Устройство формирования сигналов Советский патент 1989 года по МПК H03K5/01 H03K7/04 

СП 1C ел

00

00

Изобретение относится к технике формирования сигналов со сложными законами изменения частоты и фазы и может быть использовано для формирования частотно и фазоманипулированных сигналов, а также получения сеток частот с малыми приращениями. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем получения сетки высокостабильных колебаний с малым приращением частоты. Устройство формирования сигналов содержит генератор 1 опорной частоты, реверсивные счетчики 2 и 12, делитель 3 частоты, цифровые умножители 4 и 7 частоты, мультиплексор 5, регистр 6 сдвига, второй делитель 8 с переменным коэффициентом деления, фазовый детектор 9, сумматор 10, цифроаналоговый преобразователь 11, фильтр 13 нижних частот, первый делитель 14 с переменным коэффициентом деления, управляемый генератор 15. Устройство позволяет сформировать в широком диапазоне частот сетку высокостабильных колебаний с малыми приращениями частоты. 1 ил.

tail

пвЗ

Изобретение отьюсится к импульсной технике, в частности к технике формирования сигналов со сложными законами изменения частоты и фазы, и может быть использовано для формирования частотно- и фазоманипулированных сигналов, а также получения сеток частот с малыми приращениями.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем получения сетки высокостабильных колебаний с малыми приращениями частоты.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство формирования сигналов с малым приращением частоты содержит генератор 1 опорной частоты, первый реБерс1шный счетчик 2, делитель 3 час тоты, цифровой умножитель 4 частоты, мультиплексор 5, регистр 6 сдвига, цифровой умножитель 7 частоты, второй делитель 8 с переменным коэффициентом деления, фазовый детектор 9, сумматор 10, цифроанапоговый преобразователь 11 (ЦАП), второй реверсивный счетчик 12, фильтр 13 нижних частот, первый делитель 14 с переменным коэффициентом деления, управляемый генератор 15. При этом генератор 1 опорной частоты, фазовьп детектор 9, сумматор 10, фильтр 13 нижних частот, управляемый генератор 15, первьш делитель 14, регистр 6 сдвига и мультиплексор 5 соединены последовательно, Выход мультиплексора 5 подключен к второму входу фазового детектора 9. Делитель 3 частоты, второй цифровой умножитель 4 частоты, второй делитель 8; первый реверсивный счетчик 12 и второй реверсивный счетчик 2 соединены последовательно. Выходы второго реверсивного счетчика 2 соединены с управляющими входами мультиплексора 5. Выход первого делителя 14 через первый цифровой умножитель 7 частоты соединен с тактовым входом регистра 6 сдвига. Выходы первого реверсивного счетчика 12 соединены с входами 1Ц1фроаналогового преобразователя 11, выход которого соединен с вторым вхо дом сумматора 10. Входы прямого и обратного счета реверсивных счетчиков 2 и 12 являются входами установки знака изменения частоты. Управляющие входы делителей 8 и 14 с переменными коэффициентами деления и второго цифрового умножителя 4 частоты являются входами установки частоты. Управляю-

щие входы первого цифрового умножителя 7 частоты являются входом установки величины временного сдвига сигнала обратной связи.

Устройство работает следукяцим образом.

На управляющих шинах первого делителя 14, второго цифрового умножителя 4 частоты и второго делителя 8 в соответствующих кодах (двоичном, двоично-десятичном или десятичном) задается значение частоты выходного сигнала f,

вых

- t,

Ni

(1)

вых -о 1 ±

где (5 - частота ГОЧ;

К,, К - коэффициенты деления первого делителя 14 и второго делителя 8;

5

N« -.

рс

ди

коэффициент умножения умножителя 4;

емкость первого реверсивного счетчика 12; коэффициент деления делителя 3 частоты.

На управляющих входах умножителя 7 частоты устанавливается код, соответствующий величине времени задержки сигнала обратной связи

5

0

,

и

где Т,

А длакс

(2)

- период частоты генератора 1;

Uijan макс Опорное напряжение ЦАП 11; срд максимальное напряжение на выходе фазового детектора 9.

Таким образом, коэффициент умножения первого умножителя 7 должен быть равен

50

55

N,

45

UmQH ллакс

N

о

(3)

где NJ. - число разрядов регистра 6

сдвига.

В пределах емкости первого реверсивного счетчика 12 с выхода ЦАП 11 на второй вход сумматора 10 поступает ступенчатое напряжение с величиной ступени

л II yuan jwaicc N

Так как система ФАПЧ, включающая фазовый детектор 9, сумматор 10, фильтр 13, генератор 15, делитель 14 и управляемую линию задержки в соста

5

ве умножителя 7, регистра 6 сдвига и мультиплексора 5, является замкнутой системой регулирования, то внешнее воздействие на управляемый генератор 15 будет отрабатываться таким образом, чтобы напряжение на управляющем входе генератора 15 было постоянным, т.е. напряжение на выходе детектора 9 будет обратным по отношению к напряжению на выходе ЦАП 11 В этой связи в системе ФАПЧ существует так называемый скользящий режим. За счет изменения фазы генератора 15 система ФАГП1 отрабатывает внешнее возмущение на входе генератора 15. При переполнении первого реверсивного счетчика 12 изменяетс состояние второго реверсивного счетчика 2, который определяет задерж / сигнала обратной связи.

В этот же момент напряжение на выходе ЦАП 11 скачком возвращается в начальное состояние (в минимум или максимум в зависимости от знака в (1)). При этом этот скачок компенсируется изменением постоянной составляющей сигнала с выхода детектора 9 за счет изменения времени задержки сигнала обратной связи.

Если инерционность системы ФАПЧ велика по сравнению с временем коммутации, фаза колебаний генератора 15 в этот момент не изменяется, т.е. система ФАПЧ не отрабатывает одновременно происшедших взаимообратных воздействий. В дальнейшем изменение фазы генератора 15 происходит в том же направлении, что и до переполнения счетчика 12.

Таким образом, устройство позволяет сформировать в широком диапазоне частот сетку высокостабильных колебаний с малыми приращениями частот. Изобретение может найти применение при формировании сигналов с частотной и фазовой модуляцией, в устройствах ввода поправок в шкалу времени при высокоточном сличении, что приводит к повышению разрешающей способности систем и увеличению точности сличения шкал времени.

0

880

5

0

5

0

5

0

5

0

6

Формула изобретения Устройство формирования сигналов, содержащее соединенные последовательно генератор опорной частоты, фазовый детектор, сумматор, фильтр нижних частот, управляемый генератор, первьй делитель с переменным коэффициентом деления, соединенные последовательно первый реверсивньп1 счетчик и второй реверсивный счетчик, выходы которого подключены к управляющим входам мультиплексора, выход которого сординен . с вторым входом фазовог О детектора, делитель частоты, цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен с вторьм входом сумматора, а входы - с выходами первого реверсивного счетчика, отличающее- с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем получения сетки высокостабильньгх колебаний с малыми приращениями частоты, в него дополнительно введены два цифровых умножитапя частоты, второй делитель с переменным коэффициентом деления и регистр сдвига, выходы которого соединены с входами мультиплексора, вход делителя частоты соединен с выходом генератора опорной частоты, а выход подключен к входу второго цифрового умножителя частоты, выход которого соединен с входом второго делителя с переменным коэффициентом деления, выход которого подключен к входу первого реверсивного счетчика, выход первого делителя с переменным коэффициентом деления соединен с входами регистра сдвига и первого цифрового умножителя частоты, выход которого соединен с тактовым входом регистра сдвига, выходы которого соединены с входами fyльтиплeкcopa, входы прямого и обратного счета реверсивных счетчиков являются входами установки знака изменения частоты, управляющие входы делителей с переменными коэффициентами деления и второго цифрового умножителя частоты являются о входами установки частоты, управляющие входы первого цифрового умножителя частоты являются входом установки величины временного сдвига сигнала обратной связи.