Устройство автоматической подстройки линейного закона частотной модуляции Советский патент 1981 года по МПК H03L7/00 H03C3/08 

Изобретение относится к радиотехIнике и может использоваться в измери тельной технике как генератор сигналов с линейным законом частотной модуляции . Известно устройство автоматической подстройки линейного закона частотной модуляции, содержащее соединенные в кольцо управляемый генератор, фазовый детектор, к другому вхо ду которого подключен эталонный генератор, ключ, фильтр нижних частот и сумматор, к другому входу которого подключен выход генератора пилообраз ного напряжения, а также синхронизатор, первый выход которого подключен к первому входу генератора пилообразного напряжения, к другому вхо ду ключа и к первому входу преобразователя колебаний с переменной частотой в последовательность импульсов с постоянной частотой следования второй вход которого подключен к выходу фазового детектора til . Однако известное устройство имеет недостаточное быстродействие при от- работке сигнала ошибки схемы автоподстройки линейного закона частотной модуляции. Цель изобретения - повышение.быстродействия . Для этого в устройство автоматической подстройки линейного закона частотной модуляции, содержащее соединенные в кольцо управляемый генератор, фазовый детектор, к другому входу которого подключен эталонный генератор, ключ, фильтр нижних частот и сумматор, к другому входу которого подключен выход генератора пилообразного напряжения, а также синхронизатор, первый выход которого подключен к первому входу генератора пилообразнрго напряжения, к другому входу ключа и к первому входу преобразователя колебаний с переменной частотой в последовательность импульсов с постоянной частотой следования, второй вход которого подключен к вьрсоду фазового детектора,введены компёнсатор фазы и последовательно соединен1 ые блок управления, регистр памяти и генератор гиперболы, второй вход которого объединен с входом ключа, третий вход подключен к второму выходу синхронизатора и второму входу регистра памяти, четвертый вход - к первому входу регистра памяти, а выход - к второму входу генератора пилообразного напряжения, при этом первый вход блока управления подключен к выходу синхронизатора, второй вход - к выходу преобразователя колебаний с переменной частотой в последовательность импульсов с постоянной частотой следования, второй вход которого объединен с первым (ВХОДОМ компенсатора фазы, а третий вход подключен к выходу компенсатора фазы,, второй вход которого подсоединен к второму выходу блока управления.

На фиг. 1 приведена электрическая схема предложенного устройства; на фиг. 2 - диаграммы, поясняквцие его работу.

Устройство содержит управляемый генератор 1, фазовый 2, эталонный генератор 3, ключ 4, фильт нижних частот .(ФНЧ) 5, сумматор б, генератор пилообразного напряжения (ГПН) 7, синхронизатор 8, преобразователь 9 колебаний с переменной частотой в последовательность импульсов с постоянной частотой следования, генератор 10 г;ипер6олы, регистр 11 памяти, блок 12 управления, компенсатор 13 фазы.

Устройство автоматической подстройки линейного закона частотной модуляции можно рассматривать состоящим из кольца фазовой автоподстройки (ФАП) и кольца автоподстройки линейно-частотной модуляции(АП ЛЧМ).

Кольцо ФАП содержит управляемый генератор 1, фазовой-детектор 2, соединенный вторым входом с эталонны генератором 3, ключ 4, ФНЧ 5 и сумматор 6.

Кольцо.АП ЛЧМ кроме перечисленных управляемого генератора 1, фазового детектора 2, эталонного генератора 3 -и.сумматора б содержит ГПН 7 выход которого соединен с вторым входом сумматора б, синхронизатор 8 первый выход которого соединен с первым входом ГПН 7, вторым входом ключа 4 и первым входом преобразователя 9, второй вход которого соединен с выходом фазового детектора 2, причем в него введены генератор 10 гиперболы, первые два входа которого соединены с первым, и вторым выхода1ъш синхронизатора 8, а выход подключен ко второму входу,ГПН 7, регистр памяти 11 п входов которого соединены с п входами генератора 10 гиперболы, а третий вход соединен с выходом синхронизатора. 8, компенсатор фазы 13, первый вход которого соединен с выходом фазового детектора 2, а выход соединен с третьим входом преобразователя 9, блок уЛравления 12, входы которого, соединены с третьим выходом синхронизатора 8 и выходом преобразователя 9, первый выход соединен с четвертым входом генератора 10 гиперболы и первым входом регистра памяти 11, а второй выход - со вторым входом компенсатора 13 фазы.

Устройство работает следующим образом.

До начала модуляции кольцо ФАП сводит к нулю разность частот и фаз управляемого и эталонного генератора 1 и 3.

С приходом на синхронизатор 8 запуска на его первом выходе появляется сигнал включения модуляции. По этому сигналу ключ 4 закрывается, разрывая кольцо ФАП, включается ГПН 7, в генераторе 10 гиперболы командой Включение модуляции снимается установка начального кода реверсивного счетчика и включается ключ, пропускающий выходной сигнал генератора 10 гиперболы на вход ГПН 7, включается преобразователь 9.

На втором выходе синхронизатора 8 появляются синхроимпульсы СИ, на третьем - эталонные импульсы.

ГПН 7 начинает формировать пилообразное напряжение, скорость изменения которого пропорциональна величине сигнала с выхода генератора 10 гиперболы. Пилообразное напряжение через сумматор б подается на вход управляемого генератора 1, его, частота начинает изменяться, на выходе фазового детектора 2 появляется синусоидальный увеличивающийся по частоте сигнал (фиг. 2а). На кривой 1 показан требуемый закон изменения фазы сигнала на выходе фазового детектора 2, кривые 2 и 3 представляют этот сигнал в случаях, когда начальнс1Я скорость изменения частоты больше или меньше требуемой, соответственно..

Пусть начальная скорость изменения частоты большетребуемой, т.е. d. , тогда фаза сигнала на выходе фазового детектора 2 достигнед значения в Точке l (фиг.2 (Я кривая 2), Преобразователь 9 выдает 1-йимпульс (фиг. 25). Этот импульс поступает на блок 12 управления раньше, чем 1-й импульс эталонной последовательности с синхронизатора 8 (фиг. 28). Блок 12 управления на первом выходе сформирует сигнал AoL - сигнал уменьшения крутизны пилообразного напряжения, который дает команду на коррекцию фазы. По сигналу л А в генераторе 10 гиперболы на время длительности этого сигнала откроется вход Вычитание- реверсивного счетчика и его код уменьшится на число,равное .количеству синхроимпульсов за время от t до Tj-r (фиг. 2г), в результате работы генератора 10 выходной ток в интервале от t до изменит направление и уменьшается по .абсолютному значению, а пилообразное напряжение на выходе ГПН 7 и частота генератора 1 5 изменяется от точки f до точки f (фиг. 2 Э); код -реверсивного счетчика регистра 11 памяти изменит свое значение синхроимпульсами на меньшее соответствующее требуемой крутизне и остается далее постоянным до следу ющей модуляции в компенсаторе 13 фазы сигналом udL сигнал фазового детектора 2,проинформированный,меняет напряжение на его выходе до значения (фиг.2ж) обратного по знаку (фиг-. 2а кривая 2). С момента оканчания коррекции отсчет точек фазы ЛЧМ сигнала 2Т, ЗЛ, 4Jr и т.д. происходит при напряжении срабатывания преобразователя 9, равном -ифН . Точка, где - JT, соответствует точке 4 кривой 2 (фиг. 2о|) . . После коррекции скорость изменени частоты имеет значение, близкое к требуемой, что в известном достигает ся после 3-й - 5-й коррекции, а не после первой. Если начсшьная скорость изменения частоты меньше требуемой, T.e., то переход фазы сигнала фазового детектора 2 через значение произой дет в точке l(фиг. 2а,кривая 3). Сигнош коррекции + ДЛ, увеличивающий крутизну пилообразного напряжения, в этом случае появится на другом выходе блока 12 управления одновременно с появлением эталонного импульса (фиг. 2Ь). По сигналу .В генераторе 10 гиперболы откроется вход Сложение и скорость изменения частоты в течение времени коррекции от TJT до t увеличится в 3 раза, частота перейдет от значения соответствующего точке f до значения в точке f (фиг. 2а), в регистре 11 начальный код увеличится и зафиксируется, как и в первом случае, до следующей моду ляции/ в компенсаторе 13 фазы по сиг налу + Д«1-сохраняется значение напряжения фазы ЛЧМ сигнала Цф (см.фиг.2а на время, большее на 50 мкс, чем время присутствия сигнала +fld,. При этом компенсатор 13 фазы всегда запоминает обратное по знаку напряжени фазы ЛЧМ сигнала в момент появления эталонного импульса. Для удобства полные эпюры в случа cL cL показаны на второй коррекции закона модуляции кривой 2 (фиг.2а сигнала ни выходе фазового детектора 2, в момент появления второго импул ь са эталонной последовательности (фиг. 2б) имеет значение, соответствующее точке 4 кривой 2 (фиг.2а). Блок 12 управления сформирует сигнал + длительностью от 2 Тдт до 2 t . В течение этого интервала в генераторе 10 гиперболы ток изменяется согласно эпюре на фиг. 2 е. Компен.сатор 13 фазы запомнит напряжение ифаЧфиг. 2о|) , а по окончании коррекции напряжение принимает инверсное значение и запоминается до следующей коррекции (фиг. ) . Таким образом,по окончании коррекции вновь скорректирована ошибка по скорости модуляции и частоте, а напряжение компенсатора 13 фазы изменится с -Ujj) ) на ифО.(фиг. 2.). Использование изобретения позволяет в 2-4 раза увеличить быстродействие при отработкеошибки по частоте и начальной скорости ее изменения для первой модуляции и практически исключить эти ошибки для следующих режимов модуляции. Это дает возможность получать поддержание линейного закона изменения частоты во времени с требуемой точностью в течение всего времени модуляции, что особенно важно для систем, имеющих небольшое отношение времени модуляции к скорости модуляции. В радиолокационных устройствах, использующих линейно-частотную модуляцию несущих частот, это позволяет увеличить диапазон определения дальности. Формула изобретения Устройство автоматической подстройки линейного закона частотной модуляции , содержащее соединенные в кольцо управляемый генератор, фазовый детектор, к другому входу которого подключен эталонный генератор, ключ, фильтр нижних частот и сумматор, к другому входу которого подключен выход генератора пилообразного напряжения, а также синхронизатор , первый выход которого подключен к первому входу генератора пилообразного напряжения,к другому входу ключа и к первому входу преобразог вателя колебаний с переменной частотой в последовательность импульсов с постоянной частотой следования, второй вход которого подключен к выходу фазового детектора, о т л йч а ю щ е ее я тем, что, с целью повышения быстродействия,введены компенсатор фазы и последовательно соединенные блок управления, регтистр памяти и генератор гиперболы, второй вход которого объединен с входом ключа, третий вход подключен к второму выходу синхронизатора и второму входу регистра памяти, четвертый вход к первому входу регистра памяти, а выход - к второму входу генератора пилообразного .напряжения, при этом первый вход блока управления подключен к выходу синхронизатора, второй вход - к выходу преобразователя колебаний с переменной частотой в последовательность импульсов с постоянной частотой следования, второй вход

которого объединен с первым входом компенсатора фазы, а третий вход подключен к выходу компенсатора фазы, второй вход которого подсоединен к второму выходу блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР 526997, кл, Н 03 В 3/04. 1974 (прототип).