SU1494203A1 - Формирователь линейно-частотно-модулированных сигналов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиотехнике. Цель изобретени  - уменьшение уровн  модул ционных искажений выходного сигнала. Формирователь содержит блоки пам ти 1 и 5, накапливающие сумматоры 2 и 7, формирователь 3 управл ющих сигналов, ЦАП 4 и 9, комбинационный сумматор 6, полосовые фильтры 8 и 16, фильтр 10 нижних частот, г-р 11 тактовых импульсов, смесители 12 и 14, узкополосный фильтр 13 и перестраиваемый г-р 15. За цикл работы формирователем формируютс  три линейно-частотно-модулированных (ЛЧМ) сигнала с различными скорост ми частотной модул ции и уменьшенным уровнем модул ционных искажений. Количество формируемых ЛЧМ-сигналов за цикл работы устройства м.б. увеличено путем увеличени  разр дности двоичного счетчика и объема пам ти блока пам ти, вход щих в состав формировател  3. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Description

(21)4321154/24-09

(22)26.10.87

(46) 15.07.89. Бкш. № 26

(72) В.Н. Артюх, Н.Г. Батурин,

Л.В. Бондарь и 10.М. Романов

(53)621.376.3(088.8)

(56)Кочемасов В.Н., Белов Л.А, Оконешников B.C. Формирование сигналов с линейной частотной модул цией . - М.: Радио и св зь, 1983,

с. 55-58.

(54)ФОРМИРОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНО-ЧАСТОТНО- МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ

(57)Изобретение относитс  к радиотехнике . Цель изобретени  - уменьшение уровн  модул ционных искажений выходного сигнала. Формирователь содержит блоки пам ти 1 и 5, накагшиваю1дие сумматоры 2 и 7, формирователь 3 управл ющих сигналов, ЦАП 4 и 9, комбинационный сумматор 6, полосовые фильтры 8 и 16, фильтр 10 нижних частот , г-р 11 тактовых импульсов, смесители 12 и 14, узкополосный фильтр 13 и перестраиваемый г-р 15. За цикл работы формировател  формируютс  три линейно-частотно-модулированных (ЛЧМ) сигнала с различными скорост ми частотной модул ции и уменьшенным уровнем модул ционных искажений . Количество формируемых ЛЧМ- сигналов за цикл работы устр-ва м.б. увеличено путем увеличени  разр дности двоичного счетчика и объема пам ти блока пам ти, вход щих в состав формировател  3. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

i

(Л

4 СО

N

го

О

00

31А9

Изобретение относитс  к радиотехнике и может использоватьс  дл  формировани  линейно-частотно-модулированных (ЛЧМ) сигналов в радио- передающих и радиоприемных устройствах , а также в измерительной технике и технике св зи.

Цель изобретени  - уменьшение уровн  модул ционных искажений.

На фиг. 1 представлена структурна  электрическа  схема формировател  ЛЧМ-сигналов на фиг. 2 - структурна  электрическа  схема формировател  управл ющих сигналов; на фиг. 3 - диаграммы, по сн ющие работу предложенного формировател .

Формирователь ЛЧМ-сигналов содержит первый блок 1 пам ти, второй накапливающий сумматор 2, формирова- тель 3 управл ющих сигналов, первый цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) второй блок 5 пам ти, комбинационный сумматор 6, первый накапливающий сумматор 7, первый полосо- вой фильтр 8, второй ЦАП 9, фильтр 10 нижних частот (ФНЧ), генератор 11 тактовых импульсов, первый смеситель 12, узкополосный фильтр 13, второй смеситель 14, перестраиваемый гене- ратор 15 и второй полосовой фильтр 16.

Формирователь 3 управл ющих сигналов содержит генератор 17 импульсов запуска, двоичный счетчик 18, блок 19 пам ти и регистр 20 сдвига.

Формирователь ЛЧМ-сигналов работает следующим образом.

В формирователе 3 управл ющих сигналов в исходном состо нии на вы- ходах двоичного счетчика 18 присутствует лулевой адресный код, который с выходов двоичного счетчика 18 поступает на адресные входы блока 19 пам ти. В блоке 19 осуществл етс  считывание информации, записанной по нулевому адресу, котора  с его выходов поступает на входы регистра 20. При подаче на вход запуска регистра 20 импульсов запуска информаци  с выходов блока 19 записываетс  в регистр 20. С выходов регистра 20 информаци , хран ща с  в нем, поступает на выходы формировател  3 управл ющих сигналов. Первым импульсом запуска с выхода генератора 17,  вл ющегос  выходом импульсов запуска формировател  3, обнул етс  первый накапливающий сумматор 7. При

поступлении каждого очередного импульса запуска на выход формировател  3 эта операци  повтор етс . Импульс запуска поступает также на вход двоичного счетчика 18 и на вход запуска регистра 20.Под его воздействием информаци  из блока 19 (по нулевому адресу) записываетс  в регистр 20 и с его выходов поступает на соответствующие выходы формировател  3, а двоичный счетчик 17 переводитс  в единичное состо ние и на его выходах формируетс  код первого адреса. На выход кода начальной частоты формировател  3 поступает п-разр дный двоичный код начальной частоты К , определ емый из соотношени :

К

Г,

kN

где f (« - начальна  частота формируемого ЛЧМ-сигнала; N - емкость накапливающих сумматоров ,

f - тактова  частота. На выход кода скорости частотной модул ции (ЧМ) формировател  3 поступает п-разр дный двоичный код скорости частотной модул ции К « , определ емый из соотношени :

К - %,- f,

где величина скорости ЧМ формируемого первого ЛЧМ-сигнала, Вторым импульсом запуска с выхода генератора 17 импульсов запуска производитс  перевод двоичного счетчика 18 в состо ние, при котором на его выходах формируетс  код второго адреса и запись считанной из блока 19 информации по первому адресу в регистр 20. С выходов регистра 20 информаци  поступает на выходы формировател  3. На один выход формировател  3 поступает п-разр дный двоичный код начальной частоты К , на другой - п-разр дный двоичный код скорости частотной модул ции Кг

определ емый из соотношени 

ftj

h

ft, N

где величина скорости ЧМ второго формируемого ЛЧМ-сигнала, С приходом очередного импульса запуска с выхода генератора 17 рабо5

та формировател  3 повтор етс  ный цикл работы формировател  3 определ етс  разр дностью двоичного счетчика 18 и объемом пам ти блока 19.

Формирователь ЛЧМ-сигналов работает следующим образом.

В исходном состо нии и в процессе работы комбинационный суммато15 6 находитс  в режиме сложени  кодов. Процесс формировани  первого ЛЧМ-сиг нала начинаетс  в момент поступлени  на вход накапливающег о суммато-. ра 7 кода скорости частотной модул ции К л.Под действием тактовых импульсов с генератора 11 тактовых импульсов в накапливающем сумматоре 7 осуществл етс  суммирование кодов Кд . На выходе накапливающего сумматора 7 формируетс  последовательность кодов К (с/ описываема  соотнощением:

14 ПолKHC/ )

котора  поступает на первый вход комбинационного сумматора 6. На второй вход комбинационного сумматора 6 с выхода формировател  3 поступает код начальной частоты К г . В комбинационном сумматоре 6 к коду начальной частоты добавл етс  выходной код накапливающего сумматора 7. На выходе комбинационного сумматора 6 формируетс  последовательность кодов К.,,(г), описываема  выражением

K,,(r)Kj

в

К

h-О

котора  поступает на вход второго накапливающего сумматора 2 и на вход блока 5 пам ти. Численные значени  выходных кодов комбинационного сумматора 6 пропорциональны мгновенной частоте формируемого ЛЧМ-сигнала. В накапливающем сумматоре 2 осуществл етс  суммирование выходных кодов комбинационного сумматора 6. На выходе накапливающего сумматора 2 формируетс  последовательность кодов фазы )(r) формируемого первого ЛЧМ-сигнала в соответствии с выражением дп  вычислений кода фазы (г) формируемых ЛЧМ-сигналов в дискретные моменты времени

R (

t, rT

K(r)r

z

(К

Z

Г; с

к/,) е г- . 1494203 -Nent

г 1 R К -1 (Kf . K)J,

1- г-,0

10

15

20

25

30

где К

f.

Э- R г .о

коды начальной частоты и скорости 4Mj число формируемых отсчетов- ,

- емкость накапливающих сумматоров разр дностью П; п, - период формируемого

отсчета.

Второе слагаемое в правой части выражени  реализуетс  путем переполнени  накапливающего сумматора 2. В блоке 5 пам ти выходные коды комбинационного сумматора 6 преобразуютс  в коды амплитуды модулирующего напр жени . С выхода блока 5 пам ти коды амплитуды модулирующего напр жени  поступают на первый вход ЦДЛ 9, который преобразует коды амплитуды IB амплитудные выборки модулирующего напр жени , поступающие на вход ФНЧ 10, в котором выдел етс  непрерьш- ное модулирующее напр жение, поступающие на вход перестраиваемого генератора 15. Под действием модулирующего напр жени  частота перестраиваемого генератора 15 измен етс  по линейному закону (в соответствии с законом модулирующего напр жени ). На выходе перестраиваемого генератора 15 формируетс  первый ЛЧМ-сиг- 35 нал Upp(t), который описываетс  выражением

Vt)UnrSin 2 frTrf- Г t +

0

5

0

5

+ (t) Jt. O- tf

О

где U,,, f.

о )

-nг

-nr

амплитуда и частота сигнала на выходе перестраиваемого генератора 15;

Pr(t) - Бнутриимпульсные частотные искажени  линейного закона изменени  частоты перестраиваемого генератора 15; Pj - длительность формируемого перестраиваемым генератором 15 ЛЧМ- сигнала

t - текущее врем  формируемого .ЛЧМ-сигнала. Выходные коды фазы с выхода накапливающего сумматора 2 поступают на вход блока 1 пам ти, который преобразует коды фазы в коды амплитуды формируемого первого ЛЧМ-сигнала. Коды амплитуды формируемого первого ЛЧМ-сигнала с выхода блока 1 пам ти поступают на первый вход ЦАП 4. Цап 4 осуществл ет преобразование кодов амплитуды первого формируемог ЛЧМ-сигнала в дискретное ЛЧМ-напр - жение, которое поступает на вход полосового фильтра 8. В полосовом фильтре 8 осуществл етс  выделение непрерывного первого ЛЧМ-сигнала i.fc(t) , который описываетс  выражением:л

Vc 4etsi42fffHt + 2, t -н

I .

г ц ее

it)

где и. амплитуда и начальна  частота сигнала на выходе полосового фильтра S;

внутриимпульсные час- тотные искажени  линейного закона изменени  частоты.

Сигнал с выхода полосового фильтра 8 поступает на первый вход смесител  12, на второй вход которого поступает сигнал с выхода перестраиваемого генератора 15. Начальна  частота f перестраиваемого генератора 15 выбираетс  несколько меньше начальной частоты f сигнала, фор- мируемого на выходе полосового фильтра 8, что необходимо дл  реализации селективных свойств сто щего после смесител  12 узкополосного фильтра 13. На выходе смесител  12 формируетс  демодулированна  составл юща  IL(t) разностной частоты df цес-1 f, сигналов, поданных на его входы, котора  описываетс  выражением

lIa(t)UflCOsC2Tr4ft + О i t i -Jo

где Ид -tiec - амплитуда демодулированной разностной состав- л ющей на выходе смесител  12.

Демодулированный сигнал с выхода смесител  12 поступает на вход узко полосного фильтра 13, характеристи- ки которого согласованы с параметрами входного сигнала. Частотные иска жени  линейного закона изменени  ча

4942038

тоты (с) сигнала, формируемого полосовым фильтром 8, нос т высокочастотный характер и обусловлены ошибками дискретизации. Частотные искажени  линейного закона изменени  частоты p|.(t) сигнала, формируемого перестраиваемым генератором 15, нос т низкочастотный характер и обусловлены в основном нелинейностью модул ционной характеристики. Поэтому низкочастотные искажени  сигнала проход т через узкополосный фильтр 13, а высокочастотные искажений сигнала эффективно им подавл ютс . Следовательно , на выходе узкополосного фильтра 13 формируетс  сигнал li.j((t) , описываемый выражением:

ly(t)U cos 2Trdft-{ ,(t)dtj.

10

15

20

О t : С

0

О t : С

5

5

0

5

0

о

где и.иж амплитуд;) сигнала на выходе узкополосного фильтра 13.

Выходной сигнал узкополосного фильтра 13 поступает на первый вход смесител  14. На второй вход смесител  14 поступает сигнаа с выхода перестраиваемого генератора 15. На выходе второго смесител  14 формируетс  суммарный ЛЧМ-сигнал ) частоты f,.df+f pf., описываемый выражением

I

lL.(t)U,rSin 2irflft- .(t)dt +

1 i ,t4 5/3.(t)dt

О

t ,,,,t-2ir f,,t-{(t)dt

1 +2frf«,t+ 2P,t S )dt

о

Ujsin 2frf ec t + /i, , 0 .t . TO,

который поступает на вход полосового фильтра 16. На выходе полосового фильтра 16 выдел етс  выходной ЛЧМ- сигнал, который в результате двойного преобразовани  частоты обладает существенно меньшими внутриимпульс- ными частотными искажени ми, уровень которых определ етс  селективными свойствами и полосовой пропускани  узкополосного фильтра 13.

Низкочастотные модул ционные искажени  компенсируютс  при втором преобразовании частоты в смесителе 14.

С помощью тактовых импульсов, формируемых генератором 11 тактовых импульсов , осуществл етс  синхронизаци  работы блоков формировател  ЛЧМ-сигналов.

При поступлении на выходы формировател  3 управл ющих сигналов второго импульса запуска, кода начальной частоты и кода скорости частот- ной модул ции начинаетс  процесс формировани  второго ЛЧМ-сигнала, который происходит аналогично процессу формировани  первого ЛЧМ-сигнала. При формировании третьего импульса запуска начинаетс  процесс формировании третьего Я Ш-сигнала, который происходит аналогично двум предшествующим . При формировании четвертого импульса запуска весь цикл работы устройства повтор етс .

Таким образом, за цикл работы устройства на его выходе формируютс  три ЛЧМ-сигнала с различными скорост ми частотной модул ции и уменьшен- ным уровнем модул ционных искажений. Количество формируемь;х ЛЧМ-сигналов за цикл работы устройства может быть легко увеличено, дл  чего увеличить разр днбсть двоичного счетчика 18

и объем пам ти блока 19 пам ти.

Claims (2)

1. Формирователь линейно-частот- но-модулированных сигналов, содержа щий последовательно соединенные первый накапливающий сумматор, комбинационный сумматор, второй накапливающий сумматор, первый блок пам ти, первый цифроаналоговый преобразова- тель и первый полосовой фильтр, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом синхронизации первого накапливающего сумматора , формирователь управл ющих сигма- лов, выход кода начальной частоты которого соединен с вторым входом комбинационного сумматора, а выход кода скорости частотной модул ции ,

Q j 2П

25

30

35

с входом первого нлкаплинакичргс сум матора, второй циф)оана:1огп7нпи преобразователь и второй :u;;: co.4(-,i фильтр , отличают и и с   тем, что, с целью умоимиени  уроии  модул ционных искажеюп) PK;xo;;iiuro сигнала, в него BBe.i. последовательно соединенные первый смеситель, первый вход KO j oporo сс единен с выходом первого поло,оного фильтра, узкополосный фильтр и второй смеситель , выход которого соединен с входом второго полосового фильтра, последовательно соединенные фипьтр нижних частот, вход которого соединен с выходом второго цифроаналогового преобразовател , и перестраиваемый генератор, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго смесителей, второй блок пам ти, вход которого соединен с выходом комбинационного сумматора, а выход - с входом второго цифроаналогового преобразовател , при этом выход генератора тактовых импульсов соединен с входом синхронизации второго накапливающего сумматора и с входами синхронизации первого и второго цифро- аналоговых преобразователей, а выход импульсов запуска формировател  управл ющих сигналов соединен с входом обнулени  первого накапливающего сумматора.

2. Формирователь по п. 1, отличающийс  тем, что форми- ров атель управл ющих сигналов содержит последовательно соединенные двоичный счетчик, блок пам ти и регистр сдвига, а также генератор импульсов запуска., выход которого соединен с входами запуска двоичного счетчика и регистра сдвига, при этом первьй и второй выходы регистра сдвига  вл ютс  соответственно выходом кода начальной частоты и выходом кода скорости частотной модул ции, а выход генератора импульсов запуска  вл етс  выходом импульсов запуска формировател  управл ющих сигналов.

п

I

Фиг.2

/ «-A ys V

r n

1 1.

liiiTiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiHiniiiii

/n /II /

/18

1