Формирователь линейно-частотно-модулированных колебаний

О Л И С А Н И Е ( )938359ИЗОВРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЙЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическиеРеспубпик(22) Заявлено 26.12.80 (21) 3227288/18-09 (5 ) М. Кл. с присоединением заявкиН 03 С 3/06 Ркудэрстеапвй квинтет СССР йв денев нээбретеннй н етерцтнй(72) Авторы изобретения В.И.Елфимов и Г.В.Чирков Уральский ордена Трудового Красного Знамениполитехнический институт им. С.И. Кирова. (54) ФОРИИРОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНО-ЧАСТОТНОИОДУЛИРОВАННЫХ КОЛЕБАНИЙ Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться дляформирования линейно-частотно-моду-лированных колебаний в радиолокациирадиовысотометрии, системах связи,5измерительной технике,Известен формирователь линейночастотно-модулированных (ЛЧИ), колебаний, содержащий генератор пилообразного напряжения, сумматор, атакже последовательно соединенныегенератор высокой частоты, первыйэлемент задержки, смеситель., второйвход которого соединен с выходом генератора высокой частоты, усилитель, т 5фазовый детектор, к другому входу .которого подключен выход опорногогенератора и Фильтр нижних частот 111;Однако данное устройство оказывает дестабилизирующее влияние на выходной сигнал с линейной частотноймодуляцией даже при идеальной линейности закона частотной модуляциииз-за отсутствия синхронизирующей связи между опорным генератоРом и генератором пилообразного напряжения, величина Фазового рассогласования биений и опорного .генератора в начале периода модуляции случайным образом изменяется в зависимости ,от начальной частоты колебания с ли-) нейной частотной модуляцией и времени задержки в линии, выходное напряжение Фазового детектора в конце любого (с момента наблюдения ) периода модуляции является сигналом ошибки в начале следующего периода модуляции, Отмеченные недостатки приводят к заметному дополнительному Фазовому рассогласованию между сиг,налом биений И опорным колебанием в начале каждого периода модуляции, а это в свою очередь, значительно увеличивает длительность переходного режима в системе линеари- зации и, в конечном итоге, понижает точность формирования колебания с линейной частотной модуляцией,где Ч МО 4 ШЯ 1 -фо 3 938359Цель изобретения - уменьшение искажений выходных ЛЧИ колебаний путем уменьшения длительности переходных процессов, фЦель достигается тем, что в формирователе ЛЧИ колебаний, содержащем генератор пилообразного напря" жения, сумматор, а также последовательно соединенные генератор высокой частоты, первый элемент задержки, 1 О смеситель, второй вход которого сое-динен с выходом генератора высокой частоты, усилитель, фазовый детектор к другому входу которого подключен выход опорного генератора, и фильтр 15 нижних частот, между выходом усилителя и первым входом сумматора введены последовательно соединенные первый формирователь импульсов, первый триг гер, первый блок совпадения, между выходом сумматора и входом синхронизации генератора пилообразного напряжения введены последовательно соединенные интегратор и управляемый элемент задержки, между выходом опор ного генератора и входом управляемого элемента задержки введены последовательно соединенные второй формирователь импульсов и счетчик импуль; сов, между выходом фазового детектора и общей шиной введен клю управляющий вход которого соединен с вторым выходом генератора.пилообразного напряжения, между выходом счетчика импульсов и вторым входом35 сумматора введены последовательно соединенные второй элемент задержки, второй триггер и второй блок совпадения, при этом выход счетчика импульс ов соединен также с вторыми входа 40 ми первого и второго триггеров, вторые выходы первого и второго триггеФ ров соединены соответственно с вторыми входами второго и первого блоков совпадения, выход фильтра нижних ча 5 стот соединен .с управляющим входом генератора пилообразного напряжения, выход которого подключен к входу генератора высокой частоты.На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предложенно 50 го устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.Формирователь ЛЧИ колебания содержит генератор 1 пилообразного напряжения, генератор 2 высокои частоты,ч 55 первый элемент 3 задержки, смеситель 4, усилитель 5, фазовый детектор 6, фильтр 7 нижних частот (ФНЧ), опор 4ный генератор 8, ключ 9, второй формирователь 10 импульсов, счетчик.11 импульсов, управляемый элементЬ 12 задержки, первый формирователь 13 импульсов, первый триггер 14, первый блок 15 .совпадения, сумматор 16, интегратор 17, второй элемент 18 задержки, второй триггер 19, вторсй блок 20 совпадения.Формирователь ЛЧИ колебаний работает следующим образом.С выхода опорного генератора 8 синусоидальное напряжение постоянной частоты (фиг. За) поступает на вход второго формирователя 10 импульсов, на выходе которого образуются короткие импульсы с периодом опорного колебания Т для запуска счетчика 11 импульсов. На выходе счетчика 11 импульсов выделяются импульсы (фиг.36) с периодом модуляции Т и поступают через управляемый элемент 12 задержки на вход синхронизации генератора 1 пилообразного напряжения в момент начала модуляции Ф для запуска генератора 1. В этом случае частота на выходе генератора 2 высокой частоты изменяется по линейному закону, как показано на фиг. Зв, от 1 н до Г 1Ф за время рабочего хода Т . По окончании времени рабочего хода Тр выходная частота генератора 2 высокой частоты принимает первоначальное значение ГН и сохраняет его на время паузы Тя до следующего прихода импульса йнщразрешения начала частотной модуляции на синхронизирующий вход генератора 1 пилообразного напряжения (фиг. 36). Выходное напряжение генератора 2 высокой частоты с изменяющейся по линейному закону частотой поступает на.входы смесителя 4 как непосредственно, так и задержанное в элементе 3 задержки на время С,На один вход смесителя 4 подает - ся напряжение генератора 2 высокой частоты. О И;) =ОсО 5(а 4,+ОД (2%),амплйтуда выходного напряжения генератора 2 высокой частоты.1начальная частота колебания с линейной частотной модуляцией;крутизна изменения частоты, начальная фаза,9383 7Введение. синхр.онизации между опорным генератором 8 и генератором 1 пилообразного напряжения уменьшает дестабилизирующее влияние кольца автоподстройки закона изменения 5 частоты, но не устраняет фазовое рассогласование (о +ЬЮус)Для устранения дополнительного фазового рассогласования 71-, + А 7 ус) между сигналом биений и опорным колебани- О ем (фиг. За и г) необходимо сдвинуть во времени момент начала модуляции Сн(фиг, 36) таким образом, чтобы первый нуль сигнала биений ( фиг,Зг) с начала модуляции совпал с нулем 5 опорного колебания (фиг. За). Для этого между выходом счетчика 11 импульсов и входом синхронизации генератора 1 пилообразного напряжения введен управляемый элемент 12 . 20 задержки, выполненный, например, в виде мультивибратора задержки, который управляет началом Ф запуска генератора 1 пилообразного напряжения, а время задержки элемента 12 5 определяется величиной управляющего напряжения, поступающего с выхода интегратора П. Величина выходного напряжения интегратора 17 однозначно связана со значением фа- ЗОзового рассогласования Ибо фЬус) которое эквивалентно временному рассогласованию ЬС (фиг, Зк) между эталонным Ъ (фиг, Зз) и сигнальным С (фиг. Зи) импульсами, Для форми рования сигнального импульса (фиг.Зи) включен первый триггер 14 с раздельными входами, на один вход которого поступают импульсы биений (фиг. Зе), прошедшие от усилителя 5 сигнала 4 О биений через первый формирователь, 13 импульсов, а на второй вход - выходные импульсы счетчика 11 импуль сов (фиг, Зб). На выходе триггера 14 выделяется сигнальный импульс45 (фиг, Зи) длительностью В; который сформирован с учетом начальной фазы биений (.Гьо + Фус), Эталонный импульс (фиг. Зз) образуется в результате запуска второго триггера 9 с раздельными входами выходными импульсами счетчика импульсов 11 (фиг. Зб) непосредственно и поступающими через второй элемент задержки 18 (фиг. Зж), который осуществляет задержку выходных импульсов счетчика 11 (фиг. Зб)55 на величину Т= С+Т /2, как показано на фиг. Зж . Поэтому длительность эталонного импульса (фиг. Зз) навы 59 8ходе триггера 19 составляет =Т =г+ /2.Для сравнения временного положее ния эталонного (фиг. Зз)и сигнального (фиг. Зи) импульсов первый выход триггера 14 соединен с первым входом первого блока 15 совпадения, а второй выход триггера 19 - со вторым входом блока 15 совпадения. Также первый выход триггера 19 подключен к первому входу второго блока 20 совпадения, а второй выход триггера 14 - к второму входу блока 20 совпадения. В результате сравнения поаучают сигнал рассогласования на выходе блока 20 совпадения в случае Я",с(фиг, Зк сплошлая линия) и на выходе блока 15 совпадения в случаеС Я (фиг. Зку пунктирная линия), На выходе сумма.тораб (фиг. Зк) образуется суммарный с блоков 15 и 20 совпадения сигнал ошибки при произвольном рассогласовании между сигнальным и эталонным импульсами, причем интегратор 17 формирует выходное напряжение как по знаку, так и по величине, в зави-: симости от знака и длительности временного рассогласования С на выходе сумматора 1 б (фиг. Зк).Таким образом, в предлагаемом устройстве имеется два кольца авто- подстройки. Первое кольцо призвано подстраивать закон изменения частоты и поддерживать его строго линейным. Второе кольцо обеспечивает устранение дополнительного фазового рассогласования между сигналом биений и опорным колебанием путем временного смещения момента запуска генератора 1 пилообразного напряжения,Предлагаемое устройство для получения линейно частотно-модулированного колебания существенно повышает точность работы цепи обратной связи путем минимизации длительности переходных процессов в кольце автоподстройки за счет устранения дополнительного фазового рассогласования в начале периода модуляции. Минимизация времени переходных процессовфприводит к тому, что уменьшаются искажения выходного ЛЧМ колебания и что точность формирования выходного сигнала с линейной частотной модуляцией в зависимости от конкретных параметров сигнала возрастает в 5- 10 раз, а также увеличивается полезное время рабочего хода Т, исполь59 10 Формула изобретения 9 9383 зуемого при обработке информации в радиолокационных системах, что повышает точность работы радиолокационных систем. формирователь линейно-частотно- модулированных колебаний, содержащий о генератор пилообразного напряжения, сумматор, а также последовательно соединенные генератор высокой частоты, первый элемент задержки, смеси- тель, второй вход которого соединен с выходом генератора высокой частоты, усилитель, фазовый детектор, к другому входу которого подключен выход опорного генератора,. и фильтр нижних частот, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения искажений выходных колебаний путем уменьшения длительности переходных процессов, между выходом усилителя и первым входом сумматора введены последовательно соединенные первый формироват"ль импульсов, первый триггер, первый блок совпадения, между выходом сумматора и входом синхронизации генератора пилообразного на-. ЗО пряженйя введены последовательно соединенные интегратор и управляемый элемент задержки, между выходомопорного генератора и входом управляемого элемента задержки введеныпоследовательно соединенные второйформирователь импульсов и счетчикимпульсов между выходом фазовогодетектора и общей шиной введен ключ,управляющий вход которого соединенс вторым выходом генератора пилообразного напряжения, между выходомсчетчика импульсов и вторым входомсумматора введены последовательносоединенные второй элемент задержки,второй триггери второй блок совпадения, при этом выход счетчика импульсов соединен также с вторыми входами первого и второго триггеров, вторые выходы первого и второго триггеров соединены соответственно с вторыми входами второго и первого блоков совпадения, выход фильтра нижних частот соединен с управляющимвходом генератора пилообразного напряжения, выход которого подключенк входу генератора высокой частоты.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРФ 448565, кл. Н 03 С 3/06, 1973ул. 11 роектная,тент, г. Уж Филиал Заказ 4 938359 раж 959 ОДПИСНО