Формирователь частотно-модулированных сигналов Советский патент 1989 года по МПК H03C3/00 

Изобретение относится к радиотехике и может использоваться для форирования частотно-модулированных сигналов в радиолокацииs метрологии, средствах передачи информации в автоатике.

Цель изобретения - повышение точности автоматической перестройки частоты

На фиг.1 представлена структурная элек т рич е с к а я схе на п р ед л а г а е мо г о ормирователя частотно-модулированных сигналов; на фиг., 2 - временные иаграммы его работы.

Формирователь частотно-(модулированных сигналов содержит управляемый генератор 1 ,, управляемый блок 2 задержки, смеситель 3, усилитель 4 промежуточной частоты (УПЧ) , нуль-орган 5, импульско-фазовый детектор (ИФД) 6, петлевой фильтр /,; источник 8 опсн ных импульсов, формирователь 9 лило-- образного напряжения;

Управляемом блок 2 задержки может быть выполнен, например, Б виде поел довательно соединенных злеыллта 10 задержки к управляемого фазовоаща-- теля S 1, управляющий вход которого является управляющим входом управляемого блока 2 задержки. Петлевой фильтр 7 может быть ньшолнен в виде, интегратора, Модулируицин сигнал и сигнал коррекции могут лс-дава1:. .ься Б зависимости от вп:полие.цкя: управляемо- го генератора на Д.УЗ. его различных управляющих входа или, например, на один управляющий вход через дифференциальный усилитель 12.. При этом модулирующий, сигнал может подаваться, например, от источника 1В, который управляется входным напряжением (x). Сигнал с управляемого генератора 1 может подаваться на управля емый блок 2 задержки, смеситель 3 и на выход формировател;1. частотно-модулированных сигналов, например через узел 14 связиг

Формирователь частотно--модулированных сигналов работает следующим образом

В начальный момент после включения управляемый генератор начинает выраба.тыватъ СВЧ колебания определенной частоты.. На управляющий вход управляемого источника 13 управляющая информация не поступает,, и он вырабатывает определенное началь-- ное напряжение, . ссотпетс гяующее. начальной установке частоты управляемого генератора 1. В узле 14 связи выходной сигнал управляемого генератора 1 делится на три части,. Основная мощность поступает на выход,Меньшая часть мощности разделяется на два канала По первому каналу мощность высокочастотных колебаний поступает на один из входов смесителя 3, на другой вход которого поступает сигнал по второму каналу через элемент 10 задержки и управляемый фазовращатель 11, На управляющий вход управляемого фазовращателя 11 поступает пилообразное напряжение (фиг.2а вырабатываемое формирователем 9, На выходе смесителя 3 формируется сину- соидалькьш сигнал с частотой, равной частоте формирователя 9 (представлен на фз1Го2в сплошной линией, для большей наглядности условно - в виде ломаной линии).

Начальная фаза выходного сигнала смесителя 3 определена начальной частотой управляемого генератора 1.Указанный сигнал усиливается в резонансном УПЧ 4 до необходимого уровня и поступает5 на вход нуль-органа 5 где он преобразуется в сигнал прямоугольного вида (фиг.2г.- сплошная линия) с сохранением первоначальной фазы, после чего он поступает на сигнальный вход импульсного фазового детектора 6S на опорный вход которого поступают импульсы с выхода источника 8 опорных импульсов (фиг.2б) Импульсный фазовый детектор 12 формирует на своем выходе импульсную последовательность с частотой, равной частоте пилообразного напряжения формирователя 13 (фиг.2д - сплошная линия). Длительность импульсов t пропорционально соответствует частоте управляемого генератора 1 и может изменяться от нуля до максимума.

Указанная импульсная последовательность интегрируется (сглаживается) интегратором 7, пропорциональное постоянное напряжение (фиг.2е - сплошная линия) поступает на один из входов дифференциального усилителя 125 где сравнивается с первоначальным напряжением источника 13, усиливается и поступает на управляющий вход управляемого генератора 1. Частота управляемого генератора 1 автоматически подстраивается к установочной таким образом, чтобы дифференJ1

циальная разность напряжений с выхода интегратора 7 и источника 13 была минимальной. Происходит стабилизация частоты в статическом режиме в отка- либрованной первоначальной точке на частотной оси. Точная установка (привязка) первоначальной частоты при необходимости может производиться с помощью установочного фазовращателя 15. На этом переходный процесс заканчивается, формирователь частотно-модулированных сигналов готов для работы в динамическом режиме.

При поступлении на управляющий вход управляемого источника 13 сигнала (x) модулирующей функции любого вида частота управляемого генератора будет отслеживать заданный закон модуляции с высокой точностью, так как любое изменение напряжения на выходе источника 13 немедленно приведет к изменению длительности импульсов на выходе им- пульсно-фазового детектора 6, а реакция дифференциального усилителя 12 будет такой, чтобы компенсировать расхождение в напряжениях на его дифференциальных входах.

При перестройке частоты управляемого генератора 1 фаза СВЧ сигнала, прошедшего через элемент 10 задержки пропорционально отстает от фазы этог же сигнала в прямом канале, поэтому начальная фаза сигнала промежуточной частоты также соответственно изменяется „

Опорным временным моментом для отсчета величины приращения фазы является момент появления синхроимпульса (фиг.2б), так как его временное положение не зависит от частоты управляемого генератора 1. На фиг.2в г,д,е штриховой линией отображены сигналы для случая, когда частота управляемого генератора 1 изменилась настолько, что фаза сигнала промежуточной частоты изменилась на 270° относительно предыдущего случая, фаза импульсной последовательности нуль органа 8, соответственно, изменилась на столько же (фиг„2г). Поскольку ИФД 6 управляется нарастающим фронтом синхроимпульсов и импульсов из нуль-органа 6, то длительность его выходных импульсов также изменится в соответствии с изменениями фазы сигнала УПЧ 4, , возрастет для данного примера от длительности 2 (фиг.2д).

До

длительности

В соответствии с длительностью импульсов Г, и 2 изменится и напряжение интегратора 7 (фиг.2е).

Штриховая линия соответствует напряжению интегратора для импульса С2

Ввиду того, что информация об изменении частоты управляемого генератора 1 переносится на стабильную промежуточную частоту, равную частоте

колебаний формирователя 9 пилообразного напряжения, существенно увеличивается чувствительность за счет снижения шумов и большого усиления в резонансном усилителе 4 промежуточной часто-

тьь С повышением чувствительности повышается и точность отслеживания закона модуляции, которая не зависит от величины девиации управляемого генератора 1 с Фазочастотная характернее

тика импульсно-фазового детектора 6 используется полностью (без разрывов), а следовательно, исключаются неопределенность и неточность установки в экстремальных точках. Повы

шению чувствительности способствует также режим работы смесителя 3, при котором на его входы поступают сигналы с близкими, но различными частотами (эффект наложения, дейст- вующий в гетеродинных преобразователях) « За счет увеличения чувствительности цепи обратной связи мощность, ответвляемая от нее, может

быть значительно снижена, что улуч.

шает энергетические показатели в целом.

Формула изобретения

Формирователь частотно-модулированных сигналов, содержащий последовательно соединенные управляемый генератор, блок задержки, смеситель и усилитель промежуточной частоты, последовательно соединенные источник опорных импульсов, импульсно-фазо- вый детектор и петлевой фильтр, выход которого соединен с управляющим входом управляемого генератора, причем второй вход смесителя соединен с выходом управляемого генератора, о-т- личающийся тем, что, с целью повышения точности автоматической перестройки частоты, между вы514800896

ходом усилителя промежуточной часто- а между выходом источника опорных ты и сигнальным входом импульсно-фа- импульсов и управляющим входом уп- эового детектора введен нуль-орган, равляемого блока задержки введен форблок задержки выполнен управляемым,

мирователь пилообразного напряжения.

мирователь пилообразного напряжения.

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение точности автоматической перестройки частоты. Формирователь содержит управляемый г-р 1, управляемый блок задержки 2, смеситель 3, усилитель 4 промежуточной частоты (ПЧ), нуль-орган 5, импульсно-фазовый детектор 6, петлевой фильтр 7, источник 8 опорных импульсов и формирователь 9 пилообразного напряжения. При перестройке частоты г-ра 1 фаза СВЧ-сигнала, прошедшего через блок задержки 2, пропорционально отстает от фазы этого же сигнала в прямом канале, поэтому начальная фаза сигнала ПЧ также соответственно изменяется. Т.к. информация об изменении частоты г-ра 1 переносится на стабильную ПЧ, равную частоте колебаний формирователя 9, существенно увеличивается чувствительность за счет снижения шумов и большого усиления в усилителе 4. С увеличением чувствительности увеличивается и точность отслеживания закона модуляции, которая не зависит от величины девиации г-ра 1. Цель достигается введением нуль-органа 5 и формирователя 9. 2 ил.

фие.2