Формирователь модулирующего напряжения

 

Изобретение относится к области радиоэлектронной борьбы с радиолокационными средствами. Формирователь модулирующего напряжения для станции активных мерцающих помех состоит из генератора тактовых импульсов, первого и второго счетчиков, делителя частоты повторения с управляемым коэффициентом деления, формирователя импульсов, сумматора и логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Выход генератора тактовых импульсов соединен с импульсным входом делителя частоты повторения с управляемым коэффициентом деления и со счетным входом первого счетчика, выходы разрядов которого, с первого по n-й, соединены поразрядно с входами разрядов первого числа сумматора, подключенного своим выходом к одному входу логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Выход делителя частоты повторения с управляемым коэффициентом деления соединен с счетным входом второго счетчика, выходы разрядов которого, с первого по n-й, соединены поразрядно со входами разрядов второго числа сумматора. Выход последнего, (n + 1)-го разряда второго счетчика, соединен с другим входом логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с выходной клеммой устройства. Асинхронный вход сброса первого счетчика соединен с асинхронным входом сброса второго счетчика и с выходом формирователя импульсов, подключенного входом к клемме для подачи команды начала мерцания. Входы разрядов управляющего параллельного кода, с первого по n-й, делителя частоты повторения с управляемым коэффициентом деления соединены поразрядно с клеммами для подачи сигналов разрядов параллельного управляющего кода. Предложенный формирователь вырабатывает выходные модулирующие сигналы с переменной скважностью, которая изменяется за счет широтно-импульсной модуляции сигнала, вырабатываемого на входе сумматора. В течение одного полупериода мерцания скважность формируемых сигналов уменьшается, в течение другого полупериода - нарастает. Такое изменение скважности позволяет устранить при создании мерцающей помехи резкие скачки средней мощности излучаемой помехи при переходе от режима "молчания" в режим излучения, которые могли бы служить для обнаружения факта создания мерцающей помехи. Частота мерцания в предложенном устройстве может регулироваться с помощью управляющего параллельного кода. Устройство полностью реализуется на элементах цифровой техники, при его проектировании и изготовлении могут применяться единые для цифровых устройств методы, что повышает технологичность изделия. Предложенный формирователь имеет высокую степень повторяемости параметров выходного сигнала. 4 ил.

Изобретение относится к области техники радиоэлектронной борьбы с радиолокационными средствами. Устройство, выполненное в соответствии с предложенным техническим решением, может быть использовано для получения модулирующего напряжения при создании мерцающих помех угломерным координаторам радиолокаторов.

Мерцающая помеха давно вошла в арсенал тех средств, которые используются в аппаратуре активных помех для подавления угломерного координатора радиолокатора. Существо мерцающей помехи состоит в следующем. Имеются два носителя станций активных помех, находящихся на некотором расстоянии один от другого. Это расстояние обычно называют "базой". Значение базы чаще всего составляет несколько сотен метров (например, триста метров). Передатчики помех на каждом носителе таковы, что обеспечивают прицельность помех по частоте (несущая частота помехи равна или близка к несущей частоте сигнала радиолокатора). Каждый из передатчиков помех работает в режиме прерывистого излучения ("мерцания"): полпериода мерцания передатчик работает на излучение, другую половину периода мерцания - СВЧ-помеху не излучает. Наибольший эффект имеет так называемое синхронное мерцание, когда излучение пары передатчиков помех, осуществляющих мерцание, взаимно согласовано: когда один передатчик помех излучает СВЧ-сигналы, второй передатчик помех на излучение не работает; он включается сразу же, как выключится первый передатчик помехи. При правильно выбранной частоте мерцания угломерный координатор радиолокатора не сможет определить координаты ни одного из носителей передатчиков мерцающих помех. Если мерцающая помеха использована для борьбы с самонаводящейся ракетой системы ПВО, то мерцающая помеха вызывает еще один эффект, полезный с точки зрения радиоэлектронной защиты: из-за непрерывный изменений направления движения ракеты полет ракеты все время будет идти с большими углами атаки; из-за этого резко возрастает лобовое сопротивление, скорость полета будет падать, и ракета, не достигнув цели, самоликвидируется.

В силу того что мерцающая помеха используется в аппаратуре помех уже нескольких поколений, разработчики радиолокационных систем применяют контрмеры для ослабления ее действия или хотя бы для обнаружения самого факта создания мерцающей помехи. Обнаружение постановки мерцающей помехи основывается на присущих помеховому излучению отличиях от реально существующих сигналов, отражаемых от целей (объектов слежения). Наиболее существенным отличием является резкое изменение уровня мощности, излучаемой источником помехи, участвующим в мерцании. При переходе передатчика помехи из режима молчания в режим излучения СВЧ-помехи перепад мощности оказывается очень большим (от нуля до максимальной мощности излучения передатчика помехи). Такие резкие и значительные перепады мощности для реальных целей не характерны, и данное различие обычно является основным для обнаружения факта постановки мерцающей помехи. Устранение данного недостатка мерцающей помехи является актуальным с точки зрения повышения эффективности радиоэлектронной защиты с помощью активных помех.

Модулирующие устройства, используемые для создания мерцающих помех, известны. Одним из устройств, используемых для формирования модулирующего напряжения при создании мерцающих помех, может служить известное устройство (Ольсевич А. Е. , Михайлов В.В. и др. Двухбазовые диоды в автоматике. - М.: Энергия, 1972, с. 37, рис. 25). Данное устройство далее будет рассматриваться в качестве первого устройства-аналога по отношению к предложенному. Первое устройство-аналог состоит из задающего импульсного генератора на однопереходном транзисторе и счетного триггера. Выход задающего импульсного генератора соединен со счетным входом триггера, выход которого соединен с выходной клеммой первого устройства-аналога. Первое устройство-аналог работает следующим образом. После включения источника питания автоколебательный задающий импульсный генератор начинает работать в режиме автоколебаний, вырабатывая короткие импульсы, следующие с периодом T_o. Эти импульсы поступают на счетный вход триггера и вызывают его периодические переключения. На выходе триггера формируется меандровое напряжение с периодом T_м = 2T_o. Длительность выходных импульсов соответствует полупериоду колебаний, т.е. равна T_o. Таким образом, скважность выходного напряжения с периодом T_м, являющимся периодом мерцания, всегда равна двум. Период мерцания при необходимости можно регулировать за счет изменения параметров времязадающей цепи задающего импульсного генератора.

Первое устройство-аналог имеет ряд недостатков: а). Значительные габариты устройства. Частота мерцания F_м = 1/T_м лежит в области весьма низких частот (порядка Гц). Емкость времязадающей цепи задающего импульсного генератора в этом случае должна быть очень большой, и зачастую габариты времязадающей емкости определяют габариты всего формирователя модулирующего напряжения, которые оказываются значительными.

б). Низкая радиационная стойкость устройства. Данный недостаток вытекает из использования однопереходного транзистора в задающем импульсном генераторе. Данный прибор, удобный для получения колебаний в диапазоне низких и инфранизких частот, имеет в то же время недостаточную радиационную стойкость. В аппаратуре оборонного назначения данный недостаток может оказаться существенным.

в). Применение данного модулирующего устройства вызывает появление больших перепадов мощности при мерцании (при переходе из режима "молчания" в режим излучения). Как было отмечено, наличие таких резких перепадов излучения мощности СВЧ-колебаний может служить признаком для установления факта создания мерцающей помехи и последующего принятия обслуживающим персоналом радиолокатора контрмер.

Другим известным устройством, которое можно использовать как формирователь модулирующего напряжения для создания мерцающей помехи, можно считать соединение задающего импульсного генератора и счетчика импульсов (Ерофеев Ю. Н. Импульсные устройства. - М.: Высшая школа, 1989, с. 462, рис. 9.5). Данное устройство далее будет рассматриваться как второе устройство-аналог по отношению к предложенному. Второе устройство-аналог состоит из задающего автоколебательного генератора импульсов, вырабатывающего импульсы U_вх, и счетчика импульсов с потенциальным выходом. Выход задающего автоколебательного генератора импульсов соединен со счетным входом счетчика, выход которого соединен с выходной клеммой второго устройства-аналога. Второе устройство аналог работает следующим образом. После включения источника питания задающий автоколебательный автогенератор начинает вырабатывать импульсы с периодом T_o. Если счетчик импульсов с потенциальным выходом является двоичным (что, впрочем, непринципиально) и имеет n разрядов, то на выходе последнего разряда счетчика, являющегося выходом устройства, будет вырабатываться меандровое напряжение с периодом T_м = 2ⁿ · T_о. Во втором устройстве-аналоге при том же значении T_м можно использовать генератор с периодом следования импульсов T_о, существенно меньшим, чем в первом устройстве-аналоге, и тем меньшим, чем выше разрядность используемого счетчика с потенциальным выходом. Уменьшение (во много раз) значения T_о позволяет во столько же раз сократить емкость и габариты времязадающего конденсатора в задающем автоколебательном генераторе. Поскольку интегральные счетчики имеют в настоящее время малые габариты и размер формирователя модулирующего напряжения в значительной мере определяется габаритами времязадающей цепи, уменьшение времязадающего конденсатора позволяет получить существенный выигрыш в габаритах формирователя модулирующего напряжения, что важно, например, для авиационной аппаратуры. С этой точки зрения второе устройство-аналог является более прогрессивным, чем первое устройство-аналог. Однако второе устройство-аналог сохраняет существенный недостаток: вырабатываемое им напряжение (в виде меандровой низкочастотной последовательности импульсов) вызывает резкие перепады излучаемой мощности помехи при переходе от режима "молчания" к режиму излучения и наоборот, а это, в свою очередь, ухудшает имитационные свойства помехи и позволяет выявить факт создания мерцающей помехи.

Еще одним известным устройством, которое может использоваться как формирователь модулирующего напряжения при создании мерцающих помех, является устройство (Ерофеев Ю.Н., Заверин В.В. Генератор треугольного напряжения. - авт. св. СССР N 569021 с приоритетом от 21 апреля 1975 г., кл. H 03 K 4/06. Бюллетень изобретения N 30, 1977), которое далее будет рассматриваться в качестве устройства-прототипа по отношению к предложенному. Устройство-прототип содержит задающий генератор с электронной перестройкой частоты, реверсивный счетчик импульсов, преобразователь кода в напряжение и блок переключения реверса. Импульсный выход задающего генератора с электронной перестройкой частоты соединен с входом реверсивного счетчика. Выходы разрядов реверсивного счетчика соединены поразрядно с входами преобразователя кода в напряжение, выход которого соединен с выходной клеммой устройства.

Выход сигнала переполнения реверсивного счетчика соединен с входом блока переключения реверса, выход которого соединен с входом переключения реверса реверсивного счетчика.

Устройство-прототип работает следующим образом. После включения источника питания задающий генератор с электронной перестройкой частоты начинает вырабатывать периодически следующие импульсы с периодом повторения T_о. При необходимости этот период может регулироваться за счет электронной перестройки (подстройки) частоты колебаний. Выходные импульсы указанного генератора поступают на счетный вход реверсивного счетчика. При работе счетчика в режиме суммирования число, записанное в разрядах счетчика, с приходом каждого входного импульса увеличивается. На выходе преобразователя кода в напряжение вырабатывается нарастающая ступенчатая функция с временным шагом ступенек, равным T_о. Когда сработает последний разряд реверсивного счетчика и выработается сигнал переполнения, блок переключения реверса, на вход которого поступил сигнал переполнения с реверсивного счетчика, формирует сигнал переключения реверса. Этот сигнал с выхода блока переключения реверса поступает на вход переключения реверса реверсивного счетчика. Из режима суммирования реверсивный счетчик переводится в режим вычитания. Информация, записанная в реверсивном счетчике, с той же периодичностью (T_о) считывается, и число, записанное в счетчике, уменьшается. На выходе преобразователя кода в напряжение вырабатывается напряжение, уменьшающееся по ступенчатому закону. Когда число, записанное в реверсивном счетчике, уменьшится до нуля, указанный счетчик снова переключится в режим суммирования и процессы в устройстве-прототипе повторяются. На выходе устройства-прототипа вырабатывается напряжение, которое при большом числе "ступенек" визуально воспринимается как симметричное линейно изменяющееся напряжение с одинаковыми значениями прямого и обратного хода. Данное напряжение можно использовать при мерцании как модулирующее, изменяющее уровень выходной мощности передатчика помех, например, за счет регулировки по такому же закону коэффициента усиления в СВЧ-тракте, усиления СВЧ-сигналов помехи.

Однако данное устройство имеет ряд существенных недостатков: а). Использование такого модулирующего напряжения предопределяет квазилинейное изменение мощности выходного СВЧ-сигнала передатчика помех. Такое изменение мощности возможно лишь в некоторых редких случаях, когда уровень мощности усиливаемого СВЧ-колебания помехи заранее определен, например при генераторном методе запоминания и воспроизведения несущей частоты. В большинстве же случаев, например при ретрансляционном способе создания помех, получившем наибольшее распространение, уровень входного сигнала, усиливаемого в ретрансляционном тракте, заранее неизвестен. Выходной СВЧ-усилитель станции помех в этом случае может войти в насыщение раньше, чем дойдет до максимума регулирующее (модулирующее) напряжение. Кроме того, частотная характеристика ретрансляционного тракта неравномерна, что еще более осложняет процесс обеспечения требуемой регулировки мощности помехи.

б). Использование данного модулирующего напряжения и связанной с его использованием регулировки мощности помехи делает процесс настройки СВЧ-тракта станции помех нетехнологичным. Используемые в СВЧ-тракте станции помех СВЧ-усилительные приборы имеют сильный разброс коэффициента усиления и модуляционных характеристик, и любая смена СВЧ-усилителя потребует регулировки модулирующих цепей.

в). Напряжение, вырабатываемое устройством-прототипом, непригодно для осуществления амплитудной манипуляции СВЧ-напряжения помехи. Амплитудная манипуляция СВЧ-сигнала (т.е. 100%-ная амплитудная модуляция, передача СВЧ-сигнала по принципу "да-нет") с точки зрения технологичности изготовления и настройки станций помех и повторяемости их параметров является более выгодной, чем плавная регулировка мощности. Модулирующее напряжение, вырабатываемое устройством-прототипом, для осуществления амплитудной манипуляции непригодно.

Задача, которая решалась при построении предлагаемого устройства, состоит в получении такого модулирующего напряжения, которое исключало бы появление резких перепадов СВЧ-мощности помехи при мерцании, но не за счет плавной регулировки амплитуды помехового СВЧ-излучения, а за счет амплитудной манипуляции СВЧ-помехи.

Иными словами, решалась задача получения такого модулирующего напряжения, которое позволяло бы исключить скачки мощности СВЧ-помехи, обеспечить плавное изменение мощности при переходе от режима "молчания" к режиму работы на излучение и наоборот, но при этом давало бы возможность работы СВЧ-тракта станции помех в режиме амплитудной манипуляции, без использования сложного в реализации и нетехнологичного регулирования амплитуды СВЧ-колебаний помехи.

Технически поставленная задача решается за счет того, что в формирователь модулирующего напряжения станции мерцающих помех, состоящий из генератора тактовых импульсов и первого счетчика, счетный вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, введены делитель с управляемым коэффициентом деления, формирователь импульсов, второй счетчик, сумматор и логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем импульсный вход делителя с управляемым коэффициентом деления соединен с выходом генератора тактовых импульсов, входы разрядов управляющего кода, с первого по n-й, делителя с управляемым коэффициентом деления соединены поразрядно с клеммами для подачи сигналов разрядов параллельного управляющего кода, выход делителя с управляемым коэффициентом деления соединен с счетным входом второго счетчика, асинхронный вход сброса которого соединен с асинхронным входом сброса первого счетчика и с выходом формирователя импульсов, подключенного своим входом к клемме для подачи команды начала мерцания, выходы разрядов первого счетчика, с первого по n-й, соединены поразрядно с входами разрядов первого числа сумматора, выходы разрядов второго счетчика, с первого по n-й, соединены поразрядно с входами разрядов второго числа сумматора, выход которого соединен с одним входом логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а выход последнего, (n+1)-го разряда второго счетчика, соединен с другим входом логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с выходной клеммой устройства.

Отметим, что далее для определенности управляющий параллельный код и выходные числа первого и второго счетчиков будем считать восьмиразрядными, т. е. n = 8, n-й разряд - это восьмой разряд, а последний, (n+1)-й разряд второго счетчика, - это его девятый разряд.

Признаками предложенного устройства, общими с устройством-прототипом, являются: - наличие в его составе генератора тактовых импульсов и первого счетчика; - связь выхода генератора тактовых импульсов со счетным входом первого счетчика.

Признаками, отличающими предложенное устройство от устройства-прототипа, являются: - введение в состав устройства делителя частоты с управляемым коэффициентом деления, второго счетчика, формирователя импульсов, сумматора и логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ; - соединение импульсного входа делителя частоты управляемым коэффициентом деления с выходом генератора тактовых импульсов; входов разрядов управляющего кода, с первого по n-й, делителя частоты с управляемым коэффициентом деления - поразрядно с клеммами для подачи сигналов разрядов параллельного управляющего кода; выхода делителя частоты с управляемым коэффициентом деления - с счетным входом второго счетчика; асинхронного входа сброса второго счетчика - с асинхронным входом сброса первого счетчика и с выходом формирователя импульсов; входа формирователя импульсов - с клеммой для подачи команды начала мерцания; выходов разрядов первого счетчика, с первого по n-й, поразрядно со входами разрядов первого числа сумматора; выходов разрядов второго счетчика, с первого по n-й, - поразрядно со входами разрядов второго числа сумматора; выхода сумматора - с одним входом логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ; выхода последнего, (n+1)-го разряда второго счетчика - с другим входом логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.

Основной технический эффект от использования предложенного устройства заключается в том, что форма создаваемого им модулирующего сигнала позволяет исключить резкие скачки средней мощности помехи при переходе из режима молчания в режим излучения при мерцании и тем самым затрудняет установление факта создания мерцающей помехи обслуживающим персоналом или автоматическими анализаторами радиолокатора.

Дополнительный эффект от использования предложенного устройства состоит в следующем: - построение предложенного устройства позволяет реализовать его полностью на цифровых элементах (без применения аналоговых или цифроаналоговых элементов), что повышает технологичность устройства, обеспечивает возможность применения общих для цифровых устройств методов конструирования и монтажа; - обеспечивается повторяемость параметров как самого модулирующего устройства, так и сигналов, вырабатываемых станцией помех, за счет того, что предложенное модулирующее устройство позволяет использовать амплитудную манипуляцию СВЧ-помехи, а не плавную регулировку амплитуды помехи для коэффициента усиления в СВЧ-тракте станции помех.

Можно установить следующую причинно-следственную связь при достижении указанного положительного технического эффекта: а). Поскольку средняя на определенном временном интервале мощность помехи зависит не только от амплитуды помехового СВЧ-излучения, но и то его скважности, то, если обеспечивать изменение скважности помеховых сигналов, можно обеспечить плавное изменение средней мощности, без ее скачков, за счет изменения скважности помехи.

б). Если скважность помехи изменять за счет широтно-импульсной модуляции модулирующего сигнала, то плавное изменение средней мощности помехи можно обеспечить при амплитудной манипуляции излучаемого сигнала, без какой-либо плавной регулировки амплитуды выходного СВЧ-напряжения или регулировки усиления в выходном СВЧ-тракте станции помех.

в). Если учесть, что в последовательности прямоугольных сигналов с заданным значением периода возрастание длительности сигнала приводит к уменьшению скважности сигнала, но к увеличению скважности промежутков между сигналами, то при плавной регулировке скважности за первый и второй полупериоды мерцания законы изменения скважности можно использовать одинаковыми, но при первом полупериоде мерцания использовать прямое значение модулирующего сигнала, а на втором полупериоде мерцания - инверсное значение того же сигнала. Тогда скважность выходного модулирующего напряжения формирователя на первом полупериоде мерцания будет уменьшаться от большого начального значения до малого, близкого к единице, конечного, а на втором полупериоде мерцания - увеличиваться от того же, близкого к единице, конечного значения до большого начального. Такая форма модулирующего сигнала позволит устранить резкие скачки средней мощности излучаемой СВЧ-помехи в течение всего периода мерцания T_м.

Как было отмечено, реализация предложенного устройства связана с введением в его состав делителя частоты повторения с управляемым коэффициентом деления, формирователя импульсов, второго счетчика, сумматора и логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Покажем, что каждый из названных элементов является реализуемым и его использование обеспечено современным состоянием импульсной и цифровой техники.

Второй счетчик, вводимый в устройстве, аналогичен первому счетчику, используемому во втором устройстве-аналоге или устройстве-прототипе. Такие счетчики, имеющие счетный вход и асинхронный вход сброса, известны (Ерофеев Ю. Н. Импульсные устройства. - М.: Высшая школа, 1989, с. 471, рис. 9.15; с. 473, рис. 9.16). Такие счетчики изготавливаются в интегральном исполнении.

Формирователь импульсов должен выработать импульс малой длительности ("укороченный" импульс) по фронту действующего скачка напряжения на входе. Также формирователи импульсов на интегральных микроэлементах известны (Ерофеев Ю.Н. Импульсные устройства. - М.: Высшая школа, 1989, с. 257, рис. 5.13; с. 259, рис. 5.16). Если полярность вырабатываемого импульса не согласуется с требованием к входному сигналу на асинхронном входе сброса счетчика, то подобный формирователь может быть дополнен выходным инвертором, выполненным, например, по схеме, приведенной в той же книге (с. 199, рис. 4.13,а).

Логические элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ известны. В данном случае требуется логические элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с двумя входами (Единая система конструкторской документации. ГОСТ 2.743-72. - М.: Гос. комитет СССР по стандартам, I 1979, с. 296, поз. 12). Функционирование данных элементов также известно (Фролкин В.Т., Попов Л.Н. Импульсные устройства. - М.: Сов. радио, 1980, с. 106).

Делители частоты повторения импульсов с управляемым коэффициентом деления должны при изменении входного параллельного управляющего кода изменять обеспечиваемый делителем коэффициент деления частоты. Такие делители также известны.

Примером такого известного элемента может служить счетчик с управляемым коэффициентом деления 133ИЕ8 (Якубовский С.В., Ниссельсон Л.И. и др. Справочники "Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы". - М.: Радио и связь, 1990, с. 50, табл. 2.6).

Сумматоры двух чисел, представленных параллельным двоичным кодом, вырабатывающие сигнал переполнения в потенциальной форме в течение всего времени, пока сумма указанных чисел превышает некоторое значение, также известны. Примерами таких сумматоров могут служить интегральные сумматоры 564ИМ1 или К561ИМ1 (Якубовский С.В., Ниссельсон Л.И. и др. Справочник "Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы". - М.: Радио и связь, 1990, с. 119, табл. 2.13).

Таким образом, все элементы предложенного устройства реализуемы и нет физических оснований, которые не позволяли бы построить такие элементы для рассматриваемого случая практического применения.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предложенного формирователя модулирующего напряжения; на фиг. 2 - графики напряжений в характерных точках предложенного устройства; на фиг. 3 - появление скачков средней мощности излучаемой СВЧ-помехи при использовании в качестве модулирующего напряжения меандрового напряжения с периодом T_м; на фиг. 4 - отсутствие скачков средней мощности излучаемой СВЧ-помехи при использовании предложенного устройства в качестве формирователя модулирующего напряжения станции активных мерцающих помех.

На фиг. 3, 4: U_з.СВЧ - зондирующий сигнал радиолокатора с непрерывным излучением, принятый приемной антенной станции активных помех; U_м - модулирующее напряжение меандрового вида, используемое для создания мерцающей помехи; U_п.СВЧ - СВЧ-помеха, излучаемая станцией активных помех при мерцании; P_п.ср - изменение средней на временном интервале СВЧ-мощности излучаемой помехи.

Рассмотрим далее состав предложенного устройства и используемые в предложенном устройстве связи между его элементами.

Предложенное устройство содержит: генератор тактовых импульсов 1, имеющий выход 2; делитель частоты повторения с управляемым коэффициентом деления 3, имеющий импульсный вход 4, вход первого разряда управляющего кода 5, вход второго разряда управляющего кода 6, вход третьего разряда управляющего кода 7, вход четвертого разряда управляющего кода 8, вход пятого разряда управляющего кода 9, вход шестого разряда управляющего кода 10, вход седьмого разряда управляющего кода 11, вход восьмого разряда управляющего кода 12, выход 13; формирователь импульсов 14, имеющий вход 15 и выход 16; первый счетчик 17, имеющий счетный вход 18, асинхронный вход сброса 19, выход первого разряда 20, выход второго разряда 21, выход третьего разряда 22, выход четвертого разряда 23, выход пятого разряда 24, выход шестого разряда 25, выход седьмого разряда 26 и выход восьмого разряда 27; второй счетчик 28, имеющий счетный вход 29, асинхронный вход сброса 30, выход первого разряда 31, выход второго разряда 32, выход третьего разряда 33, выход четвертого разряда 34, выход пятого разряда 35, выход шестого разряда 36, выход седьмого разряда 37, выход восьмого разряда 38 и выход девятого разряда 39; сумматор 40, имеющий вход первого разряда первого числа 41, вход второго разряда первого числа 42, вход третьего разряда первого числа 43, вход четвертого разряда первого числа 44, вход пятого разряда первого числа 45, вход шестого разряда первого числа 46, вход седьмого разряда первого числа 47, вход восьмого разряда первого числа 48, вход первого разряда второго числа 49, вход второго разряда второго числа 50, вход третьего разряда второго числа 51, вход четвертого разряда второго числа 52, вход пятого разряда второго числа 53, вход шестого разряда второго числа 54, вход седьмого разряда второго числа 55, вход восьмого разряда второго числа 56 и выход переполнения 57; логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 58, имеющий один вход 59, другой вход 60 и выход 61; клемму для подачи сигнала первого разряда управляющего кода 62, клемму для подачи сигнала второго разряда управляющего кода 63, клемму для подачи сигнала третьего разряда управляющего кода 64, клемму для подачи сигнала четвертого разряда управляющего кода 65, клемму для подачи сигнала пятого разряда управляющего кода 66, клемму для подачи сигнала шестого разряда управляющего кода 67, клемму для подачи сигнала седьмого разряда управляющего кода 68, клемму для подачи сигнала восьмого разряда управляющего кода 69, клемму для подачи команды начала мерцания 70; выходную клемму 71.

Выход 2 генератора тактовых импульсов 1 соединен с импульсным входом 4 делителя с управляемым коэффициентом деления 3 и с счетным входом 18 первого счетчика 17, асинхронный вход сброса 19 которого соединен с асинхронным входом сброса 30 второго счетчика 28, и с выходом 16 формирователя импульсов 14, подключенного своим входом 15 к клемме для подачи команды начала мерцания 70. Вход первого разряда управляющего кода 5 делителя с управляемым коэффициентом деления 3 соединен с клеммой 62 для подачи сигнала первого разряда управляющего кода. Вход 6 второго разряда управляющего кода делителя с управляемым коэффициентом деления 3 соединен с клеммой 63 для подачи сигнала второго разряда управляющего кода. Вход третьего разряда управляющего кода 7 соединен с клеммой 64 для подачи сигнала третьего разряда управляющего кода. Вход четвертого разряда управляющего кода 8 делителя частоты с управляемым коэффициентом деления 3 соединен с клеммой 65 для подачи сигнала четвертого разряда управляющего кода. Вход 9 пятого разряда управляющего кода делителя с управляемым коэффициентом деления 3 соединен с клеммой 66 для подачи сигнала пятого разряда управляющего кода. Вход 10 шестого разряда управляющего кода делителя 3 с управляемым коэффициентом деления соединен с клеммой 67 для подачи сигнала шестого разряда управляющего кода. Вход 11 седьмого разряда управляющего кода делителя частоты с управляющим коэффициентом деления 3 соединен с клеммой 68 для подачи сигнал седьмого разряда управляющего кода. Вход 12 восьмого разряда управляющего кода делителя 3 с управляемым коэффициентом деления соединен с клеммой 68 для подачи восьмого разряда управляющего кода. Выход 13 делителя 3 с управляемым коэффициентом деления соединен с счетным входом 29 второго счетчика 28, выход последнего (девятого) разряда которого 39 соединен с одним входом 60 логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 58, другой вход которого 59 соединен с выходом переполнения 57 сумматора 40. Выход 20 первого разряда первого счетчика 17 соединен с входом первого разряда первого числа 41 сумматора 40. Выход 21 второго разряда первого счетчика 17 соединен с входом 42 второго разряда первого числа сумматора 40. Выход 22 третьего разряда первого счетчика 17 соединен с входом 43 третьего разряда первого числа сумматора 40. Выход 23 четвертого разряда первого счетчика 17 соединен с входом 44 четвертого разряда первого числа сумматора 40. Выход 24 пятого разряда первого счетчика 17 соединен с входом 45 пятого разряда первого числа сумматора 40. Выход 26 седьмого разряда первого счетчика 17 соединен с входом 47 седьмого разряда первого числа сумматора 40. Выход 27 восьмого разряда первого счетчика импульсов 17 соединен с входом 48 восьмого разряда первого числа сумматора 40. Выход 31 первого разряда второго счетчика 28 соединен с входом первого разряда второго числа 49 сумматора 40. Выход 32 второго разряда второго счетчика 28 соединен с входом 50 второго разряда второго числа сумматора 40. Выход 33 третьего разряда второго счетчика 29 соединен с входом 51 третьего разряда второго числа сумматора 40. Выход 34 четвертого разряда второго счетчика 28 соединен с входом 52 четвертого разряда второго числа сумматора 40. Выход 35 пятого разряда второго счетчика 28 соединен с входом 53 пятого разряда второго числа сумматора 40. Выход 36 шестого разряда второго счетчика 28 соединен с входом 54 шестого разряда второго числа сумматора 40. Выход 37 седьмого разряда второго счетчика 28 соединен с входом 55 седьмого разряда второго числа сумматора 40. Выход 38 восьмого разряда второго счетчика 28 соединен с входом 56 восьмого разряда второго числа сумматора 40. Выход 61 логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с выходной клеммой устройства 71.

Предложенное устройство работает следующим образом. На клеммы 62 - 69 для подачи сигналов разрядов управляющего кода подают восьмиразрядный параллельный двоичный код, который устанавливает значение коэффициента деления частоты повторения входных импульсов K_д. После включения источника питания генератор тактовых импульсов 1 с кварцевой стабилизацией частоты начинает вырабатывать тактовые импульсы со стабильным значением периода T_о. Эти импульсы поступают на импульсный вход 4 делителя 3 с управляемым коэффициентом деления и счетный вход 18 первого счетчика 17. В зависимости от значения коэффициента деления K_д, установленного с помощью управляющего кода на входных клеммах 62 - 69, на выходе делителя 3 будут вырабатываться импульсы с периодом T_д = K_д · T_о. Эти импульсы с периодом T_д будут поступать на счетный вход 29 второго счетчика 28.

После поступления команды начала мерцания на клемму 70 для подачи команды начала мерцания, имеющей перепад напряжения от уровня логического нуля к уровню логической единицы, формирователь импульсов 14 в момент воздействия такого перепада срабатывает и формирует на своем выходе 16 короткий импульс, который поступает на асинхронный вход сброса 19 первого счетчика 17 и асинхронный вход сброса 30 второго счетчика 28. Все разряды указанных счетчиков обнуляются, записанное в каждом из этих счетчиков число будет равно нулю. С указанного значения записанного числа и начнется отсчет входных импульсов после подачи команды начала мерцания. Первый счетчик 17 будет отсчитывать импульсы, следующие с периодом T_о, второй счетчик 28 - импульсы, следующие с периодом T_д. Число, которое в процессе счета записывается на выходах разрядов первого счетчика, поступает на входы 41 - 48 разрядов первого числа сумматора 40; число, которое в процессе счета записывается на выходах разрядов второго счетчика 28, поступает на входы 49 - 56 разрядов второго числа сумматора 40.

Предложенное устройство содержит в своем составе формирователь импульсов 14, вход 15 которого соединен с клеммой для подачи команды начала мерцания 70. Команда начала мерцания может подаваться в различной форме: одиночного импульса, кодовой посылки из последовательно расставленных импульсов, ступеньки напряжения, т. е. перепада напряжения от уровня логического нуля до уровня логической единицы. Воздействие таких команд может иметь определенные особенности. Например, если команда начала мерцания подана в виде ступеньки напряжения, то ее непосредственное воздействие может привести к блокировке устройства и его выключению. Дело в том, что асинхронный вход сброса счетчиков, на который должна действовать такая команда, является превалирующим по сравнению, например, со счетным входом. На все время действия логической единицы, задающий такую команду, т.е. на неопределенно долгое время, счетчики будут принудительно поддерживаться в состоянии логического нуля на выходах разрядов, и счетный режим работы счетчика исключается. Во избежание такой ситуации в устройстве предусмотрен формирователь импульсов 14, который обеспечивает инвариантность построения функциональной схемы устройства к различным видам поступающих команд. Данный формирователь вырабатывает при поступлении команды на своем выходе 16 один короткий импульс, который обнулит первый 17 и второй 28 счетчики. Например, при поступлении команды в виде ступеньки напряжения формирователь импульсов 14 сработает по перепаду (фронту) ступеньки, выработав короткий одиночный импульс. Будем считать, что команда начала мерцания поступила, и первый 17 и второй 28 счетчики оказались обнуленными сигналом сброса, поступившим с выхода 16 формирователя импульсов 14.

Тогда первый счетчик 17 будет циклически отсчитывать импульсы, поступающие на его счетный вход 18 с выхода 2 генератора тактовых импульсов 1 и имеющие период T_о. Число разрядов первого счетчика 17 равно n; поэтому циклы счета в этом счетчике будут повторяться с периодом T₁ = 2ⁿ · T_о.

Второй счетчик 28 работает с другой частотой входных сигналов, поступающих на его счетный вход 29: входные импульсы для этого счетчика вырабатываются делителем частоты с управляемым коэффициентом деления 3. Частоту повторения импульсов на выходе 13 этого делителя можно регулировать с помощью управляющего кода, который подается на клеммы 62 - 69. Период повторения выходных импульсов на выходе 13 делителя с управляемым коэффициентом деления 3 в несколько раз больше периода выходных импульсов генератора тактовых импульсов 1. Поэтому цикл изменения состояний n разрядов второго счетчика 28 значительно больше, чем аналогичный цикл счета первого счетчика 17. В одном положении второго счетчика 28 первый счетчик 17 может завершить несколько полных циклов отсчета входных импульсов. Второй счетчик 28 имеет n+1 разряд. Сигнал выходного, (n+1)-го разряда используется для управления логическим элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. После подачи команды начала мерцания на клемму 70 напряжение на выходе 39 (n+1)-го разряда второго счетчика 28 оказалось равным логическому нулю. Следовательно, на другом входе 60 логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 58 будет также присутствовать сигнал логического нуля. В этом случае логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 58 будет работать как повторитель логических уровней на одном входе 57, т.е. на выходе 61 этого элемента будет повторяться уровень выходного напряжения, имеющийся на выходе 57 сумматора 40.

Процессы в сумматоре 40 сводятся к следующему. Пусть на входах разрядов второго числа 49 - 56 существует постоянное число, заданное состоянием первых n разрядов второго счетчика 28, которое в интервале между двумя очередными импульсами, действующими на счетный вход 29 второго счетчика 28, является неизменным. Сигнал на выходе переполнения 57 сумматора 40 появится только в том случае, когда число, поступившее на входы 41 - 48 разрядов первого числа с выходов разрядов 20 - 27 первого счетчика 17 будет достаточно для того, чтобы сумма первого и второго чисел, действующих на входах первого и второго числа сумматора 40, будет достаточна для такого переполнения. В какой-то части цикла работы первого счетчика 17 условие переполнения будет достигнуто, и на выходе 57 сумматора 40 появится уровень логической единицы. Он продержится до обнуления первого счетчика 17, т.е. до завершения цикла счета этого счетчика. Следовательно, при завершении цикла счета счетчика 17 выходной импульс на выходе переполнения 57 сумматора 40 закончится, и выходное напряжение на выходе 57 снова примет уровень логического нуля. Пока уровни напряжений на выходах 31 - 38 разрядов второго счетчика остаются неизменными, процессы формирования выходных импульсов на выходе 57 сумматора 40 повторяются.

Пусть теперь на счетный вход 29 второго счетчика 28 пришел очередной входной импульс. Второй счетчик 28 изменит состояние (число, записанное на выходах разрядов этого счетчика, увеличится на единицу). Следовательно, на единицу увеличится и второе число, поступающее на входы 49 - 56 сумматора 40. Условие переполнения выполнится в более ранней части цикла счета первого счетчика 17. Отсюда следует, что длительность импульса на выходе 57 сумматора 40 расширится за счет того, что передний фронт этого импульса переместится в более раннюю часть цикла работы первого счетчика 17. Таким образом, здесь цифровыми методами обеспечена широтно-импульсная модуляция выходного импульса, вырабатываемого на выходе 57 сумматора 40.

За время цикла работы второго счетчика 28 длительность выходных импульсов на выходе 57 сумматора 40 изменится от минимального значения до максимального, близкого к длительности цикла работы первого счетчика T₁. При втором цикле работы второго счетчика 28 процессы в устройстве повторяются. Однако при этом срабатывает (n+1)-й разряд второго счетчика 28, и сигнал на выходе 39 (n+1)-го разряда этого счетчика примет значение логической единицы. Значит, сигнал логической единицы будет и на другом входе 60 логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 58. При уровне сигнала на другом входе 60, соответствующем логической единице, логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ по отношению к сигналу, действующему на его одном входе 59, будет выступать уже не как повторитель, а как инвертор: напряжение на выходе 61 логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 58 в этом случае будет противофазно (инверсно) по отношению к сигналу, вырабатываемому на выходе 57 сумматора 40. Выходной сигнал сумматора 40 в течение цикла работы T₁ первого счетчика 17 складывается из длительности выходного импульса и промежутка между импульсами. При инвертировании промежуток между импульсами будет играть роль сигнала с уровнем логической единицы. Тогда при увеличении длительности импульса промежуток между импульсами будет сокращаться, и во втором полупериоде мерцания выходной сигнал на выходной клемме 71 будет плавно уменьшаться по длительности. Таким образом, в течение первого полупериода мерцания длительность выходного импульса в результате обеспеченной устройством широтно-импульсной модуляции будет плавно возрастать от начального минимального значения до максимального, а в течение второго полупериода мерцания - плавно уменьшаться от полученного максимального значения до начального, минимального.

В результате воздействия такого модулирующего сигнала средняя мощность помехи будет изменяться без резких скачков, которые у известных модулирующих устройств позволяют обнаружить факт создания мерцающей помехи.

Период мерцания в данном случае равен T_м = 2⁽ⁿ⁺¹⁾ · T_д, где T_д - период следования импульсов на выходе 13 делителя частоты 3 с управляемым коэффициентом деления. Период мерцания T_м может устанавливаться (или, при необходимости, изменяться или регулироваться) за счет изменения коэффициента деления делителя частоты 3 с помощью параллельного управляющего кода, подаваемого на клеммы 62 - 69 устройства.

Предложенное устройство полностью реализуется на элементах цифровой техники. Это касается как состава устройства, методов проектирования и изготовления, так и метода управления частотой мерцания, состоящего в цифровом (кодовом) установлении частоты мерцания.

При характерном для современного состояния импульсной техники расширении использования цифровых устройств и переходе к проектированию не отдельных цифровых элементов, а цифровых блоков и систем указанные особенности предложенного устройства могут оказаться решающими при выборе предложенного устройства в качестве модулирующего устройства станции мерцающих помех.

Предложенное устройство было проверено экспериментально (на интегральных элементах сер. 564). Эксперимент полностью подтвердил как реализуемость устройства, так и наличие отмеченных его достоинств и преимуществ.

Формула изобретения

Формирователь модулирующего напряжения станции активных мерцающих помех, состоящий из генератора тактовых импульсов и первого счетчика, счетный вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, отличающийся тем, что в него введены делитель частоты повторения с управляемым коэффициентом деления, формирователь импульсов, второй счетчик, сумматор и логический элемент "Исключающее ИЛИ", причем импульсный вход делителя частоты повторения с управляемым коэффициентом деления соединен с выходом генератора тактовых импульсов, входы разрядов управляющего кода, с первого по n-й, делителя частоты повторения с управляемым коэффициентом деления соединены поразрядно с клеммами для подачи сигналов разрядов параллельного управляющего кода, выход делителя частоты повторения с управляемым коэффициентом деления соединен со счетным входом второго счетчика, асинхронный вход сброса которого соединен с асинхронным входом сброса первого счетчика и с выходом формирователя импульсов, подключенного своим входом к клемме для подачи команды начала мерцания, выходы разрядов первого счетчика, с первого по n-й, соединены поразрядно с входами разрядов первого числа сумматора, выходы разрядов второго счетчика, с первого по n-й, соединены поразрядно с входами разрядов второго числа сумматора, выход которого соединен с одним входом логического элемента "Исключающее ИЛИ", а выход последнего, (n+1)-го разряда второго счетчика соединен с другим входом логического элемента "Исключающее ИЛИ", выход которого соединен с выходной клеммой устройства.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4