УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ

Полезная модель относится к области радиотехники и может быть использована в радиопередающих устройствах сантиметрового диапазона в качестве задающего генератора.
Известен «Формирователь составного многочастотного сигнала в сантиметровом диапазоне» [RU №70422, МПК H03C 5/00, опубл. 20.01.2008 г.], содержащий синтезатор частот, умножитель частоты, первый преобразователь частоты, опорный генератор, второй преобразователь частоты, формирователь импульсов, устройство управления и генератор частоты сдвига.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является «Формирователь сигналов сантиметрового диапазона с амплитудной, фазовой и линейно-частотной модуляцией» [RU №2253182, МПК H03C 5/00, опубл. 27.05.2005 г.], содержащий опорный генератор, делитель частоты, первый и второй преобразователи частоты, амплитудный модулятор, фазовый модулятор, синтезатор частоты, умножитель частоты, первый и второй формирователи импульсов, первый и второй коммутаторы, схему управления, сумматор и генератор линейной частотной модуляции. Четвертый вход синтезатора частоты соединен с разъемом сигналов управления синтезатором частоты, первый вход синтезатора частоты соединен с первым выходом опорного генератора. Четвертый выход опорного генератора соединен с входом делителя частоты, третий выход делителя частоты соединен с первым входом первого преобразователя частоты. Первый выход первого преобразователя частоты соединен с первым входом амплитудного модулятора, выход амплитудного модулятора соединен с первым входом фазового модулятора, второй вход фазового модулятора соединен с разъемом входного сигнала переключения фазы, выход фазового модулятора соединен с первым входом второго преобразователя частоты, выход второго преобразователя частоты соединен с волноводом выходного сигнала. Третий выход опорного генератора соединен со вторым входом первого преобразователя частоты, второй выход первого преобразователя частоты соединен с разъемом выходного сигнала второго гетеродина приемника. Первый и второй выходы делителя частоты соединены соответственно со вторым и третьим входами синтезатора частоты, первый выход синтезатора частоты соединен с разъемом выходного сигнала первого гетеродина приемника, второй выход синтезатора частоты соединен с входом умножителя частоты, выход умножителя частоты соединен со вторым входом второго преобразователя частоты, вход схемы управления соединен с разъемом сигнала управления режимами работы, первый выход схемы управления соединен со вторым входом первого коммутатора, второй выход схемы управления соединен со вторым входом второго коммутатора, первый вход второго коммутатора соединен с разъемом второго входного модулирующего импульса. Выход генератора линейной частотной модуляции соединен с третьим входом первого преобразователя частоты, первый вход генератора линейной частотной модуляции соединен со вторым выходом опорного генератора, второй вход генератора линейной частотной модуляции соединен с разъемом управления сигналов генератором линейной частотной модуляции, при этом вход первого формирователя импульсов соединен с разъемом первого входного модулирующего импульса, выход первого формирователя импульсов соединен с первым входом первого коммутатора, выход первого коммутатора соединен с первым входом сумматора, второй вход сумматора соединен с выходом второго коммутатора, выход сумматора соединен с входом второго формирователя импульсов, выход второго формирователя импульсов соединен со вторым входом амплитудного модулятора.
Недостатками известных устройств является отсутствие возможности частотной модуляции выходного сигнала с использованием генератора частотной модуляции, формирования контрольного сигнала с линейной частотной модуляцией по отдельному выходу с использованием дополнительного генератора.
Технический результат предлагаемого устройства формирования сигналов заключается в достижении возможности формирования контрольного сигнала с линейной частотной модуляцией.
Сущность предлагаемого технического решения состоит в том, что устройство формирования сигналов содержит синтезатор частоты, умножитель частоты, первый преобразователь частоты, второй преобразователь частоты, опорный генератор, делитель частоты, фазовый модулятор, первый генератор линейной частотной модуляции, амплитудный модулятор, первый формирователь импульсов, второй формирователь импульсов, сумматор, схему управления, первый коммутатор и второй коммутатор. Первый выход синтезатора частоты является первым выходом U1 устройства формирования сигналов, второй выход синтезатора частоты соединен с входом умножителя частоты. Выход умножителя частоты соединен со вторым входом второго преобразователя частоты. Первый выход опорного генератора соединен с первым входом синтезатора частоты, второй выход опорного генератора подключен к первому входу первого генератора линейной частотной модуляции, третий выход опорного генератора соединен со вторым входом первого преобразователя частоты, четвертый выход опорного генератора соединен с входом делителя частоты. Первый выход делителя частоты подключен ко второму входу синтезатора частоты, второй выход делителя частоты подключен к третьему входу синтезатора частоты, третий выход делителя частоты подключен к первому входу первого преобразователя частоты. Выход фазового модулятора соединен с первым входом второго преобразователя частоты, второй вход фазового модулятора является третьим входом Y3 устройства формирования сигналов. Первый выход первого преобразователя частоты соединен с первым входом амплитудного модулятора, второй выход первого преобразователя частоты является четвертым выходом U4 устройства формирования сигналов. Выход амплитудного модулятора соединен с первым входом фазового модулятора, выход второго формирователя импульсов соединен со вторым входом амплитудного модулятора, выход сумматора соединен с входом второго формирователя импульсов. Выход первого коммутатора соединен с первым входом сумматора, выход второго коммутатора соединен со вторым входом сумматора, первый вход второго коммутатора является вторым входом Y2 устройства формирования сигналов. Выход первого формирователя импульсов соединен с первым входом первого коммутатора, вход первого формирователя импульсов является четвертым входом Y4 устройства формирования сигналов, первый выход схемы управления соединен со вторым входом первого коммутатора, второй выход схемы управления соединен со вторым входом второго коммутатора.
Новым в устройстве формирования сигналов является введение делителя мощности, второго генератора линейной частотной модуляции, генератора частотной модуляции, третьего коммутатора и устройства управления. Выход второго преобразователя частоты соединен с входом делителя мощности, первый выход делителя мощности является вторым выходом U2 устройства формирования сигналов, второй выход делителя мощности является третьим выходом U3 устройства формирования сигналов. Пятый выход опорного генератора подключен к первому входу второго генератора линейной частотной модуляции, выход первого генератора линейной частотной модуляции подключен к четвертому входу третьего коммутатора, выход второго генератора линейной частотной модуляции подключен к третьему входу третьего коммутатора. Выход третьего коммутатора соединен с третьим входом первого преобразователя частоты, выход генератора частотной модуляции подключен к первому входу третьего коммутатора. Первый выход устройства управления соединен со вторым входом второго генератора линейной частотной модуляции, второй выход устройства управления соединен со вторым входом третьего коммутатора, третий выход устройства управления соединен с входом генератора частотной модуляции, четвертый выход устройства управления соединен с входом схемы управления, пятый выход устройства управления соединен с четвертым входом синтезатора частоты, шестой выход устройства управления соединен со вторым входом первого генератора линейной частотной модуляции, вход устройства управления является первым входом Y1 устройства формирования сигналов.
На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства формирования сигналов.
Устройство формирования сигналов содержит синтезатор частоты 1, умножитель частоты 2, второй преобразователь частоты 3, делитель мощности 4, опорный генератор 5, делитель частоты 6, фазовый модулятор 7, первый генератор линейной частотной модуляции 8, первый преобразователь частоты 9, амплитудный модулятор 10, второй формирователь импульсов 11, второй генератор линейной частотной модуляции 12, третий коммутатор 13, генератор частотной модуляции 14, сумматор 15, устройство управления 16, первый коммутатор 17, второй коммутатор 18, первый формирователь импульсов 19, схему управления 20.
Первый выход синтезатора частоты 1 является первым выходом U1 устройства формирования сигналов.
Второй выход синтезатора частоты 1 соединен с входом умножителя частоты 2.
Выход умножителя частоты 2 соединен со вторым входом второго преобразователя частоты 3.
Выход второго преобразователя частоты 3 соединен с входом делителя мощности 4.
Первый выход делителя мощности 4 является вторым выходом U2 устройства формирования сигналов.
Второй выход делителя мощности 4 является третьим выходом U3 устройства формирования сигналов.
Первый выход опорного генератора 5 соединен с первым входом синтезатора частоты 1.
Второй выход опорного генератора 5 подключен к первому входу первого генератора линейной частотной модуляции 8.
Третий выход опорного генератора 5 соединен со вторым входом первого преобразователя частоты 9.
Четвертый выход опорного генератора 5 соединен с входом делителя частоты 6.
Пятый выход опорного генератора 5 подключен к первому входу второго генератора линейной частотной модуляции 12.
Первый выход делителя частоты 6 подключен ко второму входу синтезатора частоты 1.
Второй выход делителя частоты 6 подключен к третьему входу синтезатора частоты 1.
Третий выход делителя частоты 6 подключен к первому входу первого преобразователя частоты 9.
Выход фазового модулятора 7 соединен с первым входом второго преобразователя частоты 3.
Второй вход фазового модулятора 7 является третьим входом УЗ устройства формирования сигналов.
Выход первого генератора линейной частотной модуляции 8 подключен к четвертому входу третьего коммутатора 13.
Первый выход первого преобразователя частоты 9 соединен с первым входом амплитудного модулятора 10.
Второй выход первого преобразователя частоты 9 является четвертым выходом U4 устройства формирования сигналов.
Выход амплитудного модулятора 10 соединен с первым входом фазового модулятора 7.
Выход второго формирователя импульсов 11 соединен со вторым входом амплитудного модулятора 10.
Выход второго генератора линейной частотной модуляции 12 подключен к третьему входу третьего коммутатора 13.
Выход третьего коммутатора 13 соединен с третьим входом первого преобразователя частоты 9.
Выход генератора частотной модуляции 14 подключен к первому входу третьего коммутатора 13.
Выход сумматора 15 соединен с входом второго формирователя импульсов 11.
Первый выход устройства управления 16 соединен со вторым входом второго генератора линейной частотной модуляции 12.
Второй выход устройства управления 16 соединен со вторым входом третьего коммутатора 13.
Третий выход устройства управления 16 соединен с входом генератора частотной модуляции 14.
Четвертый выход устройства управления 16 соединен с входом схемы управления 20.
Пятый выход устройства управления 16 соединен с четвертым входом синтезатора частоты 1.
Шестой выход устройства управления 16 соединен со вторым входом первого генератора линейной частотной модуляции 8.
Вход устройства управления 16 является первым входом Y1 устройства формирования сигналов.
Выход первого коммутатора 17 соединен с первым входом сумматора 15.
Выход второго коммутатора 18 соединен со вторым входом сумматора 15.
Первый вход второго коммутатора 18 является вторым входом Y2 устройства формирования сигналов.
Выход первого формирователя импульсов 19 соединен с первым входом первого коммутатора 17.
Вход первого формирователя импульсов 19 является четвертым входом У4 устройства формирования сигналов.
Первый выход схемы управления 20 соединен со вторым входом первого коммутатора 17.
Второй выход схемы управления 20 соединен со вторым входом второго коммутатора 18.
оп
оп/8
оп/16
ci
оп
оп/16
ci
ci
Устройство формирования сигналов работает следующим образом: Синтезатор частоты 1, при поступлении команд управления на четвертый вход с пятого выхода устройства управления 16, сигнала F на первый вход с первого выхода опорного генератора 5, сигнала F на второй вход с первого выхода делителя частоты 6, сигнала F на третий вход со второго выхода делителя частоты 6, формирует на своих первом и втором выходах сигнал с частотой F, когерентный сигналу F и перестраиваемый в требуемой полосе частот с шагом F. С первого выхода синтезатора частоты 1 сигнал F поступает на первый выход U1 устройства формирования сигналов. Со второго выхода синтезатора частоты 1 сигнал F поступает на вход умножителя частоты 2.
ci
г1i
ci
оп/4
г1i
Умножитель частоты 2, при поступлении на его вход сигнала F со второго выхода синтезатора частоты 1, формирует на своем выходе сигнал F=4×F, при этом шаг перестройки частоты становится равным F. С выхода умножителя частоты 2 сигнал F поступает на второй вход второго преобразователя частоты 3.
оп
оп
оп
оп
оп
оп
Опорный генератор 5 формирует на каждом из своих пяти выходах, с первого по пятый, сигнал F. С первого выхода опорного генератора 5 сигнал F поступает на первый вход синтезатора частоты 1, со второго выхода сигнал F поступает на первый вход первого генератора линейной частотной модуляции 8, с третьего выхода сигнал F поступает на второй вход первого преобразователя частоты 9, с четвертого выхода сигнал F поступает на вход делителя частоты 6, с пятого выхода сигнал F поступает на первый вход второго генератора линейной частотной модуляции 12.
оп
оп/8
оп/16
оп/2
Делитель частоты 6 из сигнала F, поступившего на его вход с четвертого выхода опорного генератора 5, формирует на своем первом выходе сигнал F, который поступает на второй вход синтезатора частоты 1, на втором выходе формирует сигнал F, который поступает на третий вход синтезатора частоты 1, а на третьем выходе формирует сигнал F, который поступает на первый вход первого преобразователя частоты 9.
оп
лчм
лчм
Первый генератор линейной частотной модуляции 8, при поступлении на второй вход сигналов управления с шестого выхода устройства управления 16 и сигнала F на первый вход со второго выхода опорного генератора 5, формирует на своем выходе сигнал F. Сигнал F с выхода первого генератора линейной частотной модуляции 8 поступает на четвертый вход третьего коммутатора 13.
оп
ск лчм
ск лчм
Второй генератор линейной частотной модуляции 12, при поступлении на второй вход сигналов управления с первого выхода устройства управления 16, а сигнала F, на первый вход с пятого выхода опорного генератора 5, формирует на своем выходе сигнал F. Сигнал F с выхода второго генератора линейной частотной модуляции 12 поступает на третий вход третьего коммутатора 13.
чм
чм
Генератор частотной модуляции 14, при поступлении на его вход сигналов управления с третьего выхода устройства управления 16, формирует на своем выходе сигнал F. Сигнал F с выхода генератора частотной модуляции 14 поступает на первый вход третьего коммутатора 13.
чм
ск лчм
лчм
м
чм
ск лчм
лчм
Третий коммутатор 13 переключает сигналы, поступающие на его входы, F на первом входе, F на третьем входе, F на четвертом входе, на свой выход, при поступлении на второй вход управляющих команд со второго выхода устройства управления 16. Выходной сигнал F с выхода третьего коммутатора 13, являющийся одним из сигналов F, F или F, поступает на третий вход первого преобразователя частоты 9.
оп/2
оп
м
Первый преобразователь частоты 9 из поступающего на его первый вход сигнала F с третьего выхода делителя частоты 6, из поступившего на второй вход сигнала F с третьего выхода опорного генератора 5 и из поступившего на третий вход сигнала F с выхода третьего коммутатора 13, формирует на первом и втором выходах сигналы:
г2
оп
м
- на втором выходе, являющимся четвертым выходом U4 устройства формирования сигналов, сигнал F=(23×F)+F;
пр1
оп
м
оп/2
- на первом выходе сигнал F=((23×F)+F)-F, который поступает на первый вход амплитудного модулятора 10.
1
1
1зад.
На вход первого формирователя импульсов 19 с четвертого входа Y4 устройства формирования сигналов поступает первый модулирующий импульс D. Первый формирователь импульсов 19 осуществляет необходимую фиксированную задержку модулирующего импульса D. С выхода первого формирователя импульсов 19 модулирующий импульс D поступает на первый вход первого коммутатора 17.
1зад.
1зад.
Первый коммутатор 17, при поступлении на его второй вход управляющей команды с первого выхода схемы управления 20, коммутирует прохождение модулирующего импульса D с первого входа на выход. С выхода первого коммутатора 17 модулирующий импульс D поступает на первый вход сумматора 15.
2
2
2
1зад
2
На первый вход второго коммутатора 18 поступает второй модулирующий импульс D. Второй коммутатор 18, при поступлении на его второй вход управляющей команды со второго выхода схемы управления 20, коммутирует прохождение модулирующего импульса D с первого входа на выход. С выхода второго коммутатора 18 модулирующий импульс D поступает на второй вход сумматора 15. С выхода сумматор 15 модулирующие импульсы D. либо D поступают на вход второго формирователя импульсов 11.
1зад
2
Второй формирователь импульсов 11 осуществляет формирование фронтов и амплитуды проходящих через него импульсов. С выхода второго формирователя импульсов 11 модулирующий импульс D. либо D поступает на второй вход амплитудного модулятора 10.
пр1
1зад.
2
пр1
Амплитудный модулятор 10 осуществляет модуляцию сигнала F, поступившего на его первый вход с первого выхода первого преобразователя частоты 9 модулирующими импульсами D либо D, поступающими на его второй вход с выхода второго формирователя импульсов 11. С выхода амплитудного модулятора 10 импульсный сигнал F поступает на первый вход фазового модулятора 7.
пр1
Фазовый модулятор 7 осуществляет фазовую модуляцию, переключая на 180° фазу сигнала F поступившего на его первый вход с выхода амплитудного модулятора 10, модулирующим импульсом Dπ, поступающим на его второй вход с третьего входа Y3 устройства формирования сигналов. С выхода фазового модулятора 7 фазоманипулированный сигнал поступает на первый вход второго преобразователя частоты 3.
пр1
oi
г1i
пр1
oi
oiчм
oiфкм
oiлчм
oiсклчм
oi
Второй преобразователь частоты 3, из сигнала Fг1i на втором входе поступившем с выхода умножителя частоты 2 и из сигнала F на первом входе поступающего с выхода фазового модулятора 7, формирует на своем выходе сигнал F=F+F. Несущая частота сигнал F, перестраивается с фиксированным шагом в требуемом диапазоне частот, может иметь амплитудную и частотную модуляции F, амплитудную и фазовую модуляции F, амплитудную и линейно-частотную модуляции F или F, при имеющейся возможности получения сдвига формируемого радио импульса по отношению к входному модулирующему видеоимпульсу. С выхода второго преобразователя частоты 3 сигнал F поступает на вход делителя мощности 4.
oi
oi
oiсклчм
Делитель мощности 4 делит входную мощность сигнала F на два выхода в требуемой пропорции. С первого выхода сигнал F поступает на второй выход U2 устройства формирования сигналов. Со второго выхода сигнал F поступает на третий выход U3 устройства формирования сигналов.
Устройство управления 16 из команд управления режимом работы устройства формирования сигналов, поступающих на его вход с первого входа Y1 устройства формирования сигналов, формирует на своих шести выходах сигналы управления, которые поступают:
- с первого выхода на второй вход второго генератора линейной частотной модуляции 12;
- со второго выхода на второй вход третьего коммутатора 13;
- с третьего выхода на вход генератора частотной модуляции 14;
- с четвертого выхода на вход схемы управления 20;
- с пятого выхода на четвертый вход синтезатора частоты 1;
- с шестого выхода на второй вход первого генератора линейной частотной модуляции 8.
Схема управления 20, из сигналов управления поступающих на вход с четвертого выхода устройства управления 16, формирует сигналы управления на первом и втором выходах, поступающих, соответственно, на второй вход первого коммутатора 17 и на второй вход второго коммутатора 18.