Формирователь частотно-модулированных сигналов Советский патент 1989 года по МПК H03C3/02 

1

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для формирования частотно-модулированных сигналов, в частности в различных моделирующих системах для имитации сигнала с изменяющейся частотой.

Цель изобретения - уменьшение шумов в выходном сигнале при упрощении формирователя.

. На фиг.1 представлена структурная электрическая схема формирователя частотно-модулированных сигналов; на фиг.2 - временные диаграммы его работы.

Формирователь частотно-модулированных сигналов содержит управляемый генератор 1, усилитель 2, сумматор 3, ключ 4, генератор 5 импульсов, форм - рователь 6 импульсов, первый счетчик 7, второй счетчик 8, цифроаналоговьй преобразователь (ПАП) 9, источник 10

I

постоянного напряжения, преобразователь 11 кода, мультиплексор 12, блок 13 коммутируемых реактивных элементов.

Формирователь частотно-модулированных сигналов работает . следующим образом.

Управляемый генератор 1 выполнен в виде генератора синусоидальных сигналов с резонансным контуром. Формирователь 6 импульсов может быть выполнен в виде последовательно соединенных порогового элемента и вьодели- теля положительного импульса (дифференцирующая цепь с диодом). Преобразователь 11 кода может быть выполнен на постоянном запоминающем устройств ве, мультиплексор 12 - на аналоговых, ключах, блок 13 содержит набор элементов, с помощью которых осуществляется .изменение частоты управляемого

$k

to

00

со

генератора 1, например набор конденсаторов или индуктивных элементов, количество которых и величины емкостей подобраны так, чтобы обеспечить требуемый диапазон изменения частоты генератора с заданной точностью (дискретностью).

Управляемый генератор 1 вырабатывает синусоидальный сигнал (фиг,2а), который усиливается в усилителе 2. В случае режима насыщения выходной сигнал усилителя 2 может приобрести трапецеидальную форму (фиг,2б). Положительные полуволны этого сигнала открываю1Т ключ 4 и тактовые импульсы с -генератора 5 импульсов следуют на счетчик 8, Код на выходе счетчика преобразуется в НЛП 9 в изменяющийся сигнал отрицательного уровня (фиг,2г) Этот сигнал суммируется с трапецеидальным сигналом с усилителя 2 и с сигналом постоянного уровня напряжения с источника 10 таким образом, чтобы для наименьшей частоты из требуемого диапазона отрицательная полуволна трапецеидального сигнала на выходе сумматора 3 имела некоторое положительное смещение (фиг.2д). Полученный сигнал поступает на формирователь 6 импульсов, который формирует импульсы .в моменты времени, соответствующие пересечению его входным сигналом нулевого уровня (фиг,2е). Импульсы с выхода формирователя 6 импульсов поступают на счетчик 7 и обнуляют счетчик 8. По каждому импульсу изменяется состояние очетчика 7, что приводит к изменению кода на выходах пpeoбpaзoвaтeля 11 кода. В соответствии с его выходньм кодом мультиплексор 12 подключает один или несколько коммутируемых реактивных элементов к управляемому генератору 1, меняя параметры его колебательной системы и тем самым изменяя частоту генерируемого сигнала. Переключение коммутируемых реактивных элементов происходит в момент, когда в резонансном контуре управляемого генератора 1 вся энергия запасена в другом реак тивном элементе. В случае подключени конденсаторов это соответствует момету, когда напряжение на конденсаторе колебательного контура равно нулю (вся энергия запасена в индуктивности). Тогда подключение дополнительных конденсаторов в параллель основному не приводит к перезаряду ее.

0

который и может обусловить скачки фазы в выходном сигнале, а следовательно,, и шумы в его спектре,

Коэфд)ициент усиления усилителя 2, величина постоянного напряжения источника 10 и параметры ПАП 9 выбираются такими, чтобы сдвиг трапецеидального сигнала на выходе сумматора 3 обеспечивал для всех формируемьк частот опережение в срабатывании формирователя 6 импульсов по отношению к моментам изменения частоты выходного сигнала на величину задержки в

5 формирователе 6 импульсов, счетчике 7,преобразователе кода 11 и мультиплексоре 12, Период повторения тактовых импульсов генератора 5 импульсов практически не влияет на момент сраQ батывания формирователя импульсов 6, так как этот период определяет лишь шаг в нарастании напряжения на выходе ПАП 9. Сигнал на управляющем входе счетчика 7 может задавать коэффициент

5 деления счетчика, т.е. период изменения частоты выходного сигнала, а сигнал на управляющем входе преобразователя кода 11 задает закон изменения частоты выходного сигнала. При выполнении преобразователя кода на нескольких параллельно включенных ПЗУ, которые запрограммированы на разные законы изменения частоты, сигнал на управляющем входе преобразователя 11 кода выбирает одно из этих ПЗУ,

В предлагаемом фрвмИ рователе час- тотно-модулированЯь1; :г Ййгнапов обеспечивается точная пр ивязка момента переключения . выходного сигнала к его нулевой фазе, благодаря

тому, что измерение; периода выходного сигнала о4ущес в41 яется во время положительной- пЬлуволны, а сдвиг его нулевого уровня заканчивается до того, как закончится отрицатель 5 ная полуволна, устраняются задержки в переключении и уровень шумов в выходном сигнале существенно снижается.

Формула изобр е т е н и я

Формирователь частотно-модулиро- . ванных сигналов, содержащий последовательно соединенные генератор Ktf пульсов и ключ, последовательно соединенные цифроаналоговый преобразова- 55 тель и сумматор, последовательно соединенные формирователь импульсов, первьй счетчик и преобразователь кода, а также второй счетчик и управ0

35

ляемый генератор, выход которого является выходом формирователя частотно-модулированных сигналов, о т л и чающийся -тем, что, с целью уменьшения шумов в выходном сигнале при упрощении формирователя, в него введены последовательно соединенные блок коммутируемых реактивных элементов и мультиплексор, выход которого соединен с управляющим входом управляемого генератора, усилитель, вход которого соединен с выходом управляемого генератора, а выход - с управляющим входом ключа и вторым входом сумматора, и источник постоянного напряжения, выход которого соединен

с третьим входом сумматора, при этом выход ключа соединен со счетным входом второго счетчика, выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя, вход формирователя импульсов соединен с выходом сумматора, а выход - с входом обнулеяня второго счетчика, выход преобразователя кода соединен с управляющим входом мультиплексора, управляющий вход первого счетчика и управляющий вход преобразователя кода являются соответственно Квходом сигнала управления периодом изменения частоты и входом сигнала управления законом изменения частоты выходноро сигналаi

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - уменьшение шумов в выходном сигнале при упрощении устр-ва. Формирователь содер-. жит управляемьй г-р 1, усилитель 2, сумматор 3, ключ 4, г-р 5 импульсов. формирователь 6 импульсов, счетчики 7 и 8, ПАП 9, источник 10 постоянного напряжения, преобразователь 11 кода, мультиплексор 12 и блок коммутируемых реактивных эл-тов 13. В данном устр-ве обеспечивается точная привязка момента пepeклю eния частоты выходного сигнала к его нулевой фазе за счет того, что изменение периода выходного сигнала осуществляется во время положительной полуволны, а сдвиг его нулевого уровня заканчивается до того, как закончится отрицательная полуволна. Поэтому устраняются задержки в переключении и уро-г вень шумов в выходном сигнале снижается. 2 шт. с

Ш 1Г 1Г

f3

Ш1

Фа.г