Формирователь сигналов с угловой модуляцией Советский патент 1986 года по МПК H03C3/38 

1

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для получения частотно-модулированных сигналов Б радиотехнических устройствах различного назначения.

Цель изобретения - уменьшение уровня паразитных составляющих выходного сигнала прл расширении диапазона частот информационного сигнала и диапазона девиаций частоты.

.На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предложенного формирователя сигналов с угловой.мо- дуляЦие й; на фиг, 2 - временные диаграммы его работы,

Формирователь сигналов с угловой модуляцией содержит источник 1 сигналов несу1цей частоты, первый балансный амплитудный модулятор (ВАМ) 2, сумматор 3, фазовращатель 4, второй балансный амплитудный модулятор (БАМ) 5, формирователь 6 тактовых импульсов, делитель 7 частоты с переменным коэффициентом деления (ДПК,ц), счетчик 8, первый и второй элементы 9 и 10 совпадения, инвертор П, дешифратор 12 экстремальных кодовых комбинаций, реверсивный счетчик 13, первый и второй блоки 14 и 15 постоянного запоминания, первый и, второй цифроаналого- вый преобразователь (ЦАП) 16 и 17.

Формирователь сигналов с угловой модуляцией работает следующим образом.

Инвертор 11 и дешифратор 12 необ- ходимы для организации управления работой реверсивного счетчика .13, входным информационным сигналом, представляющим собой последователь ность бинарных импульсов, несущих ин формацию.

Реверсивный счетчик 13, счетчик 8, первый и второй блоки 14 и 15 постоянного запоминания, первый и вто

;

рой . ЦАП 16 и 17 необходимгз для формирования квадратурных компонент модулирующего сигнала по законам, соответствующим заданном закону перехода от одной частоты к другой. ,

/Формирователь 6 тактовых импульсов и ДПКД 7 для получения такто-- вой частоты, обеспечивающей требуемую девиацию частоты формируемого сигнала и стабильный необходимый уро- вень внеполосных излучений (паразитных составляющих), не зависящий от скорости передачи информации.

5

0

5

-

JI5 40

45

- О

- S5

112 ,

Блоки 14 и 15 постоянного запоминания выполняют роль функциональных кодовьк преобразователей, где каждому коду считывания ставится в соответствие выходные коды большей разрядности, находящиеся в линейной зависимости с требуемыми значениями напряжения выходных сигналов вателя сигналов с угловой модуляцией.

С помощью счетчика 8 постоянно идет обращение к младшим адресным входам блока. 14 и блока 15, В то же время опрашиЕ1аются и их старшие адресные входы с помощью реверсивного счетчика 13. Таким образом идет обра.щение к младшим и старшим адресным входам блоков 14 и 15 независимо от того, в экстремальных или промежз точном состояниях находится реверсивный счетчик 13.

С выхода источника 1 гармонический сигнал подается, на вход БАМ 2 и на вход фазовращателя 4 на 11/2, с .. выхода которого он поступает на вход. БАМ 5. На другие входы БАМ 2 и 5 подаются модулирующие сигналы, С выходов B/tM 2 и 5 сигналы подаются на первый и второй входы сумматора 3.

На информационный вход формирователя сигналов с угловой модуляцией подается сигнал (фиг. 2a)jнесущий информацию. Формирователь 6 формирует тактовые импульсы с частотой с периодом следования не более 1/2 длительности самого короткого информационного импульса (где k - число разрядов реверсивного счетчика 3). Эти тактовые импульсы через элементы 9 и 10 совпадений поступают на вход сложения или вычитания реверсивного счетчика 13 или блокируются ими по достижении реверсивным счетчиком 13 экс.тремальньгх состояний. Кодовые комбинации с выхода реверсивного счетчика 13 (фиг, 26) поступают на входы дешифратора 12 максимальной (Q

Mokcминимальной (5,) кодовых комбинаций соответственно, а также на входы старших разрядов блоков 14 и 15.

Если в первый момент времени после включения реверсивный счетчик 13 находился в промежуточном состоянии (не.в экстремальном), то с выходов дешифратора 12 на первые управляющие входы элементов 9 и 10 совпадений воздействуют логические 1. Если в момент включения на информационном входе присутствовала логическая 1.

тогда тактовые импульсы проходят на вход сложения реверсивного счетчика 13 через элемент 9 совпадения.

По MepQ поступления тактовых импульсов на реверсивный счетчик 13 на входы старших разрядов блоков 14 и 15 поступает К-разрядный сигнал с соответствующих выходов реверсивного счетчика 13, который подается также на входы дешифратора 12 SKCTpeManb- ных кодовых комбинаций. Блоки 14 и 15 осуществляют функциональное преоб разование двоичного кода реверсивного счетчика 13 в два кода большей разрядности, линейно связанных с требуемыми значениями вьпсодных напряжений при переходе от одной частоты модуляции к другой.

При достижении частоты отжатия или частоты нажатия на входы старших разрядов блоков 14 и 15, устанавливается уровень логической 1 или логического О соответственно, которые сохраняются до.изменения логического уровня на информационном входе. Так как изменение логического уровня может происходить плавно или мгновенно, то это приводит к-тому, что уровни внеполосных (паразитных) излучени частотно-модулированных , сигналов с угловой модуляцией следует рассматривать для различных случаев : когда на выходе реверсивного счетчика 13 установлен логический . О, логическая 1 и произвольное, т.е. не экстремальное состояние.

Пусть на входах старших разрядов блоков 14 и 15 установлен логический О. С помощью счетчика 8 опрашиваются адресные входы 1 младших разрядов ячеек блока 14 с порядковыми номерами (1-2) и 1 младших разрядов ячеек блока 15 с теми же порядковыми номерами. В данные ячейки занесены выборки сигналов co ss7t и sinpt на интервале одного периода.

Периодическая генерация сигналов cosset и на интервале периодов

cos АО t

О 2 Т

A(t)

cosuaC|(t)t ti( 2)-Т

( рр

cosuCJt(2 -2 ) t 2

и Т,р приводит к тому, что устройство формирует частоту, например, отжатия.

Аналогичным образом работает фор- 5 мирователь сигналов с угловой модуляцией, когда на входах старших разрядов блоков 14 и 15 установлена логическая 1. Тогда с помощью счетчика ,8 опрашиваются 1 младших разрядов 0 блоков 14 и 1 .мпадших разрядов блока . 15 с порядковыми номерами (2 -2)- 2 . В указанные ячейки блоков 14 и 15 занесены выборки сигналов cos52t и -sinj t соответственно на интервале 5 одного периода.

Периодическая генерация сигналов и -sin fit на интервале периодов Tjfl и T2g приводит к тому, что устройство формирует частоту нажа- 0 тия. . |,g

Оставшиеся (2 -2 ) ячеек в обоих блоках 1 и 15 отведены под формирование модулирующих функций при переходе от одной частоты, например 5 отжатия к другой частоте нажатия и наоборот. I

Для блоков 14 и 15 составляются таблицы истинности таким образом, Q что последовательности кодовых комбинаций адреса преобразуются в выходную кодовую последовательность большей разрядности, значения которой пропорциональны мгновенным значениям амплитуды гармонического сигнала на периодах Т,д , Т, Т , Tj и мгновенным значениям амплитуды гармонического сигнала, определяемых видом модулирующих функций перехода от одной частоты к другой.

Таким образом, последовательности кодовых комбинаций с помощью цифро- аналоговых преобразователей 16 и 17 преоб15азуются в гармонические сигналы A(t) и B(t) на интервалах , Tga, и Tjg соответственно и в сигнал, определяемый законом перехода от одной частоты к другой

5

0

Тоост

такт

(4)

к+г

такт

B{t)

sinico t

sin uo (f (t)t

0

,,, ().T,

-slnico t

Сигналы с выходов ЦАП 16 и 17 (5) подаются соответственно на управлякг- щие входы БАМ 2 и 5. На другие входы ВАМ 2 и 5 подаются сигналы с частотой Ujj . На выходах БАМ 2 и 5 в слу чае формирования частоты отжатия имеем

такт

10

15

и, (t) coscjpt . cos ucj(((t) t, U (t) cosrcoot + ) .sinuco(f(t)J.t5

где приняты допущения, что U 1 Bj и 1 В (амплитуда модулирующего напряжения), коэффициенты передачи БАМ 2 и 5 К 1. Частотно-модулированный сигнал в этом случае имеет вид

и

бку.г

(t) и,, (t) + u--(.t),

выу/ +ймф (t).

Последовательность формирования частотно-модулированного сигнала приведена на фиг. 2в,г,д.

Закон изменения частоты приведен на фиг. 2е. При формировании частоты нажатия на выходах БАМ 2 и 5 имеют- ся соответствующие напряжения

U(t) cos COQt COSUCOC|)(t) t.

ll

-,

U(t) cos (a),t + I)-sinAUV()

Здесь также приняты допущения, что Ui 1 В, ) 1 В, коэффициенты передачи БАМ 2 и 5 К 1, Частотно- модулированный сигнал нажатие имеет вид

и

BWX. м

(t) U.Jt) +

UjJ)

U(t) - )t.

TQKr

(5)

. t 2

т.

TaVr

Величина напряжения U устанавливается коэффициентом передачи цифро- аналоговых преобразователей 16 и 7, а нормированные на Un, значения функций и (t), и (t), Ui(t) и и, (t) через равные интервалы at значений аргумента t заносятся в двоичном коде в виде таблицы и блоки 1,4 и 15 соответственно. Таким образом, осуществляется программирование блоков 14 и 15 на выбранный закон скругления фронта частотной модуляции ф(t), т.е. з;1кон перехода От одной частоты к другой.

Длительность процесса перехода от одной частоты к другой tj - t, Z. ,, t, - t, 21(фиг. 2) связана с t от-.P.

ношением IL. n u t,. где n 2 число участков аппроксимации фронта частотной модуляции.

Таким образомг если длительность процесса перехода от одной частоты к другой на, интерВсШе информационной посыпки задана, то тем самым опреде- ляется число импульсов которое должно поступать на реверсивный счетчик 13 для его перевода из одного экстремального состояния в другое

п

JC dt

45

55

50

Изменением коэффициента деления ДПКД 7 устанавливается необходимая . девиация частоты, а также необходимая тактовая частота импульсов.

Формула изобретения

Формирователь сигналов с угловой модуляцией, содержащий последовательно соединенные источник сигналов несущей частоты, первый балансньп4 амплитудный модулятор и.сумматор, последовательно соединенные фазовращатель, вход которого подключен к выходу источника, сигналов несущей частоты, и второй балансный амплитудный модулятор, выход которого подключен

71

к другому входу сумматора, первьй и второй элементы совпадений, выходы которых соединены соответственно с входом сложения и с входом вычитания реверсивного счетчика, первый и вто- рой блоки постоянного запоминания, входы- старших разрядов которых соединены с выходом реверсивного счетчи ка, первьш цифроаналоговый преобразователь, вход которого соединен с выходом первого блока постоянного запоминания, а выход - с входом модулирующего сигнала .первого балансного амплитудного модулятора, второй .цифроаналоговый преобразователь, вход которого соединен с выходом второго блока постоянного запоминания, а выход - с входом модулирующего сигнала .второго балансного амплитудного модулятора, формирователь тактовых им- пульсов, вход которого соединен с выходом источника сигналов несущей частоты, дешифратор экстремальных кодовых комбинаций, вход которого соединен с выходом реверсивного счет- чика, а выход минимальной кодовой комбинации и выход максимальной кодовой комбинации которого соединены соответственно с первым управляющим входом первого элемента совпадений, и с первым управляющим входом второго элемента совпадений, и инвертор.

1.18

выход которого соединен с информационым входом первого элемента совпадений, а выход - с информационным входом второго элемента совпадений, при этом вторые управляющие входы первого и второго элементов совпадений соединены между .собой, вход инвертора является информационным входом, а выход сумматора - выходом формирователя сигналов с угловой модуляцией, отличающийся тем, что, с целью уменьшения уровня паразитных составляющих выходного сигналта при расширении диапазона частот информационного сигнала и ди- апазона девиаций ч астоты, в него введены последовательно соединенные делитель частоты с переменным коэффициентом деления, вход которого соединен с выходом формирователя тактовых импульсов, и счетчик, выход старшего разряда которого соединен с точкой соединения вторых управляющих входов первого и второго элементов совпадений, при этом выходы других разрядой счетчика соединены с входами младших разрядов первого и второго блоков постоянного запоминания а управляющий вход делителя частоты с переменным коэффициентом деления соединен с входом инвертора.

iiUHfp)

t

Изобретение относится к радиотехнике. Уменьшается уровень паразитных составляющих выходного сигнала при расширении диапазона частот ин- формац. сигнала и диапазона девиаций частоты. Устр-во содержит источник сигналов несущей частоты 1, два .балансных амплитудных модулятора 2, и 5, сумматор 3, фазовращатель 4, формирователь тактовых импульсов 6, делитель частоты с переменным коэффициентом деления ( ДПКД) 7, счетчик 8, два элемента совпадении 9 и 10, инвертор 11, дешифратор экстремальных кодовых комбинаций.12, реверсивный счетчик 13, два блока постоянного запоминания (БПЗ) 14 и 15 и два ЦАП 16 и 17. Цель достигается введением ДПКД 7, устанавливающего необходимую тактовую частоту и девиацию частоты, а также введением счетчика 8, опрашивающего младшие разряды БПЗ 14 и 15, когда на. входах старших разрядов БПЗ 14 и 15 установлена логическая 1. 2 ил. & С/) I fs. то Mua-J ции LU Saif

фиг. 2

Составитель Г. Захарченко Редактор А, Долинич Техред Н.Вонкало , Корректор М. Демчик

Заказ 3611/53

Тираж 816Подписное

ВНШПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно--полиграфи-ческов предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4