Устройство для автоматической подстройки частоты частотно-модулированного генератора Советский патент 1982 года по МПК H03L7/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННОГО ГЕНЕРАТОРА

1

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в генераторах с частотной модуляцией и автоматической регулировкой частоты.

Известны устройства ддя автоматической подстройки частоты (ЛПЧ частотяо-модулнрованных (ЧМ) генераторов, содержащие в цепи авттаюдстройки смеситель частот подстраиваемого и опорного генераторов, даскрщуптатор, на вход которого подается разностная частота, последовательно включенные фильтры, усяиштепь и управляющий элемент, подкточишый к входу управляющему частотой стабшшзируилого генератора Cll .

Однако в этих устройствах характеристики дискриминатора в петле обратной СВЯ21И зависят от температуры и других внешних факторов, что ведет к изменению частоты и, следовательно, уменыиению эффективности йезш автоподстройки. Кроме этого, в данныхi устройствах при несимметричном сигнале, характеризуемся случайной функцией времени, и использовании дискретной импульсной системы .ЛПЧ, включаемой в дискретные моменты времени, - например, в течение действия синхронизирующих импульсов, на выходе смесителя и дискриминатора имеют место переходные процессы в моменты имлутльоного воздействия, которые также ухудщают точность работы цепи автоподстройки.

Наиболее близким к изобретению является устройство для автоматической подстройки.частоты ЧМ генератора, содержащее высокочастотный (ВЧ) переключатель, выход которого соединен с входом дискриминатора, один вход - с выходом опорного генератора, другой вход является сипшльным входом устройства для автоматической подстройки частоты ЧМ генератора, а управляющий вход ВЧ переключателя соешшс : выходом первого формирователя управлЯк тих сигналов, а также (}кгаьтр верхиих частот 2 , В данном устройстве нестабильность параметров дискриминатора не отражается отрицательно на точнЬсти работы цезгш АПЧ, однако оно не свободно от отрицательного вшгания переходных процессов, имеющих место от импульсного воздействия на -входе дискрим1шатора. Кроме этого, в устройстве при несим- метричном сигнале, характеризуемом случайной функцией времени, происходит смицение средней частоты пропорашональной величине асимметрии сш нала и демодуляция сигнала в области частот, входящих в полосу фильтра низких частот. Все это не может обеспечить достаточную TO4:iocTb .формирования сигнала подстройки при работе в устройствах сбора и преобразования информашп с време1шым разделением казгалов и часто ной модуляцией сигнала, так как модутш рующнй сигнал в этих устройствах занимает весь низкочастотный диапазон от О Гц включительно, как правило, несимметричен и характеризуется случайной функцией времени. Цель изобретения - повышение точно ти формирования ситаала подстройки цггем уменынения влияния переходных процессов. Поставлетшая цепь достигается тетд, что в устройство для автоматической подстройки частоты ЧМ генератора, содержащее высокочастотный переключатель, выход которого соединен с входом дискриминатора, один вход - с выходом опорногчэ генератора, другой вход является сигнальным входом устройства дата автоматической подстройки частоты ЧМ генератора, а управл5пощий вход ВЧ пер ключателя соединен с выходом первохю формирователя управляющих сигналов, а также фильтр верхних частот, введены последовательно соединенные первый ключ, вход которого соединен с выходом дискриминатора, и блок памяти, выход которого соединен с входом фильтра верхних частот, посдедоватепьно соединенные второй ключ, вход которохю соединен с выходом фильтра верхних частот и интегратор, выход коггорого является выходом устройства, а также задержки и второй формирователь управляющих сигналов, npsrasvi выходы второг формирователя управляющих сигналов и элемента задержки соединены соответст венно с управляющими входами первого второго ключей, а входы подключены к выходу первого формирователя управяюишх сигналов. На фиг. 1 представлена структурная схема предложенного устройства; на фиг. 2 - временные диазграммы его раоты. Устройство содержит первый формиователь 1 управляющих сигналов,ВЧ переключатель 2, опорный генератор 3, дискриминатор 4, второй формирователь 5 управляющих сигналов, первый ключ 6, блок 7 памяти, фильтр 8 высоких частот (ФВЧ), второй ключ 9, элемент Ю задержки, интегратор 11. Устройство работает следующим образом, . На один вход ВЧ переключателя 2 подается ВЧ напряжение с выхода подстраиваемого ЧМ генератора (не показан), а на другой его ЕХОД подается напряжение с выхода опорного х енератора 3. Частотная характерасстика сигнала подстраиваемого генератора представлена на фиг. 2 d , а опорного генератора на фиг. 2 5 В промежуток времени OTt Доfcn соответствующий времени опроса каналов (сбора информации), зависимость частоты подстраиваемого ЧМ генератора от времени носит случайный характер, а в промежуток времени от -tp до t . именуемый в технике маркерным промежутком и служащий дня разделения кадров в аппаратуре сбора и преобразования .информации, частота ЧМ генератора равна его номинальной частоте. Частота опроса каналов н местоположение маркерного промежутка задается синхронизатором (не показан), входящим в аппаратуру сбора и преобразования информации. Синхроимпульсы (фиг. 2, 6 ) подаются на вход первого формирователя 1 управляющих сигналов, который вырабатывает импульс, не пгревосходашщй по дпитепь- ностя маркерного промея утка и подаваемый на управляющий вход ВЧ переключателя 2 (фиг. 2,1 ), которз1Й во время его действия подключает- к своему выходу выход ЧМ генератора и отключает от него выход опорного генератора 3. При этом на BbixoJte ВЧ переключателя 2 при наличии разницы между частотами опорного генератора 3 и ЧМ генератора формируется напряжение с переменной частотой. Поданное на вход дискриминатора 4 это ВЧинапряжение преобразуется в импульсное низкочастотное напряжение (фиг. 25 ), при этом веяичап1ы и полярность игллупьса соответственно зависят от величины и знака ухода частоты ЧМ генератора, а относительный потенциальный уровень определяется точностью настройки дискриминатора 4. Из-за резкзЕХ скачков частоты и фазы подаваеь.юго на вход дискриминатора 4 сигнала на его выходе в эти моменты неизбезкны переходиые процессы, искажающие выходные импульсы и уменыааюише точзсссть автоподстройкк. Для кскгаочйшя переходных процессов сипшп обрабатываетс с помощью первого ключа 6, бяовса 7 памяти ивторого форьофователя 5 управтшкяонх сигналов, КОТОЕЫЙ фо ашрует на своем выходе просечю (фкг. 2 е ), длительность которых выбирается несколько больше даштепьностн переходных процессов на выходе Д1ССЕркэ шнатора 4. Указанные просечки подаются на управляющий вход первснч ключа 6 и закраываюгг его на время действия переходных npcaieccoB на его вкоае, при этом на его выходе формируются имнупь 1, изображенные на фхг. 2 х- . С выхода первого ключа 6 наафяжетше подается на блок 7 паь.шти, обесценивает запшигинание щххиедщего через пержзяй ключ 6 наяряж гая ica время его закрытия. В результате на исходе блока 7 памяти напряжея1 е принимает вид, изо браженный на фиг. 2 3 , С целью исклю чения из сигнала постоянной составляющей, которая определяется, в основном, относитетьньпч потетшиатьным уровнем сигнала, не несущего ннфор аш1и об уходе частоты подстра11вае;.ого ЧМ генератора и затрудняет обработку получаемого сигнала, сигнал с выхода блока 7 памяти подается, на вход фильтра 8 высокзих частот, на выходе которого сигаал принимает вид, изображенный на фиг. 2 и . Площадь сигнала, расположенная над осью времени, равна площади сигнала нод осью и при равенст ве частот ояорного генератора 3 и подеграива июго ЧЛ генератора указанные ппсшхади обращаются в нуль. С выхода фильтра 8 Ш11СОКИХ частот сигнал подает ся на вход второго ключа 9, управляющий вход кагорсях) подключен к выходу элемента задержки, на выходе которого формируется импульс (ф51г. 2 к ), длительность которого равна дшгтельности импульса с первого форущроватвля 1 управляющих сигналов и который задержан относительно его -на время, равное дгпггельносга просечки, формзфуемой вто Q 376 рым фррмироватеяем 1 управляющих сипналов. Второй ключ 9 открывается на время дейстЕШЯ управляющего 47И1Т1ала. Напряжение на выходе BTOporxj ключа 9 имеет вид, изображенный на фояг. 2я ; Импульсы с выхода второго ютюча 9 подаются на вход интеграторт 11, с выхода которого прсинтегрфованное напряжение подается на управляющий вход подстраиваемого ЧМ генератора. Предложенное устройство значительно повышает точность автоматической no;v стройки частоты при работе в устройствах сбора и преобразования информации с временным раздачением каналов к частотной модуляцией, при этом отхгутсг- вует демодуляция сигнала во всем она- пазоне модулирующих частот, Езмекение параметров Дйскр5минатора л входяишх в цепь обратной СВЕЗЯ устройств от иэменезшя температуры я других внешних факторов не уменьшает точкссг-Ь автоподстройки частоты. Формула изобретения Устройство для автоматической пол стройки частоты частотно-мо.цупярованного (ЧМ) генератора, содержащее высокочастотный (ВЧ) переключатель, выход которого соединен с входом дкокриминатора, один вход - с выходом опорного генератора, другой рхсд является сигнальным входом устрсчспт-. для автоматетеской йодстройки частоты ЧМ генератора, а управлякшотй вход ВЧ переключателя соединен с выходом первого форкшрователя управляюзцих сигналов, а также фильтр верхних чаотот, от. личающеес. я тем, что, с целью повышения точности формирования сигнала подстройки путем уменьшения влияния переходных процессов, в негю введены последовательно соединенные первый ключ, вход которого соединен, с выходом дискриминатора, и блок памяти, выход которого соедшнен с входом фильтра верхних частот, последовательно соединенные второй кпюfч, вход которого соединен с выходом фильтра верхних частот, и интегратор, выход которого $тляется выходом ус-рройства, а также элемент задержки и второй формирователь управляювшх сигва лов, причем выходы второго формирователя управляющих сигналов и элемогга задержки соединены соответственно с У11равп5асацими входами первого и второ го ключей, а входы подключены к выходу первого формирователя управляю.пшх сигналов. Источники информшши, прайнятые во внимание при экспертизе

/77 cuH i OHU3afnff/;ii

UmiH uneja тора

а

37 1.Каганов В. И. Системы автома- тического регулирования в радиоперецатчиках, М., Связь, 1969, с. 109-118. 2.Патент Японии hfe 50-13145, кл. Н 03 В 3/10, . 1975 (прототип).