SU1069126A1 - Формирователь линейно-частотно-модулированных колебаний - Google Patents

Abstract

ФОРМИРОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНО-ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ (ЛЧМ)КОЛЕБАНИЙ содержащий последовательно соедине ные управл емый генератор, узел, св зи, делитель мощности, линию задерж ки и фазовый детектор, включенные между BTOptm выходом делител  мощности и вторым входом фазового дете тора, последовательно Гсо(диненнью регулируемые аттенюатор и фазовращатель , а также последовательно соединенные управл емый источник опорного напр жени  и дифференциаль ный усилитель, при этом второй выход узла св зи  вл етс  выходом, а управл ющий вход управл емого источ ника опорного напр жени  - входом модулирующей функции формировател  ЛЧМ колебаний, отличающийс   тем, что, с целью расширени  диапазона линейной частотной модул ции при повышении точности автоматической перестройки частоты, в него введен алгебраический сумматор, выход которого соединен с управл квдим входом управл емого генератора, а первый вход - с выходом дифференциального усилител , между выходом фазово го детектора и вторым.входом алгебраического сумматора введены последовательно соединенные нуль-орган, вычитающий счетчик, одйовибратор, элемент И-НЕ, тактовый генератор, счетчик и цифроаналоговый преобразователь , между выходом фазового детектора и вторым входом дифференциального усилител  введены последовательно соединенные управл емый фазоинвертор, управл ющий вход которого соединен с выходом нуль органа , и блок смещени  посто нного уровн , при этом выход младшего разр да вычнтсцощего счетчика соединен с. вторым входом элемента И-НЕ, выход одновибратора соединен с входом сброса счетчика, а второй вход вычитающего счетчика  вл етс  входом записи кода настройки управл емого -енератора на заданную частоту.

Description

Изобретение относитс  к радиотехнике и может использоватьс  дл  формировани  линейно-частотно-модулированных (ЛЧМ) колебаний в радиолокации , метрологии, телевидении и автоматике.

Известен формирователь ЛЧМ колебаний , содержащий перестраиваемый генератор, выход которого соединен через управл емый фазовращатель и линию задержки с одним входом и непосредственно - с другим входом фазового детектора, выход которого подключен к одному из входов дифференциального усилител , а также источник посто нного опорного напр жени , соединенный с другим входом дифференциального усилител ,выход которого подключен к управл ющему входу перестраиваемого генератора СИ.

Однако в этом формирователе ЛЧМ колебаний перестройка частоты производитс  скачками за счет дискреуного изменени  фазы управл емого .фазовращател  и изменени  опорного напр жени . Диапазон перестройки ограничен, точность установки частоты из-за дискретности управл емого фазовращател  низка , так как фазовращатель имеет всего четыре фиксированных положени  сдвига фазы, разнесенных на 90, не дбеспечиваетс  линейна - частотна  модул ци  несимметричными модулирующими сигналами.

Наиболее близким к предложенному  вл етс  формирователь ЛЧМ колебаний , содержащий последовательно соединенные генератор, узел св зи, делитель мощности, линию задержки и фазовый детектор, включенные между вторым выходом делител  мощности и вторым входом фазового детектора, последовательно соединенные регулируемые аттенюатор и фазовращатель, а также последовательно соединенные управл емый источник опорного напр жени  и дифференциальный усилитель, при этом второй выход узла св зи  вл етс  выходом, а управл квдий вход управл емого, источника опорного напр жени  - входом модулирующей функции формировател  ЛЧМ колебаний выход фазового детектора соединен с вторым входом дифференциального усилител , а также подогреватель С23,

В известном формирователе ЛЧМ колебаний осуществл етс  плавна  пе рестройка частоты за счет управл ющего сигнала, полученного в результате сравнени  в дифференциальном усилителе опорного напр жени  и выходного фазового детектора. Источни опорного напр жени  обеспечивает подстройку частоты в полосе, определ емой статической характеристикой фазового детектора. Полоса стабилизации в атом случае равна четверти периода статической характеристики фазовсго детектора. Перестройка по диапазону осуществл етс  за счет изменени  временизадержки to от температуры линии задержки. Дискретные частоты стабилизации управл емого генерс1тора определ ютс  величиной задержки в цепи to и отсто т от друга на частотный интервал i.-t , Количество дискретных точек ограничено , так как прирост величины задержки Atg линии задержки от температуры небольшой, вследствие чего в известном формирователе ЛЧ1У1 колебаний из-за большого шага дискретных

частот остаютс  разрывы в

полупериоде статической характеристики фазового детектора. Известный формирователь ЛЧМ колебаний имеет узкий диапазон линейной частотной модул ции (дР .vy ) , и не обеспечивает

ч- Со

достаточной точности автоматической перестройки частоты.

Цель изобретени  расширение диапазона линейной частотной модул ции при повышении точности автоматической перестройки частоты.

Цель достигаетс  тем, что ЛЧМ колебаний , содержащий последовательно соединенные управл емый генератор, узел св зи, делитель мощности, линию задержки и фазовьгй детектор, включенные между вторым выходом делител  мощности и вторым входом фазового детектора последовательно соединенные регулируемые аттенюатор и фазовращатель, а также последовательно соединенные управл емый ис:Точник опорного напр жени  и дифференциальный усилитель 5 при этом второй выход узла св зи  вл етс  выходом , а управл ющий вход управл емого источника опорного напр жени  входом модулирующей функции формировател  ЛЧМ колебанийр введен, алгебраический сумматор, выход которого сое.динен с управл ющим входом управл емого генератора, а первый вход - с выходом дифференциального усилител , между выходом фазового детектора и вторым входом алгебраического сумматора введены последовательно соединенные нуль-орган, вьачитающий счетчик, одновкбраторр элемент И-НЕ, тактовый генератор, счетчик и циф роаналоговый преобразовател меж..цу выходом фазового детектора и вторым входом дифференциального усилител  введены последовательно соединенные управл емый фазоинвертор, управл ющий вход которого соединен с выходом нуль-органа, и блок сме .щени  посто нного уровн , при эток выход младшего разр да вычитакйцего счетчика соединен с ВТОЕЯЛМ входом з лемента И-НЕ, выход од овибратора

соединен с входом сброса счетчика, а второй вход вычитающего счетчика  вл ётс  входом записи кода настройки управл емого генератора на заданную частоту.

На фиг. 1 представлена структурна  электрическа  схема предложенного фо1 « ировател  ЛЧМ колебаний; на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие работу формировател .

Формирователь ЛЧМ колебаний содежит управл емый генератор 1, узел 2 св зи, делитель 3 мощности, фазовый детектор 4, регулируемые фазовращатель 5, аттенюатор 6, линию 7 задержки , дифференциальный усилитель 8, управл емый источник 9 опорного напр жени , нуль-орган 10, вычитающий счетчик 11, одновибратор 12, счетчик 13, элемент И-НЕ 14, тактовый генератор 15, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 16, алгебраический сумматор 17, блок 18 смещени  посто нного уровн , управл емый фазоинвертор 19.

Формирователь ЛЧМ колебаний работает следукицим образе.

В начальный момент после включени  в вьгчитающем счетчике 11 нет записи информации, напр жение выхода его младшего разр да соответствует логическому нулю, напр жение выхода одновибратора 12 также соответствуе логическому нулю,, в результате чег напр жение на выходе И-НЕ 14 также соответствует логическому нулю. Тактовый генератор 15 не работает, в счетчик 13 не записано никакой информации , на выходе ЦАП 16 сигнал отсутствует.

Напр жение с выхода дифференциального усилител  В через алгебраический сумматор 17 поступает на управл ю дий вход управл емого генератора 1, в результате чего управл емый генератор Г настраиваетс  на самую низкую частоту диапазона $4. Напр жение указанной частоты с выхода управл емого генератора 1,через узел 2 св зи поступает на вход делител  3 мощности, где раздел етс  на два канала. Перва  часть сигнала через регулируемые фазовращатель 5 и аттенюатор 6 поступает на один вход линейного фазового детектора 4, друга  часть через линию 7 задержки поступает на другой вход фазового детектора 4. Регулируемым аттенюатором 6 выравниваютс  амплитуды сигналов, поступающих на входы фазового детектора 4. Парметры регулируемых фазовращател  5 и аттенюатора 6 и линии 7 задержки не завис т от частоты в данной рабочей полосе управл емого генератора 1, фазойый детектор 4, в зависимости от частоты и времени задержки to . линии 7 задержки, вырабатывает посто нное напр жение в соответствии со статической характеристикой, приведенной на фиг. 2 а , где 1 , fi , Гз . . - ; - точки дискретных частот, на которых происходит стабилизаци  5 частоты; дГ - шаг дискретной перестройки частоты.

Точна  калибровка начальной частоты осуществл етс  подстройкой суммарного времени задержки в цепи

0 обратной св зи регулируемым фазовращателем 5. Напр жение с выхода фазового детектора 4 поступает на вход .нуль-органа 10 к на вход управл емого фазо-инвертора 19. Выходное на5 пр жение управл емого фазоинвертора 19 в зависимости от частоты изображено на фиг. 2 cf. В блоке 18 смещени  посто нного уровн  производитс  сдвиг уровн  симметричного относитель

Q но нул  сигнала с выхода управл емого фазоинвертора 19 (фиг. 2 (5) , в результате чего сигнал становитс  несимметричным относительно нул  (фиг. 2,Ь) и производитс  его фик5 саци  относительно нулевого потенциала так, чтобы начальный участок фазовой характеристики фазового детектора 4 всегда начиналс  с нул . В этом случае пол рность напр жени  на выходе дифференциального усилител  8, на который поступает сигнал

с выхода блока 18, всегда положительна , а его абсолютна  величина будет пропорционально зависеть от частоты управл емого генератора 1.

5 Напр жение с выхода блока 18 в диф(5еренциальнсм усилителе 8 сравниваетс  с опорным напр жением управл емого источника 9.

Разность напр жений усиливаетс 

0 и подстраивает управл емый генератор 1 так, чтобы разность была минимальной . Осуществл етс  стабилизаци  частоты в точке д(фиг. 2,0,). Управл емый источник 9 опорного

напр жени  представл ет собой высокостабильный управл емый источник посто нного напр жени  положительной пол рности и его напр жением управл етс  частота управл емого генератора 1 только в пределах одного линейного участка статической характеристики фазового детектора (точна  настройка).

Перестройка частоты управл емого женератора 1 (переход на другие линейные участки фазовой характеристики фиг. 2,Q) производитс  выходным напр жением алгебраического сумматора 17, при поступлении сигнала на его второй вход с выхода ЦАП 16. При этом на вход записи кода настройки управл емого генератора на заданную частоту (второй вход вычитающего счетчика 11) подаетс  соответствуюЩий код. На выходе младшего разр да вычитающего счетчика 11 по вл етс  логическа  единица. Передним фронтом импульса логической единицы запускаетс  одновибратор 12 и формирует короткий импульс , которым обнул етс  счетчик 13 и который также поступает на вход элемента И-НЕ 14. Сигнал логической единицы с выхода младшего разр да вычитающего счетчика 11 поступает на другой вход элемента 14, на выходе которо го будет логический нуль, к тактовый генератор 15 запускатьс  ие будет. После окончани  импульса одновибратора 12 на его выходе по вл етс  логический нуль в результате чего на выходе элемента И-НЕ 14 по вл етс  логическа  единица, и при этом запускаетс  тактовый генератор 15. Счетчик 13 заполн етс , а на выходе ЦЛП 16 соответственно растет напр жение, которое суммируетс  в алгебраическом .сумматоре 17 с выходным напр жением дифференциального усилител  8 и поступает на управл ющий вход управл емого генератора i. По мере роста частоты упрё1Вл емо1 го генератора 1 выходное напр жение фазового детектора 4 проходит значени  iacTOT f 4 , f / 3 f i Каждый раз, при пррхождении характеристики фиг. 2а через нулевое зна чение, срабатывает нуль-орган ,10 и выдает короткий запускающий импульс Каждый второй иклульс нуль-органа Ю переводит управл емый фазоинвертор 1 в состо ние то пр мой, то инверс ной передачи напр жени  фазового детектора 4. В результате, дл  стабилизации частоты управл емого генератора 1 используютс  участки как с положительной, так и с отрицатель ной крутизной статической характеристики фазового детектора 4, чем обеспечиваетс  полное перекрытие диапазона без пропусков. Одновремен но импул| сы нуль-органа 10 поступают на счетный вход вычитающего счет чика 11 и уменьшают записанное днаi чен1|е на единицу каждый раз, когда частота управл емого генератора 1 проходит нулевые значени  на статической характеристике фазового детектора , и так до тех пор, пока не очиститс  от записанной информации последний разр д вычитающего счетчика 11. Тогда на его выхода по вл етс  логический нуль, перебрасываетс  И-НЕ 14, на.его выходе по вл етс  логический нуль, выключаетс  тактовый генератор 15. Перестройка управл емого генератора 1 на заданную частоту заканчиваетс  и при произвольном отклонении частоты от заданной происходит автоподстройка. Если необходимо перестроить управл емый генератор 1 на новую частоту, то в вычитаквдий счетчик 11 производитс  запись нового кода, одновременно производитс  сброс в счетчике 13, и цикл перестройки повтор ет етс . Плавна  перестройка частоты управл емого генератора производитс  в интервале между дискретными точкгши . Диапазон линейной частотной модул ции при зтом будет равен (фиг. 2,Ь}. При изменении опорного напр жени  по закону модулирующей функции закономерность изменени  частоты повтор ет эту функцию. Таким образом, в предложенном фо1 «ирователе ЛЧМ колебаний уменьшаетс  дискрет частотного шага перестройки в два раза по сравнению с прототипом при той же величине задержки t линии задержки, ликвидируютс  пропуски на частотной оси диапазона, преобразование двухпол риой статической характеристики фазового детектора в одиопол риую увеличивает в два раза максимальную девиацию частоты при частотной молул ции несимметричнЕши модулирующими сигналёши н, следовательно, достигаетс  зиачнтельиое расширение диапазона линейной частотной модул ции при йовьшении точности а зтоматической перестройки частоты.

Claims (1)

1. ФОРМИРОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНО-ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ (ЛЧМ)КОЛЕБАНИЙ, содержащий последовательно соединенные управляемый генератор, узел, связи, делитель мощности, линию задержки и фазовый детектор, включенные между втор»< выходом делителя мощности и вторым входом фазового детектора, последовательно (соединенные' регулируемые аттенюатор и фазовращатель, а также последовательно соединенные управляемый источник опорного напряжения и дифференциальный усилитель, при этом второй выход узла связи является выходом, а управляющий вход управляемого источника опорного напряжения - входом модулирующей функции формирователя ЛЧМ колебаний, отличающи йс я тем, что, с целью расширения диапазона линейной частотной модуляции при повышении точности автоматической перестройки частоты, в него введен алгебраический сумматор, выход которого соединен с управляющим входом управляемого генератора, а первый вход - с выходом дифференциального усилителя, между выходом фазового детектора и вторым.входом алгебраического сумматора введены последовательно соединенные нуль-орган, вычитающий счетчик, одйовибратор, элемент И—НЕ, тактовый генератор, счетчик и цифроаналоговый преобразователь, между выходом фазового детектора и вторым входом дифференциального усилителя введены последовательно соединенные управляемый фазоинвертор, управляющий вход которого соединен с выходом нуль*еоргана, и блок смещения постоянного уровня, при этом выход младшего разряда вычитающего счетчика соединен свторым входом элемента И-НЕ, выход одновибратора соединен с? входом сброса счетчика, а второй вход вычитающего счетчика является входом записи кода настройки управляемого ^генератора на заданную частоту.

   SU-n 1.069126

   Фиг-1