УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ В ТРАКТЕ СВЕРХВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ (СВЧ) ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ УСТАНОВКИ ПРИ ОТНОШЕНИИ СИГНАЛ-ШУМ МЕНЕЕ ЕДИНИЦЫ Советский патент 1957 года по МПК H03L7/00 

Для обеспечения стабильной работы тракта СВЧ высокочастотной установки (приемника измерительного устройства и т.п.) обычно применяются схемы автоподстройки частоты, основанные на применении частотного детектора в тракте промежуточной частоты этой же установки. Напряжение дебаланса частотного детектора управляет частотой гетеродина. Однако эти схемы неудовлетворительно работают при отношении сигнал-шум менее единицы.

Предлагается устройство для автоподстройки частоты, состоящее из источника 1 слабого сигнала (генератора сигнала), смесителя 2, гетеродина 3, усилителя 4 промежуточной частоты (УПЧ), детектора 5, усилителя 6 низкой частоты (УНЧ), низкочастотного фазового детектора 7, генератора 8 пилообразного напряжения и генератора 9 опорного синусоидального напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Гетеродин модулируется по частоте генератором пилообразного напряжения. При этом величина девиации частоты должна быть меньше, чем диапазон генерации гетеродина, и для получения оптимального отношения сигнала к шуму связана с шириной полосы пропускания УПЧ соотношением

где - величина девиации частоты;

Δƒ_упч -ширина полосы пропускания УПЧ.

При этом детектор будет выделять видеоимпульсы, воспроизводящие форму полосы пропускания УПЧ и отвечающие соотношению

где τ - длительность видеоимпульса на уровне 0,7;

Т - длительность цикла изменения частоты гетеродина (период генератора пилообразного напряжения).

Таким образом этот сигнал близок к меандру - оптимальной форме сигнала при наличии шумов.

Видеоимпульсы усиливаются УНЧ (который может быть сделан узкополосным, пропускающим лишь первую гармонику видеосигнала, с целью улучшения отношения сигнал-шум в раз (Δƒ_унч - полоса пропускания УНЧ).

Время прохождения максимума сигнала, отсчитываемое от начала периода генератора пилообразного напряжения f_0,1, зависит от разности частот f гетеродина средняя минус f генератора сигнала.

В идеальном случае эта разность частот равна промежуточной частоте, a t₀=Т/2.

В реальном случае может возникнуть расстройка Δf=f гетеродина средняя минус f генератора сигнала минус f промежуточная (рассматриваем случай, когда f гетеродина средняя больше f генератора сигнала).

При этом изменится время прохождения максимума сигнала видеоимпульсов на выходе детектора, а следовательно, и фаза первой гармоники этого сигнала. Подав это напряжение на фазовый детектор, использующий в качестве опорного напряжения синусоидальный сигнал, жестко связанный по фазе с первой гармоникой пилообразного напряжения, модулирующего гетеродин, возможно выделить напряжение дебаланса, пропорциональное Δf, и подстраивать с помощью этого напряжения гетеродин устройства.

Источником опорного напряжения фазового детектора и элементом, синхронизирующим генератор пилообразного напряжения, служит генератор 9 опорного синусоидального напряжения.

1. Устройство для автоподстройки частоты в тракте сверхвысокой частоты (СВЧ) высокочастотной установки, содержащей генератор сигнала, гетеродин, усилитель промежуточной частоты (УПЧ), детектор и усилитель низкой частоты (УНЧ), состоящее из модулятора колебаний гетеродина, блока управления гетеродином в зависимости от изменения частоты в тракте СВЧ, и вспомогательного генератора опорного напряжения, подаваемого на блок управления и модулятор, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и обеспечения надежной работы при отношении сигнал-шум меньшем единицы, в качестве блока управления применен фазовый детектор, включенный на выходе УНЧ установки, а в качестве модулятора-генератор пилообразного напряжения, синхронизируемый вспомогательным генератором, подающим одновременно опорное напряжение на фазовый детектор.

2. Выполнение устройства по п. 1, отличающееся тем, что, с целью улучшения отношения сигнал-шум УНЧ установки делается узкополосным, пропускающим лишь первую гармонику видеосигнала.