Формирователь линейно-частотно-модулированных сигналов Советский патент 1983 года по МПК H03C3/08 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для формирования линейно-частотно-модулированных (ЛЧМ) сих-налов в игзмерительно технике, в системах связи и радиолокации, в частности, в качествеsajf&lo щего генератора аппаратуры для вертикального и наклонного зондирования ионосферы.

Известен формирователь ЛЧМ сигналов, содержащий последовательно соединенные генератор пилообраэ.ного напряжения, ,автогенераторf смеситель, формирователь сигналов, функциональный преобразователь, импульсно-фазоВЫЙ детектор, фильтр нижних частот(, сумматор, триггер -с раздельными входми и дискриминатор llj.

В известном формирователе ЛЧМ снг налов исключаются паузы в периоде модуляции, однако относительно низкая точность установки начальной частоты увеличивает динамическую ошибку автоподстройки ЛЧМ колебаний.

Наиболее близким к предложенному является Формирователь линейно-частотно-моДулированных сигналов, содер жавдий последовательно соединенные управляемый генератор, фазовый детектор, к другому входу которого подключен эталонный генератор, блок стробирования, преобразователь ксЗлебаний с переменной частотой в последовательность импульсов с постоянной частотой следования, -импульсно-фазовый детектор, первый фильтр нижних частот и сумматор, выход которого соединен с управляюй1нм входом управляемого генератора, второй фильтр нижних частот, выход которого :соединен со вторым входом сумматора, синхронизатор, первый.и второй выходы которого соединены соответственно со вторым входом преобразователя колебаний с переменной частотой в последовательность импульсов с постоянной частотой следования и со.вторы1«5 входом импульсно-фазового детектора, а также генератор пилообразного напряжения, включенный между nepBiiDNi Выходом синхронизатора и третьим входом сумматора, при этом другой выход блока стробирования соединен со входом второго фршьтра нижних частот 2 Д.

Однако данный формирователь .,ЛЧМ сигналов не обеспечивает достаточную линейность закона модуляции при увеличении девиации частоты, вследствие того, что имеет значительную паузу в периоде Модуляции, связанную с использованием на выходе фазового де тёктора узкополосного второго фильтра нижнихчастот, который увеличнва ет- время.захвата начальной частоты при переходе ЛЧМ сигнала с максимальной амплитуды девиации к начальной частоте.

На время автоподстройки (АП) ЯЧМ кольцо автоподстройки начальной частоты отключается, при этом второй фильтр нижних частот со своей постоянной разряжается до уровня, определяемого его схемой включения (нулевого или потенциального), Это измв няющееся по случайному закону напряжение через сумматор поступает на управляющий вход управляемого генератора, изменяя его частоту также по случайному закону. Чтобы во время периода ЛЧМ сигнала сохранить линейный закон изменения частоты элементам кольца АП ЛЧМ необходимо исправить модулируго1цую характеристику управляемого генератора, а также отработать случайное напряжение, вносимое кольцом АП начальной частоты при его отключении. Всякая система автоматической подстройки имеет полосу удержания. В данном случае влияние изменяющего напряжения кольца АП начальной частоты во время АП ЛЧМ как бы сужает полосу удержания кольца АП начальной частоты, являющееся допол.нительным напряжением отлибки кольца АП ПЧК, не позволяет увеличить амплитуду девиации ЛЧМ сигнала из-за возможности выхода cиcтe v5ы АИ ЛЧМ из полосы удержания, а следовательно, это приводит к срыву линейного закона частотной модуляции. Фиксация управляющего напряжения на каком-либо постоянном уровне при отключении кольца АП начальной частоты невозможна, так как в началь--ный момент АП ЛЧМ будет скачек частоты, что уменьшает скорость за хвата и точность удержания линейно-го закона, так как начальная частота не соответствует опорному сигналу „

Цель изобретения - повышение ли™ нейности законамодуляции при увеличении девиации частоты.

Для достижения цели в формирователе линейно-частотно-модулированных сигналов, содержащем последовательно соединенные управляемый генератор, фазовый детектор, к другому входу которого подключен эталонный гене|затор, блок стробирования, преобразователь колебаний Спеременной частотой в последовательность импульсов с постоянной частотой следования, ймпульснр-фазовый детектор, первый фильтр нижних частот и сумматор, выход которого соединен с управляющим входом управляемого генератора, второй фильтр нижних частот, выход которого соединен СО вторьм входом сумматора, синхронизатор, первый -и второй внход которого соединены соответственно со зтортл входом преобразователя колебаний ,с переменной частотой в последовательность импульсов с поатоянной частотой еледования и со вторым входом импульсно фазового детектора, а также генератор пилообразного напряжения, вклю ченный между первым выходом синхрони затора и третьим входом сумматора, между выходом фазового детектора и входом второго фильтра нижних частот введены последовательно coeдинeннke третий фильтр нижних частот и аналоговый запоминающий блок, второй вход которого соединен с третьим выходом синхронизатора. На чертеже представлена структурная схема предложенного формирователя. Формирователь ЛЧМ сигналов содержит генератор 1 пилообразного напряжения f управляемый генератор 2, сумматор 3, первый фильтр нижних частот (ФНЧ) 4, фазовый детектор 5, тре тий ФНЧ б, второй ФНЧ 7 f импульсно фазовый детектор 8, эталонный геие ратор 9, аналоговый запоминающий блок 10; преобразователь 11 колебани с переменной частотой в последовательность импульсов с постоянной час тотой следования, синхронизатор 12,. блок стробирования 13, Формирователь ЛЧМ сигналов работает следующим образов. Кольцо фазовой автоподстройки (ФАП) начальной частоты включает управляемый генератор 2, фазовый детек тор 5 с эталоиньм генератором 9, ши.рокополосный третий ФНЧ б, аналоговый запоминающий блок 10, узкополосный второй ФНЧ 7 и cyMiaTop 3. Кольцо АП ЛЧМ содержит управляв™ мни генератор 2, фазовый 5 с эталонным генератором 9, сунма тор 3, генератор 1 пилообразного напряжения, блок стробирования 13, преобразователь 11, импульсно-фазовый детектор 8, первый ФНЧ 4. синхронизатор 12, Синхронизатор 12 служит для форми рования сигналов синхронизации, необходимых для функционирования всех блоков формирователя ЛЧМ сигналов. Синхронизатор может быть построен на основе стабильного опорного генератора с последующим делением частоты и формированием синхроиизируюац-sx сигналов. На первом выходе формируют ся синхронизирующие импульсы с перио дом Т, которые служат для запуска генератора 1 пилообразного напряжения и установки преобразователя 11 колебаний с переменной частотой в последовательность импульсов с постоянной частотой следования в на чальшэе (нулевое) состояние. На вто ром выходе формируются импульсы ста бильной частоты, которые поступают на второй вход импульсно-фазового :детектора 8, служат для АП линейнос ти и несут информацию о крутизне иа менения ЛЧМ сигнала Частота импуль-. сов на втором выходе синхронизатора 12 пропорциональна . где ji - крутизна изменения ЛЧМ сигнала;максимальная девиация ЛЧМ сигнала; период ЛЧМ сигналнр и устанавливается простьвл измеианнем коэффициента деления делителя опорной частоты. На третьем-выходе син кронизатора 12 .формируются пачки импульсов, длительность -каждой на которых равна длительности паузы в ЛШсигнале. Частота импульсов внутри пачки определяется применением аналогового запоминающего блока 10 н равна или форг-Шруется из частоты опорного генератора. На время ЛЧМ сигнала GH находится в режиме хранения под воздействием управляющего,сигнала с третьего выхода синхронизатора. До начала модуляции кольцо ФАП сводит к нулю разность частот и фаз управляемого 2 и эталонного 8 генераторов В .этомрежиме выходные пульсы высокой частоты с третьего, выхода синхронизатора 12 постоянно опрашивают аналоговый запоминающий блок 10 и записывают на его выходе напряженкеf соответствующее выходному напряжению широкополосного третьего ФНЧ б. На первом выходе синхронизатора 12 формируется нмпульс включения модуляции, с приходом которого включается генератор 1 пи.пообразного напряжения. На втором выходе синхронизатора 12 появляется эталонная импульсная последовате.льность, на третьем вьиюде импульсf равный длительности юдyляции, с приходом которого аналоговый запоминающий блок 10 .данает уровень начальной частоты на время МОДУЛЯЦИИ;, разрывая кольцо ФАП начальной частоты. Генератор 1 начинает формировать пилообразное напряжение, которое через сумматор 3 подается на вход управляемого генератора 2, Его частота начинает изменяться, а на выходе фазового детектора 5 выделяется сигнал .биений в результате перемножения на- пряжения управляемого генератора 2 с ЛЧМ и эталонного генератора 9 с постоянной частотой. Сигналбиений с выхода фазового детектора 5 поступает на блок стробирования 13, который служит для форг.шрования прямоугольных импульсов определенной длительности из аналогового сигнала биений на выходе.фазового детектора 5, что неббходимЪ для жесткой фиксации фазы - момента перехода аналогового

ФОРМИ8Ч ВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНО-ЧАС ТОТВО-МОНУШРОВАННЫХ СИГНАЛОВ, содержащий последовательно соединенные управляемый генератор, фазовый детектор, к другому входу которого подключен эталоншай генератор, блок стровирования, преобразователь колебаний с переменной частотой в последовательность импульсов с постоянной частотой следования, импульснофазовый детектор, первый фильтр нижних частот и .сумматор, выход Которого соединен с управляющим входом | управляемого генератора, второй фильтр нижних частот, выход которого соединен со вторым входом сумматора, синхронизаторI первый и второй выходы которого соединены соответственно со вторым входом преобразователя колебаний с переменной частотой в последовательность импульсов с постоянной частотой следования и со вторым входом импульсно-фазового детектора, а также генератор пилообразного напряжения, включенный между первым выходом синхронизатора и третьим входом сумматора, отличаю,Iц и с я , что, с целью повышения линейности закона модуляции при уве-Щ личении девиации частоты, между выходом фазового детектора и входом (Л второго фильтра нижних частот введе- щ, ны последовательно соединенные тре- цдц тий фильтр нижних частот и аналоговый запоминающий бйок, второй вход Щ которого соединен с третьим выходом синхронизатора.