Формирователь линейно-частотно-модулированных сигналов Советский патент 1988 года по МПК H03C3/08 

ГЧЭ

4:

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение линейности модуляционной характеристики. Формир| ватель содержит линейно- частотно-молулированный i-р 1, управляющий элемент 2, у-ль сигнала оглиб- ки, выполненный в виде суммирующего у-ля 3, фильтр нижних частот 4, фазовый дискриминатор (ФД) 5, г-р 7 модулирующих сигналов, синхронизатор 8, триггер 9, эталонный г-р 10, коммутатор 11, опорный -р 1Д, фазовый модулятор (ФМ) 16, полосовой фильтр (ПФ) 17, смеситель 18. Для достижения цели введены ПФ 6, ФМ 12, дифференци- рую1цая цепь 19, амллитудныГ) детектор 20, ФД 13, делитель частоты 15. За счет предварительной модулнции i-pa 1 напряжением г-ра 7, поступающий на управляющий элемент 2, закон изменения частоты сигнала г-ра 1 близок к закону изменения частоты сигнала эталонного г-ра 10. Для уменьшения уровня медленных отклонен1п 1 частоты от линейного законл, обусловленных нелинейностью х-к г-ра 1 и неточностью предмодуляции сигналом i-pa 7, на второй вход у-ля 3 подается напряжение ошибки, формируемое цепью автоматической подстройки скорости модуляции . 2 ил. (Л

фиг1

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в качестве формирователя линейно-частотно- модулированных (ЛЧМ) сигналов с авто матической подстройкой частоты в радиотехнических устройствах различного назначения.

Цель изсэбретения - повышение линейности модуляционной характерис- тики.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема предложенного формирователя линейно-частотно-модулированных сигналов; на фиг.2 - при- мер выполнения синхронизатора; на фиг.З - временные диаграммы его ра- боты.. .

Формирователь ЛЧМ-сигналов содержит ЛЧМ-генератор 1, управляющий эле мент 2, усилитель сигнала ошибки, выполненный в ,виде суммирующего усили- теля 3, фильтр нижних частот (ФНЧ) А первый фазовый дискриминатор 5, второй полосовой фильтр 6, генератор 7 модулируихцих сигналов, синхронизатор 8, триггер 9, эталонный генератор 10, коммутатор 11, второй фазовый модулятор 12, второй фазовый дискр ими- натор 13, опорный генератор 14, дели тель 15 частоты, первый фазовый модулятор 16, первый полосовой фильтр 17, смеситель 18, дифференцирующую . цепь 19, амплитудный детектор 20.

О

Синхронизатор 8 содержит первый фор мирователь 21 импульсов,линию 22 задержки, ждущий мультивибратор 23, г торой формирователь 24 импульсов.

Формирователь ЛЧМ-сигналов работа т следующим образом.

Колебания тактовой частоты F с йыхода делителя частоты 15 поступает на вход синхронизатора 8, вырабатывающего управляющие с игналы, эпюры которых представлены на фиг.З.

Эталонный генератор 10 запускается сигналом с первого выхода синхронизатора 8 (фиг.Зб). Коммутатор 11, управляемый перепадом напряжения с выхода триггера 9, стробирует выход- мой ЛЧМ-сигнал эталонного генератора iO. Одновременно сигналом с выхода триггера 9 запускается генератор 7 модулирующих сигналов, ЛЧМ сигнал г выхода коммутатора 11 поступает та вход модулирующего сигнала фазово о модулятора 12. На вход модулируе- яого сигнала фазового модулятора 12 подается СВЧ гармоническое колебание

fp с выходи опорного генератора 14. При зтом за счет пространственно- временной фазовой модуляции на выходе фазового модулятора 12 формируется многочастотный ЛЧМ-радиосигнал, состоящий из гармонической составляющей на частоте „ и парциальных ЛЧМ-ра- диоимпульсов, С помощью полосового фильтра 6 выделяется необходимый парциальный ЛЧМ-радиоимпульс и подается на вход фазового дискриминатора 5. Этот парциальный ЛЧМ-радиоимпульс является Опорным для кольца фазовой автоподстройки частоты, включающего фазовь1й дискриминатор 5, фильтр 4 нижних частот, суммирующий усилвд-ель 3, управляющий элемент 2. На второй вход фазового дискриминатора 5 подается ЛЧМ-радиоимпульс с выхода ЛЧМ- генератора 1. За счет предварительной модуляции ЛЧМ-генератора 1 напряжением генератора 7 модулирующих сигналов, поступающим на управляющий элемент 2, закон изменения частоты сигнала ЛЧМ-генератора 1 близок к закону изменения частоты сигнала эталонного генератора 10. На выходе фазового дискриминатора 5 вырябатыпается напряжение, пропорциональное разности фаз входных сигналов, т.е., несущее информацию как о быстроосииллирующих частотных отклонениях сигнала эталонного генератора 10, так и о медленных отклонениях частоты сигнала ЛЧМ генератора 1 .

С помощью фильтра 4 н гжних частот выбирается полоса пропускания системы фазовой автоподстройки частоты, т.е., обеспечивается требуемое снижение уровня быстроосциллирующих частотных отклонений ЛЧМ сигнала эталонного генератора 10. Напряжение с выхода фильтра 4 нижних частот поступает на усилитель сигнала ошибки - суммирующий усилитель 3. В связи с тем, что сужение полосы пропускания кольца фазовой автоподстройки частоты влечет за собой уменьшение коэффициента передачи, его регулирующее. влия:1ие снижается. Для уменьшения уровня медленных отклонений частоты от линейного закона, обусловленных нелинейностью характеристик ЛЧМ-генератора 1 и неточностью предмодуляции сигналом генератора 7, на второй вход суммирующего усилителя 3 подается напряжение ошибки, формируемое цепью автоматической подстройки скорости модуля U

ции. с выхода опорного генератора 14 гармоническое колебание частотой fg поступает на делитель частоты 15. С первого выхода делителя 15 частоты гармоническое колебание частотой fo/п поступает на вход модулирующего сигнала фазового модулятора 16, на вход модулируемого сигнала которого подается колебание fp опорного генератора 1А. На выходе фазового модулятора 16 вырабатывается сетка частот fp/n и подается на полосовой фильтр 17, полоса пропускания которого соответствует спектру формируемого ЛЧМ сиг- нала. С выхода полосового фильтра 17 сетка частот подается на вход смесителя 18. Сетка частот используется в качестве опорного сигнала для кольца автоподстройки скорости частотной мо- дуляции, включаюшего в себя смеситель 18, дифференцирующую цепь 19, амплитудный детектор 20, фазовый ;,искрими- натор 13, усилитель сигнала ошибки в виде суммирующего усилителя 3, управ- ляющий элемент 2. На второй вход смесителя 18 поступает ЛЧМ-радиоимпульс с выхода ЛЧМ-генератора 1. При совпадении частот входных сигналов смесителя 18 образуются нулевые биения. Цепью, состоящей из лифференцирую- щей цепи 19 и амплитудного дет(ктора 20 с фильтром нижних частот на выходе, из выходного сигнала смесителя 18 вьщеляется первая гармоника огибающей, которая подается на вход фазового дискриминатора 13 с фильтром нижних частот на выходе. На второй вход фазового дискриминатора 13 поступает эталонное гармоническое колебание со второго выхода делителя 15 частоты. Напряжение с выхода фазового дискриминатора 13, пропорциональное отклонению скорости модуляции от заданной, поступает на второй вход суммирующего уси.жтеля 3. С его выхода напряжение ошибки поступает на управляющий элемент 2 для подстройки частоты ЛЧМ-генератора по заданному закону. Управляющий элемент 2 представляет собой варикап, включенный в контур ЛЧМ генератора 1. Генератор 7 модулирующих сигналов выполнен в виде генератора пипосб- разного напряжения. В качестве опорного генератора )Д используется кварцевый генератор гармонических колебаний. В качестве ком утатора 17 используется анялого ый ключ. Дели

5 5

0

5

0

5

0

5

тель частоты состоит из набора последовательно соединенных триггеров со счетн ми входами. Синхронизатор 8 (фиг.2) работает следующим образом. Формирователь импульсов 21 срабатывает по положительному периоду напряжения входа (фиг.За), линия 22 за- дгржки вносит задержку, соответствующую задержке между импульсом запуска 3Taj.JHHoro генератора 10 и его отк-- ликом (фиг.Зв), после срабатывания ждущего мультивибратора 23 в формирователе импульсов 24 (фиг.Зг), по отрицательному перепаду напряжения формируется сигнал (фиг.Зд). Выходы формирователя 21 импульсов, линии 22 задержки и формирователя 24 импульсов являются соответственно первым, вторым и третьим выходами синхронизатора 8.

Формула изобретения

Формирователь линейно-частотно- молулированных сигналов, содержащий последовательно соединенные перпый фазовый дискриминатор, фильтр нижних частот, усилитель сигнала ошибки, управляющий элемент и линейно-частот- ио-модулированный генератор, последовательно соединенные опорный генератор, первый фазовый модулятор, первый полосовой фильтр и смеситель, последовательно соединенные эталонный генератор и коммутатор, а также триггер, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, синхронизатор, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с входом эталонного генератора, с первым и вторьм входами триггера, и генератор модулирующих сигналов, выход которого соединен с вторым входом управляющего элемента, отличающийся тем, что, с целью повьщ1ег ия линейности модуляционной характеристики, в него введены последовательно соединенные второй фазовый модулятор и второй полосовой фильтр, выход которого соединен с первым входом первого фазового дискриминатора, последовательно соединенные дифференцирующая цепь, вход которой соединен с выходом смесителя, амплитудный детекторг, и второй фазовый дискриминатор, выход которого соединен с вторым входом усилителя сигнала ошибки, а так5U

же делитель частоты, вход которого соединен с выходом опорного генер i- тора, при этом усилитель сигнала ошибки вьтолнен в виде суммирующего усилителя, вторые входы смесителя и первого фазового дискриминатора соединены с выходом линейно-частотно- модулированного генератора, вход запуска генератора модулирующих сиг- налов соединен с выходом триггера, входы модулируемого и модулирующего

fteS

ug, а

Ь S

I

Л

ТиI

126

С ;уналов второго фазоього мод:,.;лтора соединены соответственно с выходом опорного генератора и с выходом коммутатора, вход модулирующего сигнала первого фазового модулятора и второй вход второго фазового дискриминатора .соединены соответственно с первым и вторым выходами делителя частоты, а вход синхронизатора соединен с выходом тактовой частоты делителя частоты.

1

JL

JL

t

П ,