Манипулятор частоты без разрыва фазы Советский патент 1987 года по МПК H04L27/10 

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах передачи цифровой информации.

Цель изобретения - сокращение времени настройки.

На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема предлагаемого манипулятора; на фиг. 2 - блок-схемы блока сравнения и блока управления.

Манипулятор частоты содержит реверсивные счетчики 1 и 2, цифроаналоговые преобразователи 3 и 4, коммутатор 5, фильтры 6 и 7 нижних частот, управляемый генератор 8, смеситель 9, перестраиваемый генератор 10, блок 11 сравения, распределитель 12 импульсов, блок 13 управления. Блок 11 сравнения состоит из усилителя- ограничителя 14, Отриггеров 15-17, формирователь 18 импульса сброса, вентиля 19, опорного генератора 20, полусумматора 21, вентиля 22, формирователей 23 и 24 временных интервалов, D-триггера 25, вентиля 26, селектора 27 длительности импульсов и вентиля 28. Блок 13 управления состоит из мультиплексора 29, D-триггеров 30 и 31, вентилей 32 и 33, шифраторов 34 и 35 и селектора 36 длительности импульсов.

Манипулятор работает следующим образом.

Пусть требуется сформировать частотно- манипулированный сигнал, причем манипули- руемые частоты равны fo и fi fo, а центральная частота сигнала fu (fo+fi)/2. Тогда на вход перестраиваемого генератора 10 подается код, соответствующий частоте - д , где частотная расстройка д вводится для того, чтобы избежать неопределенности при оценке знака частотного рассогласования. В многоканальных системах удобно выбирать д равной разности центральных частот соседних каналов.

Режим «Настройка начинается после подачи команды «Пуск, поступающий на вход блока 13 управления и входы начальной установки реверсивных счетчиков 1 и 2, при этом на выходах последних формируются коды, соответствующие максимальным выходным напряжениям цифроаналоговых преобразователей (ЦАП) 3 и 4 (далее считается, что большему напряжению на входе управляемого генератора 8, управляемого напряжением, соответствует большая частота), а на выходе блока 13 управления формируется логический «О, соответствующий настройке частоты fo. При этом на вход фильтра 6 нижних частот через коммутатор 5 подключается выход ЦАП 3, соответствующий выход с блока 11 сравнения через распределитель 12 импульсов подключается к тактовому входу реверсивного счетчика 1, а на вход блока 11 сравнения из блока 13 управления подается код, соответствующий частоте До Л-(fu-fo). Частота среза фильтра 7 нижних частот выбирается равной диапазону перестройки частоты управляемого генератора 8, управляемого напряжением, - F. Поэтому на выходе этого фильтра выделяется сигнал разностной частоты { р (fryH-fu-|-A), где fryH- частота

сигнала на выходе управляемого генератора 8. Разностаная частота сравнивается при помощи блока 11 сравнения с номинальным значением Ло, Знак частотного рассогласования sign (fp- До) с выхода этой схемы поступает на входы реверса ревер сивных счетчиков 1 и 2. Если 2Д, то реверсивный счетчик 1 работает на вычитание, причем на его тактовый вход в течение Т с подается частота fp. Время Т выбирается так, чтобы при.линейной зависис мости fryH от напряжения на входе управляемого генератора 8 настройка одной из мани- пулируемых частот производилась за один щаг, т.е. Т , где М - разрядность ЦАП 3 и 4. Однако эта зависимость чаще всего бывает нелинейной, причем крутизна

0 перестройки уменьшается с ростом управляющего напряжения. Поэтому при «грубой настройке (пока fp 2До) частота fryn всегда остается больше, чем fu. Для упрощения схемы манипулятора можно выбрать Т .

5 Если fpc; 2До, то знак коррекции определяется знаком величины 1/fp- /До, т.е. при этом производится сравнение периодов разностной и номинальной частот, а на тактовый вход в течение () с подаются корректирующие импульсы, период следова0 ния которых б постоянен и определяется по формуле б /Д, где - минимальное приращение частоты управляемого генератора 8, при изменении выходного нйпря- жения ЦАП 3 и 4 на единицу младшего разряда. Такой выбор величины б позволяет

5 согласовать точности измерения и установки частоты. Как тоько окажется, что (1/До- - l/fp)cS, процесс настройки частоты fo считается оконченным. При этом на выходе блока 11 сравнения формируется признак, который поступает на вход блока 13 управления и вызывает переход к настройке частоты f|. Теперь на другой вход блока 11 сравнения подается код частоты Д1 Д+ -|-(fi- fu), а импульсы коррекции через распределитель 12 импульсов поступают на так5 товый вход реверсивного счетчика 2. Логика работы манипулятора такая же, как и при настройке частоты fo, однако во всех приводившихся выше соотнощениях следует заменить До на Дь

После заверщения настройки частоты fi

0 манипулятор переходит в режим «Передача. Теперь модулирующая информация через блок 13 управления поступает на управляющий вход коммутатора 5 и вызывает подключение выходов ЦАП 3 и 4 к входу фильтра 6 нижних частот, в результате чего

5 осуществляется манипуляция частоты управляемого генератора 8. Кроме того, в режиме «Передача производится оценка разностной частоты и коррекция содержимого

реверсивных счетчиков 1 и 2. Для этого в блоке 13 управления анализируется длительность интервалов времени, в течение которых информация на модулирующем входе остается неизменной. Если это время меньше длительности переходного процесса в фильтре 6 нижних частот, то сигнал блокировки с выхода блока 13 управления запрещает прохождение импульсов коррекции на выход блока 11 сравнения. Как только модулирующая информация остается неизменной более т секунд, блокирующий сигнал снимается и происходит коррекция содержимого соответствующего счетчика.

Сокращение времени настройки манипули руемых частот по сравнению с известным манипулятором объясняется следующим образом.

В известном манипуляторе на каждом щаге коррекции код соответствующего реверсивного счетчика уменьщается на единицу младщего разряда. В предлагаемом манипуляторе количество корректирующих импульсов .пропорционально отклонению частоты (или периода) выходного сигнала от номинального значения. Учитывая, что время, затрачиваемое в известном и предлагаемом манипуляторах на один щаг коррекции, определяется длительностью переходного процесса в фильтре 6 нижних частот и поэтому одинаково, можно утверждать, что в предлагаемом манипуляторе время настройки манипулируемых частот при той же точности их установки будет меньше, че.м в известном манипуляторе.

Блок сравнения работает следующим образом.

Разностная частота fp (фиг. 2) поступает на вход усилителя-ограничителя 14. Далее разностная частота поступает на тактовый вход сдвигового регистра, который собран на D-триггерах 15 и 16 и устанавливается в нулевое состояние командой «Пуск, подаваемой на вход блока 11. При этом в формирователи 23 и 24 времен- ных интервалов записывается код эталонной частоты Д,. поступающий на другой вход блока II. По первому положительному фронту разностной частоты, прощедщему после окончания ко.манды «Пуск, команда записи кода сбрасывается и на выходах формирователей 23 и 24 появляется логический «О, который удерживается 1/Л; и 1/2Д,- секунд соответственно. На выходе полусумматора 21 формируется импульс, длительность которого равна разности периодов частот fp и А,. Этот импульс поступает на селектор 27, где сравнивается по длительности с периодом б частоты опорного генератора 20. Если I 1/fp- 1/4; I 6, то на выходе селектора 27 формируется логическая «1, а в противном случае - логический «О. На выходе D-триггера 17, ьГ моменту появления импульса на выходе полусумматора 21 формируется знак частотного рассогласования («О соответствует случаю

0

0

5

,-, а «1 - случаю f;,C4,). На выходе D-триггера 25 вырабатывается признак «грубой подстройки («1 соответствует случаю fp 2Д,-, «О - случаю f,, 2А,). В соответствии с этим признаком вентиль 26 пропускает либо f,,, либо опорную частоту, вырабатываемую опорным генератором 20. На выходе вентиля 22, при наличии логической «1 на соответствующем входе блока 11 образуется пачка корректирующих импульсов. При помощи вентиля 19 и формирователя 18 вырабатывается импульс сброса, передний фронт которого совпалчает с моментом окончания пачки корректирующих импульсов, а длительность равна т се5 кунд (за это время на выходе управляемого генератора 8 установится частота, соответствующая новому содержимому реверсивного счетчика 1 или 2). Этот импульс поступает на входы сброса D-триггеров 15 и 16 и подготавливает следующий цикл измерения разностной частоты.

Блок 13 управления работает следующим образом.

Код девиации с его входа поступает на входы шифраторов 34 и 35, формирующих коды частоты До и Д| соответственно. Код частоты , представляет собой величину 1/Д,-б, выраженную в двоичной системе счисления. При помощи мультиплексора 29 на выход блока в соответствии с выходным сигналом вентиля 32 подключается вы0 ход одного из шифраторов 34 и 35 (при «О на управляющем входе мультиплексор пропускает выход шифратора 34, а при ««1 - выход шифратора 35). Режим «Настройка инициируется командой «Пуск, и вызывающей также обнуление D-триггеров 30 и 31.

5 При этом на выходе вентиля 33 формируется логический «О, соответствующий настройке частоты fo,. а на выходе вентиля 32 - логическая «1, разрешающая коррекцию содержимого реверсивных счетчиков I и 2. После завершения настройки частоты fo на входе блока возникает положительный перепад напряжения, на выходах D-триггера 30 и вентиля 33 устанавливается логическая «1, что соответствует настройке частоты fi. Когда настроена и эта частота, положительный перепад напряжения с входа блока устанавливает D-триггер 31 в состояние «1. Тогда на выход ветиля 33 проходит информация с соответствующего входа блока и манипулятор работает в режиме «Передача. При этом на выходе блока логическая «1 формируется только в тех случаях, когда при помощи селектора 36 длительности импульсов установлено, что информация на соответствующем входе блока остается неизменной более т секунд. Тем самым обеспечивается возможность подстройки манипулируемых частот в процессе сеанса связи.

Формула изобретения

Манипулятор частоты без разрыва фазы, содержащий блок сравнения, два циф5

0

роаналоговых преобразователя, выходы которых соединены с соответствующими входами коммутатора, выход которого через первый фильтр нижних частот соединен с входом управляемого генератора, выход которого является выходом манипулятора, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени настройки, введены два реверсивных счетчика, последовательно соединенные перестраиваемый генератор, смеситель и второй фильтр нижних частот, а также блок управления и распределитель импульсов, причем выход второго фильтра нижних частот соединен с первым входом блока сравнения, второй и третий входы которого соответственно соединены с первым и вторым выходами блока управления, третий выход которого соединен с объединенными управляющими входами коммутатора и распределителя импульсов, выходы которого соединены с тактовыми входами реверсивных счетчиков, входы реверса которых объединены и соединены с первым выходом блока сравнения, второй и третий выходы которого соединены соответственно с информационным входом распределителя импульсов и первым входом блока управления, второй вход которого объединен с четвертым входом блока сравнения и соответствующими входами реверсивных счетчиков и является первым входом манипулятора, третий и четвертый входы блока управления соответственно являются вторым и третьим входами манипулятора, четвертым входом ко- торого является вход перестраиваемого генератора, при этом выходы реверсивных счетчиков соединены с входами соответствующих цифроаналоговых преобразователей.

Изобретение м. б. использовано в системах передачи цифровой информации. Цель изобретения - сокращение времени настройки. В устр-ве кол-во корректирующих импульсов пропорционально отклонению частоты (или периода) выходного сигнала от номинального значения. В блоке 13 управления анализируется длительность интервалов времени, в течение к-рых информация на модулирующем входе остается неизменной. Если это время меньще длительности переходного процесса в фильтре 6 нижних частот, то сигнал блокировки с выхода блока 13 запрещает прохождение импульсов коррекции на выход блока 11 сравнения. Как только модулирующая информация остается неизменной более т с, блокирующий сигнал снимается, и происходит коррекция содержимого соответствующего реверсивного счетчика 1 или 2. 2 ил. (Л со со 05 ьо о: 4 Код деВиации I Модуляция

ЗеЗиици /

имлульсь/ Коррекции о

Модуляция о