Устройство для формирования частотно-модулированных сигналов Королева И.Л. Советский патент 1989 года по МПК H04L27/12 

СП

О О)

СП Kj

00

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах связи, гидро- и радиолокации.

Цель изобретения - повышение быст- родействия.

На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема предложенного устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма его работы.10

Устройство для формирования частотно-модулированных сигналов содержит формирователь 1 импульсов, управляемый генератор 2, сумматор 3, модулятор 4, триггер 5, первый 6 и -JS второй 7 ключи, первый счетчик 8, первый 9 и второй 10 блоки памяти, второй счетчик 11, блок 12 коррекции, формирователь 13 знакового разряда и синхронизатор 14. Блок коррекции содержит цифроаналоговый преобразователь 15 и фильтр 16. Формирователь знакового- разряда содержит первый 17 и второй 18 элементы И и триггер 19. Синхронизатор содер- 25 жит генератор 20 тактовых импульсов и делитель 21 частоты.

Устройство работает следующим образом.

На первом выходе синхронизатора 14 формируются импульсы (фиг. 2,а), задающие длительность модуляции Т. Эти импульсы устанавливают в начальное состояние первый счетчик 8, втои(Т) А 81п1Г ф(Т) + V(T)J, 1

Т О (О

где А - амплитуда сигт1ала;

Т - нормированное к длительнос

сигнала Т(. текущее нремя; Ф(Т) - требуемый закон изменения

фазы;.

V(T) - отклонение от требуемого з кона, обусловленное ошибка ми формирования . . Напряжение (1) принимает нулевы значения в моменты времени Т (М), где М 1, 2, ... - номер перехода через ноль от начала модуляции. .Зн (М) определяются из уравне

чения Т ния

20 (M)J + (М) М.

(2)

30

Формирователь 1 импульсов вьщеля нули функции (1), т.е. решает уравн ние (2). Положение импульсов на его выходе (фиг. 2,д), считая от момент начала модуляции, соответствует зна чениям т (М).

В отсутствие ошибок, т.е. V(T) О, уравнение (2) форму

при приобретает

(М) М,

(3).

где Т(М) - требуемое положение нуле

рой счетчик 11, триггер 5, модулятор функции (1), которое (на фиг. 2,г)

40

4 и в нулевое состояние блок 9 памяти. При этом на выходе первого счетчика 8 устанавливается начальный адрес для блока 10 памяти, информация с выхода которого проходит на пятый выход счетчика 11. На выходе модулятора 4 формируется напряжение, задающее начальную частоту частотно-модулированного сигнала. Начальное состояние триггера 5 таково, что первый j ключ 6 открыт, а второй ключ 7 закрыт. Значение знакового разряда (выход формирователя 13) в начальный момент может быть произвольным.

После окончания импульса на выходе делителя 21 (фиг. 2,а) начинает формироваться модулирующее напряжение (фиг.2,в) на выходе модулятора 4, которое через сумматор 3 поступает на вход управляемого генератора 2. Выходное напряжение управляемого генератора 2 имеет вид, зависящий от закона модуляции, например, изображенный на фиг. 2,г

условно обозначено точками. Расстоя ние между соседними нулями частотно модулированного сигнала определяетс как

D(M) T(M)- M(M-1) в отсутствие

ошибок (4)

D (М)Т (М)-Т (М-1) при наличии ошибок. (5)

Наличие фазового рассогласования V(T) приводит к лоячлению временног рассогласования Е(Т), определяемого следующим образом:

50

(М) D (М) - D(M).

(6)

55

Формирование EtT (М) в предлагаемом устройстве происходит следую щим образом. В блоке 10 памяти запи саны значения ETj.D(M), где М 1 , 2, ...; F - частота импульсов на вы ходе генератора 20 (фиг.2,б). Счетчик 8 задает адрес ячейки памяти бл ка 10 памяти. Начальное состояние

и(Т) А 81п1Г ф(Т) + V(T)J, 1

Т О, (О

где А - амплитуда сигт1ала;

Т - нормированное к длительности

сигнала Т(. текущее нремя; Ф(Т) - требуемый закон изменения

фазы;.

V(T) - отклонение от требуемого закона, обусловленное ошибками формирования . . Напряжение (1) принимает нулевые значения в моменты времени Т (М), где М 1, 2, ... - номер перехода через ноль от начала модуляции. .Зна- (М) определяются из уравнечения Т ния

JS 25

20 (M)J + (М) М.

(2)

Формирователь 1 импульсов вьщеляет нули функции (1), т.е. решает уравнение (2). Положение импульсов на его выходе (фиг. 2,д), считая от момента начала модуляции, соответствует значениям т (М).

В отсутствие ошибок, т.е. V(T) О, уравнение (2) форму

при приобретает

(М) М,

(3).

где Т(М) - требуемое положение нулей

условно обозначено точками. Расстояние между соседними нулями частотно- модулированного сигнала определяется как

D(M) T(M)- M(M-1) в отсутствие

ошибок (4)

D (М)Т (М)-Т (М-1) при наличии ошибок. (5)

Наличие фазового рассогласования V(T) приводит к лоячлению временного рассогласования Е(Т), определяемого следующим образом:

j

50

(М) D (М) - D(M).

(6)

Формирование EtT (М) в предлагаемом устройстве происходит следующим образом. В блоке 10 памяти записаны значения ETj.D(M), где М 1 , 2, ...; F - частота импульсов на выходе генератора 20 (фиг.2,б). Счетчик 8 задает адрес ячейки памяти блока 10 памяти. Начальное состояние

.сче-чика 8 нулевое, поэтому формируемый адрес для блока 10 памяти определяется величиной (М-1). Запись информации из блока 10 памяти в счетчик 11 производится я начале модуляции импульсом с выхода делителя 21 частоты, а затем по заднему фронту импульсов с выхода формирователя 1 импульсов, так что при воздействии М-го импульса формирователя 1 импульсов в счетчик 11 записьгеается число D(M+1). При этом ключ 6 открыт, а ключ 7 закрыт, поэтому тактовые импульсы генератора 20 поступают на выход ключа 6 (фиг. 2,и) и затем на первый вход -1 счетчика 1 Г. Если до момента появления (М+1)- го импульса с выхода формирователя 1 импульсов число тактовых импульсов станет равным величине FTcD(M), то на выходе 0 счетчика 11 сформируется импульс заема, который опрокинет триггер 5. Поэтому ключ 6 перейдет в закрытое состояние, а ключ 7 - в открытое. На выходе триггера 5 начнет формироваться импульс (фиг, 2,е). Теперь тактовые импульсы с генератора 20 через ключ 7 проходят на второй вход +1 счетчика 11 (фиг.. 2,к). Возвращение триггера 5 в исходное состояние произведет М+1)-й импульс с выхода формирователя 1 импульсов, при этом завершается формирование импульса (фиг.2,е) На выходах Q(0) ... Q(N) счетчика 11 формируется модуль величины (M)/(FTe). Если же до момента появления (М+1)-го импульса с выхода формирователя 1 импульсов число тактовых импульсов не достигнет величины FTcD(M), то разность FT(.D(M) и числа поступивших импульсов будет также равна модулю отношения (M)/(FTc). Перезапись информации с выходов Q(0) ... Q(N) счетчика 11 в блок 9 памяти происходит по переднему фронту импульса с выхода формирователя 1 импульсов.

Формирование знака временного рас- Ьогласования производится следующим Образом. Если на инверсном выходе триггера 5 есть импульс (фиг. 2,е), то на вькоде элемента И 18 тоже формируется импульс, который, или опрокидывает триггер 19, или подтверж- ; дает его предшествующее состояние. В противном случае аналогичное управ

ление триггером 19 ггроисходит через элемент И 17.

Цифроаналоговый преобразователь 15 преобразует информацшо о временном рассогласовании (М) в анало1 о- вую форму с учетом знака (фиг.2,з). Далее выходное напряжение цифроанало- гового преобразователя 15 через фильтр 16, сумматор 3 подается на вход управляемого генератора 2. Тем самым замыкается кольцо автоматической подстройки.

15 Формула изобретения

Устройство для формирования частотно-модулированных сигналов, содержащее модулятор, выход которого соединен с первым входом сумматора, вы- - ход которого подключен к входу управляемого генератора, выход которого соединен с входом формирователя импульсов, выход которого соединен с . первым входом первого счетчика, второй вход которого подключен к первому выходу синхронизатора и к входу модулятора, второй счетчик, первый вькод которого соединен с первым входом первого блока памяти, блОк- коррекции, выход которого соединен с вторым входом сумматора, при этом выход первого счетчика соединен с входом второго блока памяти, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, введены формирователь знакового разряда, два ключа и триггер, прямой выход которого соединен, с первыми входами рмиро- вателя знакового разряда и первого

ключа, выход которого соединен с первым входом второго счетчика,. второй вход которого подключен к выходу второго ключа, первый вход которого соединен с инвер сным выходом триггера и с вторым входом формирователя знакового разряда, третий вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, к первому входу триггера, к третьему входу второго счетчика и к второму входу первого блока памяти, третий вход которого подключен к первому выходу синхронизатора, к второму входу триггера и к четвертому входу второго счетчика, пят1,1й вход которого подключен к выходу второго блоа памяти, при этом второй выход синхронизатора соединен с вторыми входами первого и второго ключей, второй выход второго счетчика подключен к третьему входу триггера, ньгход формирователя знакового разряда соединен с входом одного разряда

многоразрядного входа блпкя коррекции, входы oCTaJThHt.ix разрядов которого подключены к выходам первого блока памяти.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах связи, гидро- и радиолокации. Цель изобретения - повышение быстродействия. Устройство содержит формирователь 1 импульсов, управляемый г-р 2, сумматор 3, модулятор 4, счетчики 8 и 11, блоки 9 и 10 памяти, блок 12 коррекции, содержащий ЦАП 15 и фильтр 16, а также синхронизатор 14, содержащий г-р 20 тактовых импульсов и делитель 21 частоты. Поставленная цель достигается введением триггера 5, двух ключей 6, 7 и формирователя 13 знакового разряда, содержащего два элемента И 17, 18 и триггер 19. 2 ил.

п п п

II I

П а;

;

t)

fl п п ;

т) i}

МI

«J

Фиг.