Преобразователь частоты

 

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - уменьшение шумов в выходном сигнале. Преобразователь частоты содержит гетеродин 1, вентили 2 и 22, управляемый аттенюатор 3, смеситель 4, усилитель 5 ПЧ, переключатели 6 и 8, амплитудный детектор 7, интегрирующие звенья 9 и 10, делитель 11 сигналов, эл-ты памяти 12 и 13, компаратор 11, реверсивный счетчик 15, преобразователь 16 код-аналог, синхронизатор 17, эл-т задержки 18, ключи 19, 23 и 24, циркулятор 21, тройник 27 и г-р 28 НЧ. Цель достигается за счет нахождения и стабилизации такого уровня сигнала гетеродина 1, при котором эквивалентная шумовая температура имеет минимальное значение. Это соответствует оптимальному значению шумовых х-к преобразователя и наибольшему отношению сигнал/шум на его выходе. 3 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиоприемных устройствах, где допускается периодическое прерывание входного сигнала для подачи на вход преобразователя тестовых сигналов. Целью изобретения является уменьшение шумов в выходном сигнале. На фиг. 1 показана структурная электрическая схема преобразователя частоты; на фиг.2 структурная электрическая схема возможной реализации генератора низкой частоты, входящего в состав преобразователя частоты; на фиг.3 сигналы на выходах генератора низкой частоты. Преобразователь частоты содержит гетеродин 1, первый вентиль 2, управляемый аттенюатор 3, смеситель 4, усилитель 5 промежуточной частоты, первый переключатель 6, амплитудный детектор 7, второй переключатель 8, первое 9 и второе 10 интегрирующие звенья, делитель 11 сигналов, первый 12 и второй 13 элементы памяти, компаратор 14, реверсивный счетчик 15, преобразователь код-аналог (ПКА) 16, синхронизатор 17, элемент задержки 18, первый ключ 19, вход устройства 20, циркулятор 21, второй вентиль 22, второй 23 и третий 24 ключи, входы первого 25 и второго 26 тестовых сигналов, тройник 27, генератор 28 низкой частоты. Генератор низкой частоты содержит опорный генератор 29, триггер 30, счетчик 31, первый 32, второй 33 и третий 34 элементы И. Преобразователь частоты работает следующим образом. Генератор 28 вырабатывает управляющие сигналы, которые поступая на первый, второй и третий ключи 19, 23, 24 обеспечивают попеременную подачу принимаемого сигнала Р_c, первого Р₁ и второго Р₁ тестовых сигналов на второй вход смесителя 4. При низком уровне сигнала на управляющем входе первого ключа 19 (см.фиг. 3а) входной сигнал P_с через ключ 19, циркулятор 21 и второй вентиль 22 поступает на второй вход смесителя 4. Этот же сигнал низкого уровня на первом выходе генератора 28 обеспечивает прохождение сигнала промежуточной частоты с выхода усилителя 5 на выход преобразователя частоты. При этом на втором и третьем выходах генератора 28 имеется сигнал низкого уровня (см.фиг.За, б), который размыкает второй и третий ключи 23 и 24 и запрещает прохождение тестовых сигналов Р₁ и Р₂. В этом случае преобразователь частоты работает в обычном режиме. При высоком уровне сигнала на первом выходе генератора 28 (см.фиг.Зв) первый ключ 19 размыкается, прекращая подачу входного сигнала на второй вход смесителя 4 через циркулятор 21 и второй вентиль 22. Сигнал высокого уровня на первом выходе генератора 28 подключает выход усилителя 5 через первый переключатель 6 ко входу амплитудного детектора 7. Попеременная подача первого и второго тестовых сигналов Р₁, нР₂(Р₁>Р₂) на вход смесителя 4 обеспечивается высоким уровнем сигналов на управляющих входах второго и третьего ключей (фиг. 3а, б). Высокий уровень сигнала на втором выходе генератора 28 (фиг. 3б) обеспечивает подачу первого тестового сигнала Р₁ на второй вход смесителя 4. При этом сигнал промежуточной частоты с выхода усилителя 5 через первый переключатель 6 поступает на амплитудный детектор 7 и, после детектирования, через второй переключатель 8 сигнал поступает на первое интегрирующее звено 9. При низком уровне сигнала на втором выходе генератора 28 и одновременно высоком уровне сигнала на третьем выходе генератора 28 (см. фиг. За) осуществляется аналогичное преобразование второго тестового сигнала Р₂(Р₂>Р₁) и его обработка в амплитудном детекторе 7 и втором интегрирующем звене 10. Отметим, что в этом случае, сигнал высокого уровня с третьего выхода генератора 28 производит подключение входа второго интегрирующего звена 10 к выходу амплитудного детектора 7 при помощи второго переключателя 8. В результате такой подачи сигналов Р₁ и Р₂ на выходах первого и второго интегрирующих звеньев 9 и 10 формируются сигналы, уровень амплитуды которых соответствует Т₁+Т_о и Т₂+Т_о, где Т₁ и T₂ эквивалентные шумовые температуры на выходе смесителя 4, соответствующие подаче первого и второго тестовых сигналов Р₁ и Р₂; Т_о эквивалентная шумовая температура, соответствующая последовательному соединению смесителя 4 и усилителя 5. Скорость переключений ключей 19, 23 и 21 выбирают больше скорости дрейфа коэффициента усиления усилителя 5. Полученные сигналы поступают соответственно на входы делимого и делителя 11 сигналов, в результате чего сигнал на его выходе соответствует отношению α=(T₁+T_o)/(T₂+T_o). Дальнейшая работа преобразователя частоты сводится к нахождению и стабилизации такого уровня сигнала гетеродина 1 (оптимального уровня), при котором отношение α cтановится максимальным. Это соответствует случаю минимального значения T_o, а следовательно, и оптимальному значению шумовых характеристик преобразователя частоты. Для нахождения оптимального уровня сигнала гетеродина 1 в первом и втором элементах памяти 12 и 13 происходит последовательное запоминание вычисленных значений a(α₁, α₂ ... α_i).. Частота производимых запоминаний в элементах памяти 12 и 13 определяется синхронизатором 17, на выходах которого поочередно появляется сигнал высокого уровня (синхронизатор 17 может быть реализован на основе кoльцевого регистра, работа которого управляется вспомогательным генератором). Так, при появлении очередного сигнала высокого уровня на третьем выходе синхронизатора 17, который поступает на стробирующий вход компаратора 14, происходит сравнение значений, например, α_i и α_i-1,, хранимых соответственно в элементах памяти 12 и 13 и записанных туда в i и i-1 моменты времени. В компараторе 14 выносится решение, какое из сравниваемых значений α больше. Выходной сигнал компаратора 14 используется далее для управления направлением счета реверсивного счетчика 15. Изменение кода реверсивного счетчика 15 осуществляется сигналом с третьего выхода синхронизатора 17, задержанным в элементе задержки 18. Выходной сигнал реверсивного счетчика 15, в свою очередь, изменяет затухание управляемого аттенюатора 3 путем воздействия на преобразователь код-аналог 16, связанный с аттенюатором 3. В результате такого управления уровнем сигнала на входе смесителя 4 в преобразователе частоты устанавливается такой уровень сигнала на выходе аттенюатора 3, при котором измеряемое отношение a максимально. Этот уровень является оптимальным, так как соответствует наибольшему отношению сигнал/шум на выходе преобразователя частоты.

Формула изобретения

Преобразователь частоты, содержащий соединенные последовательно гетеродин, первый вентиль, управляемый аттенюатор и смеситель, отличающийся тем, что, с целью уменьшения шумов в выходном сигнале, в него введены последовательно соединенные усилитель промежуточной частоты, первый переключатель, второй выход которого является выходом преобразователя частоты, амплитудный детектор и второй переключатель, а также первое и второе интегрирующие звенья, входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами второго переключателя, делитель сигналов, входы делимого и делителя которого подключены соответственно к выходам первого и второго интегрирующих звеньев, первый и второй элементы памяти, сигнальные входы которых соединены с выходом делителя сигналов, компаратор, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов памяти, последовательно соединенные реверсивный счетчик, вход направления счета которого подключен к выходу компаратора, и преобразователь код-аналог, выход которого подключен к входу управления управляемого аттенюатора, синхронизатор, первый выход которого соединен с входом разрешения записи первого элемента памяти, второй с входом разрешения записи второго элемента памяти, а третий с входом стробирования компаратора, элемент задержки, включенный между третьим выходом синхронизатора и тактовым входом реверсивного счетчика, а также первый ключ, сигнальный вход которого является входом устройства, циркулятор и второй вентиль, выход которого подключен к другому входу смесителя, второй и третий ключи, сигнальные входы которых являются соответственно входами первого и второго тестовых сигналов, тройник, входы которого подключены к выходам второго и третьего ключей, а выход подключен к второму входу циркулятора, генератор низкой частоты, первый и третий выходы которого соединены соответственно с управляющими входами первого ключа и первого переключателя, с управляющими входами второго ключа и второго переключателя и с управляющим входом третьего ключа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000

Извещение опубликовано: 27.12.2000        

---