Устройство для фазовой автопод-СТРОйКи чАСТОТы лиНЕйНО-чАСТОТНО-МОдулиРОВАННОгО гЕНЕРАТОРА Советский патент 1981 года по МПК H03L7/00 

ератор, фазовращатель, фазовый искриминатор, фильтр нижних частот, силитель сигнала ошибки,- управляюий элемент и линейно-частотно-модуированный генератор, а также полоовой фильтр, смеситель, усилитель г ромежуточной частоты, умножитель астоты и генератор модулирующего игнала, выход которого соединен с ДРУГИМ входом управлягацего элемента, введены фазовый модулятор, допол- . нительный смеситель, синхронизатор, триггер, коммутатор и пассивные эталонные генераторы, причем между выходом линейно-частотно-модулированного генератора и другим входом фазового детектора включены после- 15 довательно фазовый модулятор, полосовой фильтр, смеситель, усилитель промежуточной частоты и дополнительный смеситель, к выходу опорного генератора подключены другой вход 20 фазового модулятора, вход синхронизатора и через умножитель частотыдругой вход смесителя, к выходам синхронизатора - вход генератора модулирующего сигнала, входы триг- 25 гера и пассивных эталонных генераторов, а выходы триггера и пассивных эталонных генераторовчерез коммутатор соединены с другим входом дополнительного смесителя.,

На чертеже представлена структур,ная электрическая схема устройства для фазовой автоподстройки частоты линейно-частотно-модулированного генератора.,

Устройство содержит последовательно включенные опорный генератор 1, фазовращатель 2, фазовый дискриминатор 3, фильтр 4 нижних частот, усилитель 5 сигнала ошибки, управляю- 40 щий элемент 6, линейно-частотномодулированный генератор 7, фазовый модулятор .8, полосовой фильтр 9, смеситель 10, усилитель 11 промежуточной частоты и дополнительный сме- 5 ситель 12, выход которого подключен к другому входу фазового дискриминатора 3, а также коммутатор 13, выход которого подключен ко второму входу смесителя 12, синхронизатор 14, Q триггер 15, умножитель 16 частоты, выход которого подключен ко входу смесителя 10, первый и второй пассив1 ь1е эталонные генераторы 17 и 18 и генератор 19 модулиругацего сиг- нала который включен между третьим выходом синхронизатора 14 и другим входом управляющего элемента б. Причем, к выходу опорного генератора 1 также подсоединены входы фазового модулятора 8, умножителя 16 частоты и iO и синхронизатора 14, к первому и второму выходам которого подключены входы триггер 15, первого и второго пассивных этсшонных генераторов 17 и 18, а выходы последних трех сое- 65

динены со входами коммутатора 13. . Выходом устройства является выход ЛЧМ генератора 7.

Устройство;работает следующим образом.

Для фазовой подстройки частоты ЛЧМ генератора 7, частота которого изменяется по закону ш (t), часть его мощности поступает на вход ф-азового модулятора 8. В качестве фазового модулятора 8 в устройстве исползуется лампа бегущей волны (ЛЕВ). На другой вход фазового модулятора 8 с выхода опорного генератора 1 подается синусоидальное модулирующее напряжение с частотой . Фазовый модулятор 8 преобразовывает ЛЧМ колебания генератора 7 в ряд ЛЧМ колебаний, соседние колебания у которого сдвинуты по частоте на величину . Количество таких ЛЧМ колебаний равно 2п+1, а их частоты изменяются по закону uj( t)+n где п 0,±1,±2...

С выхода фазового модулятора В ЛЧМ колебания передаются через полосовой фильтр 9, полоса пропускания которого равнаТГф , на вход смесителя 10. Так как величину) выбирают равной величинеSTE и намного меньшей, чем вся девиация частоты ЛЧМ генератора 7, то на выходе полосового фильра 9 образуется последовательность радиоимпульсов с девиацией частоты . Смеситель 10 преобразовывает ЛЧМ радиоимпульсы из одного диапазона частот в другой,, более низкочастотный. С этой целью на второй вход его поступают через умножитель частоты 16 колебания опорного генератора 1.

Выходные колебания смесителя 10 усиливаются усилителем 11 промежуточной частоты и с его выхода поступают на вход дополнительного смесителя 12, на второй вход которого подаются эталонные ЛЧМ колебания с выхода коммутатора 13. Так как эталонные ЛЧМ колебания согласованы с законом изменения частоты ЛЧМ генератора 7, то в процессе преобразования по частоте произойдет также и частотная демодуляция ЛЧМ радиоимпульсов. На выходе дополнительного смесителя 12 образуется гармойические колебание, фазовые искажения которого соответствуют фазовым ухода колебаний ЛЧМ генератора 7 от фазы эталонных ЛЧМ колебаний. Таким образом, второе преобразование ЛЧМ радиоимпульсов позволяет снизить требования к широкополосности фазового дискриминатора 3.

С выхода дополнительного смесителя 12 колебания поступают на вход фазового дискриминатора 3, на второй вход которого подается через фазовращатель 2 высокостабильное гармоническое колебание опорного генератора 1, Равенство частот входных колеба ний фазового дискриминатора 3 обе печивается умножителем 16 частоты. Значение требуемого коэффициента умножения m умножителя 16 можно определить из выражения, описывающ го порядок преобразования частоты колебаний ЛЧМ генератора 7 .ш .:та-1 дн г выбирая U) °Дят, что m (к-1)-1, нижние частоты ср где о, за полосового фил ра 9 и пассивных эталонных генерат ров 17 и 18, ,2,3,000,... , SL - частота колебаний опорного генерато 1, численно равна девиации частоты сивного эталонного генератора 17 или . . 18. На выходе фазового дискриминатора 3 образуется напряжение, пропорцио нальное разности фаз входных сигналов. Это напряжение поступает через фильтр нижних Частот 4 и усилитель сигнала ошибки 5 на вход уп равляющего элемента б, который подстраивает фазу колебаний ЛЧМ генератора 7. Кроме того, на вход управляющего элемента б поступает напряжение генератора 19 модулирующего сигнала, которое обеспечивает перестройку ча1стоты ЛЧМ генератора 7 по линейному закону. Синхронизатор 14 представляет собой делитель частоты колебаний опорного генератора 1. Он вырабатывает две последовательности импульсов , имеющих одинаковые частоты следования, но сдвинутые по времени на половину периодаповторения импульсов, и импульсы запуска генератора 19. модулирующего сигнала. Импульсы первой и второй последовательностей осуществляют поочередной запуск пассивных эталонных генераторо 17 и 18, которые вырабатывают ЛЧМ напряжения,а также управление ч рез триггер 15 работой коммутатора Коммутатор 13 осуществляет пооче редное подключение первого и второг пассивных эталонных генераторов 17 и 18 ко входу дополнительного смесителя. 12. В результате стробирования колебаний пассивных эталонных генераторов 17 и 18 на выходе комму татора 13 формируется составное ЛЧМ колебание, отдельные части которого согласованы (сшиты) между собой по фазе. в качестве пассивных эталонных генераторов -17 и 18 в устройстве используются дисперсионные фильтры с линейной импульсной характеристикой. Необходимость введения в устройство двух пассивных генераторов объясняется следующим. При последовательном возбуждении одиночного дисперсионного фильтра импульсами в целях получения непрерывных составных ЛЧМ колебаний в местах стыковки импульсных откликов возникают фазовые искаж,ения. Они обусловлены тем, что после окончания первого импульсного отклика (с линейным изменением частоты колебаний) , на выходе фильтра еще некоторое время существуют затухающие колебания, вызывая искажения (биения) колебаний на начальном участке последующего импульсного отклика. Поэтому для устранения фазовых искажений используются два пассивных генератора, каждый из которых возбуждается синхронизатором уже после окончания собственных переходных процессов, вызванных предьадущим воздействием. Показатели качества процесса регулирования предлагаемого устройства определяются как и для любой системы фазовой автоподстройки частоты. Ограничения на величину девиации частоты подстраиваемого сигнала накладываются величиной широкополосности фазового модулятора 8, котррая для фазовых модуляторов на ЛБВ может составить в сантиметровом диапазоне несколько тысяч мегагерц. Формула изобретения Устройство для фазовой автоподстройки частоты линейно-частотномодулированного генератора, содержащее последовательно соединенные опорный генератор, фазовращатель, фазовый дискриминатор, фильтр нижних частот, усилитель сигнала ошибки, управляющий элемент .и линейно-частотно-модулированный генератор, а также полосовой фильтр, смеситель, усилитель промежуточной частоты, умножитель частоты и генератор модулирующего сигнала, выход которого соединен с другим входом управляющего элемента, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности автоподстройки, в него введены фазовый модулятор, дополнительный смеситель, синхронизатор, триггер, коммутатор и пассивные эталонные генераторы, причем между выходом линейно-частотно-модулированного генератора и другим входом фазового детектора включены последовательно фазовый модулятор, полосовой фильтр, смеситель, усилитель промежуточной частоты и дополнительный смеситель, к выходу .опорного генератора подключены другой вход фазового модулятора, вход синхронизатора и через умножитель частоты другой вход смесителя, к выходам синхронигатора - вход смесителя, к выходам синхронизатора - вход генератора модулирующего сигнала, входы триггера и пассивных эталонных генераторов, а выходы триггера и пассивных эталонных генераторов через коммутатор соединены с другим входом дополнительного смесителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 543127, кл. Н 03 В 3/04, 1974.

2.Авторское свидетельство ССР по заявке 2474571/18-09,

кл. Н 03 В 3/10, 1977,