Генератор с линейной частотной модуляцией Советский патент 1982 года по МПК H03C3/08 

(54) ГЕНЕРАТОР С ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для получения линейно-частотно-модулированных сигналов в радиолокационной аппаратуре, а также в устройствах радионавигации, радиовысотометрии, измерительной техники.

Известен генератор с .линейной частотной модуляцией, содержащий источник пилообразного напряжения/ последовательно соединенные частотно-, модулированный генератор, смеситель, с другим входом которого соединен выход опорной частоты синтезатора частот, и функциональный преобразователь , а также последовательно включенные импульсно-фазовый детектор и сумматор, выход которого соединер с. управляющим входом част.отно-модулированного генератора 1.

Однако известный генератор с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ) имеет относительно низкую стабильность начальной частоты и не имеет возможности формировать ЛЧМ сигнал с симметричным законом изменения частоты.

Цель изобретения - повышение стабильности начальной частоты приформировании симметричного линейно-частотно-модулированного сигнала. Поставленная цель достигается тем , что в генераторе, содержащем источник пилообразного напряжения, последовательно соединенные частотно-модулированный генератор, смеситель , с другим входом которого соединен выход опорной частоты синте10затора частот, и функциональный преобразователь , а также последовательно включенные импульсно-фазовый детектор и сумматор, причем выход сумматора соединен с управляющим- вход9М

15 частотно-модулированного генератора, между выходом функционального преобразователя и сигнальным входом импульсно-фазового детектора введен первый управляемый электронный ключ,

20 между выходом этгшонной последователь ности импульсов синтезатора частот и входом опорного сигнала импульснофазового детектора введен второй управляемый электронный ключ, между

25 выходом функционального преобразователя и вторьал входом сумма тора введены последовательно соединенные первый счетчик, формирователь управляющих сигналов вр еменной синхронизации,

30 блок эталонных кодов, формирователь сигнала управления начальной частотой, запоминающее устройство и цифр аналоговый преобразователь, между выходом эталонной частоты синтезато ра частот и сигнальным входом форми рователя сигнала управления начальной частотой введены последовательн соединенные третий управляемый элек тронный ключ и второй счетчик, при этом второй выход формирователя управляющих сигналов временной синхро низации соединен с дополнительным входом реверсирующего сигнала функционального преобразователя и с вхо дом сигнала изменения крутизны источника пилообразного напряжения, третий выход - с управляющими входа ми первого и второго упра.вляемых электронных ключей, четвертый выход соединен с управляющим входом треть его управляемого электронного ключа а выход источника пилообразного напряжения подключен к третьему входу сумматора. На чертеже представлена структурная схема предложенного генерато Генератор с линейной частотной модуляцией содержит источник пилооб разного напряжения 1, сумматор 2, частотно-модулированный (ЧМ) генера тор 3, смеситель 4, функциональный преобразователь 5, синтезатор частот б, импульсно-фазовый детектор (ИФД) 7, первый счетчик 8, второй счетчик 9, формирователь 10. управляющих сигналов временной синхронизации, блок эталонных кодов 11, фор мирователь сигнала управления начал ной частотой 12, запоминающее устройство 13, цифроаналоговый преоб- разователь (ЦАП) 14, первый, второй и третий управляемые электронные ключи 15,1би17. Генератор с ЛЧМ работает следующим образом. В ИФД 7 производится .сравнение .временного положения импульсов последовательности, поступающей на вход ИФД 7 через электронный ключ 1 с выхода функционально,го преобразователя 5, и импульсов эталонной последовательности,, формируемой в сии тезаторе частот б и поступающей на другой вход ИФД 7 через электронный ключ 16. На выходе ИФД 7 выделяется сигнал рассогласования, используемый для подстройки линейности ЛЧМсигнала. Сигнал рассогласования с выхода ИФД 7 поступает на вход сумматора 2. На другой вход которого с источника пилообразного напряжения подается напряжение треугольной формы. В результате сложения этих сигналов на выходе сумматора 2 формируется напряжение, управляющее частотой ЧМ генератора 3, Для формирования симметричного ЛЧМ - сигнала требуется изменить знак крутизны напряжения, формируемого источником пилообразного напряжения 1, а также производить реверсирование функционального преобразователя 5,причем для уменьшения переходных процессов при изменении знака крутизны ЛЧМ - сигнала необходимо, чтобы временное рассогласование между первым импульсом эталонной последовательности и первым импульсом функционального преобразователя 5, а также отличие значения начальной частоты ЛЧМ - колебания от расчетной в момент изменения знака крутизны ЛЧМ сигнала было минимальным. При формировании симметричного ЛЧМ - сигнала отсутствует пауза в периоде модуля- ции и обратный ход пилообразного напряжения, т.е. не имеется- времени для сведения временного рассогласования импульсов к нулю, и подстройка начальной частоты, поэтому изменение знака крутизны ЛЧМ - сигнала и подстройка начальной частоты производится в момент появления на выходе функционального преобразователя 5 N-oro импульса. Счет импульсов последовательности, поступивших с выхода функционального преобразователя 5, производит счетчик 8, а вьоделение момента появления N-oro импульса формирователь управляющих сигналов временной синхронизации 10, на выходе которого формируется импульс для реверсирования функционального преобразователя 5 и изменения знака крутизны сигнала источника пилообразного напряжеЕ ИЯ 1 . Метод измерения и подстройки начальной частоты.заключается в следующем. . . Между импульсами последовательности с выхода функционального преобразователя 5 укладывается всегда целое число периодов ЛЧМ - колебания. Таким образом, измеряя периоды-следования импульсов последовательности, в которых девиация сигнала мала по отношению к начальной частоте, или кольцо автоподстройки линейности ЛЧМсигнала поддерживает с высокой точностью заданную крутизну ЛЧМ - сигнала, можно с высокой точностью измерить значение начальной частоты и подстроить его. Для этого импульс, длительность которого равна длительности измеряемого периода, с выхода формирователя Л. О открывает электронный КЛЮЧ 17 и на счетчик 9 поступает эталонная частота с выхода синтезатора частот б. Таким образом, на выходе счетчика 9 появляется сигнал, несущий информацию о величине начальной частоты. По окончании импульса на управляющем входе электронного ключа 17 последний закрывается. Сигнал с выхода счетчика 9 после формирования в формирователе сигнала управления начальной-частотой 12 посту пает в запоминаюидее устройство 13, а затем через ЦАП 14 и сумматор 2 на вход ЧМ генератора 3, подстраивая значение начальной частоты ЛЧМ сигнала. Так как модуляционная характеристика частотко-модулированного генератора 3, как правило, имеет участки с различной крутизной преобразования, для частоты ЧМ генератора 3 на одну и ту же величину трёбуется различное приращение напряжения на его входе, т.е. величина сигнала корреляции начальной частоты за висит не только от величины измеряемого периода, но и от участка модулядионной характеристики ЧМ генерато ра 3, поэтому формирование сигнала управления начальной частотой осуществляется путем сравнения сигнгша счетчика 9 и эталонных кодов, поступающих с выхода блока эталонных кодов 11 на вход формирователя сигнала управления начальной частотой 12; Вьщача эталонны:х кодов происхо-, дит в соответствии с номером аналиэи руемого периода, для этого выход фор мирователя 10 соединен со входом бло ка эталонных кодов 11.. Для уменьшения влияния переходных процессов кольца автоподстройки линейности ЛЧМ - сигнала при установ- лении начальных условий при -изменении знака крутизны ЛЧМ - сигнала с началом последнего периода импульсной последовательности с выхода фун ционального преобразователя 5 форми рователь 10 закрывает ключи 16 и 15 и открывает последние после изменения знака крутизны ЛЧМ - сигнала. Таким образом, предложенное устройство позволяет значительно повысить стабильность начальной, частоты при формировании симметричного ЛЧМ- сигнала. Формула изобретения Генератор с линейной частотной м дуляцией, содержаадий источник пилообра ного напряжения, последователь но соединенные частотно-модулирован ный генератор, смеситель, с другим входом которого соединен выход опор ной частоты синтезатора частот, и функциональный преобразователь, а также последовательно включенные импульсно-фазовый детектор и сумматор, причем выход сумматора соединен с управляющим входом частотно-модулированного генератора, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности начальной частоты при формировании симметричного линейно-частотно-модулированного сигнала, между выходом функционального преобразователя и сигнальным входом импульсно-фазового детектора введен первый управляемый электронный ключ, между выходом эталонной последовательности импульсов синтезатора частот и входом опорного сигнала импульснофазового детектора введен второй управляемый электронный ключ, между выходом функционального преобразователя и вторым входом сумматора введены последовательно соединенные первый счетчик, формирователь управляющих сигналов временной синхронизации, блок эталонных кодов, формирователь сигнала управления начальной частотой, запоминающее устройство и цифро-аналоговый преобразователь, между выходом эталонной частоты синтезатора частот и сигнальным входом формирователя сигнала управления начальной частотой введены последовательно соединенные третий управляег мый электронный ключ и второй счетчик, при этом второй выход формирователя управляющих сигналов времен ной синхронизации соединен с дополнительным входом реверсирующего сигнала функционального преобразователя и с входом Сигнала изменения крутизнй источника пилообразного напряжения, третий выход - с управляющими входами первого и второго управляемых электронных ключей, четвертый выход соединен с управляющим входом третьего управляемого электронного ключа, а выход источника пилообразного напряжения подключен к третьему входу сумматора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 587596, кл. Н 03 С 3/08, 1976 (прототип).