SU1149373A1 - Устройство дл формировани сигналов с измен ющейс частотой - Google Patents

Abstract

I. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИЮВАНИЯ СИГНАЛОВ С ИЗМЕНЯЮЩЕЙСЯ ЧАСТОТОЙ , содержащее последовательно соединенные опорный генератор и блок формировани  сетки частот, отличающеес  тем, что, с целью повыщени  точности формировани  заданного полиномиального закона изменени  частоты формируемого сигнала, в него введены блок формировани  управл ющих импульсов и N последовательно соединенных блоков формировани  сигналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных ключа, синхронного фильтра, усилител  и буферного каскада, выход которого i соединен с вторым сигнальным входом синХрОнного фильтра, опорные входы первого, второго , ... N-ro синхронных фильтров подключены соответственно к первому, второму, N-му выходам блока формировани  сетки частот, (N+l)-u выход которого соединен с сигнат ным входом ключа N-ro блока формировани  сигналов, управл ющие входы ключей каждого из N блоков формировани  сигналов объеда- 5 нены и подключены к выходу блока форА4ироkn вани  управл ющих импульсов, вход которого соединен с выходом опорного генератора, |f при этом выход усилител   вл етс  выходом блока формировани  сигналов. J;: QO СО со

Description

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с   тем, что синхронный фильтр содержит первый и второй каналы, каждый из которых состоит из последователыго соединенных первого перемножител , фильтра нижних частот, линии задержки и второго перемножител , выходы которых подключены к соответствующим входам сумматора, выход которого  вл етс  выходом синхронного фильтра, а также содержит первый и второй фазовращатели, при этом первый вХод перво го перемножител  первого канала и вход

первого фазовращател  объединены и  вл ютс  жител  второго канала. 3 1тервым сигнальным входом синхронного фильтра, выход первого фазовращател  подключен к первому входу первого перемножител  второго канала, вторые входы первых перемножителей каждого из двух каналов объединены и  вл ютс  вторым сигнальным входом синхронного фильтра, вход второго перемножител  первого канала и вход второго фазовращател  объединены и  в.:; ютс  опорным входом синхронного фильтра, выход второго фазовращател  подключен к второму входу второго перемно

Изобретение относитс  к радиотехнике и может быть использовано в измерительной технике, спектроанализаторах, радиолокации дл  формировани  сигналов, частота которы {смен етс  по сло шому закону.

Известно устройство дл  формировани  сигналов с измен ющейс  частотой, содержаu e несколько последовательно соединенных Накопительных сумматоров, тактовые входы которых объединены и подключены к выходу опорного генератора, а к кодовому входу первого накопительного сумматора подклкпены выходы регистра частоты.

На входе данного устройства при п накопительных регистрах формируетс  колебание , частота которого измен етс  по закону полинома (п-1)-й степени 1.

Однако точность формировани  заданного kOHJi изменени  частоты недостаточна и повышшие точности достигаетс  посредством увеличени  числа разр дов регистра и накопительных сумматоров.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство дл  формировани  снгналов с измен ющейс  частотой, содержащее последовательно соединенные опорньш генератор и блок формировани  сетки частот 2.

Однако функциональные возможности известного устройства дл  формировани  сигнлов с измен  ащейс  частотой ограничены, пскольку оно не позвол ет формировать с высокой точностью сигналы с произвольным законом изменени  частоты.

Цель изобретени  - повыщение точности формировани  зада1шого полиномиального

закона изменени  частоты формируемого сигнала.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  формировани  сигналов с измен ющейс  частотой, содержащее последовательно соединенные опорный генератор и блок формировани  сетки частот, введены блок формировани  управл ющих импульсов и N последовательно соединенных блоков

формировани  сигналов; каждый из которых состоит из последовательно соединенных ключа, синхронного фильтра, усилител  и буферного каскада, выход которого соединен с вторым сигнальным входом синхронного

фильтра, опорные входы первого, второго,..., N-ro синхронных фильтров подключены соответственно к первому, второму, N-му выходам блока формировани  сетки частот, (М+1)-й выход которого соединен с сигнальным входом ключа N-ro блока формировани  сигналов, }шравл ющие входы ключей каждого из N блоков формировани  сигналов объединены и подключены к выходу блока формировани  управл ющих импульсов, вход которого соединен с выходом опорного генератора, при зтом выход усилител   вл етс  выходом блока формировани  сигналов.

Кроме того, синхронный фидьтр содержит первый и второй каналы, каждый из которых

состоит из последовательно соединенных первого перемножител , фильтра нижних частот, линии задержки и второго перемножител , выходы которых подключены к соответствующим входам сумматора, выход которого  вл етс 

выходом синхронного фильтра, а также содержит первый и второй фазовращатели, при зтом первый вход первого перемножигел  первого канала и вход первого фазовращател  объединены и  вл ютс  первь1м сигнальным входом синхронного фильтра, выход первого фазовращател  подключен к первому входу первого перемножител  второго канала, вторые входы первых перемножителей каждого из двух каналов объединены и  вл ютс  вторы NT сигнальным входом синхронного фильтра, вход второго перемножител  первого канала и вход второго фазовращател  объединены и  вл ютс  опорным входом синхронного фильтра, выход второго фазовращател  подключен к второму входу второго перемножител  второго канала. На чертеже представлена структурна  электрическа  схема предлагаемого устройства. Устройство дл  формировани  сигналов с измен ющейс  частотой содержит опорный генератор I, блок 2 формировани  управл ющих импульсов, блок 3 формировани  сетки частот блок 4-1, 4- N формировани  сигнала, ключ 5-1, 5-N, синхронный фильтр 6, усилитель 7, буферный каскад 8, первый перемножитель 9 первого канала, фильтр 10 нижних частот (ФНЧ) первого канала, .линию II задержки первого канала, второй перемножитель 12 первого канала, сумматор 13, первый 14 и второй 15 фазовращатели, первый перемножитель 16 второго канала, ФНЧ 17 второго кана ла, пинию 18 задержки второго канала, второй перемножитель 19 второго канала. Устройство дл  формировани  сигналов с измен ющейс  частотой работает следующим образом. Пусть на первом сигнальном входе синхронного фильтра К-го блока 4-k формировани  сигнала действует напр жение U(t) 2 Sin ( Q(t)) (О a на его опорном входе напр жение P.{t) 2 Sin (Wet +b (t, (2) Ha входе К-го блока 4-k формировани  сигнала напр жение имеет вид L (t) Sift ( + )) Q,(t).+ f где C.(t) b (t)-Q,(t)dt. - J(4 В блоке 2 формировани  управл ющих импульсов вырабатываютс  пр моугольные импульсы с частотой повторени ,  вл ющейс  субгармоникой частоты опорного генератора 1 Сигналы с частотой, измен ющейс  по полиномиальному закону вырабатываютс  во врем  действи  этих импульсов, которые открывают ключи 5-1, 5-N в каждом блоке 4-1,..., 4-N формировани  сигналов. Во врем  деистВИЯ импульсов выход (К-1}-го блока 4-1, 4-N формировани  сигналов оказываетс  подключенным к первому сигнальному входу 3734 синхронного фильтра 6 К-го блока 4-k формированил сигналов. Учитыва  это Ок() CK-i{t) Из выражений (4) и, (5) получают закон изменени  фазы сигналов на выходах блоков 4 формировани  сигналов. CK-I , b(ibC,.,(tl cit oftс-, На выходе блока 3 формировани  сетки частот формируютс  колебани  согласно выражению (2), в которых b|(t) , где9частота колебаний опорного генератора 1; - целые т.е. на выходе блока 3 формировани  сетки частот действует напр жение (t) Sin (N + m)$ t читыва , что С ) тр .. ( ) т 5 t, находим K.4%-...)i Из выражени  (8) следует, что c«(t) t выражени  (6) получаем .Ctl .v Из выражени  (8) видно, что на выходе N-ro блока 4-N формировани  сигнала мгновенна  частота измен етс  по линейному закону, на выходе (N--l)-ro блока 4(N-1) формировани  сигнала закои изменени  мгновенной частоты описываетс  полиномом второй степени . В общем случае, если в устройстве содер- . житс  N б 1оков 4 формировани  сигиалов,то па выходе устройства будет сформирован сигнал, частота которого измен етс  в функций от t как полином N-й степени. Коэффидаенты этого полинома завис т от величины т, значение которых выбираетс  исход  из закона изменени  частоты сигнала на выходе устройства . Рассмотрим работу синхронного фильтра 6. Пусть на выходе сумматора 13 К-го блока формировани  сигиала действует напр жение L(t) Sin (Wot +С., (t)),(П) -- мгновенна  частота сигйала. После усилени  в усилителе 7 этот сигнал через буферный каскад 8 поступает на входы первого и второго каналов синхронного фильтра 6. В результате на входах этих каналов действует сигнал V4,(t) kSin Kt + C(t)) (12) где k - коэффициент усилени  усилител . На первый сигнальный вход си11хронного фильтра 6 поступает напр жение согласно выражению (1), которое после прохождени  через фазовращатель 14, обеспечивающий фазовый сдвиг на 90, преобразуетс  в напр  жение v (t)- 2Cos ( Q.Jt)), (13) В результате перемножени  сигналов в пер вых перемножител х 9 и 16 первого и второ го канала на их выходах будут следующие низкочастотные напр жени  wl,(t) Cos (С, (t)- a(t)); u,(t) Si,: (С (t)- Q,(t)). (14) Напр жени  с частотой 2ca , возникающие на выходах первых перемножителей 9 и 16, эффективно подавл ютс  ФНЧ 10 и 17. Амплитудна  частотна  характеристика ФНЧ 1 и 17 выбираетс  так, чтобы в пределах поло сы частот, занимаемой сигналами (14), она была бы равномерной, а фазова  характеристика должна быть близка к линейной. Мгновенна  частота сигналов (14) равна С rt)-Q(t), После прохождени  через ФНЧ 10 и 17 и линии 11 и 18 задержки сигналы (14) приобретают дополнительный фазовый сдвиг, равный ( (ш arg F(w) (16) где F (ш) - частотна  характеристика цепи, состо щей из ФНЧ и линии задержки. Если, например, эта цель представл ет собой последовательно соединеннь1е интегрирующий фильтр с частотной характеристикой РДШ) -71 oC + jw где ci - полоса пропускани  фильтра, и линию задержки с частотной характеристикой F,Cu е , где Г - врем  задержки, то F (u)) F,(u)) ) +(i)u)v arg F(ujl -- шГ- arc tg 736 Тогда из (16) получаем ((i-brh(i-vMj Таким образом, можно записать следующие выражени  дл  сигналов, действующих на выходах ФНЧ 10 и 17: - .(9) .ui(t)(t)(ui) , Через -г- обозначены потери в каждом из каналов уровн  сигналов. Эти потери обусловлены потер ми преобразовани  сигналов в перемножител х, фильтруюишх цеп х и т. д. Так как блок 4 формировани  сигналов  вл етс  регенеративным устройством, эти потери в точности равны коэффициенту 7 усилени . На опорный вход синхронного А.,ч фильтра 6 поступает сигнал (12), который после прохождени  через второй физовращатель 15, обеспечивающий фазовый сдвиг 90, преобразуетс  в сигнал P;(t) 2Cos(u-, t + b|(t)).(20) После перемножени  сигналов в перемножител х 12 и 19 и сложени  результатов пере-, множени  в сумматоре 13 получаем сигнал, действующий на выходе синхронного фильтра 6, z; CtUsin(u)))fb(t)-V(u))). Un Этот сигнал, очевидно, должен бьпъ равен сигналу (3), т.е. C|,(t) C(t) - )-e b(t)-4(u)U(22) С учетом выражени  (18) из выражени  (22) наход т ,(t)- Q(t) ) ) -Q,(t),(23) и, следовательно,to С,ЛО 0„(1) ft)))dt.(24) Формула (24) совпадает с формулой (4). Положительный эффект в предлагаемом устройстве достигаетс  за счет того, что в блоке 4 формировани  сигналов осуществл етс  интегрирование разности фаз сигналов, действующих на его сигнальном и опорном входах. Сигналы на входе блока 3 формировани  сетки частот имеет высокую стабильность частоты. Как видно из выражени  (10), это позвол ет обеспечить существенно более высокую точность формировани  заданного закона изменени  частоты сигнала на выходе i.j-o блока 4k формировани  сигналов.

7 11493738

чем у известного устройства. Кроме того, опорного генератора 1 и может быть достнгстабильность частоты, сформированных сигна-нута гораздо более высокой, чем в известных

лов определ етс  стабильностью частотыустройствах.

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ С ИЗМЕНЯЮЩЕЙСЯ ЧАСТОТОЙ, содержащее последовательно соединенные опорный генератор и блок формирования сетки частот, отличающееся тем, что, с целью повышения точности формирования заданного полиномиального закона из менения частоты формируемого сигнала, в него введены блок формирования управляющих импульсов и N последовательно соединенных блоков формирования сигналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных ключа, синхронного фильтра, усилителя и буферного каскада, выход которого, соединен с вторым сигнальным входом синхронного фильтра, опорные входы первого, второго, ... N-го Синхронных фильтров подключены соответственно к первому, второму, N-му выходам блока формирования сетки частот, (И+1)-й выход которого соединен с сигнальным входом ключа N-ro блока формирования сигналов, управляющие входы ключей каждого _ из N блоков формирования сигналов объеди- 5 йены и подключены к выходу блока формиро- л вания управляющих импульсов, вход которо- V/ го соединен с выходом опорного генератора, .· при этом выход усилителя является выходом блока формирования сигналов. —

2. Устройство по π. 1, о т л и ч. а ю щ е е с я тем, что синхронный фильтр содержит первый и второй каналы, каждый из которых состоит из последовательно соединенных первого перемножите ля, фильтра нижних частот, линии задержки и второго перемножителя, выходы которых подключены к соответствующим входам сумматора, выход которого является выходом синхронного фильтра, а также содержит первый и второй фазовращатели, при этом первый вход первого перемножителя первого канала и вход первого фазовращателя объединены и являются первым сигнальным входом синхронного фильтра, выход первого фазовращателя подключен к первому входу первого перемножителя второго канала, вторые входы первых перемножителей каждого из двух каналов объединены и являются вторым сигнальным входом синхронного фильтра, вход второго перемножителя первого канала и вход второго фазовращателя объединены и являются опорным входом синхронного фильтра, выход второго фазовращателя подключен к второму входу второго перемножителя второго канала.