Частотный манипулятор Советский патент 1991 года по МПК H04L27/10 

Фиг. /

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в качестве возбудителя передатчика с широкополосной частотой модуляции, а также для получения множества различных частот, не кратных опорной частоте.

Цель изобретения - уменьшению уровня внеполосного излучения.

На фиг.1 изображена структурная электрическая схема предлагаемого частотного манипулятора; на фиг.2 - схема фазового детектора; на фиг.З - схема блока формирования фронта импульса.

Частотный манипулятор содержит фазовый детектор 1. первый делитель 2 часто- ты с управляемым коэффициентом деления, опорный генератор 3, второй делитель 4 с управляемым коэффициентом деления, фильтр 5 нижних частот, управляемый генератор 6, блок 7 формирования фронта им- пульса,блок 8 сравнения, элемент И-НЕ 9, RS-триггер 10.

Фазовый детектор 1 содержит блок 11 привязки импульсов, двоичный счетчик 12, статический регистр 13, цифроаналоговый преобразователь 14. Блок 7 содержит коммутаторы 15-17, генератор 18линейноизме- няющегося напряжения, формирователь 19 короткого импульса фронта, первый-шестой статические регистры 20-25.

Частотный манипулятор работает следующим образом.

При поступлении импульсов на первый (сигнальный) вход фазового детектора 1 с выхода делителя 2 частоты с управляемым коэффициентом деления, а также при поступлении импульсов с выхода опорного генератора 3 и с выхода делителя 4 частоты с управляемым коэффициентом деления соответственно на второй (счетный) вход и на третий (опорный) вход фазового детектора 1, на его первом выходе появляется напряжение, мгновенное значение которого пропорционально разности фаз опорных и сигнальных импульсов.

Информация на втором выходе фазового детектора 1 представляет собой двоичный код, значение которого изменяется по пилообразному закону с темпом, равным периоду опорных импульсов, поступающих на третий (опорный) вход фазового детектора 1. Смена значений двоичного кода на втором выходе фазового детектора 1 происходит с тактовой частотой, равной частоте сигнала опорного генератора 3 поступающего на второй (счетный) вход фазового детектора 1.Значение двоичного кода на третьем выходе фазового детектора 1 пропорционально мгновенной разности фаз опорных и сигнальных импульсов.

Напряжение с первого выхода фазового детектора 1, воздействуя через фильтр 5 на вход управляемого генератора 6, обеспечивает режим синхронизации в контуре ФАПЧ частотного манипулятора.

Особенностью частотного манипулятора является использование в обоих трактах приведения делителей частоты с управляемыми коэффициентами деления.

Делители 2 и 4 с управляемыми коэффициентами деления осуществляют деление частоты сигналов, поступающих на их входы соответственно с выходов управляемого генератора 6 и опорного генератора 3. Деление частоты сигналов осуществляется на коэффициенты (Mo, MI) и (No, NI), поступающие в виде двоичных кодов на вторые (управляющие) входы соответственно делителей 2 и 4 частоты с управляемыми коэффициентами деления. Выбор коэффициентов (Mo, Mi) и (No, N1) основан на использовании алгоритма Евклида. Хранение выбранных коэффициентов производятся в блоке 7.

При передаче единицы или нуля по входной шине информационного сигнала блок 7 формирования фронта импульса осуществляет коммутацию коэффициентов деления на вторых (управляющих) входах делителей 2 и 4 частоты с управляемыми коэффициентами деления.

Установка частот управляемого генератора 6 fyro и fvri должна соответствовать выражениям

, М0 f , Mi туго - о : Туп

N

NI

fn

где Mo и М1 - коэффициенты деления в цепи выходного сигнала управляемого генератора 6;

No и Ni - коэффициенты деления в цепи выходного сигнала опорного генератора 3:

fo частота опорного генератора 3.

В связи с тем, что установка частот управляемого генератора 6 сопровождается изменением частот сравнения фазового детектора 1 в соответствии с выражениями

fo

t

fcp°-N0 : блок 7 формирования фронта импульса по командам информационнрго сигнала осуществляет коммутацию двоичных чисел

No 2 И 2

Ni

значения которых н обратном

коде поступают с его четвертого выхода на четвертый вло; Фазпвсго детектора 1. обес- печигзач таким образом симметричность фазовой характеристики (разового дотек тора 1 относительно нулевого потенциала.

В начале фронта или спада информационного сигнала на пятом выходе блока 7 появляется отрицательный короткий импульс фронта длительностью т.ф, который, воздействуя на второй вход элемента И-НЕ 9 и на инверсный R-вход RS-триггера 10. устанавливает на его выходе нулевой уровень. Нулевой уровень с выхода RS-триггера 10, воздействуя на третий вход (разрешения) и на четвертый вход (начальной установки) первого делителя частоты 2 с управляемым коэффициентом деления, запрещает его работу. При отсутствии последовательности импульсов на выходе первого делителя 2 частоты с управляемым коэффициентом деления 1 фазовый детектор 1 переходит в режим памяти и на его первом и третьем выходах фиксируются соответственно напряжение и код сигнала ошибки.

В этот момент на первом выходе блока 7 формирования фронта импульса появляется калиброванный по амплитуде, скругленный сигнал (например, с линейными фронтами длительностью Гф). Этот сигнал линейно нарастает или убывает в зависимости от того, в какую сторону должна изменяться частота манипулятора.

После окончания отрицательного импульса фронта изменение сигнала прекращается и он сохраняет достигнутое значение практически неизменным до следующей посылки.

Скорость линейно изменяющегося напряжения такова, что за интервал времени Тф частота управляемого генератора 6 достигает нужного значения. Чтобы после окончания отрицательного короткого импульса фронта сохранялось напряжение сигнала ошибки на первом выходе фазового детектора 1, необходимо сохранить разность фаз между сигнальными и опорными импульсами, поступающими соответственно на первый и третий входы фазового детектора 1. В частотном манипуляторе задача сохранения такой разности фаз решается путем включения контура ФАПЧ в момент равенства кодов на втором и третьем выходах фазового детектора 1, поступающих на соответственно первый и второй входы блока 8. При этом импульс с выхода блока 8 через открытый элемент И-НЕ 9 воздействует на S-вход RS-триггера Юиуста- навливает на его выходе единичный уровень, который поступает на третий и четвертый входы делителя 2 частоты с управляемым коэффициентом деления. С этого момента делитель 2 частоты с

управляемым коэффициентом деления 1 начинает пересчет импульсов управляемого генератора 6 в соответствии с установленным коэффициентом деления, поступаю- 5 щим с второго выхода блока 7 формирования фронта импульса, и если за интервал т.ф частота управляемого генератора 6 под воздействием линейно изменяющегося напряжения достигнет нужного

0 значения, то в контуре ФАПЧ установится режим синхронизма практически без переходного процесса.

В качестве первого делителя 2 частоты с управляемым коэффициентом деления мо5 жет быть использована микросхема 585ХЛ4.

Делитель 4 с управляемым коэффициентом деления также может быть выполнен на микросхеме 585ХЛ4.

0На первый вход блока 11 привязки импульсов входного сигнала1 к счетным импульсам, поступают импульсы входного сигнала, а на второй вход поступают счетные импульсы. Одновременно последова5 тельность счетных импульсов поступает на счетный Т-вход двоичного счетчика 12, под действием которых изменяются состояния его выходных разрядов. Двоичный счетчик 12 работает в режиме непрерывного счета,

0 причем длительность цикла его работы определяется периодом опорных импульсов, поступающих на его С-вход записи параллельного кода. Значения двоичных чисел

No N1,.

,- -у- и fc- , поступающие в обратном коде

на D-входы двоичного счетчика 12, должны соответствовать выражениям:

0

0

5

No 2

fo

или

Ni 2

fo

2 fcpo 2 2 fcpi

0No N i

Запись двоичных чисел -у- и в

двоичный счетчик 12 зависит от передачи единицы или нуля информационного сигна- 5 ла и обеспечивает симметричность фазовой характеристики относительно нулевого потенциала при различных частотах сравнения фазового детектора.

Таким образом, информация на выходе двоичного счетчика 12 представляет собой двоичный код, изменяющийся по пилообразному закону.

Блок 11 привязки импульсов входного сигнала к счетным импульсам обеспечивает выделение первого целого счетного импульса, следующего за импульсом входного сигнала. Спадом этого импульса происходит запись состояния разрядов двоичного счетчика 12 в статический регистр 13. Запиi линии код прообразуется в напряжение г помощью цифроанллоюпого преобразопа- толя 14. Величина кода на выходе статического регистра 13, а, следовательно, и величина напряжения на выходе цифро- анэлогопого преобразонателя 14 пропорциональны разности фаз опорных импульсов и импульсов входного сигнала.

Информационный сигнал в виде практически прямоугольных видеоимпульсов поступает одновременно на первый 15, второй 16 и третий 17 коммутаторы кодов, на генератор 18 линейно изменяющегося напряжения и на формирователь 19 короткого импульса фронта.

При передаче единицы или нуля информационного сигнала и поступления отрица- тельного короткого импульса фронта длительностью 1ф с выхода формирователя 19 короткого импульса на входы генератора 18 линейно изменяющегося напряжения, на его рыходе происходит изменение напряжения Напряжение на выходе генератора 18 линейно изменяющегося напряжения изменяется только во время осуществления отрицательных импульсоп. поступающих на него с выхода формирователя 19 короткого импульса фронта, направление же изменения определяется наличием единицы или нуля информационного сигнала. По командам информационного сигнала первый коммутатор 15 кодов осуществляет коммутацию кодов коэффициентов деления Мо и Mi, a второй коммутатор 16 кодов коммутацию кодов коэффициентов деления No и N1. Значения кодов коэффициентов деления Мо. Mi, No. N1 хранятся соответственно в первом 20, втором 21, третьем 22 и четвертом 23 статических регистрах Значения двоичных чисел

в обратном коде

NoN1

7 и 2

хранятся соответственно в пятом 24 и шестом 25 статических регистрах. Третий коммутатор 17 кодов по командам информационного сигнала осуществляет коммутацию обратных кодов двоичных чи- No NI 2

сел

и -„

Формула изобретения Частотный манипулятор, содержащий опорный генератор, фазовый детектор, блок формирования фронта импульса, вход которого является информационным входом манипулятора, последовательно соединенные фильтр нижних частот и управляемый генератор, выход которого соединен с первым входом первого делителя частоты с управляемым коэффициентом деления, выход которого соединен с первым входом фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом опорного генератора, первый и второй выходы блока формирования фронта

импульса соединены соответственно с управляющим входом управляемого генератора и вторым входом первого делителя частоты с управляемым коэффициентом деления, отличающийся тем, что, с целью

уменьшения уровня внеполосного излучения, введены второй делитель частоты с управляемым коэффициентом деления, блок сравнения, элемент И-НЕ и RS-триггер, причем первый вход второго делителя частоты

с управляемым коэффициентом деления соединен с выходом опорного генератора, а выход - с третьим входом фазового детектора, третий выход блока формирования фронта импульса соединен с вторым входом

второго делителя частоты с управляемым коэффициентом деления, четвертый выход блока формирования фронта импульса соединен с четвертым входом фазового детектора, первый выход которого соединен с

входом фильтра нижних частот, а второй и третий выходы - соответственно с первым и вторым входами блока сравнения, выход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с пя0 тым выходом блока формирования фронта импульса и инверсным R-входом RS-тригге- ра, а выход - с инверсным S-входом RS-триг- гера, выход которого соединен с третьим и четвертым входами первого делителя час5 тоты с управляемым коэффициентом деления.

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в качестве возбудителя передатчика с широкополосной частотой модуляции, а также для получения М; ке иоия множества различных частот, не кратных опорной частоте. Цель изобретения - уменьшение уровня внеполосного излучения. Частотный манипулятор содержит фазовый детектор 1. первый делитель 2 частоты с управляемым коэффициентом деления, опорный генератор 3, фильтр 5 нижних частот, управляемый генератор 6, блок 7 формирования фронта импульса. Цель достигается введением второго делителя 4 с управляемым коэффициентом деления, блока 8 сравнения, элемента И-НЕ, RS-триг- гера 10. 3 ил.