Устройство автоматической подстройки частоты генератора сверхвысокой частоты

 

УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ ГЕНЕРАТОРА СВЕРХВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ, содержащее последовательно соединённые смеситель, усилитель промежуточной -частоты, дискриминатор ошибки и управляемый генератор сверхвысокой частоты. амплитудный модулятор, вход которого подключен к выходу усилителя промежуточной частоты, первьй резонатор, который через элементы связи подключен к выходу амплитудного модулятора и первому входу смесителя, a также второй резонатор, о т л ичаю-щийся тем, что, с целью повышения стабильности частоты при снижении влияния температурной нестабильности линии связи, выход управляемого генератора сверхвысокой частоты подключен к второму входу смесителя через введенный вентиль, второй резонатор включен параллельно первому резонатюру, амплитудный модулятор вьтолнен на отражение, (Л при этом крутизна фазочастотной характеристики второго резонатора с равна крутизне фазочастотной характеристики усилителя промежуточной § частоты. :о Л х

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ШЛМФЮМ.

РЕСйУБЛИН

4(51) Н 03 L 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbffl41

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3343952/24-09 (22) 02.10.81 (46) 30.01.85. Бюп. У 4 (72) Н.Н. Пренцлау, В.М. Дмитриев и Н.И. Матушкин (71) Физико-технический институт низких температур АН УССР .(53) 621.396.666(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 340056, кл. Н 03 L 7/08, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

В 930694, кл. Н 03 L 7/00, 1980 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ ГЕНЕРАТОРА СВЕРХВЫСОКОЙ ЧАСТОН4, содержащее последовательно соединенные смеситель, усилитель промежуточной .частоты, дискриминатор ошибки и управляемый генератор сверхвысокой частоты, амплитудный модулятор, вход которого подключен к выходу усилителя промежуточной частоты, первый резонатор, который через элементы связи подключен к выходу амплитудного модулятора и первому входу смесителя, а также второй резонатор, о т л ич а ю.шийся тем, что, с целью повышения стабильности частоты при снижении влияния температурной нестабильности линии связи, выход управляемого генератора сверхвысокой частоты подключен к второму входу смесителя через введенный вентиль, второй резонатор включен параллельно первому резонатору, амплитудный модулятор выполнен "на отражение", при этом крутизна фаэочастотной характеристики второго резонатора равна крутизне фазочастотной характеристики усилителя промежуточной частоты.

1137580 3.

Изобретение относится к радиопередающим устройствам и может быть использовано в генераторах сверхвысокой частоты для получения стабиль. ных частот. 5

Известны устройства автоматической подстройки частоты генератора сверхвысокой частоты (СВЧ), содержащие последовательно соединенные опорный генератор, фазовый детек- 10 тор, управляемый генератор, развязы" вающий элемент, смеситель и усилитель промежуточной частоты, выход которого подключен:к объединенным второму входу фазового детектора 15 и первому входу модулятора, второй вход которого соединен через другой развязывающий элемент с выходом управляемого генератора, при этом между вторым входом смесителя и выходом 20 модулятора включен эталонный резонатор (1) .

Однако в известном устройстве стабильность частоты недостаточна и в нем не устранено влияние на ста- 25 бильность частоты температурной нестабильности линий связи.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является устройство автоматической подстрой- 30 ки частоты генератора сверхвысокой частоты, содержащее последовательно соединенные смеситель, усилитель промежуточной частоты, дискриминатор ошибки и управляемый генератор сверхвысокой частоты, амплитудный модулятор, вход которого подключен к выходу усилителя промежуточной частоты, первый резонатор, который через элементы связи подключен к вы- 40 ходу амплитудного модулятора к первому входу смесителя, а также второй резонатор Pj;

В данном устройстве стабилизация частотЫ также недостаточно высо- 45 ка, так как второй резонатор включен в нем таким образом, что он не оказывает заметного влияния на стабильность частоты из-за снижения крутизны электронной перестройки частоты 50 управляемого генератора СВЧ.

Цель изобретения — повышение стабильности частоты при снижении влияния температурной нестабильности линии связи. 55

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве автоматической подстройки частоты генератора сверхвысокой частоты, содержащем последовательно соединенные смеситель, усилитель промежуточной частоты, дискриминатор ошибки и управляемый генератор сверхвысокой частоты, амплитудный модулятор, вход которого подключен к выходу усилителя промежуточной частоты, первый резонатор, который через элементы связи подключен к выходу амплитудного модулятора и первому входу смесителя, а также второй резонатор, выход управляемого генератора сверхвысокой частоты подключен к второму входу смесителя через введенный вентиль, второй резонатор включен параллельно первому резонатору, амплитудный модулятор выполнен "на отражение", при этом крутизна фазочастотной характеристики второго резонатора равна крутизне фазочастотной характеристики усилителя промежуточной частоты;

На чертеже дана структурная электрическая схема предложенного устройства.

Устройство автоматической подстройки частоты генератора сверхвысокой частоты содержит управляемый генератор сверхвысокой частоты .1, вентиль 2, смеситель 3, усилитель промежуточной частоты 4, дискриминатор ошибки 5, амплитудный модулятор 6, первый резонатор 7, элементы связи 8-11, второй резонатор 12 и линии связи t3 и 14.

Предложенное устройство работает следующим образом.

Кольцо из последовательно соединенных смесителя 3, усилителя промежуточной частоты (УПЧ) 4, амплитудного модулятора 6, линии связи

13,элемента связи 9, первого резо" натора 7, элемента связи 10, линии связи 14 и смесителя 3 представляет собой устройство с самовозбужцением. Часть мощности управляемого генератора СВЧ 1 через вентиль 2 подается на второй вход смесителя 3 и через последовательно соединенные смеситель 3, линию связи. 14, элемент связи 11, второй резонатор 12, элемент связи 8 и линию связи 13 подается на вход амплитудного модулятора 5,выполненного "на отражение."

Второй резонатор 12 настроен на частоту управляемого генератора

СВЧ 1

137580 А поступает. ь„— крутизна фазочастотной характеристики соответствующих элементов, 4 f u h Ю-флуктуации частоты сигналов, проходящих через второй резонатор 12 и УПЧ 4, вызванные флуктуациями частоты управляе мого генератора СВЧ 1

Решение уравнений (2) приводит к равенству

10 где

При этом сигнал с частотами, попа-:;15 дающими в полосу пропускания первого резонатора 7, с выхода амплитудного модулятора 6 поступает на первый вход смесителя 3 через линию связи 13, элемент связи 9, первый резонатор 1О

7, элемент связи 10 и линию связи 14.

В результате взаимодействия в смесителе 3 сигналов 1 и f < выделяется сигнал промежуточной частоты, который поступает в УПЧ 4, усиливается в 25 нем и вновь поступает в амплитудный модулятор 6, но с большей амплитудой. При наличии баланса амплитуд и фаз "кольцо" самовозбуждается. Баланс амплитуд в "кольце" обеспечиваФ

30 ется выбором коэффициента усиления

УПЧ 4.

Фазовые соотношения для."кольца" могут быть описаны следующей системой уравнений (3) Щь-ч - q 4-6 ЧИ-6

Ь,|аа = a<

qt-ú Ve- =" р л ц, -(, =, а 1„ 1- 6 3-4 4 щщщП1А ажаа 10540/42 Тираж 871 сиое

Филиал ИПП атеит, г.Ужгород, ул.Проежтиая, 4

В связи с наличием спектра шумов на выходе УПЧ 4, в амплитудном модуляторе 6 сигнал управляемого генератора СВЧ 1 (с частотой 1г ) будет промодулирован шумовым сигналом. Первый резонатор 7 настроен таким образом, чтобы выполнялось условие

Здесь индексами Я,„п обозначены сдвиги фаз в соответствующих элементах (в соотношении с нумерацией на чертеже), при этом первый индекс обозначает, из какого элемента выходит сигнал, а второй — куда он из которого следует, что при л и

64 = 1 fp = 0

Выполнение этого условия достигается соответствующей настройкой полосы пропускания УПЧ 4 и добротности второго резонатора 12. При этом, как следует из уравнений (3), и и при 7 >? y стабильность проходящего через первый резонатор 7 сигнала практически не зависит от его добротности. Это объясняется тем, что сдвиг фазы сигнала в УПЧ 4 равен сдвигу фазы во втором резонаторе 12. В амплитудном модуляторе 6 эти сдвиги фаз вычитаются.

Таким образом, при равенстве фазочастотных характеристик второго резонатора 12 и УПЧ 4 можно получить большую стабильность частоты проходящего через первый резонатор 7 сигнала, чем в известном устройстве.

Дополнительная автоматическая подстройка частоты управляемого генератора СВЧ 1 обеспечивается дискриминатором ошибки 5.

Кроме того, несущая 1 и боковые частоты г «+ и Д проходят по одним и тем же линиями связи 13 и 14 (например, волновадным) и при изменении длин волноводов, например при изменении окружающей температуры, несущая и боковые частоты приобретают практически один и тот же фазовый сдвиг.

Поскольку частота боковой незначительно отличается от несущей, то и дисперсионные изменения их практически одинаковы. При этом существенно снижается влияние температурной нестабильности линий связи на стабильность частоты.