Устройство формирования линейно-частотно-модулированных сигналов Советский патент 1990 года по МПК H03C3/08 

у

у S.

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиопередающих и радиоприемных устройствах для формирования линейно-частотно-модулированных (ЛЧМ) сигналов с быстро изменяемыми параметрами. Цель изобретения - расширение диапазона частот формируемых сигналов. Устройство формирования ЛЧМ-сигналов содержит первый накапливающий сумматор 1, комбинационный сумматор 2, второй накапливающий сумматор 3, первый блок 4 памяти, цифроаналоговый преобразователь 5, переключатель 6, коммутатор 7, блок 8 фильтров, делитель 9 частоты на М, второй блок 10 памяти, счетчик 11, генератор 12 импульсов запуска, генератор 13 импульсов, делитель частоты 14 с переменным коэффициентом деления. Цель достигается тем, что в устройстве в соответствии с изменяющимся управляющим кодом меняется коэффициент деления делителя частоты 14, а следовательно, и частота переключений переключателя 6. Вследствие этого изменяется положение основной частотной составляющей спектра сигнала на выходе переключателя 6, что позволяет изменять несущую частоту сформированного на выходе устройства ЛЧМ-сигнала от F_н до F_н + MF_т. 2 ил.

/г

//

/2

Фиг.

f

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиопередающих и радиоприемных устройствах для формирования линейно-частотно-модулированных (ЛЧМ) сигналов с быстро изменяемыми параметрами.

Цель изобретения - расширение диапазона частот формируемых сигналов.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема устройства формирования ЛЧМ-сигналов; на фиг.2 - эпюры, поясняющие его работу.

Усгройство формирования ЛЧМ-сигналов содержит первый накапливающий сумматор 1, комбинационный сумматор 2, ;второй накапливающий сумматор 3, первый блок 4 памяти, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 5, переключатель 6, коммутатор 7, блок 8 фильтров, делитель 9 частоты, второй блок 10 памяти, счетчик 11, генератор 12 импульсов запуска, генератор 13 импульсов и делитель 14 частоты с переменным коэффициентом деления.

Устройство формирования ЛЧМ-сигналов работает следующим образом.

Генератор 12 импульсов запуска формирует импульсы запуска, частота следования которых соответствует частоте следования формируемых ЛЧМ-сигналов. Положительный (единичный) уровень импульса запуска используется как сигнал обнуления первого и второго накапливающих сумматоров 1 и 3. Отрицательный (нулевой) уровень этих импульсов является сигналом, разрешающим работу генератора 13 импульсов, который в пределах отрицательного импульса запуска формирует пачку импульсов частоты fr Mf, которые после деления на М в делителе 9 частоты используются в качестве тактовых импульсов синхронизации накапливающих сумматоров 1 и 3. Положительные перепады импульсов запуска изменяют состояние счетчика 11, который подсчитывает их количество. Выходной код счетчика 11 является адресным кодом, при поступлении которого на вход второго блока 10 памяти с него на вход первого накапливающего сумматора 1 считывается код скорости модуляции К.|ь. на вход комбинационного сумматора 2 - код начальной частоты Kf, на делитель 14 частоты с переменным коэффициентом деления - код коэффициента деления Кд и на вход коммутатора 7 - код подключаемого фильтра Кф. Второй блок ТО памяти состоит из четырех запоминающих устройств матричного типа, на опрос которых поступает один и тот же Адресный код. Каждое из четырех запоминающих устройств содер5

жит набор значений одного из четырех указанных кодов Kpl, . KfH, Кд. Кф. Таким образом, второй блок 10 памяти является устройством хранения программы изменения параметров формируемого ЛЧМ-сигна- ла от импульса к импульсу. Обьем памяти второго блока 10 памяти и разрядность счетчика 11 определяют количество возможных вариантов выбора несущей частоты и деви0 ации частоты формируемого ЛЧМ-сигнала, которое изменяется в каждом периоде импульсов запуска в соответствии с порядком, в котором предварительно записаны во второй блок памяти коды К р,, , Кгн. Кд и Кф. При формировании очередного отрицательного (нулевого) потенциала импульса запуска начинает генерировать генератор 13 импульсов. Импульсы с его выхода с. частотой fr Мг5Поступают на делитель 9 частоты, в котором частота следования импульсов уменьшается в М раз. Полученные при этом тактовые импульсы частоты ft осуществляют синхронизацию работы накапливающ 1х сумматоров 1 и 3. Выходной код первого накапливающего сумматора 1 с приходом каждого тактового импульса увеличивается на .величину К р, в результате чего осуществляется аппроксимация линейного закона изменения частоты ЛЧМ-сигнала. В комбинационном сумматоре 2 к этому коду прибавляется код начальной частоты Кгн. Сформированные таким образом коды текущей частоты ЛЧМ-сигнала суммируются и

5 накапливаются во втором накапливающем сумматоре 3. Результатом накопления линейно изменяющихся кодов, что соответствует цифровому интегрированию, является изменяющийся по квадратичному закону

Q выходной код второго накапливающего сумматора 3. Таким образом вычисляются дискретные значения квадратичного закона изменения фазы ЛЧМ-сигнала. Коды фазы выхода второго накапливающего сум5 матора 3 используются в качестве адресных кодов обращения к первому блоку 4 памяти. В первом блоке 4 памяти записаны в цифровом виде значения отсчетов ЛЧМ-сигнала в строках, адреса которых соответствуют от0 счетам фазы с второго накапливающего сумматора 3. На выход первого блока 4 памяти поступают с тактовой частотой fi дискретные значения ЛЧМ-сигнала в цифровом виде. ЦАП 5 преобразует дискритизированный

5 ЛЧМ-сигнал к аналоговому виду. На первом выходе ЦАП 5 сигнал имеет вид последовательности прямоугольных импульсов с частотой следования fr, амплитуды которых соответствуют выборочным значениям ЛЧМ-сигнала в моменты начала импульсов.

0

5

0

Этот сигнал представлен на фиг.2а жирной линией. Такой сигнал можно записать в видеоо00

ST (t) IS( ICr ) / Uo(t-r) f7(r-KT Xk. (1)

k 0°°

где Vo(t)- прямоугольный импульс длительностью Т; Т 1 /fi;

д (t) - дельта-функция;

S(KT)-значения недискритизированно- го ЛЧМ-сигнала в моменты времени tK К -Т.

Недискретизированный ЛЧМ-сигнал

(2)

имеет вид

S(t) Uo cos 2л (fHt + 0,5/3 t ).

Спектр сигнала (1) имеет вид

(«-n }(3)

где S (W - спектр ЛЧМ-сигнала (2).

Сигнал на втором выходе ЦАП 5 является инверсным: и т (t) -Ur (t).

Делитель 14 в зависимости от управляющего кода Кд с второго блока 10 памяти осуществляет деление частоты следования импульсов fr в Р 1...М раз. Полученные таким образом импульсы частоты Тд fr/P управляют работой переключателя 6, который при положительных импульсах пропускает на выход сигнал с первого выхода ЦАП 5, а при отрицательных - с второго. В результате на выходе переключателя 6 форми- руется периодический импульсный сигнал частоты fд 1/То . промодулированный дискретным ЛЧМ-сигналом (1) (фиг.2а). Этот сигнал является дискретным аналогом сигнала на выходе балансного модулятора при модуляции гармонического сигнала.частоты fд ЛЧМ-сигналом (фиг.26). В результате обеспечивается то, что спектр сигнала на

выходе переключателя 6 в отличие от спектра сигнала на его входе оказывается пере- несенным в сторону более высоких частот на величину fд. Поскольку сигнал на выходе переключателя 6 имеет дискретный характер, то и его спектр дискретэн по частоте. Восстановление непрерывного сигнала из .дискретного осуществляется путем выделения полосовым фильтром основной спектральной составляющей. В устройстве в соответствии с изменяющимся управляющим кодом меняется коэффициент деления делителя 14 частоты с переменным коэффициентом деления, а следовательно, и частота переключений fд переключателя 6. Вследствие этого изменяется положение на оси частот, подлежащей выделению основ- ной частотной составляющей спектра сигнала на выходе переключателя 6, Это позволяет оперативно по программе изменять несущую частоту сигнала от fH до Гн +

Mfi, но при этом необходимо изменять центральную частоту полосы пропускани.ч восстанавливающего фильтра. Для этой цели полосовые фильтры, входящие в блок 8 фильтров, имеют центральные частоты f +

lfтгдe 1 1,2М-номер фильтра. К выходу

переключателя 6 в каждом цикле формирования ЛЧМ-сигнала подключается фильтр, номер Р которого совпадает с коэффициентом деления делителя 14 частоты с переменным коэффициентом деления в данном цикле. Таким образом, на выходе блока 8 фильтров и всего устройства присутствует ЛЧМ-сигнал, несущая частота которого изменяется от периода к периоду импульсов запуска по программе в диапазоне частот от fh до Mfr с шагом fi. Кроме того, при каждом из коэффициентов деления делителя 14 частоты с переменным коэффициентом деления несущая частота ЛЧМ-сигнала может меняться с меньшей дискретностью изменением кода начальной частоты Кг„. Величина девиации частоты ЛЧМ-сигнала Afc может также изменяться при каждом цикле формирования изменением кода скорости модуляции Кр,.

Формула изобретения

Устройство формирования линейно-частотно-модулированных сигналов, содержащее последовательно соединенные первый накапливающий сумматор, комбинационный сумматор, второй накапливающий сумматор, первый блок памяти и цифроаналоговый преобразователь, а также генератор импульсов и блок фильтров, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона частот формируемых сигналов, введены делитель частоты, переключатель, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, коммутатор и последовательно соединенные генератор импульсов запуска, счетчик и второй блок памя- ни, первый и второй выходы которого подключены к входу первого накапливающего сумматора и второму входу комбинационного сумматора, а третий и четвертый выход второго блока памяти подключены к управляющим входам соответственно делителя частоты с переменным коэффициентом деления и коммутатора, выходы которого подключены к входам блока фильтров, выход которого является выходом устройства. при этом выход генератора импульсов запуска подключен к управляющему входу генератора импульсов и входам обнуления первого и второго накапливающих сумматоров, к входам синхронизации которых подключен выход делителя частоты, к входу

которого и входу делителя частоты с пере-с переменным коэффициентом деления

менным коэффициентом деления подклю-подключены соответственно к первому, вточен выход генератора импульсов, причемрому и третьему входам переключателя, выпервый и второй выходы цифроаналоговогоход которого подключен к входу

преобразователя и выход делителя частоты5 коммутатора.

sa)

а

Фив. 2