Формирователь частотно-модулированных сигналов Советский патент 1991 года по МПК H03K7/06 

Ј

(Л

Изобретение относится к импульсной технике. Цель изобретения - повышение линейности изменения частоты формируемых импульсных сигналов - достигается введением в формирователь перемножителей 9, 10 и источника 1 опорного напряжения. Формирователь содержит также компаратор 2, сумматор 11, триггер 3, элементы 4 и 5 совпадений, генераторы 6-8 пилообразного напряжения, входную и выходную шины. 2 ил.

JSk

8

ЗУ

5

00

со

Фю.1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах преобразования и передачи информации.

Целью изобретения является повышение линейности изменения частоты формируемых импульсных сигналов.

На фиг„ 1 представлена функциональная схема формирователя частотно-модулированных сигналов; на фиг. 2 - ременные диаграммы его работы.

Формирователь частотно-модулированных сигналов содержит источник 1 опорного напряжения, компаратор 2, триггер 3, элементы 4 и 5 совпадений, генераторы 6-8 пилообразного напряжения, перемножители 9 и 10 и сумматор 11, при этом выход сумматора 1t соединен с первым входом компаратора 2, второй вход которого соединен с выходом источника 1 опорного напряжения, а выход - с выходной шиной устройства и счетным входом триггера 3, выходы iкоторого соединены соответственно с первыми входами элементов 4 и 5 совпадений, выходы которых соединены соответственно с входами генераторов 6 и 7 пилообразного напряжения, а вторые входы - с входной шиной и входом генератора 8 пилообразного напряжения, выход которого соединен с первыми входами перемножителе.й 9 и 10, вторые входы которых соединены соответственно с выходами генераторов 6 и 7 пилообразного напряжения, а выходы - с входами сумматора 11.

{ Формирователь частотно-модулированных сигналов работает следующим образом.

В исходном состоянии при отсутствии импульса запуска (фиг 2а) на выходе генератора 8 присутствует начальное напряжение V0 отрицательной полярности (фиг. 26), а на первых входах и на выходах элементов 4 и 5 имеют место нулевые потенциалы (фиг. 2в, г). Поэтому на выходах генераторов 6 и 7 (фиг. 2д, е) перемножителей (фиг. 2ж, з), а следовательно, и сумматора 11 сигналов нет. Компаратор 2 находится в устойчивом состоянии, при котором на его выходе имеет место нулевой потенциал (фиг. 2и)., Триггер 3 находится в произвольном состоянии, например в таком, что потенциал на его первом

выходе соответствует логической 1, а на втором - логическому О.

С приходом на входную шину импульса запуска (фиг. 2а), имеющего уровень логической 1, на выходе генератора 8 (фиг. 26) формируется линейно изменяющееся напряжение V0 ft) ви-

о да

10

Vg(t) -V0 ч- bt,

(1)

5

0

5

0

5

0

5

0

5

где V и Ь t соответственно начальный уровень и скорость изменения напряжения на выходе генератора 8; время, отсчитываемое с момента появления импульса запуска.

Напряжение g(t) поступает на первые входы перемножителей 9 и 10.

Под действием импульса запуска открываются по вторым входам элементы 4 и 5 , в результате на выходе элемента 4 появляется потенциал, соответствующий логической 1 (фиг. 2в), под действием которого генератор 6 формирует линейно нарастающее напряжение (фиг. 2д), поступающее на второй вход перемножителя 9. На выходе перемножителя 9 формируется напряжение (фиг, 2ж), пропорциональное произведению сигналов на его входах. Напряжение с выхода перемножителя 9 через сумматор 11 поступает на первый вход компаратора 2, на второй вход которого поступает опорное напряжение постоянного уровня Е с выхода источника 1 . В момент равенства напряжений на входах компаратора последний формирует короткий импульс (фиг. 2и), поступающий на счетный вход триггера 3.

Под действием импульса с выхода компаратора 2 триггер 3 изменяет свое состояние на противоположное, на его первом выходе появляется потенциал, соответствующий логическому О, а на втором - логической 1. В результате на выходе элемента 4 потенциал становится соответствующим логическому О (фиг. .в), а на выходе элемента 5 - логической 1 (фиг. 2г), сигналы на выходе генератора 6 (фиг. 2д), перемножителя 9 (фиг. 2ж) и сумматора 11 становятся равными нулю, компаратор 2 возвращается в исходное состояние, а генератор 7 начинает формировать линейно нарастающее напряжение (фиг, 2е),

316

которое поступает на второй вход перемножителя 10. На выходе перемножителя 10 Лорнируется Напряжение (фиг. 2з), пропорциональное произведению сигналов на его входах, которо через сумматор 11 поступает на первый вход компаратора 2. R момент равенства этого напряжения уровню Е компаратор 2 вновь вырабатывает короткий импульс (Лиг. 2и), под действием которого триггер 3 возвращается в исходное состояние. В результате на выходе элемента 4 вновь появляется потенциал, соответствующий ло гической 1, а на выходе элемента 5 логическому О (фиг. 2в, г), сигналы на выходах генератора 7 (фиг02е), перемножителя 10 (фиг„ 2ч) и сумматора 11 подают до нуля, а генератор 6 вновь начинает формировать линейно нарастающее напряжение.

Далее процесс повторяется до окончания импульса запуска. По окончании импульса запуска элементы 4 и 5 возвращаются в исходное состояние, генераторы 6 и 7, сумматор 11 обнуляются а компратор 2 перестает формировать импульсыо

В результате в течение импульса запуска на выходе компаратора 2 формируется серия коротких импульсов, а на выходах элементов 4 и 5 - серия прямоугольных импульсов с уменьшающимся во времени периодом следования

Поскольку генераторы 6 и 7 идентичны, то Формируемые ими сигналы V

б

v могут быть записаны в виде (2)

7(t) Kt

где t f время, отсчитываемое с момента запуска генератора 6 (или 2);

К - скорость измерения на выходе генератора 6 (или 7)„ Сигнал У„ на выходе сумматора 11, а следовательно, и на втором входе компаратора 2 определяется выражением

VM (t, t) V8(t)-Vei7(). (3)

Компаратор 2 срабатывает при выполнении условия , V,,(tf t,) Е

С учетом уравнений (1), (2) и (3) получаем

Kt,(bt - v,0) Е.

,

Полученное уравнение позволяет определить частоту f импульсов на выходе компаратора 2 как Лункцию времени t

f(t) - 1 - - Kb UU tr, R R

Из полученного уравнения видно, что частота F сигналов на выходах компаратора 2 и -элементов 4 и 5 линейно зависит от времени t.

При фиксированных уровне Е и коэффициенте К, изменяя крутизну b пилообразного напряжения генератора Р, можно регулировать скорость изменения частоты f, я изменяя его начальное значение Г0 , можно устанавливать требуемое начальное значение этой астоты.

таким образом, введение новых элементов и связей в формирователь обеспечивает повышение линейности изменения частоты Формируемых импульсов. Это является существенным преимуще.ст- 5 пом формирователя члстотно-модулиро- ванных сигналов по сравнению с известными устройствами.

Формула изобретения

0

Формирователь ванных сигналов,

5

0

частотно-модулиро содержащий компаратор, первый вход которого соединен с выходом сумматора, а выход - с выходной шиной и счетным входом триггера, выходы которого соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов совпадений, выходы которых соединены соответственно с входами первого и второго генера- торов пилообразного напряжения, а вторые входы - с входом третьего генератора пилообразного напряжения и входной инной, отличающий- с я тем, что, с целью повышения линейности изменения частоты формируемых импульсных сигналов, в него дополнительно введены два перемножителя и источник опорного напряжения, выход которого соединен с вторым входом компаратора, при этом первые входы первого и второго перемножителей соединены с выходом третьего генератора пилообразного напряжения, вторые входы - соответственно с выходами $ первого и второго генераторов пилообразного напряжения, а выходы - с вхоп дами сумматора.

5

0

8

Фиг. I