УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ НАСТРОЙКИ ВЫСОКОДОБРОТНОГО КОНТУРА ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ДИАПАЗОНА РАДИОПРИЕМНИКА

Полезная модель относится к радиотехнике и может использоваться в радиоприемных устройствах с максимально низкими шумовыми температурами входных каскадов, в которых используются высокодобротные перестраиваемые контура на основе высокотемпературных сверхпроводящих проводников.
Известно устройство для автоматической настройки колебательного контура (Авт. свид СССР №319036), содержащее блок точной настройки колебательного контура, включающий электропривод, связанный с органом перестройки колебательного контура, тахогенератор, выходное напряжение которого через ключ подано на сумматор, датчик рассогласования, блок поиска частоты настройки, включающий амплитудный детектор напряжения, снимаемого с контура, при этом выход детектора связан с сумматором блока точной настройки через последовательно соединенные пороговый каскад, срабатывающий в полосе схватывания, и ключ, выход порогового каскада соединен с управляющим входом ключа блока точной настройки и управляющим входом блока коммутации, выходы статического триггера через формирователь напряжения поиска соединены с сигнальным входом нормально открытого ключа блока поиска.
Известное устройство обеспечивает перестройку только в диапазоне 10% от центральной частоты контура и поэтому не может быть использовано для решения задачи автоматической перестройки частоты с высокой точностью и в широком диапазоне частот высокодобротных контуров на основе высокотемпературных сверхпроводящих проводников (ВТСП) (см. пат. RU №2170489).
Технической задачей данной полезной модели является обеспечение автоматической, с высокой точностью и в широкой полосе частот, перестройки высокодобротного контура на основе ВТСП, при сохранении высокой добротности контура во всей полосе перестройки.
Поставленная задача достигается тем, что устройство для автоматической настройки высоко добротного контура высокочастотного диапазона радиоприемника, содержит блок перестройки настраиваемого контура, блок сравнения, высокочастотный коммутатор, блок формирования сигналов, разнесенных по частоте на величину, равную полосе пропуская настраиваемого контура (РЧППК), генератор сигнала частоты манипуляции,
высокочастотный генератор, блок управления и блок обработки тестового сигнала, при этом выход генератора сигнала частоты манипуляции соединен с синхронизирующим входом блока обработки тестового сигнала и коммутирующим входом блока формирования сигналов РЧППК, вход которого является входом сигнала первого гетеродина радиоприемника, первый вход и первый выход высокочастотного коммутатора являются соответственно входом и выходом входного сигнала радиоприемника, второй выход и второй вход - являются соответственно входом и выходом сигнала настраиваемого контура, а третий выход - соединен с входом высокочастотного генератора, выход которого подсоединен к третьему входу высокочастотного коммутатора и первому входу блока сравнения, четвертый выход высокочастотного коммутатора подключен к первому входу блока обработки тестового сигнала, выход которого соединен с первым входом блока управления, выход блока формирования сигналов РЧППК соединен с четвертым входом высокочастотного коммутатора и вторым входом блока сравнения, выход которого подсоединен к второму входу блока управления, первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы блока управления соединены соответственно с управляющими входами высокочастотного коммутатора, блока перестройки настраиваемого контура, высокочастотного генератора, блока обработки тестового сигнала и блока формирования сигналов РЧППК.
Наличие в заявленном устройстве цепей формирования сигналов грубой и точной настройки, образованных введенными блоком формирования сигналов РЧППК, генератором сигнала частоты манипуляции, высокочастотным генератором, блоком управления и блоком обработки тестового сигнала, а также блоком перестройки настраиваемого контура, блоком сравнения и высокочастотным коммутатором, и соответствующим образом связанными между собой, позволяет осуществлять автоматическую настройку с высокой точностью, в широкой полосе частот, при сохранении высокой добротности во всей полосе перестройки, высокодобротных перестраиваемых контуров на основе высокотемпературных сверхпроводящих проводников (ВТСП), используемых в радиоприемниках.
На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства для автоматической настройки высокодобротного контура высокочастотного диапазона радиоприемника.
Устройство для автоматической настройки высокодобротного контура высокочастотного диапазона радиоприемника, содержит блок перестройки 1 настраиваемого контура 2, блок сравнения 3, высокочастотный коммутатор 4, блок формирования сигналов РЧППК 5, генератор 6 сигнала частоты манипуляции,
высокочастотный генератор 7, блок управления 8 л блок обработки 9 тестового сигнала, который может состоять, например, из амплитудного детектора, и компаратора, при этом выход генератора б сигнала частоты манипуляции соединен с синхронизирующим входом блока обработки 9 тестового сигнала и коммутирующим входом блока формирования сигналов РЧППК 5, вход которого является входом сигнала первого гетеродина радиоприемника 10, первый вход и первый выход высокочастотного коммутатора 4 являются соответственно входом и выходом входного сигнала радиоприемника 10, второй выход и второй вход - являются соответственно входом и выходом сигнала настраиваемого контура 2, а третий выход - соединен с входом высокочастотного генератора 7, выход которого подсоединен к третьему входу высокочастотного коммутатора 4 и первому входу блока сравнения 3. Четвертый выход высокочастотного коммутатора 4 подключен к первому входу блока обработки 9 тестового сигнала, выход которого соединен с первым входом блока управления 8, выход блока формирования сигналов РЧППК 5 соединен с четвертым входом высокочастотного коммутатора 4 и вторым входом блока сравнения 3, выход которого подсоединен к второму входу блока управления 8, первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы блока управления 8 соединены соответственно с управляющими входами высокочастотного коммутатора 4, блока перестройки 1 настраиваемого контура 2, высокочастотного генератора 7, блока обработки 9 тестового сигнала и блока формирования сигналов РЧППК 5.
1
2
1
2
Блок формирования сигналов РЧППК 5 может быть реализован, например, в виде последовательно соединенных манипулятора 11, первого смесителя 12, второго смесителя 13, третьего смесителя 14, второй вход которого является входом блока формирования сигналов РЧППК 5, а выход - выходом блока формирования сигналов РЧППК 5, первого и второго гетеродинов 15, 16, соединенных соответственно с гетеродинными входами первого и второго смесителей 12, 13 и генераторов 17, 18 частот f, f, где f=fo+1/2Δf, a f=fo-1/2Δf, fo - центральная частота настройки настраиваемого контура 2, Δf-полоса пропускания настраиваемого контура 2. Выходы генераторов 17, 18 подключены соответственно к входам манипулятора 11.
Устройство для автоматической настройки высокодобротного контура высокочастотного диапазона радиоприемника работает следующим образом.
1
2
1
2
Генераторы 17 и 18 соответственно генерируют сигналы с частотами f, f, где f=fо+1/2Δf, a f=fо-1/2Δf, fo - центральная частота настройки настраиваемого контура 2, при этом разность этих частот равна Δf - полосе пропускания настраиваемого контура 2. Генератор 6 частоты манипуляции управляет манипулятором 11, который может быть выполнен в виде электронного ключа, таким образом, что на его выходе
1
2
поочередно, с частотой манипуляции появляются сигналы с частотами f и f. Эти сигналы поочередно поступают на смеситель 12, где смешиваются с сигналом частоты первого гетеродина 15, затем на смеситель 13, где смешиваются с частотой второго гетеродина 16. Преобразованный во втором смесителе 13 сигнал в третьем смесителе 14 смешивается с сигналом первого гетеродина радиоприемника 10.
Устройство работает в двух режимах - сначала в режиме грубой настройки и затем в режиме точной настройки контура 2.
Режим грубой настройки контура 2 осуществляется следующим образом. В режиме грубой настройки высокочастотный коммутатор 4 подключает настраиваемый контур 2 к высокочастотному генератору 7, который возбуждается на резонансной частоте настраиваемого контура 2. Сигнал с выхода высокочастотного генератора 7 поступает на вход блока сравнения 3, который может быть выполнен в виде фазового детектора, на второй вход которого подается сигнал от блока формирования сигналов РЧППК 5, а именно, с выхода третьего смесителя 14. Блок управления 8 в режиме грубой настройки осуществляет управление генераторами 17, 18 таким образом, чтобы частоты этих генераторов 17, 18 были равны между собой. В этом случае на выходе смесителя 12 выделяется сигнал с частотой, равной разности частот сигнала первого гетеродина 15 и сигнала с выхода манипулятора 11, а на выходе смесителя 13 выделяется сигнал с частотой, равной сумме частот сигнала второго гетеродина 16 и сигнала с выхода первого смесителя 12. На выходе смесителя 14 выделяется сигнал с частотой, равной заданной частоте fо настройки контура 2. В блоке сравнения 3 сравниваются сигналы с выхода блока формирования сигналов РЧППК 5 и выхода высокочастотного генератора 7, в частотозадающую цепь которого включен настраиваемый контур 2. Результирующий сигнал с блока сравнения 3 поступает в блок управления 8. В блоке 8 осуществляется анализ этого сигнала, и в зависимости от знака рассогласования частот вырабатывается управляющий сигнал, подаваемый на вход блока перестройки 1 настраиваемого контура 2 и осуществляющий перемещение в ту или иную сторону пластин высокодобротного перестраиваемого контура 2 на основе высокотемпературного сверхпроводящего проводника. Перестройка пластин происходит до того момента, пока указанные частоты не будут равны. На этом процесс грубой настройки заканчивается. При отсутствии сигнала с выхода блока сравнения 3 блок управления 8 выдает управляющий сигнал на высокочастотный коммутатор 4, который осуществляет подачу сигнала от третьего смесителя 14 на настраиваемый контур 2.
Для точной настройки контура 2 используется амплитудный метод, основанный на оценке частотно-манипулированного сигнала, прошедшего через настраиваемый контур 2.
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
В режиме точной настройки на выходе генераторов 17, 18 генерируются сигналы с частотами f и f f=fo+1/2Δf и f=fo-1/2Δf настройки контура 2. На выходе манипулятора 11 поочередно, с частотой, равной частоте манипуляции, появляются сигналы с частотами f и f. Соответственно на выходе смесителя 14 поочередно формируются две гармоники с частотами fo·1/2(f-f) и fo+1/2(f-f), равноудаленные от fо. Сигналы этих гармоник подаются на настраиваемый контур 2. С выхода настраиваемого контура 2 эти гармоники снимаются видоизмененными по амплитуде за счет влияния амплитудно-частотной характеристики настраиваемого контура 2. Амплитуды этих гармоник будут равны только в том случае, если резонансная частота настраиваемого контура 2 будет равна заданной частоте его настройки fо. Процесс настройки контура 2 путем перемещения его пластин повторяется до достижения величины рассогласования заданного порога, определяемого требуемой точностью настройки. После этого коммутатор 4 подключает настраиваемый контур 2 к антенне и радиоприемнику 10.
Данное устройство обеспечивает точность настройки высокодобротных контуров около 10% от полосы пропускания в диапазоне от 10 до 30 МГц.