Формирователь линейно-частотно-модулированных сигналов

 

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение быстродействия и расширение функциональных возможностей путем увеличения числа перестраиваемых параметров сигналов. Для этого формирователь линейно-частотно-модулированных (ЛЧМ) сигналов содержит г-р 1 импульсов обнуления, блок 2 синхронизации и управления, преобразователь 3 кодов режима работы в постоянное напряжение, узлы 4 вычисления параболической ф-ции, состоящие каждый из эл-та ИЛИ 8, коммутаторов 9, 10 и 11 кодов, накапливающих сумматоров 12, 13 и 14, D-триггеров 15 и 16, эл-та ИЛИ-НЕ 17 и эл-та И 18, а также содержит RS-триггер 5, управляемый инвертор 6, фазовращатель 7 и выходной эл-т И 19. Код режима работы формирователя содержит информацию о параметрах ЛЧМ-сигнала: скорости изменения частоты и времени длительности линейного участка, по которому преобразователь 3 вырабатывает четыре константы, поступающие на узлы 4 вычисления. Использование сумматора 13 для формирования модулей пересчета узлов 4 вычисления позволяет избежать потери быстродействия, при этом узлы 4 вычисления формируют заданную квадратичную ф-цию. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ!УБЛИК (51)5 Н 03 С 3/08

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

: г

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4330354/24-09 (22) 17.11.87 (46) 07.08.90. Бюл. ¹ 29 (72) Ю.П.Иванов, l0.А.Банковский и Ю.В.Работаев (53) 621.376.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 915213,.кл. Н 03 С 3/08, 1980, (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНО-ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ СИCHAROB (57) Изобретение относится к радиотехнике.

Цель изобретения — повышение быстродействия и расширение функциональных возможностей путем увеличения числа перестраиваемых параметров сигналов. Для этого формирователь линейно-частотно-модулированных (ЛЧМ) сигналов содержит r-p

1 импульсов обнуления, блок 2 синхронизации и управления, преобразователь 3 ко„, БЫ„„1584070 А1 дов режима работы в постоянное напряжение, узлы 4 вычисления параболической фции, состоящие каждый из эл-та ИЛИ 8, коммутаторов 9, 10 и 11 кодов, накапливающих сумматоров 12, 13 и 14, 0-триггеров 15 и 16, эл-та ИЛИ-НЕ 17 и эл-та И 18, а также содержит RS-триггер 5, управляемый инвертор 6, фазовращатель 7 и выходной эл-т

И 19, Код режима работы формирователя содержит информацию о параметрах ЛЧМсигнала: скорости изменения частоты и времени длительности линейного участка, по которому преобразователь 3 вырабатывает четыре константы, поступающие на узлы 4 вычисления,. Использование сумматора 13 для формирования модулей пересчета узлов

4 вычисления позволяет избежать потери быстродействия, при этом узлы 4 вычисления формируют заданную квадратичную ф-цию.

3 ил.

1584070

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для формирования линейно-частотно-модулированных сигналов в различных радиотехнических устройствах, 5

Цель изобретения — повышение быстродействия и расширение функциональных возможностей путем увеличения числа перестраиваемых параметров сигналов.

На фиг,1 представлена структурная 10 электрическая схема формирователя линей1 но-частотно-модулированных сигналов; на фиг,2 — схема блока синхронизации и управления; на фиг,3 — закон изменения частоты, 15

Формирователь линейно-частотно-модулированных (ЛЧМ) сигналов содержит генератор импульсов обнуления 1, блок 2 синхронизации и управления, преобразователь 3 кодов режима работы в постоянное 20 напряжение, S последовательно соединенныхх узла 4 вычисления параболической функции (ВПФ), RS-триггер 5, управляемый инвертор 6, фазовращатель 7, причем в состав каждого из S узлов ВПФ 4 входят эле- 25 мент ИЛИ 8, первый 9, второй 10 и третий

11 коммутаторы кодов, первый 12, второй 13 и третий 14 накапливающие сумматоры, первый 15 и второй 16 О-триггеры, элемент

ИЛИ-НЕ 17 и элемент И 18, и выходной эле- 30 мент И 19, а в состав блока 2 синхронизации и управления входят блок 20 сравнения кодов, формирователь 21 импульса начальной установки, преобразователь 22 кода, преобразователь 23 кода, элемент И 24, элемент 35

И 25, генератор 26 нулевого кода, RS-триггер 27 и реверсивный счетчик 28.

Формирователь ЛЧМ-сигналов работает следующим образом.

На вход блока 2 поступает код режима 40 работы Ni, содержащий информацию о параметрах ЛЧМ-сигнала „- скорости изменения частоты 4 = Af /Т, где Л f — девиация частоты, и времени длительности линейного участка Т, по которому преобразова- 45 тель. 3. кодов вырабатывает четыре константы N1i — М4ь поступающие соответственнно на входы S узлов ВПФ 4, На входы суммирования накапливающих сумматоров 12 и 13 всех S узлов ВПФ 50

4 поступает константа Nz, определяемая из соотношения х1 при) =1, о при! >1, () 55 т.е. на первыи узел ВПФ 4 поступает двоичный код числа Xt, а на все остальные узлы

ВПФ вЂ” нулевой код, Этот нулевой код, поступая на элемент ИЛИ-Н Е 17, устанавливает на его выходе сигнал "1", поступающий на вход элемента И 18, давая разрешение на прохождение сигналов с выхода 0-триггера

15, Двоичный код числа Xi, поступив на вход элемента ИЛИ-HE 17 первого узла

ВПФ 4, устанавливает на его выходе сигнал

"0", который через элемент И 19 поступает на входы управления коммутаторов 9 и 10 первого узла ВПФ 4 и пропускает на выход сигналы с их первых входов.

При поступлении импульса синхронизации Fr, определяющего момент максимальной отрицательной девиации частоты и начало линейного участка изменения частоты, блок 2 вырабатывает импульс начальной установки, поступающий на входы установки в "0" D-триггеров 15 и 16 S узлов ВПФ 4, Сигнал "0" с выхода D-триггера 15 через элемент И 18 поступает на входы управления коммутаторов 9 и 10, а с выхода D-триггера 16 —, на вход управления коммутатора 11. В результате этого сигнал с первых входов S узлов ВПФ 4 через коммутатор 9 поступает на вход начальной установки накапливающего сумматора 12, сигнал с третьих входов S узлов ВПФ 4 поступает через коммутатор 10 на вход установки накапливающего сумматора 13, а сигнал с выхода накапливающего сумматора 12 поступает через коммутатор 11 на вход накапливающего сумматора 14.

Тот же импульс начальной установки, поступающий на вход управления накапливающего сумматора 14, а также через злемЕнт ИЛИ 8 — на накапливающие сумматоры 12 и 13, записывает в них информацию, находящуюся на входах начальной установки; в накапливающий сумматор

12 — константу Nt, в накапливающий сумматор 14 — константу N4, в накапливающий сумматор 13 — константу йз.

Тот же импульс начальной установки, поступающий на R-вход RS-триггера 5 устанавливает сигнал "1" Hà его инверсном выходе, который, поступая на первый вход блока 2, поступает на младший разряд блока 20 сравнения, сравниваясь с нулевым кодом, определяющим условие смены знака девиации частоты. В результате сравнения

"единичного кода" с нулевым на первом выходе блока 2 появляется сигнал "1", поступающий на вход "Знак фазы" фазовращателя 7, устанавливая отрицательное значение знака фазы, и на вход управляемого инвертора 6, после чего управляемый инвертор 6 начинает работать в режиме инвертирования входного сигнала, 1584070

20 13! = N1) + N41 °

Йц = yi — Ki

S т ° к; z гj (г) Ki =entie

i — 1 у

П г где

1 при i =О, ZI= 2 при i=1, у при 1) 1; г = у при i,=1, 1 при i > 1;

Управляемый инзертор 6 определяет знак измен::.ния ".-;áññnþòíoãî значения юклонения о. несущей фоомируемой частоты. Поэтому при установке отрицател -.ного знака фазь: в фазовращателе 7(что означает уменьшение фазового сдвига), такая установка формирует максимальное отрицательное смещение текущей частоты, и по мере заполнения накапливающего сумматора 12 зто смеЩение уменьшается, т.е, формируется закан изменения частоты (фиг.2а). Для того, чтобы сигналы, поступающие с выхода управляемого инвертора 6 на вход управления фазовращателя 7, имели импульсный характер, что необходимо для работы фазовращателя 7, они стробируются импульсами тактовой частоты fT, поступающими на выходной элемент И 19, Режим отрицательной девиации частоты необходимо начинать с требуемого отрицательного смещения частоты. Так как при формироваии квадратичной функции с помощью двух накапливающих сумматоров 12 и 14 содержимое накапливающего сумматора 12 определяет значение текущей частоты, а содержимое накапливающего сумматора

14 — значение текущей фазы формируемого сигнала, то константа Ni, определяющая величину требуемого отрицательного смещения частоты, записывается в накапливающий сумматор 12, Код йь разложенный по модулям узлов

ВПФ 4, имеет вид

Кз+ =0; у — модуль j-го узла ВПФ;

j — номер узла ВПФ;

li — число разрядов накапливающего сумматора 14 j.-го узла ВПФ 4.

Константа N4, поступающая на накапливающий сумматор 14 S узлов ВП<Р 4, представляет собой число, дополняющее модуль пересчета накапливающего сумматора 14 до его полно о объема и определяется следующим соотношением: д4, = 7i — yi при1>1 (3)

0 при) =1, где 2 — полный объем накапливающего

I сумматора 14 j-го узла ВПФ 4.

Константа N4 предназначена для формирования модуля пересчета узла ВПФ 4 в момент начальной установки.

Для формирования модуля пересчета

15 узла ВПФ 4 в процессе работы служит накапливающий сумматор 13, в который по импульсу начальной установки записывается константа Йз, определяемая соотношением т.е. в накапливающем сумматоре 13 устанавливается модуль пересчета такой же, кэк и в накапливающем сумматоре 14 плюс код начального смещения частоты. После того как прошла установка начальных условий, с второго выхода блока 2 начинают поступать импульсы тактовой частоты на входы синхронизации накапливающих сумматоров 12—

14, а также D-триггеров 15 и 16.

Поступающий на входы суммирования накапливающих сумматоров 12 и 13 первого узла ВПФ 4 код числа Х> начинает складываться е этих суММаТорах, формируя е них

Nxt число . С выхода накапливающего сум21 матора 12 через коммутатор 11 этот код поступает на вход суммирования накапли40 вающего сумматора 14, в котором он суммирует с частотой синхронизации согласно рекуррентному выражению:

П

=xi ) (2! +1)/mod 2, (5)

2 " =1

При переполнении накапливающего сумматора 14 возникающий при этом импульс переноса устанавливает в "1" 0-триггер 16 на время действия сигнала переноса, т.е. на один такт тактовой частоты fr. Это приводит к тому, что коммутатор 11 подключает на один такт на вход суммирования накапливающего сумматора 14 выход накапливающего сумматора 13, который работает в первом узле ВПФ 4 аналогично накапливающему сумматору 12, т.е. такое переключение не сказывается на режиме формирования квадратичного закона, 1584070 о счета накапливающего сумматора 14 равен модулю пересчета накапливающего сумматора 12 (за исключением первого узла ВПФ

4, где модуль пересчета накапливающего

Сигналы переносов с накапливающих сумматоров 13 и 14 записываются в D-триггерах 15 и 16 и на следующем такте работы поступают на следующий узел ВПФ 4.. Dтриггеры 15 и 16 выполняют роль разделительных триггеров, осуществляющих развязку между узлами ВПФ 4, локалиэуя все логические, коммутационные и вычислительные операции каждого узла ВПФ 4, не позволяя им оказывать влияния на все остальные узлы ВПФ 4, Импульсы переноса с первого выхода переноса первого узла ВПФ 4 поступают на входы переноса накапливающих сумматоров 12 и 13 второго узла ВПФ 4, а импульс переноса с второго выхода переноса первого узла ВПФ 4 поступает на вход переноса накапливающего сумматора 14 второго узла

ВПФ 4, Так же, как и в первом узле ВПФ 4, выход накапливающего сумматора 12 сначала подкл ючен через коммутатор 11 к входу суммирования накапливающего сумматора

14 второго узла ВПФ 4, обеспечивая тем самым формирование квадратичной функции. Так происходит до тех пор, пока поступающий в накапливающий сумматор 14 код с выхода накапливающего сумматора 12, суммируясь в накапливающем сумматоре

14 сам с собой и с импульсами переноса, поступающими с второго выхода переноса первого узла ВПФ 4, не вызывают переполнения накапливающего сумматора 14, после чего, возникающий на выходе переноса накапливающего сумматора 14, импульс переноса, попав через 0-триггер 16 на управляющий вход коммутатора. 11, подключает на один такт тактовой частоты его второй вход, по которому выход накапливающего сумматора 13 подключается к входу суммирования накапливающего сумматора 14.

Как видно из выражений (2), (3) и (4) состояние накапливающего сумматора 13 в любой момент времени отличается от состояния накапливающего сумматора 12 на величину Np, т.е, на ту величину, которая определяет модуль пересчета узла ВПФ 4у, Поэтому в накапливающем сумматоре 14 устанавливается модуль пересчета у, что приводит к нормированию формируемого квадратичного закона по mod yz, Таким образом, на выходе переноса накапливающего сумматора второго узла ВПФ 4 сформируется квадратичная функция сумматора 14 в два раза больше модуля пересчета накапливающего сумматора 12, что достигается тем, что выход первого разряда накапливающего сумматора 12 через коммутатор 11 подключается к второму разряду накапливающего сумматора 14 и т.д., аналогично подключен в первом узле ВПФ

4 и накапливающий сумматор 13). Поэтому

10 переполнение накапливающего сумматора

13 второго и последующих узлов ВПФ 4 происходит, когда число импульсов переноса пришедших на накапливающие сумматоры 12 и 13 совпадает с модулем пересчета накапливающего сумматора 13 с.учетом кода начального смещения частоты.

Модуль пересчета накапливающего сумматора 13, как видно из выражений (3) и

20 (4), равен модулю пересчета накапливающеro сумматора 14 и равен у, Возникший при переполнении накапливающего сумматора

13 импульс переноса через D-триггер 15 и элемент И 18 поступает на входы управления коммутаторов 9 и 10, подключая на входы начальной установки накапливающих сумматоров 12 и 13 соответственно коды

"0", поступающие с генератора 1 нуля, и N<, которые записываются в накапливающие сумматоры 12 и 13 по тому же импульсу переноса, который через элемент ИЛИ 8 поступает на входы этих сумматоров. ем самым происходит установка модуля пересчета у в накапливающий сумматор 13, что обеспечивает и работу накапливающего сумматора 12 с тем же модулем пересчета., Использование дополнительного накап-. ливающего сумматора 13 для формирования модулей пересчета узлов ВПФ 4 позволяет избежать потери быстродействия, что было бы неизбежно, если бы установка модулей у проводилась бы непосредственно в накапливающие сумматоры 12 и 14. Работа узлов

ВПФ 4 с второго по S-й аналогична. Поэтому узел ВПФ формирует квадратичную функцию согласно выражению

50 х n (6) У2 Ys

Сигнал, содержащий полученную квадратичную функцию, с выхода элемента И 19 поступает на управляющий вход фаэовращателя 7, где формируется ЛЧМ-сигнал, параметр у (скорость изменения частоты) Для нормальной работы каждого узла которого определяется следующим соотноВПФ 4 необходимо, чтобы модуль пере- шением;

1584070

10 с 2 т

7 3 где

2 1 . ( 2 (7) х1

10

30

45

55

Поскольку содержимое накапливающих сумматоров 12 S узлов ВПФ 4 определяет код текущей частоты, то момент обнуления этих сумматоров, т.е. возникновение импульса переноса на выходе первого переноса последнего узла ВПФ 4 соответствует моменту изменения знака девиации частоты. Поэтому этот импульс переноса, поступающий íà S-вход RS-триггера 5 устанавливает на его инверсном выходе сигнал "0", по которому блок 2 устанавливает на первом выходе сигнал "0", который, поступая нэ вход "Знак фазы" фазовращателя

7 устанавливает в нем положительный знак фазы, и на управляющий вход управляемого инвертора 6, устанавливает в нем режим неинвертирования входного сигнала.

В виду того, что формируемый формирователем квадратичный закон изменения фазы имеет вид симметричной параболы (фиг.2б), момент окончания модуляции определяется также значением константы М .

Поэтому код N> поступает на второй вход блока 2, где преобразуется в обратный код.

Таким образом, при положительном знаке девиации накапливающие сумматоры 12 всех S узлов ВПФ 4 накапливают свое значение от нуля до величины обратного кода

N<, после. чего блок 2 прекращает поступление тактовой частоты fl. на узел ВПФ до прихода следующего импульса Гт.

Формула изобретения

Формирователь линейно-частотно-модулированных сигналов, содержащий последовательно соединенные блок синхронизации и управления и преобразователь кодов режима работы в постоянное напряжение, управляемый инвертор, фазовращатель и узел вычисления параболической функции, в состав которого входят три сумматора.отл ича ющи йс я тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения функциональных возможностей путем увеличения числа перестраиваемых параметров сигналов, введены генератор импульсов обнуления, RS-триггер, выходной элемент И и S-1 последовательно соединенных дополнительных узлов вычисления параболической функции, каждый из которых выполнен идентично узлу вычисления параболической функции, в состав которого введены три коммутатора кодов, элементы ИЛИ-НЕ, ИЛИ, И и два Отриггера, сумматоры выполнены в виде накапливающих сумматоров, при этом выход первого коммутатора кодов соединен с входом начальной установки первого накапливающего сумматора, к входу управления которого подключен выход элемента ИЛИ и вход управления второго накапливающего сумматора, к входу начальной установки которого подключен выход второго коммутатора кодов, выход переноса второго накапливающего сумматора подключен к входу первого О-триггера, а выход второго накапливающего сумматора подключен к второму входу третьего коммутатора кодов, к первому входу которого подключен выход первого накапливающего сумматора, а выход третьего коммутатора кодов соединен с входом суммирования третьего накапливающего сумматора, выход переноса которого соединен с входом второго D-триггера, выход которого соединен с входом управления третьего коммутатора кодов, выход первого

О-триггера и выход элемента ИЛИ-HE через элемент И подключен к входам управления первого и второго коммутаторов кодов и к первому входу элемента ИЛИ, причем входы синхронизации первого, второго и третьего накапливающих сумматоров и первого и второго 0-триггеров соединены между собой и являются входом синхронизации узла вычисления параболической функции, входом начальной установки которого является второй вход элемента ИЛИ, соединенный с входом управления третьего накапливающего сумматора и с входами установки в "0" первого и второго О-триггеров, первым входом переноса — соединенные между собой входы переноса первого и второго на-. капливающих сумматоров, вторым входом переноса — вход переноса третьего накапливающего сумматора, первым входом — первый вход первого коммутатора кодов, вторым входом — соединенные между собой входы суммирования первого и второго канапливающих сумматоров и вход элемента ИЛИ-НЕ, третьим входом — первый вход второго коммутатора кодов, четвертым входом — соединенные между собой второй вход второго коммутатора кодов и вход начальной установки третьего накапливающего сумматора и пятым входом — второй вход первого коммутатора кодов, а первым и вторым выходами переноса — выходы первого и второго 0-триггеров соответственно, кроме того, первый и второй входы переноса узла вычисления. параболической функции и пятый вход каждого из S-1 дополнительных узлов вычисления параболической функции соединены с выходом генератора импуль1584070

12 сов обнуления, первый и второй выходы переноса узла вычисления параболической функции подключены соответственно к первому и второму входам переноса первого дополнительного узла вычисления парабо- 5 лической функции, а первый и второй выходы переноса S-1 дополнительного узла вычисления параболической функции подключены соответственно к S-входу RS-триггера и к входу управляемого инвертора, 10 выход которого через выходной элемент И соединен с входом управления фазовраща. теля, вход "Знак фазы" которого соединен с входом управления управляемого инвертора и первым выходом блока синхронизации 15 и управления, второй выход которого соединен с входами синхронизации узла вычисления параболической функции и $-1 дополнительных узлов вычисления парабо20 лической функции и с вторым входом выходного элемента И, а третий выход — с входами начальной установки узла вычисления параболической функции и S-1 дополнительных узлов вычисления параболической функции и CR-входом RS-триггера, инверсный выход которого соединен с первым входом блока синхронизации и управления, второй вход которого соединен с первыми входами узла вычисления параболической функции и S-1 дополнительных узлов вычисления параболической функции и первым выходом преобразователя кодов режима работы в постоянное напряжение, другие выходы которого подключены соответственно к вторым, третьим и четвертым входам узла вычисления параболической функции и

S-1 дополнительных узлов. вычисления параболической функции.

1584070

Составитель В,Евдокимова

Техред М;Моргентал Корректор И.Муска

Редактор М,Бланар

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2262 Тираж 657 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5