Способ аналогового формирования гармонического линейно-частотно модулированного напряжения

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для формирования гармонических линейно-частотно модулированных сигналов. Техническим результатом является повышение точности формирования гармонического линейно-частотно модулированного сигнала. Способ аналогового формирования гармонического линейно-частотно модулированного сигнала характеризуется тем, что генерируют опорное напряжение заданной длительности, двукратно его интегрируют, повторно интегрируемое опорное напряжение сравнивают с двумя фиксированными уровнями напряжений Um1 и Um2 ≈ 0.5⋅Um1, при этом при достижении повторно интегрируемым опорным напряжением уровня напряжения сравнения Um1 формируют импульсы сброса, по которым осуществляют сброс до нулевого уровня результата повторного интегрирования, формируют последовательность прямоугольных импульсов с длительностью импульса τui=ti1-ti2, где ti1, ti2 - моменты достижения повторно интегрируемым опорным напряжением уровней Um2 ≈ 0.5⋅Um1 и Um1 соответственно на i-м интервале интегрирования перед i-м сбросом, фильтруют низкочастотную составляющую спектра полученной последовательности прямоугольных импульсов. 2 ил.

 

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для построения формирователей линейно-частотно модулированных сигналов.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ, заключающийся в том, что в течение времени, соответствующего длительности требуемого линейно-частотно модулированного сигнала, генерируют постоянное опорное напряжение, интегрируют постоянное опорное напряжение первый раз, интегрируют второй раз и полученным напряжением в результате повторного интегрирования управляют фазой выходного сигнала управляемого по фазе генератора (см., например, Ч. Кук, М. Бернфельд. Радиолокационные сигналы, 1971 г., стр. 161-162).

Недостатками такого способа является инерционность модуляционных характеристик и недостаточная точность формирования, обусловленная нелинейными зависимостями параметров управляемых элементов от управляющего напряжения (см., например, Кочемасов В.Н., Белов Л.А., Оконечников В.С. Формирование линейно-частотно модулированных сигналов, 1983, стр. 44, 48).

Техническим результатом изобретения является устранение указанных недостатков.

Технический результат достигается за счет того, что в известном способе аналогового формирования гармонического линейно-частотно модулированного сигнала, заключающемся в генерации опорного напряжения заданной длительности, двукратном его интегрировании, повторно интегрируемое опорное напряжение сравнивают с двумя фиксированными уровнями напряжений Um1 и Um2 ≈ 0.5⋅Um1, при этом при достижении повторно интегрируемым опорным напряжением уровня напряжения сравнения Um1 формируют импульсы сброса, по которым осуществляют сброс до нулевого уровня результата повторного интегрирования, формируют последовательность прямоугольных импульсов с длительностью i-го импульса τui=ti1-ti2, где ti1, ti2 - моменты достижения повторно интегрируемым опорным напряжением уровней Um2 ≈ 0.5⋅Um1 и Um1 соответственно на i-м интервале интегрирования перед i-м сбросом, фильтруют низкочастотную составляющую спектра полученной последовательности прямоугольных импульсов.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1, где обозначено: u1(t) - опорное напряжение с длительностью времени формирования линейно-частотно модулированного сигнала tЛЧМ (фиг. 1a), u2(t) - проинтегрированное первый раз опорное напряжение (фиг. 1б), u3(t) - проинтегрированное повторно со сбросом опорное напряжение (фиг. 1в), u4(t) - импульсы сброса при повторном интегрировании (фиг. 1г), u5(t) - прямоугольное линейно-нарастающее по частоте следования напряжение (фиг. 1д), u6(t) - гармоническое линейно-частотно модулированное напряжение (фиг. 1e), , , , , - начальные уровни напряжений на 1-м, 2-м, 3-м, i-м, i+1-м соответственно интервалах повторного интегрирования, T1, Т2, Τi - 1-й, 2-й и i-й интервалы повторного интегрирования, Um1 - фиксированный уровень напряжения, при достижении которого осуществляется сброс при повторном интегрировании, Um2 - фиксированный уровень напряжения, при превышении которого формируются прямоугольные импульсы u5(t), τu1, τui - длительности 1-го и i-го прямоугольных импульсов соответственно, t11, t12, ti1, ti2 - моменты достижения уровней фиксированных напряжений Um2 ≈ 0.5⋅Um1 и Um1 соответственно на 1-м и i-м интервале интегрирования, UmПИ - уровень напряжения прямоугольных импульсов.

При повторном интегрировании опорного напряжения осуществляется сброс результата интегрирования до нулевого уровня при достижении u3(t) уровня фиксированного напряжения Um1. Это приводит к тому, что в течение существования опорного напряжения tЛЧМ (фиг. 1а) существуют ряд i-х интервалов повторного интегрирования Ti, на которых напряжение u3(t) изменяется от нуля до Um1 по квадратичному закону. Так, в начальный момент времени, определяемый началом генерации опорного напряжения, начинается 1-й интервал повторного интегрирования опорного напряжения Т1, при этом начальное напряжение для повторного интегрирования . По достижению повторно интегрируемым опорным напряжением u3(t) уровня Um1 (фиг. 1в) формируют первый импульс сброса напряжения u3(t) (фиг. 1г), по которому осуществляют сброс напряжения u3(t) до нулевого уровня в момент времени t12 (фиг. 1в). С момента времени t12 начинается второй интервал интегрирования Т2, но при этом начальный уровень линейного нарастающего напряжения u2(t) при повторном интегрировании , поэтому u3(t) на втором интервале интегрирования Т2 увеличивается быстрее по отношению к первому интервалу повторного интегрирования T1 и раньше достигает заданного напряжения сравнения Um1 и т.д. Таким образом, каждый последующий интервал интегрирования короче предыдущего. Напряжение u3(t) сравнивается с фиксированным уровнем напряжения Um2 ≈ 0.5⋅Um1 и на интервалах времени, когда u3(t)>Um2, формируется постоянное напряжение UmПИ, в результате чего формируется нарастающее по частоте следования прямоугольное напряжение u5(t) (фиг. 1д), где τui=ti2-ti1 - длительность i-го импульса. В результате того, что каждый последующий интервал интегрирования короче предыдущего (Тi+1i), каждый последующий импульс u5(t) также по длительности меньше предыдущего, т.е. τui+1ui.

Известно (см., например, Кочемасов В.Н., Белов Л.Α., Оконечников В.С. Формирование линейно-частотно модулированных сигналов, 1983, стр. 57), что прямоугольное линейно-нарастающее по частоте следования напряжение имеет повторяющийся вдоль частотной оси спектр. Поэтому согласно изобретению фильтруют низкочастотную составляющую спектра напряжения u5(t), что обеспечивает формирование гармонического линейно-частотно модулированного напряжения u6(t) и достижение заявленного технического результата.

Способ может быть реализован, например, с помощью устройства, структурная схема которого приведена на фиг. 2, где обозначено: 1 - формирователь опорного сигнала, 2 - первый интегратор, 3 - источник генерации напряжения сравнения Um1, 4 - первый компаратор (схема сравнения), 5 - второй интегратор со сбросом (см., например, А. Дж. Пейтон, В. Волш. Аналоговая электроника на операционных усилителях. - М.: БИНОМ, 1994, стр. 182), 6 - второй компаратор (схема сравнения), 7 - источник генерации напряжения сравнения Um2, 8 - фильтр.

Схема работает следующим образом. На выходе опорного генератора 1 формируется в течение требуемого времени tЛЧМ постоянное напряжение u1(t). В первом интеграторе 2 происходит интегрирование постоянного напряжения с выхода 1, в результате чего в течение существования u1(t) на выходе 2 существует линейно возрастающее напряжение u2(t). В результате интегрирования u2(t) на выходе второго интегратора напряжение u3(t) изменяется по квадратичному закону. Первый компаратор 4 имеет два входа, один из которых соединен с источником генерации напряжения сравнения Um1, а другой - с выходом второго интегратора 5. В момент превышения напряжения на выходе второго интегратора 5 напряжения сравнения Um1 мгновенно на выходе компаратора 4 формируется напряжение логической единицы, под воздействием которого также мгновенно осуществляется сброс выходного напряжения второго интегратора 5 до нулевого уровня, что, в свою очередь, мгновенно возвращает компаратор 4 в состояние логического нуля. В результате мгновенных переключений компаратора 4 напряжение на его выходе представляет собой последовательность импульсов u4(t), длительность которых стремится к нулю. Второй компаратор 6 имеет два входа, один из которых соединен с источником генерации напряжения сравнения Um2 ≈ 0.5⋅Um1, а другой - с выходом второго интегратора 5. В течение интервалов времени τui=ti2-ti1, когда напряжение на выходе второго интегратора превышает Um2 ≈ 0.5⋅Um1, на выходе второго компаратора 6 существует напряжение логической единицы (в рассматриваемом случае равное UmПИ). В результате работы второго компаратора 5 на его выходе формируется прямоугольное линейно-нарастающее по частоте напряжение u5(t). После фильтрации в фильтре 6 напряжения u5(t) из его спектра исключаются высокочастотные составляющие и формируется гармонический линейно-частотно модулированный сигнал.

Способ может быть успешно реализован на схемах с коммутируемыми конденсаторами.

Способ аналогового формирования гармонического линейно-частотно модулированного сигнала, заключающийся в генерации опорного напряжения заданной длительности, двукратном его интегрировании, отличающийся тем, что повторно интегрируемое опорное напряжение сравнивают с двумя фиксированными уровнями напряжений Um1 и Um2≈0.5⋅Um1, при этом при достижении повторно интегрируемым опорным напряжением уровня напряжения сравнения Um1 формируют импульсы сброса, по которым осуществляют сброс до нулевого уровня результата повторного интегрирования, формируют последовательность прямоугольных импульсов с длительностью i-го импульса τui=ti1-ti2, где ti1, ti2 - моменты достижения повторно интегрируемым опорным напряжением уровней Um2≈0.5⋅Um1 и Um1 соответственно на i-м интервале интегрирования перед i-м сбросом, фильтруют низкочастотную составляющую спектра полученной последовательности прямоугольных импульсов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области радиосвязи. Технический результат изобретения заключается в эффективности устройства генерации и частотной модуляции за счет увеличения линейного участка частотной модуляционной характеристики при произвольных характеристиках нелинейного элемента, цепи внешней обратной связи и параметрах резистивного четырехполюсника.

Изобретение относится к технике радиосвязи и может быть использовано в радиопередающих и радиоприемных устройствах для формирования линейно-частотно-модулированного (ЛЧМ) сигнала.

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для формирования линейно-чаетотио-модулированных (ЛЧМ) сигналов и сигналов с нелинейным законом модуляции.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для линейного изменения частоты в широких пределах. .

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиолокации. .

Изобретение относится к радиотехнике и связи и может быть использовано в системах активной радиои гидролокации. .

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для формирования когерентных радиосигналов с заданным законом изменения фазы и с быстро изменяемыми параметрами.

Изобретение относится к радиотехнике и связи и может быть использовано в измерительной технике. .

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для формирования гармонических линейно-частотно модулированных сигналов. Техническим результатом является повышение точности формирования гармонического линейно-частотно модулированного сигнала. Способ аналогового формирования гармонического линейно-частотно модулированного сигнала характеризуется тем, что генерируют опорное напряжение заданной длительности, двукратно его интегрируют, повторно интегрируемое опорное напряжение сравнивают с двумя фиксированными уровнями напряжений Um1 и Um2 ≈ 0.5⋅Um1, при этом при достижении повторно интегрируемым опорным напряжением уровня напряжения сравнения Um1 формируют импульсы сброса, по которым осуществляют сброс до нулевого уровня результата повторного интегрирования, формируют последовательность прямоугольных импульсов с длительностью импульса τuiti1-ti2, где ti1, ti2 - моменты достижения повторно интегрируемым опорным напряжением уровней Um2 ≈ 0.5⋅Um1 и Um1 соответственно на i-м интервале интегрирования перед i-м сбросом, фильтруют низкочастотную составляющую спектра полученной последовательности прямоугольных импульсов. 2 ил.

Наверх