Формирователь фазомодулированных сигналов Советский патент 1986 года по МПК H03C3/00 

10

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для формирования фазомодулированных сигналов при контроле систем автоматического управления и регулирования с фазомодулированными воздейств.иями, при проверке устройств связи и радиолокации, предназначенных для передачи и приема фазомодулированных сигналов ,

Цель изобретения - уменьшение нелинейных искажений выходных сигналов.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предложенного формирователя; на фиг. 2 - при-, 15 мер выполнения блока стабилизации длительности импульсов; на фиг. 3 - пример выполнения преобразователя временных интервалов в импульсные сигналы; на фиг. 4, 5 - временные 20 диаграммы работы формирователя.

Формирователь фазомодулирова,нных сигнах ов содержит генератор 1 импульсов, кольцевой счетчик 2 импульсов, первый, второй, .. ., И -иг элементы 25 И 3,, 3 , ... , 3j , элемент ИЛИ 4, блок 5 стабилизации длительности им- пульсов, преобразователь б временных интервалов в импульсные сигналы, выходной фильтр 7.30

Блок 5 стабилизации длительности импульсов содержит триггер 8, ключ/9, счетчик 10 импульсов, формирователь 11 импульсов.

Преобразователь 6 временных интервалов в импульсные сигналы содержит распределитель 12 тактовых импульсов, триггер 13, первый и второй элементы

И 14 и 15. I

Формирователь фазомодулированных 40 сигналов работает следующим образом.

Принцип работы формирователя основан на дискретном изменении временных параметров формируемых прямоугольных импульсов. При этом временные пара- 45 метры формируемых импульсов изменяют ступенчато сначала в одну сторону, а затем в другую, причем число уровней, их значения и границы переключения выбирают и зависимости от 50 требуемой точности (допустимой величины искажения выходного сигнала), индекса фазовой модуляции, т.е. за период модулирующего сигнала используют несколько уровней изменения 55 временных параметров. Это позволяет исключить в формируемом сигнале гармоники модулирующей частоты, бли35

10

15 20

49552

жайшие к основной, при одних и тех же характеристиках выходного фильтра 7. Для исключения соответствующей гарм:онйки необходимо выбрать определенное число уровней, их значения и границы переключения.

Так, для исключения третьей гармоники необходимо иметь три уровня изменения временного положения i , (i + u t ) и (t - ui ) импульсной последовательности за период молудирую- щего сигнала. В этом случае границы изменения временного положения определяются выражениями:

6

К - - 2

k - N i,- о. 1

N,

К.

К,

k

номера имгде л,

пульсов несущей, при которых следует изменять уровень временной модуляции На фиг. 4 представлен график изменения временного положения прямоугольных импульсов относительно номинального значения в функции фисла импульсов несугцей .).

Для одновременного исключения Третьей и пятой гармоник необходимо выбрать пять уровней изменения временного положения

(i +ui), (t- it)

.

и

импульсной последовательности за пе- риод модулирующего сигнала (фиг. 5). В этом случае границы изменения временного положения определяются выражениями:

Т

2N

Ts

N 2

- 3N.

2- JQ,

. 19N N -an 5

30

К, (,

N

3 4JJ( 5

5K

K, 7-; k, N

где k , - tCg - номера импульсов несущей, при которых следует изменять уровень временной модуляции.

Аналогично могут быть определены соответствующие условия изменения уровней временной модуляции для исключения седьмой и последующих гармоник. Однако основную погрешность составляет третья гармоника и зачастую можно ограничиться только ее исключением. Иногда же, при особьтм требованиям по точности, можно одновременно исключить третью и пятую гармоники.

Перед началом работы на входы установки индекса модуляции формиро- теля фазомодулированных сигналов подаются сигналы, соответствующие заданному индексу модуляции, которые поступают на третьи входы соответствующих элементов И, для задания, например, трех уровней временного положения импульсной последовательности.

Первый уровень соответствует номинальному положению импульсной последовательности, когда сигнал установки индекса модуляций поступает на третий вход элемента И За, второй соответствует временному интервалу (i + u-t) , и разрешающий потенциал посту- .пает на элемент НЗ/р , , а третий соответствует временному интервалу (t-uir) и разрешающий потенциал поступает на

элемент И З/ц .

г М

Количество уровней и границы переключения временной импульсной последовательности задаются преобразова телем 6 временных интервалов в импульсные сигналы (фиг. 3) в последовательности (фиг. 4): при формирования от 1-го до (К,-1)-го и от k -го до (Kg -1)-го импульсов несущего сигнала с преобразователя 6 поступает сигнал только на элемент И 3, а тем самым обеспечивается разрешение на прохождение через элемент И Зд первого уровня импульсной

2

последовательности; при формировании от 1C,-го до ()-го импульсов несущего сигнала с преобразователя 6 поступает сигнал только на элемент

. а тем самым обеспечивается

разрешение на прохождение через элемент И 3/JJ , второго уровня импульсной последовательности; при формировании от Кз-го до ( 1С -1)-го импульс сов несущего сигнала с преобразователя 6 поступает сигнал только на элемент И 3,„ , , а тем самым обеспечивается разрешение на прохождение

через элемент И 3

(o

третьего уровня импульсной последовательности.

В исходном состоянии на выходе генератора 1 импульсов импульсы отсутствуют . Кольцевой счетчик 2 импульсов и распределитель 12 тактовых

2Д9554

импульсов преобразователя 6 подготовлены к приему входных импульсов. Счетчик 10 импульсов блока 5 обнулен. Триггер 13 преобразователя 6 находится

5 в таком состоянии, при котором на вход элемента И 14 подается разрешающий потенциал, а на вход элемента И 15 - запрещающий. Преобразователь выдает только один сигнал, что соответствует

10 прохождению первого уровня в течение К,-1 импульсов несущего сигнала. На выходе формирователя фазомодулированных сигналов сигнал отсутствует. При поступлении на него пускового

15 сигнала выходные импульсы генератора 1 импульсов поступают на вход кольцевого счетчика 2 импульсов и вход блока 5, состояние которого не изменяется, так как его ключ 9 закрыт

20 потенциалом с триггера 8.

Кольцевой счетчик 2 импульсов продолжает заполняться. Если число пе- .риодов входной импульсной последова25 тельности, поступившее на вход кольцевого счетчика 2 импульсов,совпадает с номинальным положением импульсной последовательности во времени (первый уровень временного положения

JQ импульсной последовательности, t ), последний выдает сигнал, который через элементы И 3,. и ИЛИ 4 включает

L

блок 5, на выходе которого формируется передний фронт импульса первой

35 импульсной последовательности (включается триггер 8 и потенциалами с его выходов открывается ключ 9 и включается формирователь 11 импульсов, на выходе которого формируется

передний фронт положительного импульса) . Кольцевой счетчик 2 импульсов продолжает заполняться. Одновременно через открытый ключ 9 заполняется счетчик 10 импульсов, по заполнению

которого триггер В выключается, закрывая ключ 9 и выключая формирователь 11 импульсов. На выходе блока 5 (на выходе формирователя 11 импульсов) формируется задний фронт поло50 жительного импульса, т.е. на выходе формирователя 11 импульсов сформировался первый импульс первой импульсной последовательности, стабиль- ный по длительности (определяется

55 постоянной емкостью счетчика 10 импульсов), амплитуда, задаваемая формирователем импульсов 11, также должна быть постоянной.

5

По заполнению кольцевого счетчика 2 импульсов, т,е. за каждьй период несущего сигнала, па преобразователь 6 поступает один импульс, но он по-прежнему вьщает разрешающий потенциал по выходу злемер-1та И 3.

2

В таком режиме работа формирователя фазомодулированных сигналов будет продолжаться до момента формировани k,-1 импульсов несущего сигнала.

При формировании импульса преобразователь 6 выдает сигнал на

элемент И 3

11-)

разрешающий прохождение через него второго уровня, что соответствует сдвигу импульсной последовательности вправо на величину Дъ по отношению к номинальному, т.е. временное положение импульсной последовательности второго уровня буДет соответствовать уровню t +ut. При этом на входы элементов И 3

2,

поступает потенциал, запреи 3

(o

щающии прохождение через них сигналов. Начиная с формирования К, -го импульса и до (j-1)-ro, на выходе блока 5 формируется импульсная последовательность, соответствующая второму уровню.

При формировании i-шпульса распределитель 12 тактовых импульсов преобразователя б заполняется, выход ным .сигналом переводит триггер 13 в такое состояние, при котором элемент И 14 закрывается, а элемент И 15 открывается . Однако на выходе элемента

И 16 сигнал разрешения отсутствует, ,так как за время формирования от до (Cj-1)-ro импульсов несущего сигнала на его втором входе присутствует сигнал запрета. Одновременно при формировании от до ()-ro импульсов преобразова- .тель 6 обеспечивает прохождение первого уровня.

При формировании от и до (К(,-1)-го импульсов несущего сигнала преобразователь 6 выдает разрешение только на элемент И 3/ , а тем

(Си)

самым обеспечивается разрешение на прохождение через элемент И 3/ %

третьего уровня, что соответствует сигналу импульсной последовательност влево на величину at по отношению к номинальному, т. е. временное положени импульсной последовательности третье

6

го уровня будет соответствовать уровню i - At .

Через К импульсов несущего сигна

5

ла режим работы формирователя фазо- 5 модулированньк сигналов повторяется. Изменение импульсной последовательности во времени на выходе блока 5 осуществляется с частотой модулирующего сигнала. Сформированный вре0 мяимпульсиый сигнал подается на вход выходного фильтра 7, на вьпсоде которого вьщеляется фазомодулированный сигнал.

Работа формирователя фазомодули- pOBaHiibix сигналов при одновременном исключении третьей, пятой и последующих гармоник в основном аналогична работе с исключением третьей гармоники. Отличие заключается лишь в количестве уровней, их значениях и границах переключений. Так, для одновременного исключения третьей и пятой гармоник требуется пять уровней с границами переключений согласно

фиг. 5, с соответствующей коррекцией схемы преобразователя 6, представленной на фиг. 3.

0

0

5

0

5

D

5

Формула изобретения

Формирователь фазомодулированных сигналов, содержащий генератор импульсов , кольцевой счетчик И1 1пульсов, первьш и второй элементы И, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ, и выходной фильтр, при этом вход ге-; нератора импульсов является входом пускового сигнала, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью уменьшения нелинейных искажений выходных сигналов, в него введены третий, четвертый, ...,п-й элементы И, выходы которых соединены с третьим, четвертым, ... ,п-м входами элемента ИЛИ, преобразователь временных: интервалов в импульсные сигналы, каждьй из п выходов которого соединен с первым входом соответствующего из элементов И, между выходом элемента I-fflH и входом выходного фильтра введен блок стабилизации длительности импульсов, при этом первый, второй, 5 п-й разрядные выходы кольце-, вого счетчика импульсов соединены с вторым входом соответственно первого, второго, ..., п-го-элементов И, а вьссод старшего разряда кольцевого

счетчика импульсов соединен с входом преобразователя временных интервалов в импульсные сигналы, выход генератора импульсов соединен с бходом кольцевого счетчика импульсов и с

К ИЗ

12

управляющим входом блока стабилизации длительности импуйьсов, а третьи входы элементов И являются входами сигналов установки индекса модуляции .

Фиг.2

ffifJf i)

13

15

фиг.З

К МЗ,

Редактор М. Келемеш

Составитель Г. Захарченко

Техред Н.Бонкало Корректор О, Луговая

Заказ 1962/56

Тираж 816

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг. 5

Подписное

Изобретение относится к радиотехнике. Уменьшаются нелинейные искажения выходных сигналов. Устройство содержит генератор 1 импульсов, кольцевой счетчик 2 импульсов, п элементов ИЗ, элемент ИЛИ 4, блок 5 стабилизации длительности импульсов (БСДИ), преобразователь 6 временных интервалов в импульсные сигналы (ПВИИС) и выходной фильтр (ВФ) 7. Работа устройства основана на дискретном изменении временных параметров формируемых прямоугольных импульсов, которые изменяют ступенчато сна- чала в одну сторону, а затем - в другую. Число уровней, их значения и границы переключения выбирают в зависимости от tpeбyeмoй точности и индекса фазовой модуляции. За период модулирующего сигнала используют несколько уровней изменения временных параметров, что исключает в формируемом сигнале гармоники модулирующей частоты, ближайшие к основной, при тех же характеристиках ВФ 7, Для исключения соответствующей тармоники выбирают определенное число уровней, их значения и границы переключения. Цель достигается введением дополнительных элементов И 3, БСДИ 5 и ПВИИС 6. Даны примеры выполнения БСДИ 5 и ПВИИС 6. 5 ил. i (Л 1C to 4 со СП ел