Устройство для формирования частотно-манипулированных сигналов Советский патент 1982 года по МПК H04L27/10 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЧАСТОТНОМАНИПУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ

1

Изобретение относится к технике радиосвязи и может использоваться для получения частотно-манипулированных сигналов для систем передачи дискретной информации.

Известно устройство для формирования частотно-манипулированных сигналов, содержащее последовательно соединенные частотный модулятор, автогенератор, смеситель, усилитель промежуточной частоты, частотный дискриминатор, сравнивающий блок, фильтр нижних частот и блок управления, выход которого соединен со вторым входом автогенератора и эталонный генератор, выход которого соединен со вторым входом смесителя 1.

Однако известное устройство имеет низкую точность формирования частотно-манипулированного сигнала.

Цель изобретения - повышение точности формирования частотно-манипулированного сигнала.

Для достижения этой цели в устройство для формирования чдстотно-манипулированных сигналов, содержащее последовательно соединенные частотный модулятор, автогенератор, смеситель, усилитель промежуточн ой частоты, частотный дискриминатор, сравнивающий блок, фильтр нижних частот и блок управления, выход которого соединен со вторым входом автогенератора и эталонный

генератор, выход которого соединен со вторым входом смесителя, введены элемент задержки и дополнительный фильтр нижних частот, вход которого через элемент задержки соединен со входом частотного модулятора, а выход дополнительного фильтра нижних частот соединен со вторым входом срав-. нивающего блока.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство для формирования частотноманипулированных сигналов содержит частотный модулятор 1, автогенератор 2, смеситель 3, эталонный генератор 4, усилитель 5 промежуточной частоты, частотный дискриминатор 6, сравнивающий блок 7, фильтр 8 нижних частот, блок 9 управления, элемент 10 задержки, дополнительный фильтр 11 нижних частот.

Устройство работает следующим образом.

Выход смесителя 3, преобразующего напря ение автогенератора 2 в сигнал промежуточной частоты, соединен с последовательно соединенными усилителем 5 промежуточной частоты (УПЧ) и частотным дискриминатором 6. УПЧ 5 и частотный дискриминатор б необходимы для усиления сигнала промежуточной частоты с дальнейшим преобразованием закона изменения мгновенной частоты сигнала частотным дискриминатором (ЧД) б в напряжение. Выход частотного дискриминатора б соединен с первым входом сравнивающего блока 7, выход которого соединен с последовательно соединенными фильтром 8 нижних частот и блоком 9 управления. Выход блока 9 управления соединен со вторым входом автогенератора 2. Вход частотного модулятора 1 соединен с последовательно соединенными элементом 10 задержки и дополнительным фильтром 11 нижних частот, выход которого соединен со вторым входом сравнивающего блока 7. Частотный модулятор 1 необходим для управления частотой автогенератора 2 в соответствии с законом модулирующего сигнала. С помощью элемента 10 задержки и дополнительного фильтра 11 нижних частот происходит выравнивание временной задержки модулирующего сигнала и выходного напряжения ЧД б, а также - законов их изменения-. Сравнивающий блок 7 вырабатывает напряжение рассогласования законов изменения мгновенной частоты автогенератора 2 и модулирующего сигнала, которое подстраивает закон изменения мгновенной частоты автогенератора 2 под заданный с помощью блока 9 управления. Модулирующий сигнал поступает на частотный модулятор 1 и с его помощью Изменяет частоту автогенератора 2 по закону модулирующего напряжения. Выходной сигнал автогенератора 2 преобразуется в сигнал промежуточной частоты с помощью смесителя 3 и эталонного генератора 4, а затем усиливается усилителем 5 промежуточной частоты и поступает на частотный дискриминатор б, преобразует закон изменения мгновенной частоты сигнала промежуточной частоты и напряжение. Возникновение переходных процессов в колебательных контурах УПЧ 5 и ЧД б приводит к тому, что выходное напряжение частотного последнего изменяется по закону (ЧД б выполнен на расстроенных контурах)

ичд(х) ± ипчд 1-2е(созо1ох + + -J-sin A,x), (1)

где X -f-Wo.t - безразмерное время; ч.о - обобщенная расстройка; максимальное выходное напряжение ЧД; 6 - затухание контуров ЧД.

Знак « + в формуле (1) соответствует переходу частоты от меньщей к больщей, а «- наоборот - от больщей к меньщей.

Выходное напряжение ЧД б поступает на сравнивающий блок, где сравнивается с модулирующим сигналом, задержанным на время элементом 10 задержки и предискаженным в дополнительном фильтре 11 нижних частот (ФНЧ). Выходное напряжение дополнительного ФНЧ 11 определяется выражением (фильтр содержит последовательно соединенные резистор R, индуктивность L и емкость С, сигнал снимается с емкости)

LtpH4(t) ± -2е- (cosJit + + -sin5it)I, (2)

гдей. уровню 0,707, половина

полось пропускания ФНЧ; SI VI/LC -Л, - резонансная частота

ФНЧ; и рфнц-максимальное напряжение на

выходе ФНЧ.

Знак «-f в формуле (2) соответствует положительному перепаду модулирующего сигнала, а «- - отрицательному.

При определенном выборе параметров дополнительного ФНЧ 11 напряжения с выхода его и ЧД б и равенстве Цпчд и -/лрнч. будут изменяться по одинаковому закону, а, следовательно, выходной сигнал сравнивающего блока 7 будет содержать только напряжение; которое определяется отличием закона изменения мгновенной частоты автогенератора 2 от модулирующего сигнала вследствие нелинейности характеристики управления частотного модулятора 1. Это напряжение - напряжение рассогласования через фильтр 8 нижних частот в цепи регулирования подается на блок 9 управления, который оказывает подстраивающее действие на частоту автогенератора 2 до полного совпадения законов изменения его мгновенной частоты и модулирующего сигнала.

Таким образом, введение новых блоков значительно повыщает точность формирования частотно-манипулированного сигнала.

Формула изобретения

Устройство для формирования частотно-манипулированных сигналов, содержащее последовательно соединенные частотный модулятор, автогенератор, смеситель, усилитель Промежуточной частоты, частотный дискриминатор, сравнивающий блок, фильтр нижних частот и блок управления, выхоХ которого соединен со вторым входом автогенератора и эталонный генератор, выход которого соединен со вторым входом смесителя,

отличающееся тем, что, с целью повыщения точности формирования частотно-манипулированного сигнала, введены элемент задержки и дополнительный фильтр нижних частот,.

вход которого через элемент задержки соединен со входом частотного модулятора, а выход дополнительного фильтра нижних частот соединен со вторым входом сравнивающего блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Каганов В. И. Системы автоматического регулирования в радиопередатчиках. М., «Связь, 1969, с. 117 (прототип).