Частотный манипулятор Советский патент 1987 года по МПК H04L27/12 

Изобретение относится к электросвязи, может быть использовано в системах передачи дискретной информации и является усовергаенстиованием изоб- (. ретения по авт. св. № 1359507,

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет формирования частотно-манипулирован- ных сигналов с различными несущими ю частотами.

На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема частотного манипулятора; на фиг.2 - структурная электрическая схема генератора пере- 15 Стройки; на фиг. 3 - структурная электрическая схема генератора сетки частот; на фиг. 4 - структурная электрическая схема блока предварительной настройки.20

Частотней манипулятор содержит опорный генератор 1, блок 2 выделения разностной частоты, первый фильтр 3 Н1-ШНИХ частот, управляемьй генератор 4, смеситель 5 частот, сумматор 6, 25 блок 7 предварительной настройки, генератор 8 перестройки, генератор 9 сетки частот, умножитель 10 частоты, логический блок 11, фазовьм детектор 12, второй 13 и третий 14 30 фильтры нижних частот, синхронизатор 15.

Блок выделения разностной содержит смеситель 16 частот и фильтр 17 нижних частот. Логический блок со- 35 держит блоки 18 и 19 установки, блок 20 управления, ключи 21 и 22, блок 23 сравнения..Генератор перестройки содержит датчик 24 синхронизма и генератор 25 линейно изменяющегося на- 40 пряжения. Генератор сетки частот содержит задающий генератор 26, делитель 27 частоты и ключ 28. Блок предварительной настройки содержит источник 29 опорного напряжения., первый 45 30, второй 31, третий 32 и четвертьм 33 резисторы, первьш 34, второй 35, третий 36 и четвертьм 37 ключи.

Частотньш манипулятор работает следующим образом.50

Опорньш генератор 1 формирует высокочастотное гармоническое колебание с частотой fg, которое подается на первый вход блока вьщеления разностной частоты. Далее работу частот- 55 ноге манипулятора рассмотрим на примере формирования трех фиксированных частот настройки в трех характерных режимах, в которых формируются час13257162

тотно-манипулированные колебания на

указанных несущих частотах fu , f,,

ч 2 н,

В режиме 1j в блоке 7 предварительной настройки замыкается ключ 35 и постоянное напряжение Uf с резистора 32 поступает на второй вход управляемого генератора 4 и перестраивает его на частоту f, находящуюся вблизи частоты f опорного генератора 1, которая совпадает с первой час тотой настройки частотного манипулятора f н, -

На выходе фильтра 17 нижних частот вьщеляется сигнал частотой который проходит через второй смеситель 5 частот, фильтр 3 и поступает на вход умножителя 10 частоты, на вы ходе которого образуется сигнал с частотой, близкой к FT, где F - час тота следования тактовых импульсов. Сигн;1л с частотой F получается путем деления частоты задающего генератора 26, равной NF, на коэффициен деления N в делителе 27 частоты и по ступает на второй вход синхронизатора 15. С второго выхода делителя 27 частоты сигнал F, сдвинутьй по фазе на 90° относительно сигнала с первого выхода делителя 27 частоты, посту иает на- первьп вход датчика 24 синхронизма генератора 8 перестройки.

Сигнал рассогласования с выхода датчика 24 синхронизма поступает на вход генератора 25 линейно изменяю- D eгocя напряжения и запускает его. С выхода генератора 25 линейно изменяю щегося напряжения перестройки через сумматор 6 поступает на вход управляемого генератора 4 и изменяет его частоту от частоты „ к частоте fp до тех пор, пока частота управляемого генератора 4 не попадет в поло су захвата контура фазовой автоподстройки (ФМ1), образуемого управляемым генератором 4, блоком 2 выделени разностной частоты, смесителем 5 час тот, фильтром 3, умножителем 10 частоты, логическим блоком 11 и суммато ром 6.

После этого под действием сигнала управления, поступающего с выхода логического блока 11 через сумматор 6 на управляемый генератор 4, происходит синхронизация частоты последнего при значении f -f или fp - в зависимости от знака инфоруказанных несущих частотах fu , f,,

ч 2 н,

В режиме 1j в блоке 7 предварительной настройки замыкается ключ 35 и постоянное напряжение Uf с резистора 32 поступает на второй вход управляемого генератора 4 и перестраивает его на частоту f, находящуюся вблизи частоты f опорного генератора 1, которая совпадает с первой частотой настройки частотного манипулятора f н, -

На выходе фильтра 17 нижних частот вьщеляется сигнал частотой , который проходит через второй смеситель 5 частот, фильтр 3 и поступает на вход умножителя 10 частоты, на выходе которого образуется сигнал с частотой, близкой к FT, где F - частота следования тактовых импульсов. Сигн;1л с частотой F получается путем деления частоты задающего генератора 26, равной NF, на коэффициент деления N в делителе 27 частоты и поступает на второй вход синхронизатора 15. С второго выхода делителя 27 частоты сигнал F, сдвинутьй по фазе на 90° относительно сигнала с первого выхода делителя 27 частоты, посту- иает на- первьп вход датчика 24 синхронизма генератора 8 перестройки.

Сигнал рассогласования с выхода датчика 24 синхронизма поступает на вход генератора 25 линейно изменяю- D eгocя напряжения и запускает его. С выхода генератора 25 линейно изменяющегося напряжения перестройки через сумматор 6 поступает на вход управляемого генератора 4 и изменяет его частоту от частоты „ к частоте fp до тех пор, пока частота управляемого генератора 4 не попадет в полосу захвата контура фазовой автоподстройки (ФМ1), образуемого управляемым генератором 4, блоком 2 выделения разностной частоты, смесителем 5 частот, фильтром 3, умножителем 10 частоты, логическим блоком 11 и сумматором 6.

После этого под действием сигнала управления, поступающего с выхода логического блока 11 через сумматор 6 на управляемый генератор 4, происходит синхронизация частоты последнего при значении f -f или fp - - в зависимости от знака информационной посылки а

1325716 на входе частот- Г

ного манипулятора.

На выходе фильтра 17, служащего для подавления высокочастотных продуктов преобразования и имеющего полосу пропускания ИР ИР. f

LO

где 4Р NF - шаг сетки частот, йР„ - полоса пропускания фильтра 17 вьзделяется сигнал частотой ..Этот сигнал, пройдя без изменения смеси- тель 5 частот и фильтр 3, подается . на вход умножителя 10 частоты. Сигнал, снимаемый с выхода умножителя 10 частоты, имеет частоту f и сравнивается по фазе с сигналом тактовой частоты в фазовом детекторе 12 с двумя выходами.

На вьсходе фильтра 13 соед гиенно- го с первьм входом фазового детекто- ра 12, формируется постоянная составляющая сигнала ошибки высокого уровня, а на выходе фильтра 14, подключенного к второму выходу фазового детектора 12, формируется постоянная составлякщая сигнала ошибки низкого уровня. Фильтры 13 и 14 имеют полосу пропускания uF - РТ/ Синхронизатор is производит син-

хронизацию двоичной информации, пода-зо ту, равной f fj, - .

ваемои на вход частотного манипулятора, с сигналом тактовой частоты F, подаваемым на второй вход синхронизатора 15.

Логический блок 11 при наличии на выходе синхронизатора 15 логической единицы подключает первьй вход управляемого генератора 4 через сумматор 6 к выходу фильтра 13 с высоким уровнем сигнала управления, замыкая тем самым кольцо ФАП частоты. При этом частота выходного сигнала управляемого генератора 4 изменяется до значен 1я f fp - FY/4. При появлении на

выходе синхронизатора 15 логического нуля логический.блок 11 отключает выход фильтра 13 от первого входа сумматора 6 и подключает к нему выход фильтра 14 с низким уровнем сигнала, замыкая тем самым кольцо ФАП частоты При этом сигнал управления низкого уровня вызьшает изменение частоты управляемого генератора 4 к значению f, f. +

-1 - j-o -г .. Сигнал тактовой частоты F, подаваемый на труетий вход логического блока 11, служит для обеспечения синхронного функционирования, т.е. синхронного с сигналом

25716 Г

1 изменения частоты управляемого генератора 4,

Логический блок 11 работает следу- кщим образом.

Блок 23 сравнения сравнивает уровни сигналов, поступающих на его входы с выходов фильтров 13 и 14, и выдает на своем выходе сигнал логическор 10 единицы, если уровень сигнала фильтра 13 превышает уровень сигнала филь-. тра 14. Выходной сигнал блока 23 , сравнения подается на первьп вход блока 20 управления, на второй вход 15 которого поступает синхронизирован- ньм информационный сигнал логической единицы.

В случае совпадения логических уровней сигналов на первом и втором 20 входах блока 20 управления на первом выходе формируется сигнал логической единицы, который синхронно с тактовым импульсом, действугацим на первом входе блока 18 установки, устанавли- 25 вает ключ 21 в открытое состояние, При этом сигнал высокого уровня с выхода фильтра 13 подается через ключ 21 и сумматор 6 на вход управляемого генератора 4, устанавливая его часто

При появлении информаьщонного логического нуля на втором входе блока 20 управления на первом выходе формируется сигнал логического нуля, а на выходе - сигнал логической единицы, который синхронно с тактовым импульсом, действующим на первом входе блока 19 установки, устанавливает второй ключ 22 в открытое состояние.При этом ключ 21 закрьшается и сигнал низкого уровня с выхода фильтра 14 через ключ 22 и сумматор 6 подается на вход управляемого генератора 4, устанавливая его частоту, равной « fj + Ff/4. Таким образом, в первом режиме работы формируется частотно- манипулированный сигнал с непрерывной фазой, индексом манипуляции m 0,5 и средней частотой настройки f HI

45

В режиме 2 в блоке 7 предварительной настройки замыкаются ключи 37 и 34, постоянное напряжение U 55 h резистора 31 поступает на вход управляемого ген.ератора 4 и устанавливает его частоту вблизи второй частоты настройки f HJ f t FОдновременно управляющее напряжение с выхода источника 29 оп орного напряжения лостунает на управляюпщй вход ключа 28 и открывает его, пропуская с выхода задающего генератора 26 сигнал частотой 4F на второй ход второго .смесителя 5 частоты.

На выходе фильтра 17 выделяется сигнал частотой, близкой к К ЛР ± + F /4, и подается на первьш вход смесителя 5 частот. После преобразования на выходе фильтра 3 выделяется сигнал с частотой, близкой к F./4, С выхода умножителя 10 частоты сигнал с частотой, близкой к F, посту- пает на первый вход фазового детектора 12 и второй вход датчика 24 син-- хронизма. Сигнал с его выхода запускает генератор 25 линейно изменяющегося напряжения, которьй через сум- матор 6 поступает на вход управляемого генератора 4, перестраивая его частоту в направлении второй частоты настройки f до тех пор, пока частота управляемого генератора 4 не по- падет в полосу захвата контура ФАП. После этого под действием сигнала управления, поступающего с выхода логического блока 11 через сумматор 6 на вход управляемого генератора 4,, происходит синхронизация частоты его на частоте f + или на частота fg - в зависимости от знаке информационной посылки на вхо/ е частит ного манипулятора. Далее работа час- тотного манипулятора происходит как и в режиме 1. Таким образом,, во втором реж11ме работы формируется частот но-манипулированньй сигнал с непрерывной фазой, индексом манипуляпд1и m 0,5 и средней частотой f f ц, В режиме 3 в блоке 7 предварительной настройки замыкаются ключи 37 и 36, постоянное напряжение U ц U к

; и j с резистора 33 поступает -на вход управляемого генератора 4 и устанавливает его частоты вблизи третьей частоты настройки f - f у + tiF Одновременно управляющее напряжение с выхода источника 29 опорного напря жения поступает на управляющий вход ключа 28 и открьшает его, пропуская с выхода задающего генератора 26 сигнал с частотой aF на второй вход второго смесителя 5 частот.

На выходе фильтра 17 выделяется сигнал частотой, бJШзкoй к JF t ± , После преобразова:яия во втором смесителе 5 частот формируется сигнал F.J./4, который в результате умножения в умножителе 10 частоты преобразуется в сигнал с частотой, близкой к F. Этот сигнал подается на первьш вход фазового детектора 12 и на второй вход датчика 24 cinixpo- низма, сигнал с выхода которого запускает генератор 25 линейно изменяющегося напряжения, а сигнал с последнего пройдя сумматор 6 перестраивает частоту управляемого генератора 4 в направлении третьей частоты настройки f ,j fo - Д° попадания в полосу захвата контура ФАП. Затем под действием сигнала управления, поступающего с выхода логического блока 11 через сумматор 6 происходит синхронизация частоты управляемого генератора 4 на частоте f -f F.j/4 или на частоте f - Fj./4 в яазисимости от зкэка информационной посылки на входе частотного манипулятора. Дапее работа происходит как и в р еяМме 1. Таким образом, в третьем ре;гсиме форг-мр уется ча.стотно-манипули- розгнньй сигнал с непрерьшной фазой и индексом манипулящ-ш m 0,5 на

средней частоте f н Hi f Н-;- 1

Следовательно, на выходе частотного манипулятора в зависимости от г.ходной двоичной информации формиру- частотно-манипулированный сигнал без разрыва фазы с индексом манипуляции m 0,5 на несущих частотах f , fк } f н отстающих друг от друга на величину шага сетки частот F и определяемых величинг1ми U н, Чцл, U, напряжений, поступающих с первого выхода блока 7 предварительной настройки на вход управляемого генератора 4.

Формула изобретения

1. Частотный манипулятор по авт. св. № 1259507, отличаю щий- с я тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей за счет формирования частотно-манипулирован-, ных сигналов с различными несущими частотами, введены блок выделения разностной частоты, генератор сетки частот, генератор перестройки, сумматор и блок предварительной настройки, выход которого соединен с входом генератора сетки частот, первый выход которого подключен к второму входу синхронизатора, выход опорного гене7i32.57

ратора через блок вьщеления разностной частоты соединен с одним входом смесителя частот, другой вход которого подключен к второму выходу генератора сетки частот, третий выход ко- 5 торого соединен с первым входом генератора перестройки, второй вход которого подключен к выходу умножителя частоты, выход логического блока через сумматор подключен к входу уп равляемого генератора, выход которого соединен с вторым входом блока выделения разностной частоты, второй выход-блока предварительной настройки соединен с дополнительным входом управляемого генератора, выход генератора перестройки соединен с вторым входом сумматора.

2. Манипулятор по п.1, о т л и - .чающийся тем, что генератор

,-. fO

15

20

5 а

fO

15

20

168

перестройки содержит последовлтсльгго соединенные датчик синхронизма и генератор линейно изменяющегося напряжения, выход которого является выходом генератора перестройки, первым и вторым входами которого являются соответственно первый и второй входы датчика синхронизма.

3. Манипулятор no-n.l, о т л и - ч а.ю щ и и с я тем, что генератор сетки частот содержит ключ, делитель частоты и задающий генератор, выход которого соединен с выходом делителя част,9ты и с первым входом ключа, второй вход которого является входом генератора сетки частот, первым, вторым и третьим выходами которого являются соответственно первый выход делителя частоты, выход ключа и второй выход делителя частоты.

Изобретение может быть использовано в системах передачи дискретной информации, в нем расширяются функциональные возможности за счет формирования частотно-манипулированных сигналов с различными несущими частотами. Устр-во содержит опорный г-р 1, фильтры 3, 13 и 14 нижних частот, управляемый 4, смеситель 5 частот, умножитель 10 частоты,логич. блок 11, фазовый детектор 12, синхронизатор. Вновь введены блок 2 выделения разностной частоты, сумматор 6, блок 7 предварительной настройки,г-р 8 перестройки, г-р 9 сетки частот. Г-р 8 содержит датчик синхронизма и г-р линейно изменяющегося напряжения. Г-р 9 содержит задакщий г-р, делитель частоты, ключ. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. (Л 1С СП ч О5 М Фиг.1

Фиг. 2

Фиг.З

Составитель О. Геллер Редактор И.Шулла Техред и.Попович

Заказ 3126/56 Тираж 638Подписное

ВНИИШ Государственного комитета СССР

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

Производствейно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,А .

Фиг

Корректор М. Пожо