Структурная схема устройства при комбинированных методах формирования ЛЧМ пли КФМ сигналов с использованием фазовой автоподстройки частоты автоколебаний управляемого генератора (УГ) представлена на рис. 7.47.
Как и в предыдущем случае, формирователь ЛЧМ или КФМ сигнала частоты W0 в зависимости от вида комбинированного метода может быть аналоговым пассивным либо цифровым. Усилитель промежуточной частоты (УПЧ) одновременно выполняет роль полосового фильтра и, как правило, содержит в себе амплитудный ограничитель, чтобы исключить ошибки в автоподстройке частоты (фазы) за счет паразитной амплитудной модуляции ЛЧМ или КФМ сигнала на выходе УГ. Предмодулятор осуществляет предварительную грубую частотную или фазовую модуляцию выходного сигнала УГ. Сигнал ошибки, пропорциональный разности фаз сравниваемых в фазовом детекторе (ФД) колебаний, после усиления в усилителе постоянного тока, выполняющего одновременно роль интегратора, используется для точной подстройки частоты или фазы выходного сигнала УГ.
Таким образом, системы фазовой синхронизации (рис. 7.46) и фазовой автоподстройки (рис. 7.47), по существу, являются свое-
образными преобразователями частоты и усилителями по мощности эталонного ЛЧМ или КФМ сигнала, формируемого пассивным или цифровым методом. Основным недостатком при этом является сравнительно небольшая величина ширины спектра формируемых сигналов, присущая пассивному и цифровому методам формирования.
Последний недостаток в значительной мере устраняется при комбинированных методах формирования ЛЧМ или КФМ сигналов с использованием амплитудной и угловой (фазовой или частотной) модуляции монохроматического СВЧ колебания частоты
w0 импульсными ЛЧМ и КФМ сигналами промежуточной частоты W, сформированными аналоговым пассивным или цифровым метолом. При этом наибольшая эффективность достигается при реализации данных видов модуляции за счет пространственно-временной модуляция электронных потоков в усилителях и автогенераторах на СВЧ приборах с электродинамическим управлением электронным потоком.
Известно, что при модуляции
монохроматического СВЧ колебания частоты w0 непрерывным гармоническим сигналом вида 
имеем следующее.
В случае амплитудной модуляции (рис. 7.48,а) выходной сигнал
где
Uw0 и UW — амплитуды входного uw0(t) и модулирующего uWм(t) напряжений;
Кu — коэффициент передачи модулятора по напряжению;
-
коэффициент амплитудной модуляции;
— крутизна амплитудной настроечной характеристики
модулятора.
Амплитудно-частотный
спектр 
такого сигнала показан на рис.
7.48,6. Он содержит монохроматические основную составляющую на частите w0 и две боковые составляющие па частотах (w0±W).
В случае угловой (фазовой — рис. 7.49,а или частотной — рис. 7.49,б) модуляции выходной сигнал
где
—
индексы фазовой и частотной модуляции;
—
крутизна фазовой и частотной настроечных характеристик соответствующих
модуляторов;
Jn(Mj,w) - функции Бесселя первого рода n-го порядка от аргумента Мj или Mw.
Амплитудно-частотный спектр такого сигнала
показан на рис. 7.50. Он содержит (2n+1) монохроматических составляю-
Рис. 7.50
щих на частотах w0 и (w0±nWм) с амплитудами, распределенными по функциям Бесселя Кu Uw0 Jn (Мj,w), где n— 0,1,2,... ¥.
Однако уже при 
амплитуды боковых составляющих
спектра пренебрежимо малы.
По аналогии с приведенным выше можно показать, что при использовании в качестве модулирующих импульсных ЛЧМ или КФМ напряжений промежуточной частоты Qм вида
|
|
где DQм и ju — девиация частоты и код манипуляции фазы соответственно ЛЧМ и КФМ модулирующих напряжений, будем иметь следующее.
В случае амплитудной модуляции (рис. 7.48,а) напряжениями вида (7.27) и (7.28) выходные сигналы соответственно описываются выражениями
Амплитудно-частотный спектр G(w) сигнала (7.29) показан на рис. 7.51,а, Он содержит основную монохроматическую состав-
|
|
Рис. 7.51
ляющую на частоте w0 и две боковых импульсных ЛЧM составляющих на частотах (w0±Wм). Зависимости частоты от времени w(t) для составляющих этого спектра изображены на рис. 7.51,б.
Аналогичный спектр сигнала (7.30) на частотах (w0±Wм) содержит две боковых импульсных КФМ составляющих (рис. 7.52,а), код манипуляции фазы во времени для которых условно показан на рис. 7.52,б.
Рис. 7.52
В случае угловой (фазовой или частотной, рис. 7.49) модуляции напряжениями вида (7.27) и (7.28) выходные сигналы описываются соответственно выражениями:
|
|
Где
-
индекс частотной модуляции при ЛЧМ модулирующим напряжением, особенностью
которого является зависимость от времени t/tc. В данном случае
амплитудно-частотные спектры содержат основную монохроматическую составляющую
на частоте w0 и 2n импульсных
соответственно ЛЧМ и КФМ боковых составляющих на
частотах (w0±nWм) с амплитудами, распределенными по функциям Бесселя,
которые при 
пренебрежительно малы.
Pиc. 7.53
Зависимости частоты от времени w(t) и условное изображение кодов фазы от времени для составляющих этих спектров показаны на рис. 7.53 и 7.54. При этом в случае модуляции ЛЧМ напряже-
нием девиация частоты в n-х боковых составляющих спектра равна nWм (рис. 7.53), а в случае модуляции КФМ напряжением с двузначной манипуляцией фазы 0 и p в каждой нечетной боковой составляющей спектра она сохраняется, а в каждой четной — происходит демодуляция фазового кода, поскольку сдвиг фазы Dj=2p эквивалентен Dj=0 (рис. 7.54).
Из изложенного выше
следует, что при условии 
, где Пw=nDWм или Пw=2p/tд — ширина спектра формируемого выходного ЛЧМ или КФМ
сигнала частоты w0±nWм, с помощью амплитудного, фазового или частотного
модуляторов указанные сигналы, создаваемые цифровыми или пассивными
формирователями на промежуточной частоте Wм ,можно одновременно перенести в диапазон СВЧ и усилить по
мощности, а для ЛЧМ сигнала умножить также девиацию частоты в n раз. Данный способ по сравнению с преобразованием частоты
в смесителях имеет существенный выигрыш в коэффициенте передачи по мощности
(до 10...30 дБ и более) и значительно меньший уровень нежелательных
комбинационных частотных составляющих.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
