Модулятор сигналов двукратной фазовой телеграфии Советский патент 1988 года по МПК H04L27/20 

(21)4110718/24-09

(22)10.09.86

(46) 23.04.88. Бюл. № 15

(71)Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе

(72)В.Е.Мартиросов

(53)621.394.6 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 315264, кл. Н 03 С 3/02, 1985.

(54)МОДУЛЯТОР СИГРШЮВ ДВУКРАТНОЙ ФАЗОВОЙ ТЕЛЕГРАФИИ

(57)Изобретение относится к радиоэлектронике и может использоваться в радиосистемах локации и цифровой передачи информации. Цель изобретения - повышение скорости модуляции, точности и стабильности установа дискретов фазы. Модулятор содержит

опорный генератор 1, два фазовых детектора 2 и 3, подстраиваемый генератор 17, фазовращатель 18. С целью повьшения скорости модуляции, точности и стабильности установа дискретов фазы в модулятор введены два амплитудных компаратора 4,5, три элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ 1-ШИ 9 - М, два.хблока задержки 12, 13, элемент ИЛИ 14 и сумматор 16, обеспечивающие высокоскоростную манипуляцию фазы подстраиваемого генератора 17. -Вве- дены также два коммутатора полярности 6, 7, коммутатор сигналов 8 и блок 19 поиска и фиксации фазового рассогласования, с помощью которых осуществляется высокоточный и стабильный установ дискретов фазы. 1 3,п. ф-лы, 1 ил. .

&

W

с

со

X)

эо

113

Изобретение относится к радиотехнике, радиоэлектронике и может использоваться в радиосистемах локации и цифровой цередачи информацией.

Цель изобретения - повышение ско- рости модуляции, точности и стабильности установа дискретов фазы.

На чертеже изображена структурная электрическая схема предложенного модулятора.

Модулятор содержит опорный генератор 1, первый 2 и второй 3 фазовые детекторы, первый 4 и второй 5 амплитудные компараторы, первый 6 и второй 7 коммутаторы полярности, коммутатор 8 сигналов, третий элемент ИСКЛЮЧА ОЩЕЕ 11ПИ 9, первый 10 и второй 11 элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ 5-ШИ, первый 12 и второй 13 блоки задержки,;, элемент Ш1И 14, фильтр 15 нижних частот, сумматор 16, подстраиваеьтгй генератор 17, фазовращатель 18, блок 19 поиска и фиксации фазового рассогласования, состоящий из первого фильтра 20 нилсних частот, источника 21 опорного напряжения, амплитудного компаратора 22, генератора 23 счетных импульсов, реверсивного счетчика 24,

цифроаналогового преобразователя

25 и второго фильтра 26 нижних часто

Модулятор работает следую1ци,м Образом.

В начальный момент времени (при включении устройства) на выходах фазовых детекторов 2 и 3 возникают сдвинутые по фазе jia 90 напряжения биений, обусловленные несовпадением частот колебаний опорного генератора 1 и подстраиваемого генератора 17, Амплитудные компараторы 4 и 5 коммутаторами .6 и 7 полярности осуществляют выпрямление напряжений биений.

Элемент ИИШЮЧАКЩЕЕ ШШ 9 управляет коммутатором 8 сигнала, подключая на его выход выходной сигнал коммутатора 6 полярности при совпадении логических сигналов на своих входах либо выходной сигнал коммутатора 7 полярности в противном случае В результате напряжение на выходе коммутатора 8 сигналов всегда положительно, в первом и третьем квадранте фазового рассогласования между колебаниями опорного генератора 1 и подстраиваемого генератора 17 оно подается с выхода фазового детектора 2, во втором и четвертом квадрантах- с выхода фазового детектора 3.

д

„ о ч

0

0

5

5

12

Уровень напряжения с выхода фильтра 20 при наличии в устройстве биений между колебаниями опорного генератора 1 и подстраиваемого генератора 17 меньше опорного напряжения с выхода источника 21, вследствие чего реверсивный счетчик 24 включен на счет в одном направлении (режим поиска) . На выходе блока 19 формируется повторяющееся линейно нарастающее напряжение, которое через сумматор 16 модулирует частоту подстраиваемого генератора 17. Частота напряжений биений с выходов фазовых детекторов 2 и 3 при этом линейно изменяется ,

При сближении частот опорного генератора 1 и подстраиваемого генератора 17 биения прекрап аются, на выходах фазовых детекторов 2 и 3 и соответственно коммутаторов 6 и 7 полярности возникают изменяющееся по уровню постоянные напряжения. В момент превышения одного из этих напряжений под пороговым уровнем, задаваемым источником 21, осуществляется останов однонаправленного счета и реверсивного счетчика 24, прекращается режим поиска и модулятор переходит в режим синхронной работы.

Характерной особенностью этого режима работы в дацном устройстве является фиксация фазового рассогласования iM g между колебаниями опорного генератора 1 и подстраиваемого генератора 17 на уровне, задаваемом с помощью опорного напряжения с выхода источника 21. После захвата синхронного режима работы модулятор подготовлен к осуществлению манипуляции фазы выходного колебания подстраиваемого генератора 17.

На управляющие входы 27 и 28 устройства подаются модулирующие сигналы, которые представляют собой независимые последовательности логических уровней единиц и нулей. Элементы ИСЮПОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10 и 11 вырабатывают на своих выходах логические нули при совпадении логических сигналов на их входах лобо логические единицы в противном случае. На выходе элемента ИЛИ 14 будет нулевое напряжение при наличии логических нулей на обоих ее входах, т.е, на выходах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10 и 11, либо напряжение фиксирован

кого уровня при наличии хотя бы одной логической единицы на ее входе. Б стационарном (равновесном) состоянии логические сигналы на входах каждого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10 и 11 совпадают и на выходе элемента ИЛИ 14 напряжение равно нулю. Это свидетельствует о совпадении логических сигналов на первом 29 и втором 30 контрольных выходах и соответственно на первом 27 и втором 28 управляющих входах устройства, что позволяет осуществлять контроль фазовой манипуляции колебания подстраиваемого генератора 17 на видеосигналах с первого 29 и второго 30 контрольных выходов устройства.

При изменении логического уровня на любом из управляюпщх входов 27, 28 устройства (или на обоих одновременно) на выходе элемента ИЛИ 14 появляется скачок напряжения, резко смещающий частоту подстраиваемого генератора 17. При этом разность фаз между колебаниями опорного генератора 1 и подстраиваемого генератора 17 начинает быстро -изменяться во времени, что приводит к изменению напряжений на выходах фазовых детекторов 2 и 3 в соответствии с их дискриминационными характеристиками (например,по синусоидальному и коси- нусоидальному законам). В моменты перехода этих напряжений через ноль амплитудные компараторы 4 и 5 меняют скачком состояния своих логических выходов. Через интервалы времени, определяемые блоками 12 и 13, сигналы с выходов амплитудных компараторо 4 и 5 появляются на входах соответствующих элементов ИСКЛРЗЧАРДЕЕ ИЛИ 10 и 11. При одновременном совпадении логических сигналов на входах обоих элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10 и 11 напряжение на выходе элемента ИЛИ 14 скачком возвращается к исходному состоянию, т.е. к нулевому уровню. Частота колебаний подстраиваемого генератора 17 также скачком возвращается к исходному значению, равному частоте колебаний опорного генератора 1. Задержки сигналов в блоках 12 и 13 выбираются таким образом чтобы возвра1чение частоты подстраиваемого генератора 17 в исходное сое тояние происходило в момент времени соответстную1чий равенству напряжения на выходе коммутатора 8 сигнала

0

0

5

и опорного напряжения с выхода источника 21.

После окончания описанных процессов устройство опять находится в равновесном состоянии, отличающемся от предыдущего сменой одного или обоих состояний выходных сигналов амплитудных компараторов 4 и 5 и, следовательно, смещением фазового рассогласования между колебаниями опорного генератора 1 и подстраиваемого генератора 17 на угол 90°. При этом возможны четьфе положения этого фазово- 5 го рассогласования - дЧ лЧ,, + i 90, (где i 0,1,2,3; &%- фазовое рассогласование обусловленное уровнем напряжения с выхода источника 21), соответствующие четьфем возможнь1м позициям фазы подстраиваемого генератора 17 при двукратной фазовой телеграфии.

Инерционности фильтров 15 и 20 выбираются таким образом, чтобы за время переброса фазы подстраиваемого генератора 17 напряжения на их выходах практически не изменились. Это позволяет сохранять в устройстве синхронный режим работы подстра

30

иваемого генератора 17 и, следовательно, значительно сократить время .переходных процессов при манипуляции его фазы.

Формула изобретения

1. Модулятор сигналов двукратной фазовой телеграфии, содержащий опор- ньш генератор, выход которого соединен с первыми входами первого и второго фазовых детекторов, выход подстраиваемого генератора соединен с вторьм входом первого фазового детектора и через фазовращатель с вторым входом второго фазового де- тектора и является первым выходом модулятора сигналов двукратной фазовой телеграфии, отличающийся тем, что, с целью повышения скорости модуляции, точности и стабильности установа дискретов фазы, введены последовательно соединенные первый амплитудный компаратор, первый коммутатор полярности, коммутатор сигналов, блок поиска и фиксации фазового рассогласования и сумматор, два блока задержки, второй амплитудный компаратор, второй коммутатор полярности, три элемента

513

ИСКЛРЗЧАЮЩЕЕ ИЛИ, фильтр нижних часто и элемент ИЛИ, причем выход первого фазового детектора соединен с вторым входом первого коммутатора полярное- ти и первым входом первого амплитудного компаратора, второй вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, а выход через первый блок задержки соединен с первым входом первого элемента ИСКЛ10ЧА Л1(ЕЕ ИЛИ, второй вход которого является первым входом модулятора сигналов двукратной фазовой телеграфии,, вторым входом которого является первый вход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго блока задержки, выход второго фазового детектора соединен с первыми выходами второго амплитудного компаратора и второго коммутатора полярности, второй вход которого соединен с входом второго блока задержки и выходом второго амплитудного компаратора, соединенным с первым входом третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и являющимся вторым выходом модулятора сигналов двукратной фазовой телеграфии, третьим выходом которого является выход первого амплитудного компаратора, соединенный .с вторым входом третьего элемента ИСКЛЮЧАЮВЩЕ ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом коммутатора сигналов, третий вход которого соединен с выходом второго коммутатора

16

полярности, второй вход второго амплитудного компаратора соединен с шиной нулевого потенциала, выходы первого и второго элементов ИСКЛЮ- ЧАЮ1||ЕЕ ИЛИ соединены с соответствую- ищми входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом сумматора, выкод которого подключен к вхолту подстраиваемого генератора, выход коммутатора сигналов через фильтр нижних частот соединен с третьим входом сумматора,

2. Модулятор по П.1, отличающийся тем, что блок поиска и фиксации фазового рассогласования содержит первый фильтр нижних частот, вход которого является входом блока поиска и фиксации фазового рассогласования, амплитудный компаратор, источник опорного напряжения, генератор счетных импульсов, а также последовательно соединенные реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь и второй фильтр нижних частот, выход которого является выходом блока поиска и фиксации фазового рассогласования, причем входы амплитудного компаратора соединены с выходами первого фильтра нижних частот и источника опорного напряжения соответственно, управляющий вход реверсивного счетчика соединен с выходом амплитудного компаратора и его счетный вход подключен к выходу ге- - нератора счетных импульсов.