Серродинный преобразователь частоты Советский патент 1987 года по МПК H03C1/52 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для сдвига гармонического сигнала по оси частот в различных радиоизмерительных устройствах, однополосной радиосвязи, ретрансляторах, в устройствах имитации эффекта Допплера и в радиолокационных системах.

Цель изобретения - уменьшение паразитных флуктуации фазы выходного сигнала при расширении диапазона рабочих частот.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема предложенного серродинного преобразователя частоты на фиг.2 - временные диаграммы его работы.

Серродинный преобразователь частоты содержит управляемый фазовращатель 1, источник 2 пилообразного напряжения, смеситель 3, усилитель 4, нуль-орган 5, RS-триггер 6, блок 7 интегрирования, первый 8 и второй 9 направленные ответвители, управляе- йый источник 10 опорного напряжения, дифференциальный усилитель 11, сумматор 12.

Серродинный преобразователь работает следующим образом.

Подлежашэий преобразованию сверхвысокочастотный сигнал поступает через направленный ответвитель 8 на сигнальный вход управляемого фазовращателя 1. На его выходе получается сигнал, сдвинутый по частоте, относительно входного на величину, равную .частоте пилообразного напряжения источника 2 (фиг.2а. Часть входного и выходного сигналов поступает через направленные ответвители 8 и 9 на входы смесителя 3, на выходе которого формируется разностный сигнал промежуточной частоты (ПЧ), равный частоте сдвига. Начальная фаза сигнала ПЧ строго зависит от фазовых соотношений сверхвысокочастотных сигналов, поступающих в смеситель 3, В связи с тем, что сигнал ПЧ вызван воздействием линейно изменяющегося напряжения источника 2 на фазу входного сигнала, то ее начальная фаза также связана с начальной фазой сигнала источника 2. На практике зто проявляется в том, что строб в виде короткого разрыва синусоиды сигнала ПЧ (фиг.26), соответствующий мо-; |1енту заднего фронта пилообразного напряжения, привязан во времени от

5

0

носитепьно момента перехода сигнала ПЧ через нуль. При изменении фазы одного из сверхвысокочастотных сигналов, поступающих на смеситель 3, указанный строб перемещается по синусоиде сигнала ПЧ на соответствующую величину.

Синусоидешьный сигнал ПЧ с выхода смеситель 3 поступает на вход усилителя 4, где усиливается до необходимого для работы нуль-органа 5 уровня. Нуль-орган 5 преобразует синусоидаль- сигнал ПЧ в прямоугольный сигнал с сохранением фазовых соотношений (фиг.2в).

Сигнал ПЧ прямоугольной формы с выхода нуль-органа 5 поступает на установочный вход RS-триггера 6 и передним фронтом переводит последний в нулевое состояние. С второго выхода источника 2 короткий импульс, соответствующий длительности заднего фронта пилообразного напряжения,

5 поступает на счетный вход RS-тригге- , ра 6 и меняет его состояние на противоположное. На выходе RS-триггера 6 формируется импульс, длительность t которого пропорциональна

0 разности фаз сверхвысокочастотных сигналов, поступающих на смеситель 3 (фиг.2г).

Импульсная последовательность с постоянной частотой, равной проме- жуточной частоте, поступает на вход блока 7 интегрирования, где преобразуется в эквивалентное постоянное напряжение, пропорциональное длительности импульсов.

0 Постоянное по знаку и плавающее , по уровню напряжение с выхода блока 7 интегрирования поступает на инвертирующий вход дифференциального уси- лителя 1, где оно сравнивается с

5 опорным напряжением, поступающим на неинвертирующий вход дифференциального усилителя 11 с выхода источника 10. Дифференциальная разность напряжений усиливается и поступает на первый вход сумматора 12, где оно суммируется с пилообразным напряжением, поступающим с выхода источника 2, и поступает на управляющий вход управляемого фазовращателя J.

В специализированных фазовращателях корректирующее напряжение с вы- . хода дифференциального усилителя 11 может поступать непосредственно на второй управляющий вход без суммато0

5

pa )2.-При отклонении фазы входного сигнала под воздействием каких-либо деста6 1лизирующих факторов от заданной изменяется длительность импульса Т на выходе RS-триггера 6, что приводит к изменению входного напряжения на инвертирующем входе дифференциального усилителя 1, при этом увеличивается или уменьшается дифференциальная разность входных напряжений на входах дифференциального усилителя 1I. Так как поступающее опорное напряжение от источника 10 остается постоянным и эквивалентно заданной фазе выходного сигнала, то на выходе дифференциального усилител 11 появляется пропорциональный корректирующий сигнал, который, суммируясь в сумматоре 12 с напряжением и точника 2, воздействует на управляющий электрод управляемого фазовращателя 1, выполненного, например, на лампе бегущей волны так, чтобы начальная фаза выходного сигнала серродинного преобразоватепя частоты соответствовала установленной.

Регулируя величину опорного напряжения источника 10 от нуля до максимума, фазу выходного сигнала можно регулировать в пределах О - 360

На фиг.2 изображены временные ijMMb для случая, ког; ленная разность фаз равна

диагра ммы для случая, когда установl8o

Формула изобретения

Серродинный преобразователь частоты, содержащий последовательно соединенные первый направленный ответ- витель, управляемый фазовращатель и

5

0

второй направленный ответвитель, а также смеситель, первый и второй .входы которого соединены соответст - венно с выходом вспомогательного канала первого направленного ответ- вителя и с выходом вспомогательного канала второго направленного ответвит ел я , усилитель, вход которого соединен с выходом смесителя, и источник пилообразного напряжения, при этом вход основного канала первого направленного ответвителя и шлход основного канала второго направленного ответвителя являются соответственно входом и выходом серродинного преобразователя частоты, отличающийся тем, что, с целью уменьшения паразитных флуктуации фазы выходного сигнала при расширении диапазона рабочих частот, в него введены нуль-орган, вход которого соединен с выходом усилителя, RS- триггер, установочный вход которого соединен с выходом нуль-органа, блок интегрирования, вход которого соединен с выходом RS-триггера, упранляе- Nbm источник опорного напряжения, последовательно соединенные дифференциальный усилитель, инвертируклций вход которого соединен с выходом блока интегрирования, а неинвертиру- кяций - с выходом управляемого источника опорного напряжения, и сумматор,

g второй вход которого соединен с выходом источника пилообразного напряжения , а выход - с управляющим входом управляемого фазовращателя, при этом счетный вход RS-триггера

0 соединен с дополнительным выходом источника пилообразного напряжения.

5

0

Редактор Г.Гербер

Составитель Г.Захарченко Техред А.Кравчук

Заказ 3123/54 Тираж 901Подписное

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:2

Корректор C.flepHH

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - уменьшение паразитных флуктуации фазы выходного сигнала при расширении диапазона рабочих . частот. Устр-во содержит упцавляемый фазовращатель 1, источник 2 пилообразного напряжения, смеситель 3, у-ль 4 нуль-орган 5, RS-триггер 6, блок интегрирования (БИ) 7, направленные ответвители В и 9, управляемый источник 10 опорного напряжения, дифftaJ ференциапьный у-ль П и сумматор.. 12. При отклонении фазы входного сигнала (под воздействием дестабилизирующих факторов) от заданной фазы изменяется длительность импульса на выходе НБ-триггера 6, что приводит к изменению входного напряжения на инвертирующем входе у-ля 11. При этом увеличивается или уменьшается дифференциальная разность входных напряжений на входах у-ля 11. Т.к. опорное напряжение источника 10 остается постоянным и эквивалентно заданной фазе выходного сигнала, то на выходе у-ля 11 появляется пропорциональный корректирующий сигнал, который, суммируясь с напряжением источника 2, воздействует на фазовращатель 1 так, чтобы начальная фаза выходного сигнала устр-ва соответствовала установленной. Цель достигается введением нуль-органа 5, RS-триггера 6, БИ 7, источника 10, у-ля 11-и суммат тора 12. 2 ил. Butai (Л со 1C СП о ел со