Частотно-модулированный кварцевый генератор Ю.Г.Никитенко Советский патент 1984 года по МПК H03C3/00 

00 4 |; СП 1 Изобретение относится к радиртехнике и может использоваться для формкровання частотно-модулированных колебаний в передающих устройствах систем связи, телеметрии, радиолокации. Известен частотный модулированный (ЧМ) кварцевый генераторэ содержащий источник модулирующего сигнала, частотный модулятор и кварцевый генеpa тор t , Однако в данном частотно-модулированном кварцевом генераторе иска жается форма сигнала из-за немоночастотности входящего в кварцевый генератор кварцевого резонатора нали .чием его побочных (паразитных) резонансов. Наиболее близким к предложенному является частотно-мод лированный кварцевый генератор, содержащий последовательно соединенные источник модулирующего сигнала, фильтр верхни частот, интегратор и фазовый модулятор, последоватгльно соединенные частотный модулятор и кварцевый генератор, выход которого соединен со вторым входом фазового модулятора, (а также фильтр .нижних частот вход которого соединен с выходом источни модулирующего сигнала, причем выход фильтра нижних частот соединен cd входом частотного модулятора Г 2 , Однако в известном ЧМ кварцевом генераторе также имеются искажения, закона модуляции, вызываеь1ые немоно частотностью кварцевого резонатора. Цель кзобретеник уменьшение ис кажений закона модуляции. Цель достигается теМ; что в частотно-кодулированныи кварцевый гене ратор, содержащий последовательно соединенные источник модулирующего сигнала, фильтр верхних частот, интегратор и фазовый модулятор, после довательно соединенные частотный модулятор и кварцевый генератор, выход которого соединен со вторым входом фазового модулятора, а также фильтр нижних частот, вход которого соединен с выходом источника модули рующего сигнах а, между выходом фильтра нижних частот и входом частотного модулятора введен блок режекторных фильтров, На фиг.1 представлена структурна электрическая схема предложенного ЧМ кварцевого генератора, на графики частотной характеристики i2 ФНЧ с режекторньми фильтрами (К коэффициент передачи) и частотных модуляционных характеристик ЧМ кварцевого генератора, ЧМ кварцевый генератор содержит источник 1 модулирующего сигнала, фильтр нижних частот (ФНЧ) 2, частотный модулятор 3,,кварцевьш генератор 4, фильтр верхних частот (ФВЧ) 5, интегратор 6, фазовый модулятор 7, блок 8 режекторных фильтров. ЧМ кварцевый генератор работает следующим образом. При подаче на вход ФНЧ 2 модули.рующего сигнала от источника 1 модулирующего сигнала часть спектра этого сигнала через ФНЧ 2 и блок 8 режекторных фильтров подается на вход частотного модулятора 3, в результате изменяется частога колебаний кварцевого генератора 4 по закону модулирующего сигнала, снимаемого с выхода ФНЧ 2 (фиг,2, кривая 2)5 прошедшего через блок режекторных фильтров 8. Для тех частот модулирующего сигнала, которые совпадают с частотой настройки режекторных фильтров, входящих в блок режекторных фильтров 8 5 коэффициент передачи ФНЧ 2 стремится к нулю, следовательно, уровень модулирующего сигнала, подаваемого на частотный модулятор 3,, стремится к нулю и отклонение частоты на выходе кварцевого генератора А также стремится к нулю. На этих частотах показаны провалы в частотной модуляционной характеристике (фиг.2, кривая 2) .При подаче части спектра модулирующего сигнала через ФВЧ 5 и интегратор 6 на вход фазового модулятора 7 фаза сигнала, снимаемого с выхода фазового модулятора 7, изменяется по закону сигнала с выхода интегратора 6, а частота колебаний - по закону производной от закона изменения сигнала с выхода интегратора 6 (фиг.2, кривая О, В результате действия колебаний с выходов ФНЧ 2 с блоком 8 режекторкых фильтров и ФВЧ 5 с интегратором 6 соответственно на частотньй модулятор 3 и фазовый модулятор 7 частота колебаний на выходе ЧМ кварцевого генератора изменяется по закону источника 1 модулирующего сигнала с учетом незначительных искажений, обусловленньк остаточным влиянием 3 побочных резонансов входящего в квар цевьш генератор 4 кварцевого резонатора - (кривая 3, фиг.2) и отклоняется от равномерного закона на частотах паразитных резонансов с уменьшением номинальной девиации Afp на вькоде ЧМ кварцевого генератора на этих частотах модуляции на.величину которая меньше ее потерь на выходе кварцевого генератора 4 в связи с геометрическим сложением составляющих девиации частоты с выходов фазового модулятора 7 и кварцевого генератора 4, При этом для обеспечения равно-мерности суммарной частотной модуляционной характеристики (на частотах где отсутствуют паразитные резонансы) подбором режима частотного модулятора 3 обеспечивается девиациячастоты сигнала 4fо на выходе кварц вого генератора 4, равная девиации частоты с выхода фазового модулятор 7,- и с выхода ЧМ кварцевого генера тора снимается ЧМ сигнал с законом изменения частоты, близко соответст вующим форме сигналов источника 1 модулирующего сигнала. Блок 8 режекторных фильтров знач тельно (не менее, чем на порядок) уменьшает паразитное изменение деви ции частоты, обусловленное побочным (паразитными) резонансами кварцевог резонатора, за счет того, что каждый из режекторных фильтров блока 8 режекторных фильтров настроен на частоту модуляции, совпадающую с частотой побочных резонансов кварцевого резонатора. При импульсных модулирующих CHrHa лах в ряде случаев достаточно выполнить блок 8 режекторных фильтров в виде одного режекторного фильтра, настроенного на частоту следования импульсов, для исключения искажений закона изменения частоты, формы импульсов информации. Кварцевый генератор 4 с частотным модулятором 3 может быть выполнен, например, по схеме емкостной трехточки на транзисторе с кварцевым резонатором между базой и коллектором транзистора и частотным модулятором на варикапе (переменная емкость), включенным последовательно с кварцевым резонатором, на вход которого (варикапа) поступает сигнал с выхо454да ФНЧ 2 через блок 8 режекторных фильтров. Фазовый модулятор 7 может представлять собой,.например, усилитель высокой частоты на транзисторе, настроенный на частоту кварцевого генератора j емкость резонансного контура которого содержит варикап, на вход которого поступает сигнал с выхода ФБЧ 5 через интегратор 6,ФН1Д 2,ФВЧ 5 и интегратор 6 могут быть выполнены на RC-элементах, причем сигнал снимается с емкости С-цепи в случае ФНЧ 2 и интегратора 6, и с сопротивления - в случае ФВЧ 5. HcTO4HfiK 1 модулирующего сигнала может быть построен на элементах дискретной техники и в зависимости от вида передаваемого сообщения вьщавать различные кодовые импульсные последовательности или гармонические сигналы. Блок 8 режекторных фильтров может быть выполнен на LC-контурах, использующих последовательный резонанс контура, на котором сопротивление контура мало. Резонансная частота контуров ff, выбирается равной разносг 2 л fLC ти между частотой генерации ЧМ кварцевого генератора 4 и побочными (паразитными) резонансами кварцевого резонатора. Следует стремиться к возможно большей добротности контурай для чего необходимо выбирать катушку индуктивности с максимально возможной индуктивностью L(с минимальными потерями R) и минимально возможной емкостью С . Можно также вместо дискретных режекторных фильтров на каждую из побочных (паразитных) резонансов кварцевого резонатора отсечь на выходе ФНЧ 2 с помощью блока 8 режекторных фильтров составляющие модулирующего сигнала выше, например, 50 кГц, при этом изменение равномерности (погрешность) суммарной частотной модуляционной характеристики ЧМ кварцевого генератора не будет превьппать 2%„ При этом блок режекторных фильтров 8 можно выполнить на операционном усилителе. Таким образом, в предложенном ЧМ кварцевом генераторе значительно

уменьшаются искажения закона модуляции. Повышается также помехоустойчивость, так как он становится нечувствительным к помехам по каналу кварцевого генератора на частотах режекцин, обеспечивается постоянство девиации частоты (индекса ЧМ) с необходимой точностью для любой частоты модулирующего спектра,

В результате значительно улучшаются тактико-технические характеристики ЧМ кварцевого генератора и радиоэлектронной аппаратуры, в которой он используется.

Частотно-модулированный генератор, содержащий последовательно соединенные источник модулирующего сигнала, фильтр верхних частот, интегратор и фазовый модулятор, последовательно соединенные частотный модулятор и кварцевый генератор, выход которого соединен с вторым входом фазового модулятора, а также фильтр нижних частот, вход которого соединен с выходом источника модулирующего сигнала, отличающийся тем, что, с целью уменьшения искажений закона модуляции, между выходом фильтра нижних частот и входом частотного модулятора введен блок режекторных фильтров.