Формирователь линейно-частотно-модулированных сигналов Советский патент 1989 года по МПК H03C3/08 H03L7/00 

to ел

3130

Изобретение относится к радиотехнике и может испольчоваться в качестве формирователя липейно-частотно- модулированных ( сигналов с боль шим значением произведения ширины спектра сигнала на его длительность в различных радиотехнических устройствах.

Цель изобретения - повышение ли- нейности модуляционной характеристики при увеличении диапазона девиаций частоты.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема формирователя ЛЧМ-сигналоп; на фиг.2 - то же, перестраиваемого полосового фильтра.

Формирователь ТТ ГМ-сигналов содержит фильтр нижних частот (ФНЧ) 1, фазовый дискриминатор 2, усилитель 3 промежуточной частоты (УПЧ), делитель 4 частоты с переменным коэффициентом деления (ДПКД), усилитель 5 сигнала ошибки, пассивный эталонный генератор 6, формирователь 7 сигналов управления, перестраиваемый полосовой фильтр 8, управляющий элемент 9, линейно-частотно-модулируемый СЛЧМ) генератор 10, делитель частоты 11, смеситель 12, источник 13 модулирующего сигнала, синхронизатор 14, опорный генератор 15, перестраиваемый умножитель 16 частоты. Перестраиваемый полосовой фильтр 8 содержит п ключей полосовых фильтров .

Формирователь ЛЧК-сигналов работает следующим образом.

Делитель А частоты с переменным коэффициентом деления представляет собой цепочку последовательно включенных двоичных делителей частоты с обратными связями с выхода одного

из делителей на вход другого.

1,

Усилитель 5 сигнала ошибки представляет собой усилитель постоянного тока с регулируемым коэффициентом усиления. Пассивный эталонный генератор 6 представляет собой дисперси- онную линию задержки на поверхностны аккустических волнах,

В качестве управляющего элемента 9 используется варикап, а в качестве линейно-частотно-модулированного генератора 10 - LC-автогенератор с перестраиваемой частотой. Синхронизатор 14 состоит из последовательно включенных формирователя коротких ви

деоимпульсов и линии задержки. Опор- Hbrfi генератор 15 представляет собой генератор гармонических колебаний. В качестве ключей 17 используются аналоговые коммутаторы. Первые входы ключей 17 объединены и являются первым входом перестраиваемого полосового фильтра В. Выход каждого ключа 17 подключен к входу одного из п полосовых фильтров 18. Вторые входы ключей 17, являющиеся управляющим входом полосового фильтра 8, выходы полосовых фильтров 18 объединены и являются выходом перестраиваемого полосового фильтра 8.

Пассивный эталонный генератор 6 вырабатывает ЛЧМ-сигнал, частота которого описывается выражением

f(t;) f, uf-t/,

при OiU.,(1)

u

с Q

5

,.

5

0

где f - начальная частота ЛЧМ-сиг- нала пассивного эталонного генератора 6; U f - девиация частоты ЛЧМ-сНГнала ,

- длительность импульса. Запуск пассивного эталонного генератора 6 осуществляется сигналами управления с выхода синхронизатора

14. На другом выходе синхронизатора 14 через время, равное за;тержке между импульсом запуска и откликом пасивного эталонного генератора 6, формируется импульс запуска источника 13 модулирующего сигнала, выходное напряжение которого, воздействуя на управляющий элемент 9, осуществляет модуляцию частоты ЛЧМ генератора 10 по закону, близкому к линейному. Источник 13 формирует пилообразное видеонапряжение, крутизна которого при заданной длительности импульса- C,j пропорциональна коэффициенту де- л«.ния ЦПКД 4.

Мгновенная частота сигнала ЛЧМ генератора 10 в течение импульса описывается выражением

f/t) n.uf.t/C-y + fn(t),

гне m - коэффициент деления делителя 11 частоты (т 1,2,...);

п - коэ и ициент деления ДПКД 4i 1 2,3,,.. (причем )i

uf,,(t:) - отклонения от линейного ялконя модуляции частоты .Ф1М генератора 10, обусловленные нелинейностью его модуляционной характеристики и воздействием технических и естественных дестабилизирующих факторов. Таким образом, начальная частота сигнала ЛЧМ генератора 10 в т« раз больше начальной частоты отклика пассивного эталонного генератора 6, а девиация час:тоты в т п раз больше девиации частоты пассивного эталонного генератора 6. На входы фазового дискриминатора 2 необходимо подавать сигналы с одинаковыми значениями начальной частоты и девиацией частоты. Поэтому колебания JNM генератора 10 подаются на делитель 11 частоты с фиксированным коэффициентом деления, равным п. Выходной сигнал делителя 11 частоты преобразуется по частоте в смесителе 12 и поступает на перестра- иваемый полосовой фильтр 8. В зависимости от того, на какой из ключей 17 (фиг. 2) подан управлякмций сигнал от формирователя 7 сигналов управления, входной сигнал проходит на один из п полосовых фильтров 18, который выделяет колебание с частотой

f(t) f(t)/m - fy(n),

где fM (l-n)-f,

частота колебаний на выходе умножителя 16

частоты,

и не пропускает паразитные спектральные составляюрще, образующиеся на выходе смесителя 12.

С выхода перестраиваемого полосового фильтра 8 сигнал поступает на ДПКД 4 с коэффициентом деления п и далее на УПЧ 3. Частота сигнала на выходе ДПКЛ А описывается выражением

д(е) f/t)/m - f (n)/n.

Таким образом, на входы фазового дискриминатора 2 поступает сигнал с частотой, описываемой вьфажением (1), и сигнал g выхода УПЧ 3 с часто

той

д(с) - f t/ +/Vfn(t)/(m n). Коэффициент деления ППКД 4 устанавливается R соответствии с пара

12506

метрами формируемого Л ГМ-радиоим- пульса по сигналу формирователя 7 сигналов управления.

с Сигнал с выхода фазового дискриминатора 2, проходя через ФНЧ 1 и усилитель 5 сигнала ошибки, воздействует на управляюошй элемент 9 ЛЧМ генератора 10 совместно с пилообраэ- 10 ным видеонапряжением источника 13 модулируюпшх сигналов. За счет действия отрицательной обратной связи частота биений на выходе фазового дискриминатора 2 начинает уменьшаться И через время tp (время регулирования) произойдет захват частоты ЛЧМ генератора 10 и будет осуществляться фазовая автоподстройка его частоты по сигналу пассивного эталонного генератора 6. При этом девиация частоты и скорость изменения частоты ЛЧМ генератора 10 будут в т«п раз больше, чем у эталонного колебания. Полоса пропускания

ФНЧ 1 выбирается таким образом, чтобы в нее попадали спектральные составляющие сигнала с иьгхода фазового дискриминатора 2, обусловленные паразитными отклонениями частоты

&fr(t).

Для поддержания постоянства коэффициента усиления замкнутой цепи автоподстройки при изменении коэффициента деления частоты усилитель 5

выполняется в виде усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, пропорциональным п. На первый вход смесителя 12 подаются колебания с выхода перестраиваемого умножителя 16

частоты с переменным коэффициентом умножения k (1-п).

Перестраиваемый умножитель 16 частоты содержит последовательно включенные нелинейный элемент и полосовой фильтр. При поступлении

на вход нелинейного элемента гармонического колебания частотой fg сигнал на выходе содержит составляющие с частотами, кратным 1 этой частоте.

Полосовой фильтр выделяет гармоническое колебание с частотой K f.

Формирователь 7 сигналов управления обеспечивает изменение коэффи- циента деления ДПКД 4, коэффициента усиления усилителя 5, коммутацию фильтров в перестраиваемом полосовом фильтре 8 и перестраипаемом умножителе 16 частоты. Управление осуществляется счет подачи на них комму- тируюп1их напряжений, которые могут принимать ряд фиксированных значений Поэтому в простейнем случае формирователь 7 сигналов управления содержит набор переключателей, формирующих указанные коммутирующие напряжения .

В предлагаемом формирователе сигналов остаются только отклонения частоты, связанные с фазовыми ошибками системы автоподстройки частоты, вызванные нелинейностью частотной настроечной характеристики ЛЧМ генератора 10 и собственной нестабильностью его частоты.

Формула изобретения

Формирователь линейно-частотно- модулированных сигналов, содержащий последовательно соединенные источник модулирующего сигнала, управляющий элемент и линейно-частотно-модулируемый генератор, последовательно соединенные фазовый дискриминатор, фильтр нижних частот и усилитель сигнала ошибки, выход которого сое- динен с вторым входом управляющего элемента, а также усилитель промежуточной частоты, пассивный эталонный генератор, полосовой фильтр, синхронизатор, первый и второй выходы которого соединены с входами синхронизации соответственно пассивного

5

0

5 О 5

этапои11г)го генератора и источника модулирующего сигнала, последовательно соединенш11е опорный генератор, умножитель частоты и смеситель, отличающийся тем, что, с целью повышения линейности модуляционной характеристики при увеличении диапазона девиаций частоты, в него введены делитель частоты с переменным коэффициентом деления, вход которого соединен с выходом полосового фильтра, а выход - с входом усилителя промежуточной частоты, делитель частоты, вход которого соединен с выходом линейно-частотно-модулируемого генератора, а выход - с вторым входом смесителя, и формирователь сигналов управления, первый выход которого соединен с управляющим входом делителя частоты с переменным коэффициентом деления, второй выход - с управляющим входом усилителя сигнала ошибки и с дополнительным управляющим входом источника модулирующего сигнала, при этом полосовой фильтр и умножитель частоты выполнены перестраиваемыми и их управляющие входы соединены с третьим выходом формирователя сигналов управления, выход усилителя промежуточной частоты и выход пассивного эталонного генератора соединены со- ответстенно с первым и вторым входами фазового дискриминатора, а выход смесителя соединен с входом перестраиваемого полосового фильтра.

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение линейности модуляционной х-ки при увеличении диапазона девиаций частоты. Формирователь содержит фильтр 1 нижних частот, фазовый дискриминатор 2, усилитель 3 промежуточной частоты, делитель 4 частоты с переменным коэффициентом деления, усилитель 5 сигнала ошибки, пассивный эталонный генератор 6, формирователь 7 сигналов управления, перестраиваемый полосовый фильтр 8, управляющий элемент 9, линейно-частотно-модулируемый генератор 10, делитель 11 частоты, смеситель 12, источник 13 модулирующего сигнала, синхронизатор 14, опорный генератор 15 и перестраиваемый умножитель 16 частоты. Цель достигается введением делителей 4 и 11 и формирователя 7, который обеспечивает изменение коэффициента деления делителя 4, коэффициент усиления усилителя 5 и коммутацию фильтров в перестраиваемых фильтре 8 и умножителе 16. 2 ил.

4h/«t