаком четвертый вентиль 27 пропускает либо Г Р, либо опорную частоту, вырабатываемую опорным генератором 21, На выходе третьего вентиля 23, который является третьим выходом блока 11 сравнения, при наличии "1" на втором входе блока 11 сравнения образуется пачка корректирующих импульсов, При помощи первого вентиля 20 и Формирователя 19 импульсов сброса вырабатывается импульс сброса, передний Фронт которого совпадает с моментом окончания пачки коркорректирующих импульсов, а задний фронт - с передним Фронтом второго тактового импульса, поступающего на 1 актовый вход блока 11 сравнения по окончании пачки корректирующих импульсов. Импульс сброса через пятый вентиль 29 поступает на входы начальной установки первого 16 и второго 17 0-триггеров и подготавливает следующий цикл измерения разностной частоты (при этом задержка между очередными итерациями лежит в интервале Т/и 2 Т/и, что гарантирует окончание переходных процессов в умножителе Ч кодов и сумматоре 3 кодов и установку к моменту начала следующей итерации соответствующего значения частоты на выходе генератора 8, управляемого напряжением.Блок 13 управления работает следующим образом. Код девиации с его третьего входа поступает на входы первого 35 и второго 36 шифраторов, формирующих соответственно коды частот Г, и т,. Код частоты Ь, представляет собой величину1 Ь;о, выраженную в двоичной системе счисления, При помощи мультиплексора 30 на второй выход блока 13 управления в соответствии с выходным сигналом седьмого вентиля 3 ч подключается выход одного иэ шифраторов 35, 36 (при "0" на управляющем входе мультиплексор пропускает выходной сигнал первого шифратора 35, а при "1" - выходной сигнал второго шифратора 36). Режим настройки инициируется командой "Пуск", поступающей на второй вход блока 13 управления и вызывающей обнуление пятого 31 и шестого 32 Р-триггеров. При этом на выходе седьмого вентиля 31,10 1553 число который является третьиМ выходом блока 13 управления, формируется "0", соответствующий настройке частоты Й а на выходе шестого вентиля 33, кото рый является первым выходом блока 13 управления, Формируется "1", разрешающая коррекцию содержимого реверсивных счетчиков 1 и 2, По завершении настройки частоты Г, на первом входе 10 блока 13 управления возникает положительный перепад напряжения, на выходах пятого Р-триггера 31 и седьмого вентиля 34 устанавливается "1, что соответствует настройке частоты Г, 15 Когда будет настроена и эта частота, положительный перепад напряжения с первого входа блока 13 управления установит шестой 0-триггер 32 в состояние "1", Тогда на выход седьмого вен тиля 34 проходит информация с четвертого входа блока 13 управления и манипулятор работает в режиме "Передача". При этом на первом выходе блока 13 управления "1" Формируется только 25 в тех случаях, когда при помоци второго селектора 37 длительности импульсов установлено, что информация на четвертом входе блока 13 управления оставалась неизменной (более ЗО Т с), Тем самым обеспечивается возможность подстройки манипулируемых частот в процессе сеанса связи.Цифровой Фильтр 6 двоичных сигналов работает следующим образом, Вход- З 5 ная двоичная информация с тактом Т поступает на информационный вход 1, - разрядного регистра 40 сдвига. Моменты смены информации должны совпадать с отрицательными фронтами синхроим пульсов, поступающих на тактовый вход двоичного 1 оВ и-разрядного счетчика 38. Период следования этих синхроимпульсов равен Т/и. Сигнал с 1 ори-го выхода двоичного счетчика 38 синхро низирует работу регистра 40 сдвига, запись информации в котором производится по переднему фронту импульсов, поступающих на тактовый вход. Младшая часть адреса постоянного запоминающе го устройства (ПЗУ) 39 формируется в двоичном счетчике 38, а старшая в регистре 40 сдвига. Таким образом, если в двоичном счетчике 38 содержится число К, а в регистре 40 сдвига - 55 число 84где о;Е0,1,то адрес ПЗУ 39 равен и +К, Из ячейки с этим адресом считывается на выход цифрового Фильтра 6 двоичных сигналов представленное в прямом коде и к =- Е- ХЕе= где- отсчеты импульсной характеристики цифрового Фильтра 6 двоичных сигналов, рассчитываемые исходя из требуемой передаточной функции по методу частотной выборкиО, если 0 (- К; Х ео( если (-1) п(1-К з.п,Таким образом, содержимое всех и 2" ячеек ПЗУ 39 можно определить, перебрав в порядке возрастания величины К=0 п; 1=02 -1,Предлагаемое устройство позволяет в 5-10 раз сократить время настройки манипулируемых частот без ухудшения остальных параметров манипулятора. Формула изобретения Манипулятор частоть без разрыва Фазы, содержащий цифроаналоговый преобразователь, а также последовательно соединенные генератор, управляемый напряжением, и смеситель, второй вход которого соединен с выходом перес граиваемого генератора, а выход через Фильтр нижних частот подключен к первому входу блока сравнения, первый выход, второй и третий входы которого соединены соответст:енно с первым входом, первым и вторым выходами блока управления, а цетвертьй вход, являющийся входом пуска манипугятора, соединен с вторым входом блока управления и входами начальной установки первого и второго реверсивных сцатц ков, входы реверса которых соединены между собой и подклюцены к второму вы оду блока сравнения, третий выход которого соединен с первым входом распределителя импульсов, второй вход которого соединен с третьим выходом блока управления, а первый и второй выходы с тактовыми входами соответсгвенно первого и второго реверсивных счетчиков, причем третий и четвертый входы блока управления являются соответственно входом установки девиации частоты и модулирующим входом манипулятора,.Шароши Подписн Тир Зак В арственн 11 ЭОомитета по изобретен осква ЖРаушска и открытиямб., д. 4/5 оиэводственно-издательский комбинат Патент" од ул. Гагарина, 1 О вход перестраиваемого генератора является входом установки центральной частоты частотоманипулированного сигнала, а выход генератора, управляемого напряжением является выходом устройства, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цепью уменьшения времени настройки манипулируемых частот, в него введены сумматор кодов, умножитель к 10 дов буферный регистр и цифровой фильтр двоичных сигналов; причем третий выход блока управления подключен к входу цифрового фильтра двоичных сигналов, выходы которого соединены 15.яонщ с первыми входами перемножителя кодов,вторые входы которого соединены свыходами второго реверсивного счетчика, а выходы - с первыми входами сумматора кодов, вторые входы которогосоединены с выходами первого реверсивного счетчика, а выходы - с последовательно соединенными буферным регистром, циФроаналоговым преобразователеми генератором, управляемым напряжением, при этом тактовые входы буферногорегистра, цифрового Фильтра двоичныхсигналов и блок сравнения объединеныи являются тактовым входом манипулятора.