Устройство для формирования линейно переключаемых частот

 

О Il È Ñ А Н И Е ии„ м, ИЗОБРЕТЕН Ия

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.07.73 (21)1940513/09 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл

Н 03 В 21/02

Государствеиии1й номитет

Совета Министров СССР по делам изооретеиий и отиро|тий (43) Опубликовано25.03.78. Бюллетень №11 (53) УДК 621.373,42 (088.8) (45) Дата опубликования описания35,03. тБ.

Г. М. Петров, С. М. Барабошкин и А. Л. Зайцев (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Ордена Трудового Красного Знамени институт радиотехники и электроники АН СССР (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЛИНЕЙНО

ПЕРЕКЛЮЧАЕМЫХ ЧАСТОТ

Изобретение относится к области радиолокации и космической связи и может быть использовано при создании устройств для синтезирования высокоточных зондирующих линейно частотно-модулированных сигналов (ЛЧИ) и сигналов с программируемым изменением частоты в системах слежения за космическими объектами.

Известно устройство для синтезирования частот путем суммирования импульсов переключаемых комбинаций на п-импульсных последовательностей с кратными частотами

f = fo.2 "(К = 1,2,...,п) с последующим делением частоты суммированных импульсов, содержащее п-разрядный триггерный делитель, п дифференцируюгцих цепочек RC, п двухвходовых схем И, и-разрядный коммутирующий триггер- 15 ный счетчик, элемент ИЛИ, m-разрядный триггерный делитель, фильтр низких частот (1).

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является устройство, содержащее первый счг гчик, вход которого подключен к входу устройства, соединенному со входом элемента НЕ, первую группу элементов

И-НЕ, вход каждого из которых соединен с инверсным выходом соответствующего разряда коммутирующего счетчика, выходы элементов И-НР первой группы соединены со входами первого общего элемента И-НЕ, управляющие

I входы коммутирующего счетчика соединены с выходами первого переключателя, вторую группу элементов И-НЕ, вход каждого из которых соединен с соответствующим выходом второго переключателя, а выходы соединены со входами второго общего элемента И-НЕ, блок модуляции, выполненный на элементах И-НЕ, входы которого соединены с выходами третьего переключателя, второй счетчик, выход которого через полосовой фильтр соединен с выходом устройства, третий счетчик, третий общий элемент И-НЕ, четвертый переключатель (2).

Недостатком известного устройства является ограничение на выбор скорости переключения частот, вследствие чего область применения я устройств а сужена.

Цель изобретения — расширение области применения устройства.

Цель достигается за счет того, что входы каждого к-го элемента И-НЕ обеих групп соединены с прямым выходом к-го разряда и инверсным входом каждого i-ro разряда первого счетчика (где 1М<к), выход второго общего элемента И-НЕ соединен со входом третьего счетчика, выходы первого и третьего счетчиков через четвертый переключатель соединены со входом коммутирующего счетчика, вы599328

1О з ходы блока модуляции соединены со входом третьего общего элемента И-НЕ, выход которого соединен со входом второго счетчика, выход элемента НЕ соединен со входами второго и третьего общих элементов И-НЕ, выход первого общего элемента И-НЕ соединен со входом блока модуляции.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для формирования линейнопе реключаемых частот (для примера принято п =m =-! =-3); на фиг. 2 — временные диаграммы напряжений на выходах основных узлов схемы.

На вход и-разрядного триггерного счетчика 1, подключенного к входу устройства, подастся прямоугольное колебание с периодом (см. фиг. 2а ) . .Формы напряжений па при. :. I., выходах триггеpoD счетчика 1 показаны н

«ыходов триг еров п-разрядного счетчика напр> ж linn п(.даю(. я на две группы формирую-!

Ijll ; элемснтов И-НЕ 2 и 3 (вторая и первая . гру(.пы) <Р(ип из входов каждого из элемен-((Ik И-!ll . вт(kp(kk! группы соединен с ключами

il(рсклкгчагс,"я 4 (второй переключатель), на к(то!ам набирается скорость изменения час"оты. Если вс(элементы И-HE 2 открыты (левое положение ключей переключателя), то на их выходах присутствуют напряжения, форма которых показана на фиг. 2 д, е, ж. В том случае, если какой-либо из этих элементов закрьгг {правос положение соответствующего ключа), то его выход находится в состоянии логической единицы. Все и выходов элементов

И-НЕ ьторой группы соединены с п входами обгцего элемента И-НЕ 5 (второй общий элемент), nà (n+ !) вход которого подается инвертированное с помощью элемента HF 6 входное прямоугольное колебание. Для удобства вначале не учитывают этот (п — ) -ный вход и предполагают, что элемент 5 является элементом И на и входов. В зависимости от того, закрыты или открыты ключи переключателя 4, имеют различные выходные сигналы. На фиг. 2з, и, к, л, м показан их вид для пяти следуюших друг за другом положений ключей 111, !10, 101, !

00, 011. Если теперь принять во внимание (п+ !)-ый вход элемента 5, то за время, равное периоду (Т=2"М) колебания, изображенного на фиг. 2з, на его выход для рассмотренных выше пяти положений ключей клавиатуры проходит соответственно 1,2,3,4,5 импул ьсов, поступающих по (п+1)-ому входу. Количество импульсов на выходе элемента 5 за период

2 М в общем случае равно числу, набранному на переключателе 4 в обратном коде, плюс единица. На фиг. 2н приведена последовательность импульсов элемента 5 И-НЕ, когда ключи переключателя имеют положения 011 (отсюда количество импульсов за период: 011+

+ 001 = 100+ 001 = 10! 2 = 51о )

Таким образом, имея п-разрядный делитель

1 (1-ый счетчик), можно обеспечить сетку часи тот следования импульсов с 2 средними час"П тотаlklki от 2 1„до f„. Hoñëåäóþùåå деление суммированных импульсов с помощью 1-разрядного делителя 7 (третий счетчик) улучшает pei y15

2Е

М

4 лярность прямоугольных колебаний и повышает уровень первой гармоники. На фиг. 2о показано семь периодов колебания на выходе счетчика 7 (1=3) при подаче на его вход импульсной последовательности, приведенной на фиг. 2н

Выход счетчика 7 подключен к входу п-разрядного i ðèããåðíîãî коммутирующего счетчика

8, который управляет логическими элементами

И-HE 3. С помощью переключателя 9 (первый переключатель) в счетчик 8 заносится число, определяюшее начальное значение частоты.

Каждый импульс, поступающий на вход счетчика, изменяет значение частоты на одну ступеньку и от их частоты зависит скорость переключения. Общий п-входовой элемент И-HE 10 (первый обший элемент) выполняет те же функции, что и элемент 5; отличие состоит в том, что он не имеет (и+1)-го входа. Элементы

2,3,7,8.»,6 и 10 составляют блок синтеза частоты.

Логические элементы И-НЕ ! и 12, инвертор 13 и переключатель !4 (третий переключатель) обеспечивают изменения частоты либо в сторону ее увеличения, либо в сторону уменьшения.

Рассмотрим случай, когда элемент 11 открыт, элемент 12 закрыт (верхнее положение переключателя 14), триггеры коммутируюшего счетчика 8 установлены в состояние 000, а на его вход поступает колебание, показанное на фиг. 2о.

Так как элементы 3 соединены с инверсными выходами триггеров счетчика 8, на выходе элемента 11 вначале (до тех пор пока не изменится состояние триггеров счетчика 8) будет существовать ко чебание, показанное на фиг. 2з, затем (после срабатывания младшего триггера счетчика 8) — показанное на фиг. 2и, и так далее. На фиг. 2п. показано колебание

«а выходе элемента 11 для рассматриваемого случая, а на фиг. 2р — суммарная импульсная последовательность на выходе элемента

И-НЕ 15 (третьего общего). Видно, что количество импульсов в ней линейно увеличивается во времени. Элементы 11, 12, 13 и 15 составляют блок модуляции. Импульсная последовательность с выхода блока модуляции подается на m-разрядный триггерный делитель !6 (второй счетчик). На фиг. 2с показано колебание на его выходе для m =3. То же колебание, только сжатое во времени в четыре раза, показано на фиг. 2m. С помощью полосового фильтра 17 выделяется первая гармоника синтезируемого колебания. Счетчик 16 и фильтр 17 составляют блок деления частоты и фильтрации.

При переводе переключателя 14 в нижнее положение открывается элемент 12 и закрывается элемент 1!. Колебание на выходе элемента 12 будет инвертнровано по отношению к показанному на фиг. 2п. Количество импульсов на выходе элемента 15 в этом случае линейно уменьшается во времени, что приводит к синтезированию устройством линейно убывающей частоты.

Если переключение частот требуется производить лишь с одной, максимально возможной

599328

Формула изобретения скоростью, то устройство существенно упрошается. В этом случае переключение счетчика

8 осуществляется непосредственно колебанием, снимаемым с прямого выхода последнего триггера и-разрядного счетчика 1 (верхнее положение переключателя 18) четвертого переключателя. Полтора периода получающегося при этом колебании показано на фиг. 2у (его масштаб так же сжат в четыре раза) . Переключатели 4,9,14 и 18 составляют блок программирования.

В общем случае описываемое устройство позволяет получать 2 различных частот от

f... =ft,-2 "" до 1.,„=(,„, 2 " ступеньками через Af.:„„=f„- 2"" и ступенчато линейно увеличивать или уменьшать частоту выходного колебания с 2" различными скоростями со ступеньками скорости ь ==- -" —" - 2 "" " ;ч;с вх формирование требуемого количества импульсов на выходах общих элементов 5 и 15 в устройстве осуществляется не непосредственным суммированием дифференцирова ных импульсных последовательностей с кратными частотами, а путем стробирования входных импульсов, подаваемых на вход элементов 5 и 15, с помошью предварительно сформированных стробируюших импульсов, подаваемых на другие входы элементов И-HE 5и 15. Это позволяет избежать искажений, вызываемых неодинаковыми задержками в каскадах формирования и повысить быстродействие и надежность. Кроме того, такой способ формирования позволяет обойтись без реверсивного счетчика для обеспечения как линейно возрастающего, так и линейно убывающего изменения частоты.

Устройство для формирования линеино переключаемых частот, содержашее первый счетчик, вход которого подключен к входу устройЬ ства, соединенному со входом элемента НЕ, первую группу элементов И-НЕ, вход каждого из которых соединен с инверсным выходом соответствующего разряда коммутирующего счетчика, выходы элементов И-НЕ первой

5 группы соединены со входами первого общего элемента И-НЕ, управляющие входы коммутируюшего счетчика соединены с выходами первого переключателя, вторую группу элементов

И-HF, вход каждого из которых соединен с соответствующим выходом второго переключателя, а выходы соединены со входами второго общего элемента И-НЕ, блок модуляции, выполненный на элементах И-HE. входы которого соединены с выходами третьего переключателя, второй счетчик, выход которого через полосовой фильтр соединен с выходом устройства, третий счетчик, третий общий элемент И-НЕ, четвертый переключатель, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения, входы каждого к-ro элемента И-НЕ обеих групп соединены с прямым выходом к-го разряда и инверсным входом каждого i-го разряда первого счетчика (где 1 1 к), выход второго общего элемента И-НЕ соединен со входом третьего счетчика, выходы первого и третьего счетчиков через четвертый переключатель соединены со входом коммутирующего счетчика, выходы бло25 ка модуляции соединены со входом третьего общего элемента И-НЕ, выход которого соединен со входом второго счетчика, выход элемента НЕ соединен со входами второго и третьего общих элементов И-НЕ, выход первого общего элемента И-НЕ соединен со входом блока модуляции.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1 Котов В. С., Радиотехника, т. 26, № 5, 1971, с. 64.

2. «Аппаратура для частотных и временных измерений» под ред. А. П. Горшкова, М., «Сов. Радио», 1971, с. 278 — 280.

599328 фм8.Г

Редактор P. Киселева

3 а к аз 143О/42

Ю

В г д е з

И

К л м и

Составитель И. Горелова

Техред О. Луговая Корректор Н. Тупица

Тираж 1086 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Сонета Мнннстров СССР по делам изооретений и и-:..рьп ий! 13035, Москва, Ж-35, Ра1гиская наб.. к 4 5

Филиал ППП «Патен », г. Ужгород, ул. Г1росктная, 4