Формирователь сигналов с угловой модуляцией Советский патент 1988 года по МПК H04L27/10 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в гидроакустических комплексах в качестве задающего генератора.

Цель изобретения - повышение точности формирования сигнала и увеличение базы формируемого сигнала.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемо- го формирователяJ на фиг. 2 и 3 - эпюры напряжений, поясняющие его работу; на фиг. 4 и 5 - варианты выполнения блока управления.

Формирователь сигналов с угловой модуляцией содержит (фиг. 1) генератор 1 тактовых импульсов, двоичный счетчик 2, двоичный сумматор 3 кодов по модулю N, первый блок 4 постоянной памяти, цифроаналоговый преобра- зователь 5, интерполирующий фильтр 6, первый и второй ключи 7 и 8, блок 9 управления, второй блок 10 постоянной памяти, инвертор 11, генератор 12 запускающих импульсов,

Блок 9 управления (фиг. 4) содержит генератор 13 импульсов, блок 14 логического умножения, двоичный счетчик 15, дешифратор 16 двоичного кода, RS-триггер 17.

Блок 9 управления (фиг. 5) содержит генератор 18 импульсов, первый, второй, третий и четвертый блоки 19- 22 логического умножения, первый RS-триггер 23, реверсивный двоичный счетчик 24, дешифратор 25 двоичного

кода, второй RS-триггер 26.

t . , Формирователь сигналов с угловой

модуляцией работает следующим образом.

В начальньй момент времени t в

В момент t прихода импульса запуска с выхода генератора запускающих импульсов на вход блока 9 управления (фиг. 2а) на его втором выходе напряжение изменяется так (фиг. 26), что второй ключ 8 закрыв ется, а первый ключ 7 открьшается.

На первом выходе блока 9 начинает в рабатываться линейно-нарастающий дв ичньй код (фиг. 2в). Этот код являпаузе,между зондирующими импульсами блок 9 управления (фиг. 1) вырабатьша- ет на втором выходе такое напряжение

(фиг. 26), что первый ключ 7 закрыт, адресным для второго блока 10, а второй ключ 8 открыт. На первом выходе блока 9 управления установлен т-разрядный двоичный код, значение которого равно нулю (фиг. 2в). Генев котором последовательно опрашива- отся сп 0поп 2 - 1 ячеек (1 т) и на выходе которого имеетс изменяющийся двоичный т-разрядньй . код, задающий закон изменения фазы модулирующего сигнала if(t), представленный по модулю числа 2 (фиг. 2е). В двоичном сумматоре 3 кодов по модулю N осуществляется сложение линейно-нарастающих кодов с выхода двоичного счетчика 2 (функция q (t)) и отсчетов фазы модулирующего колебания с выхода второго блока 10 (функция (( J(t)), и образует

|ратор 1 тактовых импульсов вырабатыва- 1ет прямоугольные импульсы с частотой , fft 2, где fg - желаемая несущая частота формируемого сигнала, которые поступают на вход т-разряд- ного двоичного счетчика 2, с максимальной емкостью N 2. На выходе двоичного счетчика 2 образуется двоичный т-разрядньй код, значения которого изменяются по пилообразному зако15

.

ю2025

4431952

ну (фиг. 2д). Этот код поступает на первый вход двоичного сумматора 3 ко дов по модулю N. Поскольку код адрес ного входа второго блока 10 постоянной памяти не изменяется, то на выходе второго блока 10, соединенного с вторым входом двоичного сумматора кодов 3 по модулю N, присутствует неизменное га-разрядное двоичное число, равное нулю, поэтому на его выходе код изменяется также по пилообразному закону. Этот двоичный т-раз- рядный код поступает на адресньй вход первого блока 4 постоянной памя ти

начиная

писаны коДы отсчетов одного периода косинусоиды. Следовательно, на выходе первого блока 4 имеем код, непрерывно изменяющийся по косинусои- дальному закону. Этот код поступает на цифроаналоговый преобразователь 5, на выходе которого получается ана логовое, дискретное во времени напряжение , изменяющееся по косинусои- дальному закону. Это напряжение поступает на интерполирующий фильтр 6 и далее на сигнальные входы первого 7 и второго 8 ключей. Так как пер30

35

40

в котором в ячейках с адресами, с нулевого по N 1 , завый ключ 7 закрыт, а второй ключ 8 открыт, то на выходе второго ключа 8 формируется гармоническое колебание с частотой fo (фиг. 2в).

)

В момент t прихода импульса запуска с выхода генератора запускающих импульсов на вход блока 9 управления (фиг. 2а) на его втором выходе напряжение изменяется так (фиг. 26), что второй ключ 8 закрывается, а первый ключ 7 открьшается.

На первом выходе блока 9 начинает вырабатываться линейно-нарастающий дво- ичньй код (фиг. 2в). Этот код явля адресным для второго блока 10,

адресным для второго блока 10,

в котором последовательно опрашива- отся сп 0поп 2 - 1 ячеек (1 т) и на выходе которого имеется изменяющийся двоичный т-разрядньй . код, задающий закон изменения фазы модулирующего сигнала if(t), представленный по модулю числа 2 (фиг. 2е). В двоичном сумматоре 3 кодов по модулю N осуществляется сложение линейно-нарастающих кодов с выхода двоичного счетчика 2 (функция q (t)) и отсчетов фазы модулирующего колебания с выхода второго блока 10 (функция (( J(t)), и образует

ся код полной фазы колебания с угловой модуляцией (фиг. За). Этот код поступает на адресньй вход первого блока 4 постоянной памяти, на выходе которого имеются двоичные коды отсчетов колебания с заданным законом угловой модуляции. Эти коды поступают на цифроаналоговый преобразователь 5, выходное напряжение которого поступает на интеполирующий фильт 6, на выходе последнего имеются колебания с заданным законом угловой модуляции (фиг. 36).

Таким образом, на выходе первого ключа 7 имеется импульсное колебание с заданным законом угловой модуляции. В момент t1 заканчивается формирование сигнала с угловой модуляцией, ег длительность Т t - с определя- ется сигналами блока 9 управления.

В паузе между формируемыми импульсными сигналами (момент t, на , фиг. 2 и 3) на выходе двоичного счетчика 15 (фиг. 4) содержится нулевой двоичный код, на выходе дешифратора

16присутствует уровень логической единицы, на выходе RS-триггера 17 - уровень логического нуля, генератор

13 импульсов вырабатывает импульсы с частотой , которые поступают на первый вход блока 14 логического умножения. Значение ff связано с длительностью Т формируемого сигнала соотношением f-r N/T.

Поскольку втор ой вход блока 14 ло гического умножения соединен с выходом RS-триггера 17, то на его выходе присутствует уровень логического нуля. На входе блок а 9 управления присутсвует уровень логической единицы

(фиг. )2а) . I

В момент с прихода запускающего

импульса на вход блока 9 управления

от генератора 12 запускающих импуль-

сов (фиг. 2а) на выходе RS-триггера

17появляется уровень логической единицы и, следовательно, уровень логической единицы на втором выходе блока 9 управления (фиг. 2б). С вы- хода блока 14 логического умножения

на вход двоичного счетчика 15 начинают поступать импульсы с частотой f. На первом выходе блока 9 управления начинает линейно изменяться двоичный код (фиг. 2в). В момент t достижения заданного в дешифраторе ,16 значения кода (, где ), на выходе дешифратора 16 появляется

О

1

5

о

О

5

0

g

95

уровень логического нуля, на выходе RS-триггера 17, а значит и на втором выходе блока 9 управления также появляется уровень логического нуля, которьй запрещает прохождение импульсов с выхода генератора 13 импульсов на вход двоичного счетчика 15 (фиг. 26). Сигнал с выхода дешифратора 16 также устанавливает двоичный счетчик 15 в нулевое состояние. На выходе дешифратора 16 устанавливается уровень логической единицы. Блок 9 управления переходит в режим ожидания следующего запускаюцего и fflyльca с выхода генератора 1 2 запускающих импульсов.

Если фазовая функция формируемого сигнала четна (относительно середины импульсного сигнала), то при сохранении неизменной емкости второго блока 10 постоянной памяти изменением структуры блока 9 управления, возможно вдвое увеличить базу формируемого сигнала. Большинство используемых на практике сигналов удовлетворяет этому свойству (сигналы с линейной, квадратичной, тангенциальной частотной модуляцией и др.). Для сигналов с четной фазовой функцией целесообразно использовать второй вариант построения блока 9 управления.

В паузе между формируемыми импульсными сигналами (момент t. на фиг.2 и 3) на прямом выходе второго RS- триггера 26 (фиг. 5) содержится уровень логического нуля, а на инверсном - уровень логической единицы (фиг. 26). С выхода генератора 18 импульсов импульсы с частотой f через второй блок 20 логического умножения поступают на вход S первого RS-триггера 23, на входе R которого держится уровень логической единицы. Значение f связано с длительностью Т формируемого сигнала соотношением f-r 2N/T.

На втором входе четвертого блока 22 логического умножения присутствует уровень логической единицы, а на втором входе третьего блока 21 логического умножения - уровень логического нуля, таким образом, реверсивный двоичньй счетчик 24 подготовлен к инверсному счету. На входе предварительной записи реверсивного двоичного счетчика 24 установлен код, соответствующий выбранному значению N. Импульсы с выхода второго блока

5

20 логического умножения поступают на вход С реверсивного двоичного счетчика 24, тем самым осуществляется запись кода с входа предварительной установки в реверсивный двоичный счетчик 24. Поскольку на второ входе первого блока 19 логического умножения присутствует уровень логического нуля, то импульсы с выхода генератора 18 импульсов на первые входы третьего блока 21 и четвертого блока 22 логического умножения не приходят.

В момент t поступления запускаю- щего импульса на вход блока 9 управления (фиг. 2а) второй RS-триг- гер 26 меняет свое состояние (фиг.26) тем самым запрещая прохождение импульсов с выхода генератора 18 им- пульсов на вход S первого RS-триг- гера 23 и разрешая их прохождение на первые входы третьего блока 21 и четвертого блока 22 логического умножения. Так как на втором входе третьего блока 21 логического умножения присутствует уровень логического нуля, а на втором входе четвертого блока 22 логического умножения уровень логической единицы, то импульсы поступают на реверсивный вход (-1) реверсивного двоичного счетчика 24, на выходе которого код начинает линейно убывать (фиг. 2г). При достижении нулевого кода на его выходе ( 5 0) появляется перепад из 1 в О, которьй изменяет состояние первого RS-триггера 23, тем самым обеспечивая перевод реверсивного двоичного счетчика 24 на счет в прямом нап равлении совместно с третьим и четвертым блоками 21 и 22 логического умножения. Код на выходе реверсивного двоичного счетчика 24 начинает линейно нарастать (фиг. 2г), При достижении этим кодом заданного дешифратором 25 значения ( ., где 1 т-1) на вькоде дешифратора 25 появляется перепад из 1 в который поступает на вход R второго RS- триггера 26, последний изменяет свое состояние, приводя блок 9 управления в первоначальное состояние, С приходом следующего запускающего импульса работа блока 9 управления повторяется.

Формулаиз.обретения

1. Формирователь сигналов с угловой модуляцией, содержащий два бло

g „ 5 л

0

0

5

956

ка постоянной памяти, двоичный счетчик, инвертор и цифроаналоговый преобразователь, входы которого соединены с выходами первого блока постоянной памяти, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности формирования сигнала, введены генератор запускающих импульсов, два ключа, блок управления, двоичный сумматор кодов по модулю N, интерполирующий фильтр и генератор тактовых импульсов, выход которого через двоичный счетчик подключен к одним входам двоичного сумматора кодов по модулю N, другие входы и выходы которого соединены соответственно с выходами второго блока постоянной памяти, к входам которого подключены первые выходы блока управления, и с входами первого блока постоянной памяти, при этом выход цифроаналогового преобразователя через интерполирукхций фильтр подключен к сигнальному входу первого ключа, управляющий вход которого соединен с вторым выходом блока управления, и к сигнальному входу второго ключа, управляющий вход которого соединен с выходом инвертора, к входу которого подключен второй выход блока управления, вход которого соединен с выходом генератора запускаю- ищх импульсов.

2.Формирователь сигналов по п,1, отличающийся тем, что блок управления содержит генератор импульсов и последовательно соединенные дешифратор двоичного кода, RS-триггер, блок логического умножения, к второму входу которого подключен выход генератора импульсов,

и двоичный счетчик, выходы которого подключены к входам дешифратора двоичного кода и являются первыми выходами блока управления, вторым выходом которого является выход RS-триггера, S-вход которого является входом блока управления, а выход дешифратора двоичного кода подключен к установочному входу двоичного счетчика. .

3.Формирователь сигналов по п. 1, отличающийся тем, что

с целью увеличения базы формируемого сигнала, блок управления содержит четыре блока логического умножения, два RS-триггера, реверсивньм двоичный счетчик, дещифратор двоичного кода и генератор импульсов, выход

которого подключен к первому входу первого блока логического умножения, выход которого соединен с первыми входами третьего и четвертого блоков логического умножения, и к первому входу второго блока логического умножения, выход которого соединен с S-входом первого RS-триггера,инверсный выход которого подключен к второму входу третьего блока логического умножения, и. с установочным входом реверсивного двоичного счетчика, входы прямого и инверсного счета которого соединены соответственно с вы- ходом третьего блока логического умножения и с выходом четвертого блока логического умножения, к второму входу которого подключен прямой выход

)

fua. г

/ У I L LIIIIIL

первого RS-триггера, R-вход которого соединен с выходом переполнения реверсивного двоичного счетчика, информационные вькоды которого подключены к входам дешифратора двоичного кода и являются первыми выходами блока управления, вторым выходом которого является прямой выход второго RS- триггера, который подключен к второму входу первого блока логического умножения, причем выход дешифратора двоичного кода соединен с R-BXO- дом.второго RS-триггера, Б-вход которого является входом блока управления, а инверсный выход второго RS-триггера подключен к второму входу второго блока логического умножения.

fua. г

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в гидроакустических комплексах в качестве задаклдего генераторам Цель изобретения - повышение точности формирования сигнала и увеличение базы формируемого сигнала. Устройство содержит двоичный счетчик 2, блоки 4 и 10 постоянной памяти, ЦАП 5, инвертор 11. Цель достигается введением в устройство генератора 1 тактовых импульсов двоичного сумматора кодов 3 по модулю N, интерполирующего фильтра 6, двух ключей 7 и 8, блока 9 управления и генератора 12 запускающих импульсов. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

/ / /////////

S

е)

Раг. 3

Фаг. 5

Вх.

аг.

Вх.