Формирователь линейно-частотно-модулированных колебаний Советский патент 1984 года по МПК H03C3/08 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в качестве устройства формирования сигналов с угловой модуляцией в системах с независимым источником несущего колебания,

Известен формирователь линейночастотно-модулированных (ЛЧМ) колебаНИИ, содержащий формирователь кода, двоичный- счетчик и фазосдвигающее устройство, в которых формирование требуемого закона колебаний осуществляется путем дискретной фазовой модуляции несущей частоты с постоянным шагом квантования по фазе flj.Однако в спектре выходного сигнала указанного формирователя ЛЧМ колебаний имеются паразитные составляющие значительного уровня, возникающие вследствие дискретного изменения фазы, причем уменьшениевеичины, дискрета, приводящее к снижению ур.овня паразитных составляющих . и величина девиации ограничены недостаточным быстродействием блоков., входящих в формирователь ЛЧМ колебаний .

Наиболее близким к предлагаемому является формирователь линейно час Еотно-модулированных колебаний, содержащий первый и второй фазосдви- . гающие блоки, выходы которых соединены с соответствующими, входами высокочастотного коммутатора, а первые управляющие входы первого фаэосдвигающего блока соединены с соответствующшу1и первыми управляющими входами второго фазосдвигающего блока, последовательно соединенные- -генератор линейн.о изменяющегося напряжения и низкочастотный коммутатор, первый и второй выходы которого соединены с вторыми управляющими входами соответствен-но первого.и второго фа осдЕигающих блоков, последователь.но соединенные источник тактовых сигналов и генератор кода, а также счет-чик и триггер, первый счетный вход которого соединен с первым выходом генератора кода, а выход - с управляющими входами низкочастотного и высокочастотного коммутаторов и третьими управляющими входами первого И второго фазосдвигающйХблоков,,. вход сброса генератора линейно изменяющегося напряжения соединен с.входом сброса генератора кода, -.при этом сигнальные входы первого и второго фазосдвигакадих блоков являются входами высокочастотного сигнала формирователя линейно-частотно-модулированных колебаний С2.

Однако в известном формирователе ЛЧМ колебаний относительно мала: девиация частоты и относительно высок уровень паразитных составляющих

В случае реализации больших девиаций уровень паразитных составляющих резко возрастает из-за неполной компенсации при значительном отклонении текущей частоты от несущей, что обусловлено значительной ошибкой в определении моментов переключения фг13осдвигающих блоков. Эти паразйт-ные составляющие не могут быть отфильтрованы, так как при больших девиациях они находятся в полосе рабочего сигнала.

Цель изобретения - увеличение девиации частоты при снижении уровня паразитных составляющих.

Поставленная достигается ьем, ч.то в формирователь линейног частотно-модулированных колебаний, содержащий первый и второй фазосдвигающие блоки, выходы которых соединены с соответствующими входами, высокочастотного коммутатора, а первые управляющие входы первого фазосдвигающег.о блока соединены с соответствующими первыми управляющими входами второго фазосдвигающего блока, по-, следовательно соединенные генератор линейно изменяющегося напряжения и низкочастотный коммутатор, первый и второй выходы которого соединены.с вторыми управляющими входами соот- ветственно первого и второго фазосдвигающих блоков, последова.тельно . соединенные источник тактовых сигналов и генератор кода, а также счетчик и триггер, первый счетный .вход которого.соединен с первым - выходом генератора кода/ а выход соединен с управляющими входами низкочастотного и высокочастотного коммутаторов и третьими управляющими -входами первого и второго фазосдвигающйх блоков, а вход сбр.оса-генератора линейно изменяющегося напряжения соедин.ен с входом сброса генератора кода, при этом сигнальные входы первого и второго фазосдвигающйх блоков являются входами высокочастотного сигнала формирователя линейно-частотно-модулированных колебаний, введены элемент ИЛИ и цифровой сумматор, входы которых соединены с выходами соответствующих разрядов . счетчика,выход элемента ИЛИ соеяинен с первым установочным входом триггера, вхО переноса цифрового сумматора подключен к первому выходу генератора кода, а выходы разрядов цифрового сумматора подключены к соответствующим точкам соединения между собой первых управляющих входов первого и второго фазосдвигающйх блоков, при этом входсчетчика соединен с вторым выходОм генератора кода, второй счетный вход триггера соединен с выходом -источника тактовых сигналов, второй установочный вход триггера и управлянадие входы счетчика и цифрового сумматора соединены с входом сброса генератора кода. Генератор кода выполнен в виде последовательно соединенных двоично го счетчика и накапливающего сумматора, входы которых соединены между собой, и точка их соединения являет ся входом генератора кода, выход на капливающего сумматора является первым выходом, выход двоичного сче -чика,- вторым выходом генератора ко да, а управляющий вход накапливакице го .сумматора является входом сброса генератора кода. На фиг.1 представлена структурная электрическая схема предлагаемо ГС формирователя ЛЧМ колебаний; на фиг.2 и 3 - диаграммы, пояснякяцие его работу. Формирователь ЛЧМ колебаний содержит первый 1 и второй 2 фазосдви гающие блоки, источник 3 тактовых сигналов, триггер 4, генератор 5 ли нейно изменяющегося напряжения (ГЛИЙ), низкочастотный (НЧ) б и высокочастотный (ВЧ) 7 коммутаторы, элемент ИЛИ 8, цифровой сумматор 9, счетчик 10, генератор 11 кода, состоящий из двоичного счетчика 12 и сумматора 13. Первый 1 и второй 2 фазосдвигающие блоки содержат плавный фазовращатель 14, интегратор 15, дискретны фазовращатель 16 и запоминающий бло 17,. ; .: . :-: , Формирователь ЛЧМ колебаний работает следующим образом. Высокочастотный сигнал поступает на первый 1 и второй 2 фазосдвигаю-. щие блоки. Рйяпульс сброса устанавлИ вает в начальное состояние генератор 11; кода, триггер 4, счетчик 10 и ГЛИН 5. При этом элемент ИЛИ 8 выдает сигнал О. Генератор 11 код с первого выхода (выхода сумматора 13) выдает импульсы, соответствувдие моментам переключения фазы. На триггер 4 также поступает сигнал с первого выхода генератора 11 кода. По этим сигналам триггер 4 подключает на выход через ВЧ коммутатор 7 один из фазосдвиГаюадих блоков, например первый фазосдвигающий бЛок 1, и разрешает перенос содержимЪго цифрового сумматора 9 в дискретный фазовращатель 16 второго фазосдвигающего блока 2 (отключенный от выхода) через запоминающий блок 17. Содержимое цифрового сумматора 9 равно текущему значению числа импульсов, пришедших от генератора 11 кода, т.е. текущему значению фазы требуемого закона модуляции.. ГЛИН 5,НЧ| коммутатор б, интегратор 15 и плавный фазовращатель 14 осуществляют компенсацию сигнала s интервале между импульсами коммутации. На фиг.2 показан вид компенсирующего сигнала. После заполнения двоичного счетчика 12 генератора 11 кода на его выходе вырабатывается импульс. Этот импульс записывает 1 в 10. Затем элемент ИЛИ 8 формирует сигнал на выходе и переключает триггер 4 в режим работы от источника 3 тактовых сигналов. При этом состояние цифрового сумматора 9, а значит, и текущая фаза в дискретном фазовращателе 16 измен я- . ютея на каждом такте. Триггер 4 тоже на каждсад такте подключает то первый, то второй фазосдвигающие блоки 1 и 2 к выходу и переписывает в них код из цифрового сумматора 9. Так как в Э.ТОМ режиме отсутствует ошибка в определении моментов переключения, то компенсация эффективно работает на всем протяжении рабочего хода формирования сигнала. Таким образом, работа формирователя ЛЧМ колебаний разделяется на два этапа; первый этап - режим работы с постоянным шагом квантования по фазе (лЧ const ), когда содержимое счетчика 10 равно нулю, и второй этап - комбинированный режим работы, когда содержимое счетчика 10 отлично от нуля. На втором этапе работы результирующий код фазы, устанавливаемый в дискретном фазовращателе 16, является суммой двух частей: линейной и квадратичной. На фиг.З представлены графики двух этапов работы формирователя. Квадратичная или линейночастотная часть (фиг. За) определ.яется импульсами с выхода сумматора 13 генератора 11 кода, Линейная часть (фиг, 36) определяется содержи1 Я11м счетчика 10 и обусловливает постоянн.ое смещение по частоте. Если в счетчике 10 записано число L , то это значит, что и текущая фаза в первом и втором фазосдвигающих блоках 1 и 2 каждый такт изменяется (увеличивается или.уменьшается) на величину идЧ, где л - дискрет изменения фазы в фазосдвигающем блоке. А это .значит, что частота на выходе фазосдвигающе17О блока изменяется на величинуf - L.44 гя f. период тактовых сигналов, Из фиг.З видно, что для стыковки линейной и квадратичной частей необходимо, чтобы скачки, по частоте обеих астей были одинаковыми, т.е. 4f,-4 2jtr , (3)

где Т - параметр модуляции;

N - емкость счетчика 10. Отсюда вытекают условия стыковки:

f (41

N

21 уТ

Но так как :л const . . 4У

(Я Jiwt

где m - емкость сумматора 13 г-ен ератора II кода.

Следовательно, Nsnt/i , т.е. емкость двоичного счетчика 12 генератора 11 кода должна быть равной половине емкости сумлатора 13. ,

Спектр ошибки формирователя ЛЧМ колебаний состоит из лине.Йной и квадратичной частей.

Система компенсации формирователя ЛЧМ кол.ебаний компенсирует в основном линейную составляющую, т.е. 6л , где cTJf - точность компенсации. При этом в предлагаем 1 формирователе ЛЧМ колебаний величину девиаЦии можно выбирать любой в пределе O-f, не увеличивая величину дискрета фазы. Соответственно, уровень паразитных составляющих, определяе№1Й величиной дискрета фазы (квадратичной частью), существенно уменьшен. Паразитные составляющие, определяемые линейной частью, эффективно компенсируются и при точной компенсации могут быть сведены кнулю. Кроме того, они .сосредоточены на известных

ч астотах и поэтому их легко отфи;р т ровать.

Таким образом, в предлагаемом формирователе ЛЧМ колебаний значительно увеличивается девиация частоты при снижении уровня паразитных

0 составляющих.

1. ФОРМИРОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНОЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ КОЛЕБАНИЙ, содержащий первый и второй фазосдви- гаквдие блоки, выходы которых соединены с соответст вующими входами высокочастотного кс 1мутатора, а первые управлякадие входы первого фазосдвигаквдего блока Соединены с соответствукядими первыми управлякицими входами второго фазЬсдвигающего блока, последовательно соединенные генера.тор линейно изменяющегося напряжения и низкочастотный коммутатор, первый и второй выхода которого соединены с вторыми управляющими -входами соответственно первого и второго фазе- . сдвигаиядих блоков, последовательно соединенные источник тактовых сигналов и генератор кода, а также счбт- : чик и триггер,, первый счетный вход которого соединен с первым выходом генератора кода, а выход соединен с управляющими входами низкочастотного и высокочастотного коммутаторов и третьими управлякяцими входами перво го -И второго фазосдвигагацих блоков, а вход сброса генератора линейно изменяющегося напряжения соединен с входом сброса генератора кода, при этом сигнальные входы первого и второго фазосдвигающих блоков являются входами высокочастотного сигнала формирователя линейнр-ч&стотномодулированных колебаний.г о т л ичающийся тем, что, с целью увеличения девиации частоты при снижении уровня паразитных составляющих, в него введены элемент ИЛИ и цифровой сумматор, входы которых соединены с выходами соответствующих разрядов счетчика, выход элемента ИЛИ соединен с первым установочным входом триггера, вход переноса цифрового- сумматора подключен к первому выходу генератора кода, а выходы разрядов цифрового сумматора подключены к соответствующим точкам соединения между собой первых управлякадих§ входоа /первого и второго фазосдвй- ганицих блоков, при этом вход счетчи(Л ка соединен с вторым выходом генеipaiopa кода, второй счетный вход . триггера соединен с выходом источника тактовых сигналов, второй уста- g новочны } вход триггера и управляющие входы счетчика и цифрового сумматора соединены с входом сброса генератора :кода. 2. Формирователь по п. 1,о т л ич а ю щ и и с я тем, что генератор | кода выполнен в виде последовательно Ю Соединенных двоичного счетчика и на4 капливэлоыего. сумматора, входы которых соединены между собой, и точка их соединения является входом генератора Кода, выход накапливающего сумматора является первым выходс 1, йыход двоичного счетчика - вторым выходом генератора кода, а управляющий вход накапливающего сумматора является входом сброса генератора кода.

.fa