SU240034A1 - Патентно- ^. - Google Patents

Description

Известны устройства автоматической стабилизации частоты генератора гармонических колеба-ний, содержащие высокостабильный опорный генератор, усилитель мощности, умножитель частоты, полосовой фильтр, смеситель , амплитудный детектор, фазовый детектор , исполнительный элемент управлени  частотой стабилизируемого генератора и дискретный переключатель частоты генератора гармонических колебаний.

Предлагаемое устройство отличаетс  от известных тем, что в тракт опорного сигнала дополнительно включен фазовый модул тор, подключенный через фазовращатель к модулирующему генератору гармонических колебаний низкой частоты, который соединен с одним входом фазового детектора, ко второму входу которого через амплитудный детектор подсоединен дискриминационный видеоусилитель.

Это позвол ет повысить точность стабилизации частоты и уменьщить уровень побочных частот на выходе стабилизируемого генератора .

На чертеже представлена блок-схема описываемого устройства.

Позиции на чертеже обозначают соответственно: 1 - опорный кварцевый генератор, 2 - фазовый модул тор, 3 - усилитель мощности опорной частоты, 4 - однокаскадный щирикополосный умнол итель частоты (генератор гармоник) на кристаллическом СВЧ диоде , 5 - щирокополосный неперестраиваемый полосовой СВЧ фильтр, 6 - балансный СВЧ смеситель, 7 - стабилизируемый СВЧ генератор синусоидальных колебаний, 8 - частотнозависимый усилитель, содержащий фильтр нижних частот, 9 - выделитель огибающих амцлитудно-модулированных колебаний (амплитудный детектор), 10 - фазочувствптельный

резонансный усилитель, 11 - вспомогательный модулирующий генератор синусоидальных колебаний ВЧ, 12 - фазовращатель и 13 - управитель частоты. Колебани  опорного кварцевого генератора

7 с частотой, равной интервалу между соседними рабочими частотами стабилизируемого СВЧ генератора 7, подвергаютс  синусоидальной фазовой модул ции в модул торе 2 под воздействием напр л ени  низкой частоты

вспомогательного генератора 11. При синусоидальной фазовой модул ции отклонение частоты сигнала от своего среднего значени  на выходе фазового модул тора будет также синусоидальным , но сдвинутым но фазе на 90° по

отнощению к модулирующему напр жению. Поэтому дл  обеспечени  синфазности модулирующего напр жени  и девиации частоты опорных колебаний между вспомогательным модулирующим генератором 11 и фазовым молученные с выхода модул тора 2 частотномодулированные (ЧМ) колебани  усиливаютс  в усилителе мощности опорной частоты 3. Затем их частота умнож:аетс  в несколько сот раз однокаскадным широкополосным диодным умножителем частоты 4 сверхвысокой кратности , на выходе которого в диапазоне СВЧ образуетс  равномерна  качающа с  по синусоидальному закону с небольшой девиацией и с индексом модул ции, значительно большим единицы, сетка опорных частот (гармоник кварца). Средние значени  этих частиц совпадают с рабочими частотами стабилизируемого генератора 7 во всем диапазоне его перестройки . Затем эта сетка частот через широкополосный неперестраиваемый полосовой СВЧ фильтр 5 с частотами среза, лежащими вне диапазона перестройки генератора 7, поступает на балансный СВЧ смеситель 6, где опорные колебани  смешиваютс  с колебани ми стабилизируемого генератора 7.

Этот полосовой СВЧ фильтр и балансна  схема смесител  обеспечивают устранение помех в системе АПЧ от ненужных частот сетки , лежащих за пределами рабочего диапазона генератора 7. Полученные на выходе смесител  6 ЧМ колебани  с частотой, равной разности частот стабилизируемого генератора СВЧ 7 и ближайшей из гармоник кварца, преобразуютс  Б амплитудно-модулированные (AM) в частотно-зависимом усилителе 8, имеюпдем монотонно-возрастающую зависимость коэффициента усилени  от частоты. В тракте усилител  8 включен простой фильтр иижних частот с частотой среза, не превосход щей половины промежутка между частотами сетки. Этот фильтр обеспечивает устранение помех в системе АПЧ от соседних опорных частот сетки . Огибающа  AM колебаний выдел етс  амплитудным детектором 9 и затем сравниваетс  по фазе со вспомогательным модулирующим сигналом генератора // с помощью резонансного фазочувствительного усилител  10, настроенного на частоту генератора П. Фазочувствительный усилитель вырабатывает напр жение ошибки, пол рность которого зависит от соотношени  фаз сравниваемых сигналов , а следовательно, от знака расстройки стабилизируемого генератора 7 относительно ближайшей из гармоник кварца.

Напр жение ошибки подаетс  иа управитель частоты 13, с помощью которого осуществл етс  коррекци  частоты генератора 7.

Работа описываемого устройства основана на модул ционном способе определени  знака расстройки стабилизируемого генератора относительно эталонной частоты.

Сущность этого сиособа состоит в том, что если частота стабилизируед-юго генератора выше эталонной, то увеличение последней ведет к уменьшению абсолютной разности этих частот и наоборот. В зависимости от этого измен етс  и напр жение на выходе частотно-зависимого усилител , через который пропускаетс  сигнал разностной частоты. Получение вспомогательной синусоидальной

ЧМ всей сетки опорных частот посредством синусоидальной фазовой модул ции сигнала опорной частоты на выходе у кварцевого генератора обладает тем преимуществом, что фазовый модул тор работает на фиксированной

.частоте, и что при этом обеспечиваетс  отсутствие вли ни  модулирующего сигнала непосредственно на частоту кварца и частоту стабилизируемого генератора, благодар  чему достигаетс  более высока  стабильность всего

устройства в целом.

Так как информаци  о расстройке стабилизируемого генератора заключена в фазе вспомогательного синусоидальиого сигнала, имеющего посто нную частоту, в даином устройстве включено узкополосное устройство - резонансный фазочувствительный усилитель, который ограничивает полосу частот и внутренние шумы системы АПЧ, позвол ет работать при малых уровн х опорных частот и получать большую величину выходного управл ющего напр жени  ошибки и, следовательно, большую результирующую крутизну и разрешающую способность системы АПЧ.

Сравнение стабилизируемой и эталонной частот по нулевым биени м иозволило исключить из системы АПЧ перестраиваемые полосовые СВЧ фильтры, выполнить все устройство на печатной полосовой СВЧ плате и обычных транзисторах, благодар  чему оно получилось

малогабаритным, экономичным и недорогим в производстве. Кроме того, это позволило устранить ошибки системы АПЧ за счет нестабильности нул  дискриминаторов.

Предмет изобретени 

Устройство автоматической стабилизации частоты генератора гармонических колебаний с дискретной перестройкой частоты, содержаЩее высокостабильный опорный генератор, усилитель мощности, умножитель частоты, полосовой фильтр, смеситель, амплитудный детектор , фазовый детектор, исполнительный элемент управлени  частотой стабилизируемого генератора и дискретный переключатель частоты генератора гармонических колебаний, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности стабилизации частоты и уменьшений уровн  побочных частот на выходе стабилизируемого генератора, в тракт опорного сигнала дополнительно включен фазовый модул тор, подключенный через фазовращатель к модулирующему генератору гармонических колебаний низкой частоты, который соединен с одним

входом фазового детектора, ко второму входу которого через амплитудный детектор подсоединен дискриминационный видеоусилитель. Ssxcd