Формирователь линейно-частотно-модулированных сигналов

 

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение линейности модуляционной х-ки при увеличении диапазона девиаций частоты. Формирователь содержит фильтр 1 нижних частот, фазовый дискриминатор 2, усилитель 3 промежуточной частоты, делитель 4 частоты с переменным коэффициентом деления, усилитель 5 сигнала ошибки, пассивный эталонный генератор 6, формирователь 7 сигналов управления, перестраиваемый полосовый фильтр 8, управляющий элемент 9, линейно-частотно-модулируемый генератор 10, делитель 11 частоты, смеситель 12, источник 13 модулирующего сигнала, синхронизатор 14, опорный генератор 15 и перестраиваемый умножитель 16 частоты. Цель достигается введением делителей 4 и 11 и формирователя 7, который обеспечивает изменение коэффициента деления делителя 4, коэффициент усиления усилителя 5 и коммутацию фильтров в перестраиваемых фильтре 8 и умножителе 16. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (И) (1) 4 Н 03 С 3/08, Н 03 L 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ, ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4323173/24-09 (22) 02.11.87 (46) 15.08.89. Бюл. У 30 (72) В .А. Голубев, В.А.Лошаков, С.Б.Подъяпольский и П.А.Фурса (53) 621. 376. 3 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР 1(847520, кл. Н 03 L 7/00, 1978. (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНО-ЧАСТОТНОМОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения — повышение линейности модуляционной х-ки при увеличении диапазона девиаций частоты. Формирователь содержит фильтр 1 нижних частот, фазовый дискриминатор

2, усилитель 3 промежуточной частоты, делитель 4 частоты с переменным ко2 эффициентом деления, усилитель 5 сигнала ошибки, пассивный эталонный генератор 6, формирователь 7 сигналов управления, перестраиваемый полосовый фильтр 8, управляющий элемент 9, линейно-частотно-модулируемый генератор 10, делитель 11 частоты, смеситель 12, источник 13 модулирующего. сигнала, синхронизатор 14, опорный генератор 15 и перестраиваемый умножитель 16 частоты. Цель достигается введением делителей 4 и 11 и формирователя 7, который обеспечивает изменение коэффициента деления делителя 4, коэффициент усиления усилителя

5 и коммутацию фильтров в перестраи- g ваемьж фильтре 8 и умножителе 16.

2 ил.

1 >01250

f „(t)) 55 и

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться н качестве формирователя линейно-частотномодулированных (ЛЧМ) сигналов с большим значением произведения ширины спектра сигнала на его длительность н различных радиотехнических устройствах.

Цель изобретения — повышение линейности модуляционной характеристики при увеличении диапазона девиаций частоты.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема формирователя

ЛЧМ-сигналов; на фиг,2 — то же, перестраинаемого полосоного фильтра.

Формирователь ЛЧМ-сигналов со— держит фильтр нижних частот (ФИЧ) 1, фазовый дискриминатор 2, усилитель 3 промежуточной частоты (УПЧ), делитель 4 частоты с переменным коэффициентом деления (ДПКД), усилитель 5 сигнала ошибки, пассивный эталонный генератор 6, формирователь 7 сигналов управления, перестраиваемый полосовой фильтр 8, управляющий элемент 9, линейно-частотно-модулируемый (ЛЧМ) генератор 10, делитель частоты 11, смеситель 12, источник

13 модулирующего сигнала, синхронизатор 14, опорный генератор 15, перестраиваемый умножитель 16 частоты.

Перестраннаемый полосовой фильтр 8 содержит п ключей 17, -17„, и полосовых фильтров 18 -18

Формирователь ЛЧХ-сигналов работает следующим образом.

Делитель 4 частоты с переменным коэффициентом деления представляет собой цепочку последовательно включенных двоичных делителей частоты с обратными связями с выхода одного из делителей на вход другого.

Ус или тель 5 си гн ала о щибк и представляет собой усилитель постоянного тока с регулируемым коэффициентом усиления. Пассивный эталонный генератор Ь представляет собой дисперсионную линию задержки на поверхностных аккустических волнах.

В качестве управляющего элемента

9 используется варикап, а в качестве линейно-частотно-модулированного генератора 10 — LC-автогенератор с перестраиваемой частотой. Синхронизатор 14 состоит иэ последовательно включенных формирователя коротких нидеоимпульсов и линии задержки, Опорный генератор 15 представляет собой генератор гармонических колебаний.

В качестве ключей 17 используются аналоговые коммутаторы. Первые входы ключей 17 объединены и являются первым входом перестраинаемого полосового фильтра 8. Выход каждого

10 ключа 17 подключен к входу одного из и полосоных фильтров 18. Вторые входы ключей 17, являющиеся управляющим входом полосового фильтра 8, выходы полосоных фильтров 18 объе15 динены и являются выходом перестраиваемого полосового фильтра 8.

Пассивный эталонный генератор 6 вырабатывает ЛЧМ-сигнал, частота которого описывается выражением

f (t) = f.,+ df t/ „при Oct с, (1) где f — начальная частота ЛЧМ-сиго

25 нала пассивного эталонного генератора 6;

d f — девиация частоты ЛЧМ-сигналаа; и, „ — длительность импульса.

Запуск пассивного эталонного re30 неоатора 6 осуществляется сигналами уп ра вления с выхода синхр они затора

14. На другом выходе синхронизатора

14 через время, равное задержке между импульсом запуска и откликом пасинного эталонного генератора 6, формируется импульс запуска источника 13 мопулирующего сигнала, выходнсе напряжение которого, воздействуя на управляющий элемент 9, осуществляет модуляцию частоты ЛЧМ генератора

10 по закону, близкому к линейному.

Источник 13 формирует пилообразное видеонапряжение, крутизна которого при заданной длительности импульса

45 С„ пропорциональна коэффициенту деления ЦПКД 4.

Мгновенная частота сигнала ЛЧМ генератора 10 в течение импульса описывается выражением

f It) =m(1 f,+иDE t/ „+ коэффициент деления делителя 11 частоты (m =

1,2,...) коэффициент деления ДПКД 4, 2,3,... (причем 1>n) 15012")О

10 () f (1:) ОтклОне ния Рт линейн()го эяконя модуляции чястоть! !

РР1 генератора 10, обуслов— ленные нелинейностью его модуляционной характеристики и воздействием технических и естественных дестабилизирующих факторов.

Таким образом, начальная частота сигнала ЛЧМ генератора 10 в m!(1 раз больше начальной частоты отклика пассивного эталонного генератора 6, а девиация ча(тоты в ш и раз больше девиации частоты пассивного эталон ного генератора 6. На входы фазового дискриминатора 2 необходимо подавать сигналы с одинаковыми значениями начальной частоты и девиацией частоты °

Поэтому колебания ЛЧМ генератора 10 подаются на делитель 11 частоты с фиксированным коэффициентом деления, равным m. Выходной сигнал делителя 11 частоты преобразуется по частоте в смесителе 12 и поступает на перестра. иваемый полосоной AHJlbTp 8. В заниси— мости от того, на какой из ключей

17 (фиг.2) подан управляющий сигнал от формирователя 7 сигналов управления, входной сигнал проходит на один из п полосовых фильтров 18, который выделяет колебание с частотой (t) = ff (t) /m — f (п)), где f (n) =(1-и) f, — частота колебаний на выходе умножителя 16 частоты, и не пропускает пяраэитные спектральные составляющие, образующиеся на выходе смесителя 12.

С выхода перестраиняемого полосового фильтра 8 сигнал поступает на ДПКД 4 с коэффициентом деления и и далее на УПЧ 3. Частота сигнала на выходе ДПКД 4 описывается выражением

f (t) = $f (t)/m — f (и)) /n.

Таким образом, на входы фазового дискриминатора 2 поступает сигнал с частотой, описываемой выражением (1), и сигнал (; ныхода УПЧ- 3 с частотой

f*(t) = f0+ f t/tu+Afn(t) /(m n) °

Коэффициент деления IIIKJ! 4 устананлив(!ется в соответствии с паря15

50 метрами формируемого ЛЧМ-радиоимпульса по сигналу форл(ирователя 7 сигналов управления, Сигнал с выхода фазового дискриминатора 2, проходя через ФНЧ 1 и усилитель 5 сигнала ошибки, воздействует на управляющий элемент 9 ЛЧМ генератора 10 совместно с пилообразным нидеонапряжением источника 13 модулирующих сигналов. За счет действия отрицательной обратной связи частота биений на выходе фазового дискриминатора 2 начинает уменьшаться и через время t (время регулирования) произойдет захват частоты

ЛЧМ генератора 10 и будет осуществляться фазоняп явтоподстройка его частоты по сигналу пассивного эталонного генератора 6. При этом дениация частоты и скорость изменения частоты ЛЧМ генератора 10 будут в min раз больше, чем у эталонного колебания. Полоса пропускания

ФНЧ 1 выбирается таким образом, чтобы н нее попадали спектральные составляющие сигнала с !(1,(хода фазового дискриминатора 2, обусловленные паразитными отклонениями частоты м, ().

Для поддержания постоянства коэффициента усиления замкнутой цепи автоподстройки при изменении коэффициента деления частоты усилитель 5 выполняется в виде усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, пропорциональным п. На первый вход смесителя 12 подаются колебания с выхода перестраиваемого умножителя 16 частоты с переменным коэффициентом умножения k = (1-n) .

Перестраинаемый умножитель 16 частоты содержит последовательно включенные нелинейный элемент и полосовой фильтр. При поступлении на вход нелинейного элемента гармонического колебания частотой f, сигнал на выходе содержит составляющие с частотами, кратными этой частоте.

Полосовой фильтр выделяет гармоническое колебание с частотой К f

Формирователь 7 сигналов управления обеспечивает изменение коэффициента деления ДПКД 4, коэффициента усиления усилителя 5, коммутацию фильтров в перестря)(наемом полосоном фильтре 8 и перестраинаемом умножителе 16 частоты. Управление осущест15О125О

Составитель Г, Захарченко

Техред Л.Олийнык Корректор М.Васильева

Редактор М. Келемеш

Заказ 4890/55 Тираж 884 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ло изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул. Гагарина, 101I вляется за счет подачи на них коммутирующих напряжений, которые могут принимать ряд фиксированных значений.

Поэтому в простейнем случае форми5 рователь 7 сигналов управления содержит набор переключателей, формирующих указанные коммутирующие напряжения.

В предлагаемом формирователе ЛЧМсигналов остаются только отклонения частоты, связанные с фазовыми ошибками системы автоподстройки частоты, вызванные нелинейностью частотной 15 настроечной характеристики ЛЧМ генератора 10 и собственной нестабильностью его частоты.

Формула из обретения 20

Формирователь линейно-частотномодулированных сигналов, содержащий последовательно соединенные источник модулирующего сигнала, управляющий 25 элемент и линейно †частот-модулируемый генератор, последовательно соединенные фазовый дискриминатор, фильтр-нижних частот и усилитель сигнала ошибки, выход которого сое- 30 динен с вторым входом управляющего элемента, а также усилитель промежуточной частоты, пассивный эталонный генератор, полосовой фильтр, синхронизатор, первый и второй выходы которого соединены с входами синхронизации соответственно пассивного эталс нного генератора и источника модулирующего сигнала, последовательно соединенные опорный генератор, умножитель частоты и смеситель, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с цельк повышения линейности модуляционной характеристики при увеличении диапазона девиаций частоты, в него введены делитель частоты с переменным коэффициентом деления, вход которого соединен с выходом полосового фильтра, а выход — с входом усилителя промежуточной частоты, делитель частоты, вход которого соединен с выходом линейно-частотно-модулируеМого генератора, а выход — с вторым входом смесителя, и формирователь сигналов управления, первый выход которого соединен с управляющим входом делителя частоты с переменным коэффициентом деления, второй выход — с управляющим входом усилителя сигнала ошибки и с дополнительным управляющим входом источника модулирующего сигнала, при этом полосовой фильтр и умножитель частоты выполнены перестраиваемыми и их управляющие входы соединены с третьим выходом формирователя сигналов уПравления, выход усилителя промежуточной частоты и выход пассивного эталонного генератора соединены соответстенно с первым и вторым входами фазового дискриминатора, а выход смесителя соединен с входом нерестраиваемого полосового фильтра.