Цифровой формирователь сигнала с линейной частотной модуляцией

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН А Н 04 1 27/ ТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГП ОПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 3431001/18-0926.04,82(56) 1. Ширман Я,Д. и др . Теорияи техника обработки радиолокационнойинформации на фоне помех. М., "Радиои связь", 1981, с. 111-129.2. ЕЬег Ь,О., 1,оп 1 е Н.Н. 011 га 18 епегагоп оГ чЫеЬапд ЬРМ чачеогшз,1 ЕЕЕ дпСегпа 11 опа 1 кадаг сопгегепсе,Аг 1 п 8 гоп, Арг 1 1975, р. 170-175(54) (57) 1. ЦИФРОВОЙ ФОРМИРОВАТЕЛЬСИГНАЛА С ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ, содержащий блок сопряжения,первые выходы которого соединены свходами блока синхронизации, первыевыходы которого подключены к входамблока сопряжения, вторые выходы которого соединены с первыми входами формирователя кодов фазы, вторые входыкоторого подключены к вторым выходамблока синхронизации, первый и второйполосовые фильтры, выходы которыхсоединены с первыми входами соответственно первого и второго умножителей, выходы которых подключены к вхо"дам сумматора, выход которого черезтретий полосовой фильтр подключен квходу третьего умножителя, гетеродин,выход которого соединен с вторымвходом второго умножителя и с входомфазовращателя, выход которого подключен к второму входу первого умножителя, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности формирования, введены первыи и второиформирователи импульсов, первый ивторой регистры, первый и второй блки записи и первый и второй формирователи кода знака, выходы которыхподключены к входам соответственно первого и второго блока записи, выходы которых соединены с входами соответственно первого и второго регистров, выходы которых подкпючены квходам соответственно первого и второго формирователей импульсов, вых ды которых соединены с входами соответственно первого и второго полосовых фильтров, причем третьи выходыР блока синхронизации подключены к е синхронизирующим входам первого и второго формирователей кода знака, к синхронизирующим входам первого и второго блоков записи, к синхронизирующим входам первого и второго регистров и к синхронизирующим входам первого и второго формирователей импульсов, а выход формирователя кодов фазы соединен с входами первого и второго формирователей кода знака.2, Цифровой формирователь по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что формирователь кодов фазы содержит первый, второй, третий и четвертый сумматоры и блок памяти, первый выход которого соединен с первым входом первого сумматора и с первым входом второго сумматора, выход которого соединен с первым входом блока памяти и с первым входом третьего сумматора, выход которого соединен с вторым входом блока памяти и с первым входом четвертого сумматора, второй вход которого соединен с третьим1099407 2Поставленная цель достигаетсятем, что в цифровой формирователь сигнала с линейной частотной модуляцией,содержащий блок сопряжения, первые 5 выходы которогосоединены с входамиблока синхронизации, первые выходыкоторого подключены к входам блокасопряжения, вторые выходы которогосоединены с первыми входами формирова.В О теля кодов фазы, вторые входы которого подключены к вторым выходам блокасинхронизации, первый и второй полосовые фильтры, выходы которых соединены с первыми входами соответствен но первого и второго умножителей, выходы которых подключены к входам сумматора, выход которого через третийполосовой фильтр подключен к входутретьего умножителя, гетеродин, вы ход которого соединен с вторым входомвторого умножителя и с входом фазовращателя, выход которого подключенк второму входу первого умножителя,введены первый и второй. формировате ли импульсов, первый и второй регистры, первый и второй блоки записи,первый и второй формирователи кодазнака, выходы которых подключены квходам соответственно первого и вто рого блоков записи, выходы которыхсоединены с входами соответственнопервого и второго регистров, выходыкоторых подключены к входам соответственно первого и второго формироваЗ 5 телей импульсов, выходы которых соеди.иены с входами соответственно первогои второго полосовых фильтров, причемтретьи выходы блока синхронизации. подключены к синхронизирующим входам 40 первого и второго формирователей кода знака, к синхронизирующим входампервого и второго блоков записи, ксинхронизирующим входам первого и 4Изобретение относится к радиотехнике, автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дляформирования высокостабильных и высокоточных сигналов с перестраиваемымипараметрами,Известно устройство для формирования сигнала с линейной частотноймодуляцией, содержащее дисперсионныеультразвуковые линии задержки, выпол. 1ненные на пьезокристаллах1.Недостатком устройства являетсято, что оно не позволяет изменятьдевиацию частоты.Наиболее близким техническим решением к изобретению является цифровой формирователь сигнала с линейнойчастотной модуляцией, содержащий блоксопряжения, первые выходы которогосоединены с входами блока синхронизации, первые выходы которого подключены к входам блока сопряжения, вторыевыходы которого соединены с первымивходами формирователя кодов фазы,вторые входы которого подключены квторым выходам блока синхронизации,первый и второй полосовые фильтры,выходы которых соединены с первыми,входами соответственно первого и вто,рого умножителей, выходы которых подключены к входам сумматора, выход которого через третий полосовой фильтрподключен к входу третьего умножителя,гетеродин, выход которого соединен свторым входом второго умножителя ис входом фазовращателя, выход которого подключен к второму входу первогоумножителя 2 .Однако известный формирователь обладает недостаточной точностью формирования сигналов.Цель изобретения - повьпиение точности формирования,входом блока памяти и с выходом первого сумматора, второй вход которого соединен с вторым выходом блокапамяти; третий выход которого соединен с вторым входом второго сумматора, причем второй вход третьего сумматора соединен с четвертым выходомблока памяти, четвертые входы которого являются первыми входами формирователя кодов фазы, вторыми входами.которого являются синхронизирующийвход блока памяти и синхронизирующневходы первого, второго, третьего ичетвертого сумматоров, а выход четвертого сумматора является выходомформирователя коДов фазы,3 109940второго регистров и к синхронизирующим входам первого и второго формирователей импульсов, а выход формирователя кодов фазы соединен с входамипервого и второго формирователей кода фазы.При этом формирователь кодов фазы,содержит первый, второй, третий ичетвертый сумматоры и блок памяти,первый выход. которого соединены с 1 Опервым входом первого сумматора и спервым входом второго сумматора, выход которого соединен с первым входомблока памяти и с первым входом третьего сумматора, выход которого соединен с вторым входом блока памяти ис первым входом четвертого сумматора,второй вход которого соединен с тре,тим входом блока памяти и с выходомпервого сумматора, второй вход которо 2 Ого соединен с вторым выходом блокапамяти, третий выход которого соединен с вторым входом второго сумматора, причем второй вход третьего сумматора соединен с четвертым выходомблока памяти, четвертые входы которо.го являютсяпервыми входами Формирователя кодов фазы, вторыми входамикоторого являются синхронизирующийвход блока памяти и синхрониэирующиевходы первого, второго, третьего ичетвертого сумматоров, а выход четвертого является выходом формирователя кодов фазы.На фиг, 1 изображена структурная35электрическая схема предлагаемогоформирователя; на фиг. 2 - временныедиаграммы.Цифровой формирователь сигнала слинейной частотой модуляции содеРжит 4 Опервый 1, второй 2 и третий 3 полосовые фильтры, первый 4, второй 5и третий 6 умножители, первый 7 и,второй 8 формирователи импульсов,гетеродин 9, фазовращатель 10, сумматор 11, первый 12 и второй 13 блокизаписи, первый 14 и второй 15 регистры, формирователь 16 кодов фазы,блок 17 синхронизации, первый 18 ивторой 19 формирователи кода знака,блок 20 сопряжения. К 2= 2 Еп Т, ( а Г - некоторая начальная частота,ивводимая на этапе цифрового формирования сигнала.Первое слагаемое образуется на выходе двух последовательно включенных накопителей, образованных сумматорами 22 и 23 и блоком 25 памяти при подаче на вход первого накопителя в каждом такте константы К 1. Второе слагаемое образуется на выходе третьего накопителя, образованного сумматором 21 и блоком 25 памяти. При этом на каждом временном такте на вход сумматора 21 третьего накопителя поступает константа К 2 и число с выхода этого накопителя в предыдущем такте, которое хранится в общем для трех накопителей блоке 25 памяти. 50, Последовательные коды фазы 9 с Формирователя 16 кода фазы поступают на Формирователя 18 и 19 кода знака, где определяются знаки квадратурных составляющих сигнала: э 1 О(51 О У ) Формирователь кода фазы содержитпервый 21, второй 22, третий 23 ичетвертый 24 сумматоры, блок 25памяти.Устройство работает следующимобразом. 7 4До начала формирования импульсов, исходя иэ требуемых параметров сигнала, определяются частота временной дискретизации Г, число дискретов вкбфимпульсе И,константы К 1 и К 2, определяющие приращения частоты сигнала за интервал дискретизации и начальную частоту соответственно. Зти данные через блок 20 сопряжения поступают на формирователь 16 кодов фазы и блок 17 синхронизации. Затем в соответствии с программой, заложенной в блоке 17 синхронизации, до начала формирования требуемого выходного импульса в формирователе 16 кодов фазы последовательно формируются все И значений кодов фазы Ч, сигнала с девиацией Ь Г и за счет работы трех дискретных накопителей, образованных первым 21, вторым 22 и третьим 23 сумматорами и блоками 25 памяти. гГЗС( 2 ТаЕ Тге : - , К:1 Т1099407 дискретные по времени выборки из него Б , а также отсчеты знака этогосц,ф 15 сигнала я представлены на фиг. 2 а,о. Последовательные коды знаков я; ипоступают на входы блоков 12 и 131 Взаписи, с помощью которых устанавливаются начальные коды И последних разрядов регистров 14 и 15, Число20 разрядов в регистрах 14 и 15 В определяется максимально возможным числом временных выборок за длительность импульса при изменении параметров формируемого импульса и частоты временного квантования в заданных пределах, В остальные начальные И -И разрядовбахрегистров 14 и 15 заносятся логические нули.По окончании записи начальных кодов во все разряды регистров 14 и 15 ,схема готова к работе по формированию заданного сигнала. В момент, соответствующий началу сигнала,от блока 17 синхронизации на регистры 14 и 15 начинают поступать импульсы сдвига с частотой Р . Количество импульсов вквпачке - Н. При этом на выходе последнего разряда регистров 14 и 15 образуется сигнал, соответствующий с 40 точностью до временной дискретизации двоично-квантованному сигналу (фиг.2 вьеп-"хчисло;К -1, если К - четноеО хчисло 9 Длительность сигнала на выходах регистров 14 и 15 равна си, Этот сиг нал поступает на формирователии 8 импульсов, состоящие, например, из формирователя двуполярных импульсов, двух ключей и сумматора, Формирователь двуполярных импульсов на каждом такте временного квантования в соответствии с импульсами синхронизации Формирует два импульса одинаковой где я. - отсчеты на выходе косинус 1 с(в 1ного (синусного) квадратурного канала,Исходный непрерывный сигнал длякосинусного квадратурного канала О (Ц=совф)=сов - р - 2 Яи е (1) й1-1 Т О аКееЧ 1 еееЕ 1 , Ы)еыееед -О еее 3 ее4 при с (с+1 амплитуды положительной и отрицательной полярности, начало которых привязано к моменту временного квантования сигнала, а длительность Т -т 12,Д- квПри наличии на управляющем входе ключей с выхода регистра сдвига логической "1" открыт ключ для импульса положительной полярности, при "0" - для отрицательной полярности. Оба ключа работают на общую нагрузку - сумматор импульсов, сигнал на выходе которого имеет вид (фиг, 2 ь) Спектр Я.(С) сигнала я. содержит ком 1 Споненты, соответствующие спектру исходного сигнала О , компоненты, кратные исходному сигналу, и соответствующие сигналам с 05 Рц 1К 2 ТЕ т+ 2( )пи где К - нечетные числа 3, 5, 7 и т.д. до К а также некоторый спектральИ 1 ах еный шумовой фон, обусловленный трансформацией спектральных составляющих сигнала со, цз 11, г.л Ер ( ) выше частоты Рв область низших частот, Этот происходит за счет компонент с КК ,Лмплитудный спектримиэтот симметричен относительно нулевой частоты и повторяется с периодом Гкв, При выполнении условия 1 ква К =Е -- в, ЕхЯ - целая частьо= г у+Мцспектры компонент сигнала Увых,р,сд(5) х соответствующие спектрам О,с(4) и (7), не перекрываются, что позволяет выделить компоненты, соответствующие спектру исходного сигнала (4), с помощью полосового фильтра, Для того, чтобы шумовой фон, обусловленный трансформацией частот выше Р , снизить до малых величин, обеспечивающих необходимый уровень боковых лепестков сжатого сигнала, необходимо выполнение второго условиякВд ( 2(10) Для упрощения реализации полосовых фильтров 1 и 2 можно использовать периодичность спектра сигнала (2) с периодом Г , Спектр сигнала (6) открличается от спектра сигнала (2) наличием огибающей периодического. спектра вида, которая опредехляется длительностью импульсана выходе формирователя 7(8) импульсов. Если например ", то на часФд= гтотах (2 К+1) ГщЕЕкомпоненты спектРа, соответствующие спектру непрерывного сигнала П , практически не искажены за счет модулирующей функции. Это позволяет настраиватьхполосовой фильтр 1(2) с полосой 25 ;БЕ й.а не на частоту :1+ , а на более высокую частоту (2 К+1)Р + аЕ+(Еф 2 ) и тем самым упростить еготехническую реализацию.При Т= Т в можно выбратьКф- ЗЕ +Г +ь 1(11)Квадратурные составляющие сигнала на частоте Е с девиацией дЕ проходят в двух каналах через умножители 4 и 5, в которых взаимодействуют с сигналами гетеродина 9, образуют суммарные и разностные комбинационные частоты. После сумматора 11 сохраняется только сигнал разностной частоты, который дополнительно отфильтровывается от других комбинационных частот и их гармоник полосовым фильтром 3. Умножитель 6 доводит девиацию сигнала ц до требуемого эначенияйЕс: МЬЕ, где М - коэффициент умножения, Несущая частота сигнала на ,выходе умножителя 6 равнаес фИ е)Гбт и кб(12)Таким образом, введение новых блоков позволяет повысить точность формирования сигналов с линейной частотной модуляцией.1099401 Ъф Ъю Составитель" О,Г Техред М;Кузьма 99/44 ВНИИПИ Государ по делам изо 113035, Москва