PL66520B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 10.X.1972 66520 ki. n*wy* MKP G01IT23/00 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Zivko Subotic, Jerzy Kurpiewski Wlasciciel patentu: Instytut Tele- i Radiotechniczny, Warszawa (Polska) Nastawny generator widma stabilizowanych sygnalów sinusoidalnych Przedmiotem wynalazku jest nastawny genera¬ tor widma stabilizowanych sygnalów sinusoidal¬ nych.Do wielu badan i pomiarów w radioelektronice wymagane sa równoczesnie grupy (widmo) sygna¬ lów posiadajacych czestotliwosci uszeregowane wedlug okreslonej reguly, jak kanaly lacznosci w radiokomunikacji, kanaly telewizyjne z nosnymi wizji i fonii, sygnaly zaklócajace pochodzace z harmonicznych itd. Koniecznosc posiadania zród¬ la, które by wytwarzalo jednoczesnie okreslone widmo sygnalów i umozliwialo równoczesna zmia¬ ne czestotliwosci skladowych widma wedlug za¬ danego algorytmu widac szczególnie na przykla¬ dzie telewizji. W tej dziedzinie do kompleksowych pomiarów parametrów elektrycznych odbiorników telewizyjnych obecnie powszechnie stosuje sie ze¬ stawy zlozone z pary konwencjonalnych generato¬ rów zakresu ultra krótko-falowego, z których je¬ den wytwarza sygnal nosnej wizji, a drugi sygnal nosnej fonii w badanym kanale telewizyjnym.Sygnaly te odpowiednio zmodulowane sluza do po¬ miaru szeregu parametrów telewizorów. Powinny one przy tym charakteryzowac sie stala róznica czestotliwosci w celu spelnienia warunków na sta¬ bilnosc czestotliwosci róznicowej.Badajac odbiornik w innym kanale telewizyjnym nalezy oddzielnie przestroic generatory. Wytworze¬ nie jednak pary sygnalów w zakresie ultra krótko- -falowym o scisle ustalonej róznicy czestotliwosci 15 20 25 30 w przestrajanych generatorach sygnalowych nastre¬ cza duzo trudnosci. Poza tym dla zbadania wply¬ wu nosnych sasiednich kanalów nalezy poslugiwac sie nastepna para generatorów o kontrolowanych czestotliwosciach, co staje sie w warunkach pomia¬ rowych zbyt uciazliwe i niezwykle pracochlonne.Problem stabilnosci czestotliwosci zostal rozwia¬ zany w telewizyjnych nadajnikach kontrolnych.Sa to w istocie przyrzady pomiarowe równiez za¬ wierajace dwa oddzielne zródla wytwarzajace na swym wyjsciu pary sygnalów — stabilizowane kwarcem nosne wizji i fonii zadanego kanalu. Jed¬ nak telewizyjny nadajnik kontrolny posiada dla kazdego kanalu oddzielne uklady wzbudzajace z rezonatorami kwarcowymi oraz nie pozwala na przestrajanie czestotliwosci w ramach wybranego kanalu. Nie jest równiez w nim mozliwa zmiana czestotliwosci pozwalajaca na dostosowanie sygna¬ lów do innych standartów telewizyjnych bez zmia¬ ny rezonatorów i ukladów wzbudzajacych. Telewi¬ zyjne nadajniki kontrolne sa przyrzadami drogimi, przeznaczonymi do zasilania sygnalami stanowisk na tasmach produkcyjnych i kontrolnych fabryk telewizorów.Nalezy równiez wspomniec, ze czesto — w szcze¬ gólnosci przy sprawdzaniu telewizorów w sieci handlowej — parametry obrazu sa kontrolowane za pomoca obrazu kontrolnego lokalnej stacji te¬ lewizyjnej. Tego rodzaju kontrola jest nie zawsze odpowiednia, wystepuja zaklócenia przy odbiorze, 66 520"I A tac;' 3 S6520 poza tym stacja"pracuje tylko w okreslonych go¬ dzinach z obrazem kontrolnym i na ogól w danym terenie znajduja sie od jednej do trzech stacji.Tymczasem w odbiorniku telewizyjnym jest 12 ka¬ nalów tylko w I-i-III zakresie telewizyjnym..Wszysilcie 3#yzej omówione rodzaje generatorów sa rozwiazane w oparciu o uklady analogowe; zawsze posiadaja dwa • oddzielne niesprzegniete ukladowo zródla sygnalów; jezeli daja sie prze- strajac, ich sygnaly nie spelniaja wymogów co do odtwarzalnosci i stabilnosci czestotliwosci; jezeli sa stabilizowane rezonatorami kwarcowymi — nie mozna ich przestrajac ani zmieniac standartu -te¬ lewizyjnego bez zmian wielu rezonatorów kwarco¬ wych. Wszystkich tych urzadzen nie mozna pro¬ gramowac.Istote wynalazku stanowi konstrukcja nastawne¬ go generatora widma stabilizowanych sygnalów sinusoidalnych zlozona z generatora czestotliwosci wzorcowej z jednym rezonatorem kwarcowym i dzielnika cyfrowego o stalym stosunku podzialu czestotliwosci wzorcowej, którego wyjscie jest rów¬ nolegle podlaczone do wejsc wszystkich cyfrowych dzielników nastawiania skoku jednostkowego cze¬ stotliwosci wytwarzanych równoczesnie jako n skladowych widma w n ukladach cyfrowej synte¬ zy czestotliwosci z petlami automatycznej regulacji czestotliwosci. Przy czym wyjscie stabilizowanego i przestrajanego zespolu generatora podstawowego w pierwszej petli fazowej automatycznej regulacji czestotliwosci jest równolegle dolaczone do wejsc wszystkich mieszaczy znajdujacych sie w pozosta¬ lych petlach fazowej automatycznej regulacji cze¬ stotliwosci. Kazdy z tych mieszaczy miesza sygnal z generatora podstawowego z sygnalem generatora stabilizowanego i przestrajanego we wlasnej petli.Wyjscia mieszaczy polaczone sa do wejsc cyfro¬ wych dzielników nastawnych znajdujacych sie w poszczególnych petlach, w których zachodzi — po¬ dobnie jak w petli bez mieszacza, z podstawowym generatorem — proces cyfrowej syntezy czestotli¬ wosci. W ten sposób powstale stabilizowane syg¬ naly sinusoidalne tworza widmo, a wyjscia gene¬ ratorów przestrajanych i stabilizowanych we wszystkich petlach fazowej automatycznej regu¬ lacji czestotliwosci sa polaczone do odpowiednich zacisków wyjsciowych.Wynalazek umozliwi zbudowanie nowego rodza¬ ju generatora w postaci jednego przenosnego pro¬ gramowanego urzadzenia, które bedzie posiadalo takie wlasnosci jak: zdolnosc równoczesnego wy¬ twarzania zadanego widma sygnalów o czestotli¬ wosciach stabilizowanych tylko jednym rezonato¬ rem kwarcowym; zdolnosc skokowego przestraJa¬ nia tego widma sygnalów bez utraty stabilnosci i z utrzymaniem zadanych róznic czestotliwosci; mozliwosc regulacji wielkosci skoku przestrajania widma sygnalów oraz mozliwosc regulacji róznic czestotliwosci miedzy skladowymi widma bez utra¬ ty stabilnosci.W zastosowaniu do telewizji oznacza to umozli¬ wienie zbudowania przyrzadu wytwarzajacego w najprostszym przypadku pare czestotliwosci nos¬ nych wizji i fonii w dowolnym kanale telewizyj¬ nym, o stabilnosci okreslonej parametrami zasto¬ sowanego jednego rezonatora kwarcowego; pozwa¬ lo 15 25 30 35 40 45 50 55 60 65 lajacego na szybkie przestrajanie nosnych wizji i fonii, umozliwiajacego zmiane standartu bez zmiany rezonatora kwarcowego; umozliwiajacego wytworzenie pary nosnych wizji lub pary i dwóch sasiednich kanalów dla pomiaru zaklócen, spraw¬ dzania filtrów eliminacyjnych itd.; umozliwiajace¬ go wytworzenie kazdej innej pary sygnalów w ra¬ mach zakresu dzialania generatora. Konstrukcja generatora umozliwia latwe programowanie i in¬ tegracje elektronowa dzieki zastosowaniu struktur cyfrowych w podstawowych blokach funkcjonal¬ nych.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku na którym fig. 1 przedstawia schemat modelu funkcjonalnego nastawnego generatora widma stabilizowanych sygnalów sinusoidalnych w postaci ogólnej, a fig. 2 schemat blokowy nastawnego generatora par telewizyjnych sygnalów sinusoidalnych.Nastawny generator widma stabilizowanych syg¬ nalów sinusoidalnych przedstawia strukture cyfro- wo-analogowa wytwarzajaca widmo „n" stabilnych czestotliwosci w „n" petlach fazowej automatycz¬ nej regulacji czestotliwosci FARCz. Stabilnosc wszystkich skladowych widma zapewnia wzorco¬ wy generator Gk. Jako wzorcowy generator moze byc stosowany generator z rezonatorem kwarco¬ wym o dowolnej czestotliwosci np. powszechnie stosowany w pomiarowej technice cyfrowej gene¬ rator kwarcowy wykonany w postaci gotowego zespolu. W dzielniku cyfrowym DL0, wlaczonym na wyjsciu generatora wzorcowego Gk jego czesto¬ tliwosc nalezy przeksztalcic w ciag impulsów i obnizyc do zadanej wartosci Zifmax stanowiacej najwieksza wspólna wielokrotna dla wszystkich skladowych widma, czyli maksymalny jednostko¬ wy skok przestrojenia wspólny dla wszystkich skladowych widma wytworzonego. Wartosc Zifmax mozna zmniejszyc w poszczególnych petlach fazo¬ wej automatycznej regulacji czestotliwosci FARCz, polaczonych równolegle, regulujac odstepy miedzy poszczególnymi skladowymi w cyfrowych dzielni¬ kach nastawienia skoku syntetyzowanych czesto¬ tliwosci DLX — DLn, wlaczonych na wejsciu kazdej z petli iFARCz, poprzez podzial okreslony wspól¬ czynnikami ^...Kn. Nalezy jednak podkreslic, ze zmniejszenie maksymalnego jednostkowego skoku zlfmax w cyfrowym dzielniku nastawienia skoku syntetyzowanych czestotliwosci wytwarza nowy jednostkowy wspólny skok przestrajania.W zespolach detektorów fazy i czestotliwosci DF1...DFn, polaczonych szeregowo z cyfrowymi dzielnikami DLt—DLn, dokonuje sie porównanie czestotliwosci i faz ciagu impulsów pochodzacych z generatora wzorcowego Gk, uformowanych i po¬ dzielonych w cyfrowych dzielnikach nastawiania skoku syntetyzowanych czestotliwosci DL1...DLn z ciagiem impulsów wytworzonych w cyfrowych dzielnikach nastawnych czestotliwosci wyjsciowej DLNi^DIiNn pochodzacych z generatorów podsta¬ wowych Gi^Gn. Powstajace na wyjsciu zespolów detektorów fazy i czestotliwosci DFi^^Fn napiecia bledu stabilizuja i w zaleznosci od nastawionej w dzielnikach DLN1...DLNn liczby N przestrajaja ge¬ neratory .G^.Gn. Petle fazowej automatycznej re¬ gulacji czestotliwosci FARCz2...FARCzn zawieraja* równiez mieszacze MFj...MFn.Wlaczone pomiedzy cyfrowe dzielniki DLNj—DLNn a generatory C4— Gn. W mieszaczu MFi nastepuje mieszanie sygnalu wyjsciowego z petli FARCzl o czestotliwosci fi z czestotliwoscia fi generatora Gi. mieszaczy MF2...MFn, znajduja sie filtry dblnoprze- pustowe wybierajace zawsze róznice czestotliwos¬ ci t±—fi lub fi—fx w zaleznosci od stosunku czesto¬ tliwosci fj/fi. Do nastawiania czestotliwosci posz¬ czególnych skladowych widma i regulowania róz- 10 nic miedzy nimi stosuje sie w petlach fazowej automatycznej regulacji czestotliwosci FARCz2...FARCzn cyfrowe dzielniki nastawne czestotliwos¬ ci wyjsciowej DLN2...DLNn. Natomiast do jedno¬ czesnego przesuwania wszystkich skladowych wid- 15 ma przeznaczony jest cyfrowy dzielnik nastawny DLNj.Odmiana wynalazku do pomiarów i badan od¬ biorników telewizyjnych w warunkach laborato¬ ryjnych i produkcyjnych jest nastawny generator 20 par telewizyjnych sygnalów sinusoidalnych.Sygnal sinusoidalny tt z generatora czestotliwos¬ ci nosnych sygnalu wizji GA kierowany jest jedno¬ czesnie na wyjscie oraz do sterowania petli FARCzl, na wejscie cyfrowego dzielnika nastaw- 25 nego DLNi.Dzielnik ten, to w zasadzie licznik o nastawia¬ nej pojemnosci. Czestotliwosc powtarzania jego sygnalu wyjsciowego jest Nj razy nizsza od cze¬ stotliwosci fj. Wartosc liczbowa wspólczynnika po- 30 dzialu Nj jest zmienna i zalezy od nastawienia w poszczególnych dekadach. Po nastawieniu, dzielnik nastawny DLNj zlicza Nj impulsów wejsciowych uksztaltowanych z sygnalu sinusoidalnego z gene¬ ratora Gj i automatycznie kasuje sie, po czym 35 powtarza zliczanie. Impulsy z jego wyjscia prze¬ kazywane sa na jedno z wejsc zespolu zlozonego z detektora fazowego i cyfrowego dyskryminatora czestotliwosci DFj.Detektor fazowy w zespole DFi pracuje impul- 40 sowo. Impulsy odniesienia o wzorcowej fazie i czestotliwosci powtarzania przykladane sa do drugiego wejscia zespolu DF4. Wywodza sie one z sinusoidalnego generatora kwarcowego Gk o cze¬ stotliwosci fk np. 5 MHz. Czestotliwosc sygnalu z tego generatora podzielona jest tyle razy w wew¬ netrznym dzielniku cyfrowym DLQ wlaczonym na wyjsciu generatora kwarcowego Gk, aby uzyskac na wyjsciu ciag impulsów o czestotliwosci powta¬ rzania równej najwiekszej wspólnej wielokrotnej dla wszystkich sygnalów wytworzonych przez ge- 50 nerator. Zakladamy, ze generator ten bedzie rów¬ noczesnie wytwarzac pare sygnalów — nosna wizji i fonii w kazdym zadanym kanale w I—III zakre¬ sie telewizyjnym, jak równiez w zakresie posred¬ niej czestotliwosci wizji. Wobec powyzszego naj- 55 wyzsza wspólna wielokrotna dla wszystkich skla¬ dowych widma jest 250 kHz, czyli zlfmax = 250 kHz.Czestotliwosc ta jest podana z wyjscia dzielnika DL0 na wejscie cyfrowego dzielnika nastawienia wielkosci skoku syntetyzowanych czestotliwosci 60 DLj o zmiennym wspólczynniku podzialu kt. Je¬ zeli chcemy otrzymac na wyjsciu petli FARCzl skokowe zmiany czestotliwosci fj co 25 kHz, mu¬ simy czestotliwosc fmax podzielic w DLX przez wspólczynnik kj = 10. W ten sposób fd — czesto- es * tliwosc odniesienia w zespole Wt wynosi 25 kHz.Jezeli zalozymy, ze generator bedzie wytwarzac pary sygnalów z odstepem 25 kHz w zakresie 30—240 MHz, to uzyskamy wartosc wspólczynnika 30 • 106 —240 • 106 podzialu Nj= ^ m 1Q3 =1200—9600 czy¬ li wystarcza cztery dekady w dzielniku DLNt.W kazdym przypadku w zespole DFj nastepuje porównanie faz i czestotliwosci impulsów .pocho¬ dzacych z dzielnika DLj i impulsów pochodzacych z dzielnika nastawnego DLNX. Róznica faz i czesto¬ tliwosci wykrywana w zespole DFj jest przetwa¬ rzana na napiecie, które po przejsciu przez filtr dolnoprzepustowy automatycznie przestraja gene¬ rator Gt Kzmieniajac pojemnosc warikapu w jego obwodzie oscylacyjnym) do chwili zrównania sie czestotliwosci obu ciagów impulsów. Wówczas ^jfmax fi M — —ifi = ^lfmax . W ten sposób wy- Ki N Kt twarza sie sygnal nosny wizji, czyli fj = fn wizji.Drugi z pary sygnalów powstaje w petli FARCz2.Poniewaz ma to byc sygnal nosny fonii f2 = fn fonii, uszeregowanie dwóch skladowych widma be¬ dzie przebiegac zgodnie z realizacja algorytmu f! < f2 w kazdym kanale telewizyjnym z wyjatkiem toru posredniej czestotliwosci, gdzie obowiazuje fi f2. Wówczas generator moze posiadac 3 pod- zakresy (30^10 MHz, 40—90 MHz i 90—240 MHz).Uklady znajdujace sie w petli automatycznej fa¬ zowej regulacji czestotliwosci FARCz2 dzialaja po¬ dobnie jak uklady w petli FARCzl.Równoczesne przestrajanie wytworzonej pary sygnalów dla zadanego kanalu realizuje sie po¬ przez odpowiednie ustawienie wspólczynnika N1? w naszym przypadku w przedziale 1200—9600, w cyfrowym dzielniku nastawnym DLNj. Moze to byc zrealizowane za pomoca nastawiania czterech po¬ kretel (w kazdej dekadzie po jednym) w cyfrowym dzielniku nastawnym DLNX lub za pomoca jednego cyfrowo zaprogramowanego przelacznika.Przestrajanie czestotliwosci f± w ramach danego kanalu lub na przyklad fn nosnej wizji dla toru posredniej czestotliwosci równiez odbywa sie za pomoca zmiany wartosci wspólczynnika Nlf przy czym najmniejszy skok jednostkowy przestrojenia wynosi w tym przypadku 25 kHz.Zapewnienie stalej wartosci czestotliwosci róz¬ nicowej realizowane jest w petli FARCz2. W tej petli równiez za pomoca cyfrowego dzielnika DL2 mozna dobrac odpowiednia wielkosc skoku prze- strajania czestotliwosci nosnej fonii f2, niezalezna od wielkosci skoku przestrajania f1# Jezeli przyj¬ miemy, ze w petli FARCz2 wielkosc skoku wyno¬ si 10 kHz, to wspólczynnik w cyfrowym dzielniku DLN2 dla standartu OIRT wyniesie: 6,5 • 106 N»= 10 - 103 =65Q Zmieniajac wartosc wspólczynnika N2 mozna przestrajac czestotliwosc f2. Jak stad widac dla przejscia na standart CCIR wystarczy ustawic wspólczynnik N2 na wartosc 550, bo w tym przy¬ padku czestotliwosc róznicowa wynosi 5,5 MHz.Dla zmodulowania w amplitudzie i w czestotliwos¬ ci czestotliwosci f± i f2 nalezy posiadac oddzielne bloki modulatorów. Modulacje amplitudowa Tesli-66 520 a zuje sie w sposób ogólnie znany; modulacja cze¬ stotliwosciowa wymaga w przypadku syntezy cyf¬ rowej specyficznego ukladu, ale nie bedzie on omawiany poniewaz nie stanowi przedmiotu ni¬ niejszegowynalazku. 5 Jak widac, nastawny generator stabilizowanych par telewizyjnych sygnalów sinusoidalnych, synte- tyzor telewizyjny, zawiera prawie wszystkie bloki o identycznej strukturze. Dzielniki cyfrowe DL0, DLl5 DL2, DLN1? DLN2, mozna zbudowac z pól- 10 przewodnikowych ukladów scalonych. W ten spo¬ sób eliminuje sie duza ilosc cewek i filtrów in- dukcyjno-pojemnosciowych wymagajacych zmud¬ nego dostrajania. Generatory Gt i G2 posiadaja identyczna budowe, przestrajane sa za pomoca wa- 15 rikapów, a ich podzakresy przelaczane sa za po¬ moca diod przelacznikowych. Dwa filtry znajdu¬ jace sie w zespolach DFA i DF2 oraz filtr w mie- szaczu MF2 sa dolnoprzepustowe, zbudowane z ele¬ mentów rezystywno-pojemnosciowych. Cyfrowa 2o struktura dzielników pozwala na automatyczne przelaczanie kanalów, skoków przestrojenia itd. za pomoca prostych ukladów sterujacych z macierza¬ mi. Taka budowa generatora równiez istotnie zwieksza niezawodnosc oraz zmniejsza wymiary, 25 pobór mocy i koszt urzadzenia. PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenie patentowe Nastawny generator widma stabilizowanych syg¬ nalów sinusoidalnych zlozony z generatora czesto- 30 tliwosci wzorcowej, dzielnika cyfrowego tej cze¬ stotliwosci o stalym stosunku podzialu, n cyfro¬ wych dzielników nastawienia wielkosci skoku jed¬ nostkowego syntetyzowanych czestotliwosci oraz n petli fazowej automatycznej regulacji czestotli¬ wosci, pracujacych w n ukladach cyfrowych syn¬ tezy czestotliwosci, znamienny tym, ze wyjscie dzielnika cyfrowego o stalym stosunku podzialu (DL0) jest równolegle podlaczone do wejsc wszyst¬ kich cyfrowych dzielników nastawiania wielkosci skoku jednostkowego syntetyzowanych czestotli¬ wosci (DL1..JLn), których wyjscia polaczone sa odpowiednio do wejsc zespolów detektorów fazy i czestotliwosci (DF1...DFn) dzialajacych w petlach fazowej automatycznej regulacji czestotliwosci (FARCz1...FARCzn), przy czym wyjscie stabilizowa¬ nego i przestrajanego zespolu generatora podsta¬ wowego (Gj) z pierwszej petli fazowej automatycz¬ nej regulacji czestotliwosci (FARCzj) jest równo¬ legle polaczone z wejsciami mieszaczy (MF2...MFn) w pozostalych petlach fazowej automatycznej re¬ gulacji czestotliwosci (FARCz2...FARCzn), do któ¬ rych to mieszaczy przylaczone sa równiez wyjscia stabilizowanych i przestrajanych generatorów pod¬ stawowych (G2...Gn) z tych petli, a wyjscia mie¬ szaczy (MF2...MFn) z filtrami dolnoprzepustowymi przylaczone sa do wejsc cyfrowych nastawnych dzielników czestotliwosci (DLN2...DLNn) znajduja¬ cych sie odpowiednio w petlach fazowej automa¬ tycznej regulacji czestotliwosci (FARCz2...FARCzn).KI. 21e,23/00 66520 MKP GOlr 23/00 DL2 :k2 DF9 DLN2 :N2 MFL FARCz 2 G2 -o Wyi -o Wyz i i i r i i \ l~—' I ! i ' \ "; l~fi *< H"% h - H s< rl-l L i i , i i I i l i i I Wffi Fic. 1 °wyn Fig.

2. PL PL