Частотно-фазовый модулятор Советский патент 1981 года по МПК H03C3/02 

(54) ЧАСТОТНО-ФАЗОВЫЙ МОДУЛЯТОР

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться дл- формирования частотно- и фазомодулированных колебаний в радиолокации, радионавигации и связи. Известно устройство, частота сигнала- которого изменяется при подаче на управляющий вход устройства управ ляющего сигнала, .содержащее последов тельно соединенные сумматор и синхро визируемый генератор, один выход которого через делитель частоты с переменным коэффициентом деления (ДПКД) соединен с входом первого фазового детектора, а другой выход соединен непосредственно с входом второго фазового детектора, и фильтр нижних частот ,при этом к другим входам первого и второго фазовых детекторов подключен выход генератора опорного сигнала 1 . Однако, известное устройство не обеспечивает достаточно высокой фазовой стабильности выходного сигнала. .. Цель изобретения - повышение фазо вой стабильности выходного сигнала. Поставленная цель достигается тем что в устройстве, содержащем последовательно соединенные сумматор и синхронизируемый генератор, один выход которого через делитель часто ты с переменн1лм коэффициентом деления соединен с входом первого фазового детектора, .а другой, выход соединен непосредственно с входом второго фазового детектора, и фильтр нижних частот, при этом к другим входам первого и второго фазовых детекторов подключен выход генератора опорного сигнала, между выходом второго фазового детектора и первым входом сумматора введен фильтр высоких частот, фильтр нижних частот включен между выходом первого фазового детектора и вторым входом сумматора, а модулирующий сигнал подан на третий вход сумматора. На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства. Частотно-фазовый модулятор содержит генератор 1 опорного сигнала, первый фазовый детектор 2, фильтр 3 нижних частот, сумматор 4, синхронизируемый генератор 5, ДПКД 6, второй фазовый детектор 7 и фильтр 8 высоких частот.

Устройство работает следующий образом.

На Третий вход сумматора 4 може подаваться как гармонический сигнал и{ t) i noit, так и сигнал с изменяиадейся по определенному закону ча стотой. При воздействии на управляющий вход синхронизируемого генераfopa 5 модулирующего сигнала 1) {t). с частотой, лежащей в пределах О

.ОбШ+%,-з„..а-г-5егК /Ка.1

- крутизна характеристики

управления синхронизируемого генератора 5; - коэффициент передачи первог

фазового детектора 2; Kg - коэффициент деления делител 6 частоты с переменным коэффициентом деления; Тф - постоянная переменная интегрирующего фильтра 3 нижних частот.

Модулятор успевает отработать гармоническое изменение частоты синхронизируемого генератора 5, превращая это изменение в фазовую модуляцию выходного сигнала синхронизируемого генератора 5 и обеспечивая стабильное.постоянное равенство частоты СлЗсрг т.е. в полосе частот модулирующего напряжения модулятор осуществляет компенсацию мгновенного приращения частоты сигнала синхронизируемого генератора 5 за счет измененияего фазы. Таким образом, фаза сигнала синхронизируемого генератора 5 модулируется по гармоническому закону с частотой со при постоянстве выходной частоты-модулятора. При воздействии модулирующего сигнала с частотой OJ( + 2Тф БСГ Кфа /Kg происходит модуляция частоты колебания синхронизируемого генератора 5 по гармоническому закону с частотой со, так как модулятор не успевает отработать мгновенное приращение частоты колебания синхронизируемого генератора а только обеспечивает равенство его средней частоты. При осуществлении частотно-фазовой модуляции вбзникают противоречия между обусловленной низкой стабильностью синхронизируемого генератора 5 с необходимостью иметь большую полосу захвата и требованием уменьшения полосы пропускания фильтра 3 нижних частот, вызванным низкими модулирующими частотами. Это противоречие решается с помощью второго фазового детектора 7 и фильтра 8 верхних частот Эта дополнительная цепь выделяет сигнал, .определяемый сугубо флуктуациями фазы синхронизируемоготенератора 5 относи тельно генератора 1 опорного сигнала, и уменьшает их в такой степени, что

они могут присутствовать с частотой, лежащей ниже частоты среза фильтра 8 верхних частот. В свою очередь эти более низкочастотные флуктуации -могут быть легко отработаны с помощью (системы ФАПЧ.

5 предлагаемое устройство достаточно широкополосно и требует только того, чтобы набег фазы сигнала синхронизируемого генератора 5 за период сигнала опорного генератора 1 был ме0 Ньше 180°, т..е. чтобы период сигнала синхронизируемого генератора 5 укладывался на линейном участке характеристики второго фазового детектора 7. Это требование не является

5 Жестким и позволяет проектировать частотно-фазовые модуляторы с достаточно широким диапазоном перекрытия частот синхронизируемого генератора 5.

0 Таким образом, в предлагаемом устройстве значительно повышается фазовая стабильность выходного сигНс1ла, а использование такого частотно-фазового модулятора в системах

радиолокации, радионавигации и связи позволяет получить полную компенсацию нестабильностей частоты синхронизируемоУо генератора 5, т.е. строить системы с высокой чувствительностью, к фазовым флуктуациям модуляторов.

Формула изобретения

Частотно-фазовый модулятор, содержаиций последовательно соединенные сумматор и синхронизируемый генератор, один,выход которого через делитель частоты с переменным коэффициентом деления соединен с входом первого фазового детектора, а другой выход соединен непосредственно с входом второго фазового детектора, и фильтр нижних частот, при этом к

другим входам первого и второго фазовых детекторов подключен выход генератора опорного сигнала, отличающийся тем, что, с целью повьниения фазовой стабильности выходного сигнала, между выходом

второго фазового детектора и первым Входом сумматора введен фильтр высоких частот, фильтр нижних частот включен между выходом первого фазового детектора и вторым входом сумматора, а модулирующий сигнал подан на третий вход сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 387489, кл. Н 03 В 3/04, 1972 (прототип).