Формирователь сигналов с заданным законом изменения фазы
Изобретение относится к радиоэлектронике и обеспечивает повышение точности задания закона изменения фазы при расширении диапазона рабочих частот в сторону высоких частот. Формирователь содержит блок 1 формиро- :Вания кода фазы, N преобразователей 2 кода, опорный генератор (ОГ) 3,регистр памяти 4, ЦАП 5, фильтр нижних частот 6, делитель частоты 7, реверсивный счетчик 8 и коммутатор 9. По тактовые импульсам, поступающим с ОГ 3 через делитель частоты 7, блок 1 формирует код фазы t/ , который затем преобразуется в код .синусоидальных функций в преобразователях 2. По |гправляюш;ему коду реверсивного счетпика 8 через коммутатор 9 на регистр памяти 4 проходит один из преобразованных сигналов. В зависимости от значения кода фазы i/, формируемого блоком 1, устройство может выполнять функцию фазовращателя (при постоянном значении i), синтезатора частот (при линейно изменяющейся фазе) и синтезатора сигналов (при более ложном законе изменения фазы). Поясняется работа блока 1. Введены блоки 7-9 и N-1 преобразователей 2. 4 ил. I (Л с оо ю ю G5 фиг.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4026038/24-09 (22) 20.02.86 (46) 30.07.87. Бюл. У 28 (71) Всесоюзный заочный электротехнический институт связи (72) В.Н.Кочемасов и И.А.Раков (53) 621.376,4(088.8) (56) Радиотехника. 1948, и 2, с. 34.
Авторское свидетельство СССР
II- 813677, кл. Н 03 В 19/00, 1979, (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ СИГНАЛОВ С ЗАДАННЫМ ЗАКОНОМ ИЗМЕНЕНИЯ ФАЗЫ (57) Изобретение относится к радиоэлектронике и обеспечивает повышение точности задания закона изменения фазы при расширении диапазона рабочих частот в сторону высоких частот. Формирователь содержит блок 1 формирования кода фазы, N преобразователей
2 кода, опорный генератор (ОГ) З,ре„„SU„, 1327267 А1 (51)4 Н 03 С 3/00 гистр памяти 4, ЦАП 5, фильтр нижних частот 6, делитель частоты 7, реверсивный счетчик 8 и коммутатор 9. По тактовым импульсам, поступающим с
ОГ 3 через делитель частоты 7, блок
1 формирует код фазы, который затем преобразуется в код синусоидальных функций в преобразователях 2. По управляющему коду реверсивного счетчика 8 через коммутатор 9 на регистр памяти 4 проходит один иэ преобразованных сигналов. В зависимости от значения кода фазы, формируемого блоком 1, устройство может выполнять функцию фазовращателя (при постоянном значении q ), синтезатора частот (при линейно изменяющейся фазе) и @ синтезатора сигналов (при более Члож- ру ном законе изменения фазы). Поясняется работа блока I. Введены блоки
7-9 и N-1 преобразователей 2. 4 ил. с
25 налов.
В формирователе сигналов с задан45 ным законом изменения фазы (фиг. 1) в качестве N ôàçíoé системы исходных периодических сигналов используются дискретные двухуровневые сигналы (фиг. 2), период которых разбит на
50 N равных интервалов
f „=s in (+2 u/N), Изобретение относится к радиоэлектронике и может использоваться для формирования сигналов с заданным законом изменения фазы, например, в калибраторах фазы, синтезаторах частот, синтезаторах с полиноминальным законом изменения частоты.
Цель изобретения — повышение точности задания закона изменения фазы при расширении диапазона рабочих частот в сторону высоких частот.
На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого формирователя сигналов с заданным законом изменения фазы; на фиг. 2 диаграммы системы используемых исходных двухуровневых сигналов; на фиг. 3 — примеры реализации блока формирования кода фазы; на фиг.4 пример реализации коммутатора.
Формирователь сигналов с заданным законом изменения фазы содержит блок
1 формирования кода фазы, N преобразователей кода 2„,2,...,2„,, опорный генератор 3, регистр 4 памяти, цифроаналоговый преобразователь (ЦЛП)
5, фильтр 6 нижних частот (ФНЧ),делитель 7 частоты, реверсивный счетчик 8, коммутатор 9.
Блок 1 формирования кода фазы (фиг. За) содержит наборное поле
10 с N переключателями 11, . . .11,„ °
На фиг. 36 дано наборное поле 1О с N переключателями )1„...,,11, и накопитель 12 кода фазы.
На фиг, Зв показаны наборное поле 10 с N переключателями 11„,..., 11, накопитель 12 кода фазы, накопитель 13 кода частоты, сумматор 14, управляемый инвертор 15. Коммутатор, 9 содержит М мультиплексоров 16.
Формирователь сигналов с заданным законом изменения фазы работает следующим образом.
В каждом q-м такте опорного генератора 3 на выходе делителя 7 частоты с коэффициентом деления q воз— никает импульс, который поступает на тактовый вход блока 1 формирования кода фазы, на кодовом выходе которого формируется код фазы, поступающий далее на входы преобразователей
2 2 2и кода преобразующих код фазы в синусоидальный сигнал. На выходе п-го из И преобразователей кода формируются коды синусоидальных функций
27?67 2 которые поступают на соответствующие сигнальные входы коммутатора 9.
Принцип действия формирователя сигнала с заданным законом изменения
5 фазы основан на том, что при суммировании периодических сигналов, входящих в N-фазную систему и умноженных на соответствующие синусоидальные функции фазы, также образующие
N-фазную систему, результат содержит члены, зависящие только от разностей . или только от сумм полных фаз составляющих периодического сигнала и фазы ц. Любой периодический сигнал без постоянной составляющей с частотой ы может быть записан в виде ряда Фурье а(t) =V+ a В N-фазную систему сигналов, кроме (2), вхоцят также сигналы 2пп U (t)=V 2 à sink(u)t+ — -)+ и N ! (с(2 п +Ь соsk(at+ — --) . 1 N (3) Фазе q соответствует N-фазная система тригонометрических функций.Выходнои сигнал т (t) = — > a (kit ц) +b s in (1сы t-P) ° (4) UN При смене знака перед 2lin/N, раз35 ность (ыГ- 1) в (4) заменяется суммой (cot+ К) . При постоянном значении ц устройство, реализующее алгоритм (4), выполняет функцию фазовращателя, при 40 линейно изменяющейся фазе — синтезатора частот, при более сложном законе изменения фазы — синтезатора сиг1 при (m+n) mod N=O, U ()= 0 при других k 55 () где m=0,1. ° . — порядковый номер интервала; (тп+n)modN — операция вычисления суммы по модулю N, 13272 В системе сигналов (5) в любой момент времени отличен от нуля (т.е. равен 1) лишь один из сигналов, что дает возможность реализовать алгоритм (4), последовательно передавая на выход соответствующие коды N-фазной системы синусоидальных функций фазы (1). Импульсы опорного генератора 3 с частотой, в N раз больщей, чем требуемая частота с> исходных периодических сигналов, поступают на счетный вход реверсивного счетчика 8 по модулю N. Направление счета определяется сигналом на установочном входе реверсивного счетчика 8, формируемоro одновременно с кодом фазы ц в блоке 1 формирования кода фазы. Двоичный код числа (m) modN с выхода реверсивного счетчика 8 поступает на управляющий вход коммутатора 9. На выход коммутатора 9 при этом поступает код с (М-(m)modNj=ro его сигнального входа. Импульс с выхода опорного генератора 3, поступающий на тактовый вход регистра 4 памяти, осуществляет запись в него кода с :выхода коммутатора 9, и на выходе ЦАП 5 формируется напряжение, пропорциональное записанному коду. ФНЧ 6 пропускает на выход устройства первую гармонику сформированного сигнала. Вся разрядная сетка блока 1 формирования кода фазы и преобразователей кода 2„,...,2 используется для реализации отклонения заданного закона изменения фазы от линейного, соответствующего несущей частоте, При этом блок 1 формирования кода фазы и преобразователи кода 2„,...,2 g работают на частотах, в q/N раз меньших несущей частоты, причем рост несущей частоты сигнала сопровождается ростом этого отношения без увеличения рабочей частоты блока 1 формирования кода фазы и преобразователей кода 2„,...,2„. Предельная рабочая частота определяется практически только быстродействием ЦАП 5. Блок 1 формирования кода фазы при использовании предложенного формирователя сигналов с заданным законом изменения фазы в качестве фазовращателя может быть выполнен, например, в виде -наборного поля 10 с N переключателями 1 1„,...,11,„(фиг. За), каждый на два положения, в одном из ко10 67 4 торых на соответствующий выход блока 1 прступает сигнал "0", а в другом— "1", Меняя положение переключателей 11„,...,11,„ наборного поля 10, можно формировать различные коды фазы. Блок 1 формирования кода фазы при использовании устройства в качестве синтезатора частот может быть выполнен на основе накопителя 12 кода фазы (фиг, Зб). С каждым тактовым импульсом к коду, записанному в накопителе кода фазы 12, прибавляется код, установленный на наборном поле 10 в результате чего на выходе формируется линейно нарастающий код фазы, соответствующий требуемому отклонению частоты формируемого сигнала от частоты исходного сигнала. Сигнал о знаке отклонения поступает с соответствующего из 11,...,11,„ переключателей наборного поля 10 на выход сигнала управления режимом работы реверсивного счетчика 8 блока 1 формирования кода фазы, минуя накопитель 12 кода фазы. При использовании формирователя сигналов с заданным законом изменения фазы в качестве синтезатора сигналов в накопителе 13 кода частоты, входящем в состав блока. 1 формирования кода фазы, формируется линейно изменяющийся код частоты. Этот код суммируется с кодом начальной частоты, поступающим с наборного поля 10, в сумматоре 14. В накопителе 12 кода фазы формируется код фазы линейно-частотномодулированного (ЛЧИ) сигнала, изменяющийся по параболичес" кому закону. При этом сигнал со старшего разряда сумматора 14 поступает на управляющий вход управляемого инвертора 15, Этот же выход сумматора 14 является выходом сигнала управления режимом работы реверсивного счетчика 8 блока 1 формирования кода фазы. Если при сигнале "0" в этом разряде обеспечивается инвертирование остальных разрядов кода фазы управляемым инвертором 15 и режим сложения реверсивного счетчика 8, а при сигнале "1" — прямое пропускание и режим вычитания соответственно, то в таком устройстве реализуется возрастающий закон линейной частотной модуляции. Для получения падающего закона необходимо при сиг-!! !! нале 0 в старшем разряде сумматора 14 обеспечить прямое прохождение остальных разрядов через управляемый 5 132 инвертор 15 и режим вычитания реверсивного счетчика 8, а при сигнале "1" - инвертирование и режим сложения соответственно. Преобразователи кода 2,...,2 могут быть, например, выполнены на основе постоянного запоминающего устройства соответствующего объема или в виде логической структуры, При четных N можно получать N/2 кодов функций инверсией других N/2 кодов. Коммутатор 9 может быть выполнен в виде параллельного соединения необходимого числа M мультиплексоров, причем число M равно числу разрядов кода каждой синусоидальной функции. Формула изобретения Формирователь сигналов с заданным законом изменения фазы, содержащий блок формирования кода фазы, кодовый выход которого соединен с входом преобразователя кода, последовательно соединенные регистр памяти, цифроаналоговый преобразователь и фильтр ниж7267 6 них частот, а также опорный генератор, выход которого соединен с тактовым входом регистра памяти, о тл и ч а ю шийся тем, что, с це5 лью повышения точности задания закона изменения фазы при расширении диапазона рабочих частот в сторону высоких частот, в него дополнительно введены (N-1) преобразователей кода, fp входы которых соединены с кодовым выходом блока формирования кода фазы, коммутатор, каждый иэ сигнальных входов которого соединен с выходом соответствующего из N преобразоватеf5 лей кода, а выход - с сигнальным входом регистра памяти, реверсивный счетчик, счетый вход которого соединен с выходом опорного генератора, установочный вход — с выходом сигнала управления режимом работы реверсивного счетчика блока формирования кода фазы, а выход — с управляющим входом коммутатора, при этом между выходом опорного генератора и тактовым вхо25 дом блока формирования кода фазы введен делитель частоты. uN-7 )327267 1327267 ад Составитель Г.Захарченко Редактор M.Òoâòèí Техред В.Кадар Корректор В.Бутяга Заказ 3407/54 Тираж 901 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раунская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие; r. Ужгород, ул. Проектная, 4
