Формирователь линейно-частотно-модулированных сигналов
ФОРМИ8Ч ВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНО-ЧАС ТОТВО-МОНУШРОВАННЫХ СИГНАЛОВ, содержащий последовательно соединенные управляемый генератор, фазовый детектор, к другому входу которого подключен эталоншай генератор, блок стровирования, преобразователь колебаний с переменной частотой в последовательность импульсов с постоянной частотой следования, импульснофазовый детектор, первый фильтр нижних частот и .сумматор, выход Которого соединен с управляющим входом | управляемого генератора, второй фильтр нижних частот, выход которого соединен со вторым входом сумматора, синхронизаторI первый и второй выходы которого соединены соответственно со вторым входом преобразователя колебаний с переменной частотой в последовательность импульсов с постоянной частотой следования и со вторым входом импульсно-фазового детектора , а также генератор пилообразного напряжения, включенный между первым выходом синхронизатора и третьим входом сумматора, отличаю ,Iц и с я , что, с целью повышения линейности закона модуляции при уве-Щ личении девиации частоты, между выходом фазового детектора и входом (Л второго фильтра нижних частот введещ, ны последовательно соединенные трецдц тий фильтр нижних частот и аналоговый запоминающий бйок, второй вход Щ которого соединен с третьим выходом синхронизатора.
09) (Ю .
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
3Ю Н Оз С 3/О8
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОВРЕТЕНИй И ОТМ БЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3482977/1.8-09 (гг) о9,ое.аг . (46) 15.12 83. Бюл, Р 46 (72) В.В.Шумаев В ° А.Иванов и В.А Фролов (71) Карийский политехнический институт им. М.Я орького (53) 621. 376. 3 (О88.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
Р 587596, кл. Н 03 С 3/08, 1976 °
2. Авторское свидетельство СССР
М 526997, кл, Я ОЗ 1. 7/06 1974 (прототип) . (54)(57) ФоРииРовАткль динкино- чАс+
ТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ со,держащий последовательно соединен» ные управляемый генератор, Фазовый детектор, к другому входу которого подключен эталонный генератор, блок стробирования, преобразователь колебаний с переменной частотой в последовательность импульсов с постоян ной частотой следования, импульсноФазовый детектор, первый Фильтр нижних частот и .сумматор, выход которого соединен с управляющим входом управляемого генератора, второй фильтр нижних частот, выход которого соединен со вторым входом сумматора, синхронизатор, первый и второй выходы которого соединены соответственно со вторым входом преобразователя колебаний с переменной частотой в последовательность импульсов с постоянной частотой следования и со вторым входом импульсно-фазового детектора, а также генератор пилообразного напряжения, включенный между первым выходом синхронизатора и третьим входом сумматора, о т л и ч а ющ и и си те в, что, с целью повышения. линейности закона модуляции при уве-Е личении девиации частоты, между выходом Фазового детектора и входом второго фильтра нижних частот введены последовательно соединенные тре- С тий фильтр нижних частот и аналоговый запоминающий блок, второй вход Я которого соединен с третьим выходом
Ъ синхронизатора.
1061239 2
На время антападстройки (AH) ЛЧМ
Изобретение относится к радиотех нике и может использоваться для Формирования линейно-частотно-модулированных (лчм) сигналон в измерительной технике, н системах связи и радиолокации, н частности,г н качестве задаго" 5 щего генератора аппаратуры для вертикального и наклонного зондирования ионосферы.
Известен Формирователь ЛЧМ сигналов, содержащий последовательно сае- 10 диненные генератор пилообразного напряжения, .антогенератор, смеситель, Формирователь сигналов, функциональный преобразователь, импульсно-
В известном формирователе ЛЧМ сигналон исключаются паузы в периоде модуляции, однако относительно низкая точность установки начальной частоты увеличивает,цинамическую ошибку автоподстрайки ЛЧМ ка>гебаний, Наиболее близким к предложенному является формирователь линейно-частотно-модулированных сигналов, содер- жащий последовательно соединенные управляемый генератор, Фазовый детектор, к другому входу которого подключен эталонный генератор, блок стробиронания, преобразователь калебаний с переменной частотой в последовательность импульсов с постоянной частотой следования, .импульсно-Фазовый детектор, первый фильтр нижних частот и сумматор, выход катораго соединен с управляющим входом управ. ляемаго генератора, второй фильтр нижних частот, выход которого соединен со нторым входом сумматора, синхронизатор, первый,и второй выходы 40 которого соединены соответственно со вторым вхОдом преобразователя колебаний с переменной частотой н последовательность импульсов с постоянной частотой следования и со. втарьнг входом импульсно-фазового детектор, а также генератор пилообразного напряжения, включенный между первым выходом синхронизатора и третьим входом сумматора, при этом другой выход ( блока стробиронания соединен со входам второго фильтра нижних частот j2 g.
Однако данный формирователь,ЛЧМ сигналон не обеспечивает достаточную линейность закона модуляции при
55 увеличении девиации частоты, вследствие того, что имеет значительную паузу в периоде Модуляции, связанную с использованием на выходе Фазового де- тектора узкополосного нтораго Фильт- 0 ра нижних частот, который увеличивает время, захвата начальной частоты при переходе ЛЧМ сигнала с максимальной амплитуды девиации к начальной частоте. 65 кольцо антаподстрайки начальной частоты отключается, при этом второй фильтр нижних частот со сноей постоянной разряжается до уровня, определяемого его схемой включения (нулевого или патенгдиальнога). Это изме" няющееся по случайному закону напряжение через сумматор поступает на управляющий вход унравляемога генератора, изменяя его частоту также па случайному закону, Чтобы но время периода ЛЧМ сигнала сохранить линейный закон изменения частоты элементам кольца АП ЛЧМ необходимо исправить модулиругг>щугг> характеристику управляемого генератора, а также от-, работать случайное напряжение, вносимое кольцом АП начальной частоты при ега отключении. Всякая система авто.матической подстройки имеет полосу удержания, В данном случае влияние изменяющего напряжения кольца АП начальной частоты но время АН ЛЧМ как бы сужает полосу удержания кольца All
1 начальной частоты, являющееся дополнительным напряжением ошибки кольца АП ЛЧМ, не позноляет увеличить амплитуду девиации ЛЧМ сигнала из-эа возможности выхода системы АП ЛЧМ из полосы удержания, а следовательно, это приводит к срыву л гнейнога закона частотной модуляции, Фиксация управляющего наггря>кения гга каком-либо постоянном уровне при отключении кольца АП начальной частоты невозможна, так как н началг ный момент АП ЛЧМ будет скачс:; частоты, чта уменьшает скорость захвата и точность удержания линейно = го закона, так как начальная частота не соответствует опорному сигна-. луо
Цель изобретения — повышение ли " нейнасти закона модуляции при унеличении девиации частоты, Для достижения цели в формирователе линейно-частотно-модулированных сигналов, содержащем последовательно соединенные управляемый ге" нератар, Фаэоный детектор, к другому входу которого подключен эталонный генератор, блок стробиронания, преобразователь колебаний с переменной частотой в последовательность импульсон с постоянной частотой следования, импульсно-фазовый детектор, первый Фильтр нижних частот и сумматор, выход которого соединен с унранлягощим входам управляемого генератора второй фильтр нижних частот, выход которого соединен co вторым входом сум гатора, синхронизатор, пер-. вый-и второй выходы которого соединены соответственно со вторым входом преобразователя колебаний с перемен ной частотой в последовательность
1061239 импульсов с паатояннай частотой следования и са вторым входом импульсно-фазового детектора, а также генератор пилообразного напряжения, включенный между первым выходом синхронизатора и третьим входом сумматора, 5 между выходом фазового цетектора и входом второго фильтра нижних частот введены последовательно саединенн»>е третий фильтр нижних частот и аналоговый запоминающий блок, второй нход которого соединен с третьим выходом синхронизатора.
На чертеже представлена структурная схема предложенного формирователя, 15
Формирователь ЛЧМ сигналов содержит генератор 1 пилообразного напряжения, управляемый генератор 2, сумматор 3, первый фильтр нижних частот (ФНЧ) 4, фазовый детектор 5„ тре-.,„
2ц тий ФНЧ 6, второй ФНЧ 7, импульснофазовый детектор 8, эталонный генератор 9, аналоговый эапомия>ощий блок 10, преобразователь 11 колебания с переменной частотой в последона25 тельность импульсов с постоянной частотой следования, синхронизатор 12, блок страбирования 13„
Формирователь ЛЧМ сигналан работает следующим образам.
Кольцо фазоной автоподстрайки (ФАП) начальной частоты нклю-l;:,ет управляемый генератор 2, фазовый детектор 5 с эталонным генераторам 9„ широкополосный третий ФНЧ 6, аналого вый запоминающий блок 10, узкопалас- - ный второй ФНЧ 7 и сумматор
Кольцо АП ЛЧМ содержит управляемый генератор 2, фазовый дет-*.;òîp 5 с эталонным генератором 9, су -;ма-. тор 3, генератор 1 пилообразного 4О напряжения, блок стробиранания ) 3, преобразователь 11, импульсно-фазовый детектор 8, первый ФНЧ 4, синхронизатор 12.
Синхронизатор 12 служит для форми-,д рован»я сигналов синхронизации, необходимых для функционирования нсех блоков формирователя ЛЧМ сигналов.
Синхронизатор может быть построен на основе стабильного опор»ага генератора с последующим делением частоты и формированием синхронизиру>ощих сигналов, На первом выходе формируются синхрониэирующие импульсы с периодом Т, которые служат для запуска генератора 1 пилообразного напряжения и установки преобразователя 11 колебаний с переменной частотой в последовательность импульсон с постоянной частотой следования н начальное (нулевое) состояние. На нто- 60 ром выходе формируются импульсы ста" бильной частоты, которые поступают на второй вход импульсно-фазового
:детектора 8, служат для АП линейности и несут инфармацию а крутизне из- (>, менения ЛЧМ сигнала, Частота импуль-. сон на втором выходе синхронизатора 12 пропорциональна
hF Я3;у гце )>> - крутизна изменения ЛЧМ сигнала;
- максимальная девиация ЛЧИ
ra х сигнала;
Т - период ЛЧМ сигнала, и устанавливается простым изменением коэффициента деления делителя спорной частоты, На третьем выхода синхронизатора 12 .формируются пачки импульсан; длительнОсть каждой из кОтарых равна длительности паузы н ЛЧМ сигнале, Частота импульсон внутри пачки Определяется применением аналО. гонаго запоминающего блока 10 » равна или формируется из частоты спорнага генератора. На время ЛЧМ сигнала он находится н режиме хранения под воэдейстнием управляющего сигнала с третьего ныхоца синхронизатора:
До начала мОдуляции кольца ФАП сводят к нулю разность частот я фаэ управляемого 2 и эталонного 8 генераторов. В этом режиме выходные импульсы высокой частоты с третьего выхода синхронизатора 12 постоянно опрашинают аналоговый запоминающий блок 10 и записывают на ега выходе напряжение„ соответствующее выход -ому напряжению щиракополасного третьего ФНЧ 6.
На первом выходе сияхранизатора 12 формируется импульс вк>почеяия модуляции, с прихоцом которого н>олючается генератор 1 пилообразного напряжения.
На нтарам выходе синхронизатора 12 появляется эталонная импульсная последовательность, на третьем выходе импульс, равный длительности мацуляции, с приходом которого аналагоный запоминающий блок 10 запоминает уранеяь ФАП начальной частоты на время модуляция,, разрывая кольцо ФАП начальной частоты.
Генератор l начинает формировать пилообразное напряжение, которое через сумматор 3 подается на вход управляемого генератора 2. Ега частота начинает изменяться, а на выходе фазового детектора 5 выделяется сигнал биений н результате перемножения напря>кения управляемого генератора 2 с
ЛЧМ и эталоняого генератора 9 с постоянной частотой. Сигнал биений с выхода фазового детектора 5 поступает на блок строб»рован»я 13, который служит для формирования прямоугольных импульсон определенной длительности из аналогового сигнала биений на выходе фазового детектора 5, чта необходимо для жесткой фиксации фазы - момента перехода аналогового
ЫХ.
И Заказ 10057/56
936 Подписное сигнала через ноль. C блока стробиро вания 13 сигнал поступает на вход преобразователя 11, который осуществляет преобразование квадратичного закона изменения фазы сигнала биений в равномерную импульсную последовательность. Причем в каждый период модуляции рои установка преобразователя 1.1 в исходное положение по второму входу импульсами, посту» пающими с первого выхода синхрониэа- 10 тора 12. В импульсно-фазовом детекторе 8 пррйсходит сравнение временного положения импульсной последова- тельности преобразователя 11 с временным положением эталонной импульс- 15 ной последовательности со второго выхода синхронизатора 12, и на выходе импульсно-фазового детектора 8 формируется сигнал рассогласования, .который используется для подстройки линейного закона модуляции.
Для уменьшения ошибки АП ЛЧИ, вно-. симой переходными процессами узкополосного второго ФНЧ 7 при отключении кольца ФйН, подключен аналоговый запоминающий блок 10, который исключает всякие переходные режимы и сохраняет уровень ФАП начальной частоты управляемого генератора 2 на весь период модуляции, Таким образом, -уве-. личивается полоса удержания AII ЛЧИ, .повышая надежность автоматической подстройки линейного закона мЬдуляции при больших девиациях частоты.
Широкополосный третий ФНЧ 6 не пропускает гармоники высоких частот и их комбинации на вход аналогового запоминающего блока 10. В следующий период модуляции, в момент включения, ФАП, напряжение на выходе аналогового запоминающего блока 10 незначительно отличается или равно напряжению ФАП начальной частоты управляемого генератора 2, в результате время вхождения в режим синхрониэма кольца ФАП уменьшается. На выходе импульсно-фазового детектора 8 установлен первый ФНЧ 4 для формирования напряжения подстройки линейного во времени закона частотной модуляции.
06а управляющих. сигнала, как подстройки начальной частоты, так и подстройки закона модуляции, через сумматор 3 поступают на вход управляемого генератора 2 °
Таким образом, в предложенном формирователе значительно уменьшает:ся пауза, необходимая для подстройки начальной частоты в периоде моду" ,ляции, улучшая линейность закона час тотной модуляции при увеличении девиации частоты.
Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4
