УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ

Полезная модель относится к области радиотехники и может быть использована в радиопередающих устройствах сантиметрового диапазона в качестве задающего генератора.
Известно «Устройство формирования дискретно перестраиваемых стабильных по частоте сигналов» [RU №77733, МПК H03C 5/00, опубл. 27.10.2008 г.], содержащее синтезатор частот, умножитель частоты, первый амплитудный модулятор, сумматор, формирователь импульсов, первый преобразователь частоты, опорный генератор, второй преобразователь частоты, фазовый модулятор, первый коммутатор, второй коммутатор, первый генератор линейной частотной модуляции, второй генератор линейной частотной модуляции, устройство управления, синхронизатор, второй амплитудный модулятор, генератор стабильной частоты, фазовый детектор, первый делитель частоты, второй делитель частоты, первый формирователь частоты, второй формирователь частоты.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является «Устройство формирования широкополосных спектров в сантиметровом диапазоне» [RU №71196, МПК H03C 5/00, опубл. 27.02.2008 г.], содержащее синтезатор частот, умножитель частоты, первый преобразователь частоты, опорный генератор, второй преобразователь частоты, амплитудный модулятор, устройство управления, первый фазовый модулятор, генератор частотной модуляции и коммутатор, второй фазовый модулятор, синхронизатор и аттенюатор, причем, выход синтезатора частот соединен с входом умножителя частоты, выход умножителя частоты соединен со вторым входом первого преобразователя частоты, первый выход опорного генератора соединен с первым входом синтезатора сетки частот, второй выход опорного генератора соединен с первым входом второго преобразователя частоты, третий выход опорного генератора соединен с первым входом генератора частотной модуляции, выход первого фазового модулятора соединен со вторым входом первого преобразователя частоты, четвертый выход устройства управления соединен со вторым входом коммутатора, первый выход устройства управления подключен ко второму входу синтезатора частот, второй выход устройства управления подключен ко второму входу генератора частотной модуляции, третий выход устройства управления подключен ко второму входу синхронизатора, пятый выход устройства управления соединен со вторым входом аттенюатора, вход устройства управления является входом сигналов управления режимами работы устройства формирования широкополосных спектров в сантиметровом диапазоне, выход генератора частотной модуляции соединен со вторым входом второго преобразователя частоты, выход которого соединен с первым входом первого фазового модулятора, второй вход амплитудного модулятора соединен с третьим выходом синхронизатора, второй выход синхронизатора соединен со вторым входом второго фазового модулятора, выход которого подключен к первому входу амплитудного модулятора, первый выход синхронизатора соединен со вторым входом первого фазового модулятора, четвертый выход синхронизатора подключен к третьему входу генератора частотной модуляции, четвертый выход опорного генератора соединен с первым входом синхронизатора, выход первого преобразователя частоты соединен с первым входом второго фазового модулятора, выход амплитудного модулятора соединен с первым входом коммутатора, второй выход коммутатора соединен с первым входом аттенюатора, выход которого является вторым выходом устройства формирования широкополосных спектров в сантиметровом диапазоне, а первый выход коммутатора является первым выходом устройства формирования широкополосных спектров в сантиметровом диапазоне.
Недостатками известных устройств является невозможность формировать радио сигналы на нескольких выходах с различными видами модуляции, используя не только собственные модуляторы рассматриваемых устройств, но и внешние модуляторы, осуществляющих модуляцию передаваемых и принимаемых внутренних сигналов устройств, удовлетворяющие новым требованиям, предъявляемым к бортовым БЗГ.
Технический результат предлагаемого устройства формирования модулированных сигналов заключается в возможности формировать радио сигналы на нескольких выходах либо с модуляцией, либо без модуляции.
Сущность предлагаемого технического решения состоит в том, что устройство формирования модулированных сигналов содержит первый синтезатор частот, генератор, устройство управления, умножитель частоты, преобразователь частоты, первый модулятор. Первый выход устройства управления соединен с первым входом первого синтезатора частот, выход умножителя частоты соединен со вторым входом преобразователя частоты. Для достижения возможности формирования модулированных сигналов введены разветвитель сигналов, корректор частоты, второй синтезатор частот, первый формирователь частот, второй формирователь частот, второй модулятор, причем, выход первого синтезатора частот соединен с первым входом второго синтезатора частот, первый выход разветвителя сигналов соединен со вторым входом первого синтезатора частот, второй выход разветвителя сигналов соединен со вторым входом умножителя частоты, третий выход разветвителя сигналов соединен с четвертым входом первого модулятора, четвертый выход разветвителя сигналов является пятым выходом устройства формирования модулированных сигналов, пятый выход разветвителя сигналов является шестым выходом устройства формирования модулированных сигналов, шестой выход разветвителя сигналов является седьмым выходом устройства формирования модулированных сигналов, седьмой выход разветвителя сигналов является восьмым выходом устройства формирования модулированных сигналов, восьмой выход разветвителя сигналов соединен со вторым входом первого формирователя частот, девятый выход разветвителя сигналов соединен с третьим входом первого формирователя частот, десятый выход разветвителя сигналов соединен с четвертым входом первого формирователя частот, одиннадцатый выход разветвителя сигналов соединен с первым входом второго модулятора, двенадцатый выход разветвителя сигналов соединен со вторым входом корректора частоты, выход генератора соединен со вторым входом разветвителя сигналов, выход корректора частоты соединен с пятым входом устройства управления, второй выход устройства управления соединен с первым входом разветвителя сигналов, третий выход устройства управления соединен с первым входом генератора, четвертый выход устройства управления соединен с первым входом корректора частоты, пятый выход устройства управления соединен со вторым входом второго модулятора, шестой выход устройства управления соединен с первым входом умножителя частоты, седьмой выход устройства управления соединен со вторым входом второго синтезатора частот, восьмой выход устройства управления соединен с первым входом первого формирователя частот, девятый выход устройства управления соединен с третьим входом первого модулятора, десятый выход устройства управления соединен со вторым входом первого модулятора, одиннадцатый выход устройства управления соединен с третьим входом второго формирователя частот, двенадцатый выход устройства управления соединен со вторым входом второго формирователя частот, тринадцатый выход устройства управления соединен с первым входом преобразователя частоты, первый вход устройства управления является первым входом устройства формирования модулированных сигналов, второй вход устройства управления является вторым входом устройства формирования модулированных сигналов, третий вход устройства управления является третьим входом устройства формирования модулированных сигналов, четвертый вход устройства управления является четвертым входом устройства формирования модулированных сигналов, выход второго синтезатора частот соединен с третьим входом преобразователя частоты, первый выход первого формирователя частот является девятым выходом устройства формирования модулированных сигналов, второй выход первого формирователя частот соединен с пятым входом второго формирователя частот, третий выход первого формирователя частот является десятым выходом устройства формирования модулированных сигналов, седьмой вход первого формирователя частот является седьмым входом устройства формирования модулированных сигналов, первый выход второго модулятора соединен с пятым входом первого формирователя частот, второй выход второго модулятора соединен с шестым входом первого формирователя частот, первый выход преобразователя частоты является первым выходом устройства формирования модулированных сигналов, второй выход преобразователя частоты является вторым выходом устройства формирования модулированных сигналов, третий выход преобразователя частоты соединен с первым входом второго формирователя частот, первый выход второго формирователя частот является третьим выходом устройства формирования модулированных сигналов, второй выход второго формирователя частот является четвертым выходом устройства формирования модулированных сигналов, третий выход второго формирователя частот соединен с первым входом первого модулятора, четвертый вход второго формирователя частот является пятым входом устройства формирования модулированных сигналов, выход первого модулятора является одиннадцатым выходом устройства формирования модулированных сигналов, пятый вход первого модулятора является шестым входом устройства формирования модулированных сигналов.
На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства формирования модулированных сигналов.
Устройство формирования модулированных сигналов содержит первый синтезатор частот 1, разветвитель сигналов 2, генератор 3, корректор частоты 4, устройство управления 5, второй синтезатор частот 6, умножитель частоты 7, первый формирователь частот 8, второй модулятор 9, преобразователь частоты 10, второй формирователь частот 11, первый модулятор 12. Выход первого синтезатора частот 1 соединен с первым входом второго синтезатора частот 6.
Первый выход разветвителя сигналов 2 соединен со вторым входом первого синтезатора частот 1.
Второй выход разветвителя сигналов 2 соединен со вторым входом умножителя частоты 7.
Третий выход разветвителя сигналов 2 соединен с четвертым входом первого модулятора 12.
Четвертый выход разветвителя сигналов 2 является пятым выходом U5 устройства формирования модулированных сигналов.
Пятый выход разветвителя сигналов 2 является шестым выходом U6 устройства формирования модулированных сигналов.
Шестой выход разветвителя сигналов 2 является седьмым выходом U7 устройства формирования модулированных сигналов.
Седьмой выход разветвитель сигналов 2 является восьмым выходом U8 устройства формирования модулированных сигналов.
Восьмой выход разветвителя сигналов 2 соединен со вторым входом первого формирователя частот 8.
Девятый выход разветвителя сигналов 2 соединен с третьим входом первого формирователя частот 8.
Десятый выход разветвителя сигналов 2 соединен с четвертым входом первого формирователя частот 8.
Одиннадцатый выход разветвителя сигналов 2 соединен с первым входом второго модулятора 9.
Двенадцатый выход разветвителя сигналов 2 соединен со вторым входом корректора частоты 4.
Выход генератора 3 соединен со вторым входом разветвителя сигналов 2. Выход корректора частоты 4 соединен с пятым входом первого модулятора 12. Первый выход устройства управления 5 соединен с первым входом первого синтезатора частот 1.
Второй выход устройства управления 5 соединен с первым входом разветвителя сигналов 2.
Третий выход устройства управления 5 соединен с первым входом генератора 3.
Четвертый выход устройства управления 5 соединен с первым входом корректора частоты 4.
Пятый выход устройства управления 5 соединен со вторым входом второго модулятора 9.
Шестой выход устройства управления 5 соединен с первым входом умножителя частоты 7.
Седьмой выход устройства управления 5 соединен со вторым входом второго синтезатора частот 6.
Восьмой выход устройства управления 5 соединен с первым входом первого формирователя частот 8.
Девятый выход устройства управления 5 соединен с третьим входом первого модулятора 12.
Десятый выход устройства управления 5 соединен со вторым входом первого модулятора 12.
Одиннадцатый выход устройства управления 5 соединен с третьим входом второго формирователя частот 11.
Двенадцатый выход устройства управления 5 соединен со вторым входом второго формирователя частот 11.
Тринадцатый выход устройства управления 5 соединен с первым входом преобразователя частоты 10.
Первый вход устройства управления 5 является первым входом Y1 устройства формирования модулированных сигналов.
Второй вход устройства управления 5 является вторым входом Y2 устройства формирования модулированных сигналов.
Третий вход устройства управления 5 является третьим входом Y3 устройства формирования модулированных сигналов.
Четвертый вход устройства управления 5 является четвертым входом Y4 устройства формирования модулированных сигналов.
Выход второго синтезатора частот 6 соединен с третьим входом преобразователя частоты 10.
Выход умножителя частоты 7 соединен со вторым входом преобразователя частоты 10.
Первый выход первого формирователя частот 8 является девятым выходом U9 устройства формирования модулированных сигналов.
Второй выход первого формирователя частот 8 соединен с пятым входом второго формирователя частот 11.
Третий выход первого формирователя частот 8 является десятым выходом U10 устройства формирования модулированных сигналов. Седьмой вход первого формирователя частот 8 является седьмым входом Y7 устройства формирования модулированных сигналов.
Первый выход второго модулятора 9 соединен с пятым входом первого формирователя частот 8.
Второй выход второго модулятора 9 соединен с шестым входом первого формирователя частот 8.
Первый выход преобразователя частоты 10 является первым выходом U1 устройства формирования модулированных сигналов.
Второй выход преобразователя частоты 10 является вторым выходом U2 устройства формирования модулированных сигналов.
Третий выход преобразователя частоты 10 соединен с первым входом второго формирователя частот 11.
Первый выход второго формирователя частот 11 является третьим выходом U3 устройства формирования модулированных сигналов.
Второй выход второго формирователя частот 11 является четвертым выходом U4 устройства формирования модулированных сигналов.
Третий выход второго формирователя частот 11 соединен с первым входом первого модулятора 12.
Четвертый вход второго формирователя частот 11 является пятым входом Y5 устройства формирования модулированных сигналов.
Выход первого модулятора 12 является одиннадцатым выходом U11 устройства формирования модулированных сигналов.
Пятый вход первого модулятора 12 является шестым входом Y6 устройства формирования модулированных сигналов.
Устройство формирования модулированных сигналов (фиг. 1) работает следующим образом:
Первый синтезатор частот 1 из сигнала 2fоп, поступающего на второй вход с первого выхода разветвителя сигналов 2, при поступлении на первый вход питающих напряжений и кода управления частотой с первого выхода устройства управления 5, формирует на своем выходе сетку частот fci, когерентно частоте fоп. Сигнал fci, с установленной в соответствии с поступившим кодом частотой, поступает на первый вход второго синтезатора частот 6.
Разветвитель сигналов 2, при поступлении на первый вход питающего напряжения со второго выхода устройства управления 5, из сигнала 2·fоп на втором входе, поступающем с выхода генератора 3, формирует сигналы: - на первом выходе сигнал с частотой 2·fоп, который поступает на второй вход первого синтезатора частот; - на втором выходе, сигнал с частотой 2·fоп, который поступает на второй вход умножителя частоты 7; - на третьем выходе, сигнал с частотой 4·fоп, который поступает на четвертый вход первого модулятора 12; - на четвертом выходе, сигнал с частотой fоп, который поступает на пятый выход U5 устройства формирования модулированных сигналов; - на пятом выходе, сигнал с частотой fоп, который поступает на шестой выход U6 устройства формирования модулированных сигналов; - на шестом выходе, сигнал с частотой fоп, который поступает на седьмой выход U7 устройства формирования модулированных сигналов; - на седьмом выходе, сигнал с частотой fоп, который поступает на восьмой выход U8 устройства формирования модулированных сигналов; - на восьмом выходе, сигнал с частотой 23·fоп, который поступает на второй вход первого формирователя частот 8; - на девятом выходе, сигнал с частотой 23·fоп, который поступает на третий вход первого формирователя частот 8; - на десятом выходе, сигнал с частотой fпр2, который поступает на четвертый вход первого формирователя частот 8; - на одиннадцатом выходе, сигнал с частотой fоп, который поступает на первый вход второго модулятора 9; - на двенадцатом выходе, сигнал с частотой fоп, который поступает на второй вход корректора частоты 4.
Генератор 3, представляющий собой кварцевый генератор управляемый напряжением (КГУН), генерирующий сигнал с частотой Fкг=2·fоп, обладающий возможностью изменения фазы и частоты генерируемых колебаний при поступлении на первый вход с третьего выхода устройства управления 5 управляющего напряжения. Сигнал с частотой Fкг=2·fоп, поступает на второй вход разветвителя сигналов 2.
Корректор частоты 4, предназначенный для коррекции частоты и повышения стабильности кварцевого управляемого генератора (КГУН) -генератора 3, с помощью входящей в его состав системы ФАПЧ (фазовая автоподстройка частоты) и встроенного прецизионного термостатированного кварцевого генератора, формирует на выходе сигнал fупр., поступающий на пятый вход устройства управления 5, а с его третьего выхода - на первый вход генератора 3.
Σ
Σ
Устройство управления 5, из сигналов управления и напряжений питания, поступающих на первый, второй и третий входы, являющиеся, соответственно, первым Y1, вторым Y2 и третьим Y3 входами устройства формирования модулированных сигналов, на своих выходах, с первого по восьмой, десятом, двенадцатом и тринадцатом, формирует напряжения питания, коды и команды управления, а на выходах девять и одиннадцать формирует видео импульсные сигналы Д из видео импульсного сигнала Д, поступающего на четвертый вход с четвертого входа Y4 устройства формирования модулированных сигналов.
Сигналы, сформированные устройством управления 5 с его выходов поступают: - с первого выхода на первый вход первого синтезатора частот 1; со второго выхода на первый вход разветвителя сигналов 2; - с третьего выхода на первый вход генератора 3; - с четвертого выхода на первый вход корректора частоты 4; с пятого выхода на второй вход второго модулятора 9; - с шестого выхода на первый вход умножителя частоты 7; - с седьмого выхода на второй вход второго синтезатора частот 6; - с восьмого выхода на первый вход первого формирователя частот 8; - с девятого выхода на третий вход первого модулятора 12; - с десятого выхода на второй вход первого модулятора 12; - с одиннадцатого выхода на третий вход второго формирователя частот 11; - с двенадцатого выхода на второй вход второго формирователя частот 11; - с тринадцатого выхода на первый вход преобразователя частоты 10.
Второй синтезатор частот 6 осуществляет фильтрацию входных сигналов fci, поступающих на первый вход с выхода первого синтезатора частот 1, при поступлении на второй вход кода с седьмого выхода устройства управления 5, переключающего фильтры в соответствии с частотой поступившего сигнала fci. Сигнал fci с выхода второго синтезатора частот 6 поступает на третий вход преобразователя частоты 10.
Умножитель частоты 7, из сигнала 2·fоп, поступающего на второй вход со второго выхода разветвителя сигналов 2, при поступлении на первый вход и команд управления с шестого выхода устройства управления 5, формирует на выходе сигналы Nj·fоп, где Nj - коэффициент умножения, который, при поступлении соответствующей команды, может принимать значения Nj=16(17, 18, 19). Сигнал Nj·fоп с выхода умножителя частоты 7 поступает на второй вход преобразователя частоты 10.
Первый формирователь частот 8 при поступлении на первый вход питающих напряжений с восьмого выхода устройства управления 5, формирует на первом и втором выходах следующие сигналы: - на первом выходе, из сигнала 23·fоп на втором входе, поступающего с восьмого выхода разветвителя сигналов 2, из сигнала fоп, поступающего на шестой вход со второго выхода второго модулятора 9, и из сигнала fnp2, поступающего на четвертый вход с десятого выхода разветвителя сигналов 2, формируется сигнал fг2=23·fоп+fпр2-fоп, который поступает на девятый выход U9 устройства формирования модулированных сигналов; - на втором выходе, из сигнала 23·fоп, поступающего на третий вход с девятого выхода разветвителя сигналов 2 и из сигнала fск, поступающего на пятый вход с первого выхода второго модулятора 9, формирует сигнал fпр1=23·fоп+fск, по команде управления на первом входе один из сигналов, либо сигнал fпр1, либо сигнал fпр1м который поступает на седьмой вход с седьмого входа Y7 устройства формирования модулированных сигналов, поступает на второй выход. Со второго выхода первого формирователя частот 8 сигнал fпр1 (либо fпр1м) поступает на пятый вход второго формирователя частот 11. В случае, когда на втором выходе первого формирователя частот 8 формируется сигнал fпр1м, то, соответственно, сигнал fпр1 поступает на третий выход и, далее на десятый выход U10 устройства формирования модулированных сигналов.
Второй модулятор 9, при поступлении на второй вход управляющих команд и кодов с пятого выхода устройства управления 5, из сигнала fоп на первом входе, поступающем с одиннадцатого выхода разветвителя сигналов 2, формирует на первом и втором выходах сигналы, соответственно, fск=fоп±Δf и fоп, поступающие, соответственно, на пятый и шестой входы первого формирователя частот 8 в двух режимах:
- режим без модуляции, т.е. fск=fоп;
- режим с модуляцией или режимом отскока частоты, в зависимости от поступивших кодов и команд управления.
Преобразователь частоты 10, из сигнала fci на третьем входе, поступающем с выхода второго синтезатора частот 6 и из сигнала Nj·fоп на втором входе, поступающем с выхода умножителя частоты 7, при поступлении на первый вход команд управления с тринадцатого выхода устройства управления 5, формирует на своих трех выходах сигналы fг1i/4=Nj·fоп +fci, поступающие, с первого выхода на первый выход Ш устройства формирования модулированных сигналов, со второго выхода на второй выход U2 устройства формирования модулированных сигналов, с третьего выхода на первый вход второго формирователя частот 11.
Σ
π
Σ
π
Второй формирователь частот 11, из сигнала fг1i/4 на первом входе, поступившем с третьего выхода преобразователя частоты 10, и из сигнала fпр1 на пятом входе, поступившем со второго выхода первого формирователя частот 8, при поступлении, на второй вход команд управления с двенадцатого выхода устройства управления 5, а на третий вход видео импульсного сигнала Д с одиннадцатого выхода устройства управления 5, и на четвертый вход видео импульсного сигнала Д с пятого входа Y5 устройства формирования модулированных сигналов, формирует на своих трех выходах сигналы foi=4·fпр1i/4+fпр1, поступающие, с первого выхода на третий выход U3 устройства формирования модулированных сигналов, со второго выхода на четвертый выход U4 устройства формирования модулированных сигналов, а с третьего выхода на первый вход первого модулятора 12, причем, сигналы формируются в режимах АИМ (амплитудно-импульсной модуляции) и в режиме ФКМ (фазово-кодовой модуляции) в зависимости от состояния видео импульсных сигналов Д и Д, соответственно, независимо включаются и выключаются при поступлении соответствующих команд управления, уровень сигнала на втором выходе управляется кодовыми командами.
Σ
πшфкм
Σ
πшфкш
Первый модулятор 12, из сигнала foi на первом входе, поступившем с третьего выхода второго формирователя частот 11, при поступлении, на второй вход команд управления с десятого выхода устройства управления 5, на третий вход видео импульсного сигнала Д с девятого выхода устройства управления 5, на пятый вход видео импульсного сигнала Д с шестого входа Y6 устройства формирования модулированных сигналов, а на четвертый вход сигнала 4·fоп с третьего выхода разветвителя сигналов 2, формирует выходной сигнал fоп с АИМ, при поступлении видео импульсного сигнала Д и с ШФКМ (широкополосной фазово-кодовой модуляцией) при поступлении видео импульсного сигнала Д усиливает выходной сигнал до требуемой величины и осуществляет плавную регулировку мощности выходного сигнала в требуемых пределах при поступлении соответствующих сигналов управления. Сигнал foi с выхода первого модулятора 12 поступает на одиннадцатый выход U11 устройства формирования модулированных сигналов.