Цифровой вычислительный синтезатор частотно-модулированных сигналов

Изобретение относится к электронно-вычислительной технике и радиотехнике. Технический результат заключается в повышении быстродействия и возможности формирования многочастотных частотно-модулированных сигналов. Цифровой вычислительный синтезатор частотно-модулированных сигналов содержит: эталонный генератор, блок формирования и задержки, три регистра памяти, четыре цифровых накопителя, делитель с переменным коэффициентом деления, два функциональных преобразователя код x - sin x, два инверсных фильтра sin х/х, коммутатор, два цифроаналоговых преобразователя. Цифровыми входами ЦВС ЧM сигналов являются входы первого, второго и третьего регистров памяти, а его аналоговыми выходами являются выходы первого и второго ЦАП. 2 ил.

 

Изобретение относится к электронно-вычислительной технике и радиотехнике, предназначено для формирования многочастотных частотно-модулированных сигналов и может использоваться в радиолокации, навигации и современных системах связи.

Известны цифровые синтезаторы частотно- и фазомодулированных сигналов, содержащие эталонный генератор, блок задержки, блок постоянного запоминания, регистр памяти, делитель с переменным коэффициентом деления, цифровой накопитель, преобразователь кодов, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), фильтр нижних частот, ждущий мультивибратор, реверсивный счетчик с предварительной установкой, схему сравнения [1].

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является цифровой синтезатор) частотно- и фазомодулированных сигналов, содержащий эталонный генератор, блок задержки, первый регистр памяти, первый цифровой накопитель, второй регистр памяти, второй цифровой накопитель, сумматор, преобразователь кодов, ЦАП, фильтр нижних частот, третий регистр памяти, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, четвертый регистр памяти, третий цифровой накопитель [2].

Однако у известных цифровых синтезаторов нет возможности формирования многочастотных частотно-модулированных сигналов.

Положительный эффект - повышение быстродействия и возможность формирования многочастотных частотно-модулированных сигналов - достигается за счет того, что в цифровой вычислительный синтезатор частотно-модулированных сигналов, содержащий последовательно соединенные эталонный генератор и блок формирования и задержки; первый, второй и третий регистры памяти, выход последнего подключен к входу делителя с переменным коэффициентом деления; первый, второй и третий цифровые накопители; первый цифроаналоговый преобразователь (ЦАП); цифровым входом ЦВС является вход третьего регистра памяти; выход делителя с переменным коэффициентом деления подключен к входу последовательного переноса первого цифрового накопителя, а выходы блока формирования и задержки подключены к тактовым входам первого, второго и третьего цифровых накопителей и первого ЦАП, причем новым является то, что введены последовательно соединенные первый функциональный преобразователь и первый инверсный sin х/х фильтр; последовательно соединенные второй функциональный преобразователь и второй инверсный sin х/х фильтр; коммутатор; выходы первого и второго инверсных sin х/х фильтров подключены к первому и второму входам коммутатора соответственно, вход коммутации которого подсоединен с выходом блока формирования и задержки; второй ЦАП, вход которого подключен ко второму выходу коммутатора, а первый выход коммутатора подключен к входу первого ЦАП; выходы блока формирования и задержки подключены к тактовым входам четвертого цифрового накопителя и второго ЦАП; выход делителя с переменным коэффициентом деления подключен к входу последовательного переноса третьего цифрового накопителя; цифровыми входами ЦВС являются входы первого и второго регистров памяти, а его аналоговыми выходами являются выходы первого и второго ЦАП.

На фиг. 1 приведена структурная схема ЦВС частотно-модулированных сигналов.

Цифровой вычислительный синтезатор частотно-модулированных сигналов (по фиг. 1) содержит эталонный генератор 1, блок формирования и задержки 2 первый регистр памяти 3, первый и второй цифровые накопители 4 и 5, первый функциональный преобразователь код x - sin x 6, первый инверсный sin х/х фильтр 7, коммутатор 8 первый ЦАП 9, второй регистр памяти 10, третий и четвертый цифровые накопители 11 и 12, второй функциональный преобразователь код x - sin x 13, первый инверсный sin х/х фильтр 14, второй ЦАП 15, третий регистр памяти 16, делитель с переменным коэффициентом деления 17. Цифровыми входами ЦВС 4M сигналов являются входы первого, второго и третьего регистров памяти, а его аналоговыми выходами являются выходы первого и второго ЦАП.

ЦВС содержит последовательно соединенные эталонный генератор 1, блок формирования и задержки 2; последовательно соединенные первый регистр памяти 3, первый и второй цифровые накопители 4 и 5, первый функциональный преобразователь код x - sin x 6, первый инверсный sin х/х фильтр 7, первый вход коммутатора 8, первый выход которого соединен с информационным входом первого ЦАП 9; последовательно соединенные второй регистр памяти 10, третий и четвертый цифровые накопители 11 и 12, второй функциональный преобразователь код x - sin x 13, второй инверсный sin х/х фильтр 14, второй вход коммутатора 8, второй выход последнего подключен к информационному входу второго ЦАП 15; последовательно соединенные третий регистр памяти 16 и делитель с переменным коэффициентом деления 17, выход которого подключен к входам последовательного переноса первого и третьего цифровых накопителей 4 и 11; выходы блока формирования и задержки 2 подключены к тактовым входам первого, второго, третьего и четвертого цифровых накопителей 4, 5, 11 и 12, а также тактовым входам первого и второго ЦАП 9 и 15 и управляющему входу коммутатора 8. Цифровыми входами ЦВС являются входы первого, второго и третьего регистров памяти, 3, 10, 16 а его аналоговыми выходами являются выходы первого и второго ЦАП 9 и 15.

Цифровой вычислительный синтезатор частотно-модулированных сигналов работает следующим образом.

Эталонный генератор 1 вырабатывает синусоидальный сигнал опорной частоты, из которого в блоке формирования и задержки 2 формируются последовательности прямоугольных импульсов формы «меандр», служащие для синхронизации работы основных узлов ЦВС. Они поступают на тактовые входы первого, второго, третьего и четвертого цифровых накопителей 4, 5, 11 и 12, тактовые входы первого и второго ЦАП 9 и 15 и управляющий вход коммутатора 8.

По первому тактовому импульсу в момент времени t1 код Ai записывается из первого регистра памяти 3 в первый цифровой накопитель 4, код Bj из второго регистра памяти 10 - в третий цифровой накопитель 11, код Dk из третьего регистра памяти 16 - в делитель с переменным коэффициентом деления 17. В момент t12 по второму тактовому импульсу код Ai из первого цифрового накопителя 4 записывается во второй цифровой накопитель 5, а код Bj из третьего цифрового накопителя 11 записывается в четвертый цифровой накопитель 12 Код Dk будет определять скорость изменения частоты в первом и третьем цифровых накопителях, чем больше значение кода Dk, тем ниже скорость изменения информации в первом и третьем цифровых накопителях.

Далее с каждым последующим тактовым импульсом информация в первом тактовым импульсом в первом цифровом накопителе будет изменяться по формуле

В третьем цифровом накопителе информация будет изменяться по формуле

Информация во втором и четвертом цифровых накопителях будет описываться следующими формулами:

В функциональных преобразователях 6 и 13 происходит сопоставление кодов Ф1 и Ф2 в коды sin(Ф)1 и sin (Ф2)

Далее коды sin Ф поступают через инверсные фильтры 7 и 14 на коммутатор 8, а оттуда на информационные входы первого и второго ЦАП 9, 15. Инверсные фильтры 7 и 14 служат для выравнивания АЧХ на высоких частотах.

Если ввести обозначения

f1=Ai; f2=Bj; ; T=Δt, то сигналы на выходах ЦАП можно описать следующими выражениями:

Форма сигнала на выходе первого ЦАП 9 приведена на фиг. 2. Таким образом цифровой вычислительный синтезатор формирует два двухчастотных частотно-модулированных сигнала, описываемые формулами (5) и (6).

Литература

1. Патент №2204197 Российской Федерации МПК H03L 7/18. Цифровой синтезатор частотно-модулированных сигналов / Рябов И.В., Рябов В.И., Заявл. 06.04.2001. Опубл. 10.05.2003. Бюл. №13. 5 с.

2. Патент №2358384 Российской Федерации МПК H03L 7/18. Цифровой синтезатор частотно- и фазомодулированных сигналов / Рябов И.В., Юрьев П.М. Заявл. 31.05.2007. Опубл. 10.06.2009. Бюл. №16. 6 с.

Цифровой вычислительный синтезатор (ЦВС) частотно-модулированных сигналов, содержащий последовательно соединенные эталонный генератор и блок формирования и задержки; первый, второй и третий регистры памяти, выход последнего подключен к входу делителя с переменным коэффициентом деления; первый, второй и третий цифровые накопители; первый цифроаналоговый преобразователь (ЦАП); цифровым входом ЦВС является вход третьего регистра памяти; выход делителя с переменным коэффициентом деления подключен к входу последовательного переноса первого цифрового накопителя, а выходы блока формирования и задержки подключены к тактовым входам первого, второго и третьего цифровых накопителей и первого ЦАП, отличающийся тем, что введены последовательно соединенные первый функциональный преобразователь и первый инверсный sin x/x фильтр; последовательно соединенные второй функциональный преобразователь и второй инверсный sin x/x фильтр; коммутатор; выходы первого и второго инверсных sin x/x фильтров подключены к первому и второму входам коммутатора соответственно, вход коммутации которого подсоединен с выходом блока формирования и задержки; второй ЦАП, вход которого подключен ко второму выходу коммутатора, а первый выход коммутатора подключен к входу первого ЦАП; выходы блока формирования и задержки подключены к тактовым входам четвертого цифрового накопителя и второго ЦАП; выход делителя с переменным коэффициентом деления подключен к входу последовательного переноса третьего цифрового накопителя; цифровыми входами ЦВС являются входы первого и второго регистров памяти, а его аналоговыми выходами являются выходы первого и второго ЦАП.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в приемопередающих устройствах СВЧ диапазона частот. Техническим результатом является повышение устойчивой работы при перестройке частоты входного СВЧ сигнала.

Изобретение относится к устройствам стабилизации параметров автогенераторов и может быть использовано в технике связи и управления, радиоавтоматике, системах авторегулирования.

Изобретение относится к технике связи. Технический результат заключается в комплексном улучшении основных параметров системы синхронизации, а именно: в повышении помехоустойчивости, в улучшении фильтрующих свойств системы, в расширении полос захвата и удержании синхронного режима работы, в уменьшении времени вхождения в синхронный режим работы, в обеспечении нулевой статической ошибки по фазе и в обеспечении корректной работы устройства в условиях наличия изменений и флуктуаций амплитуды входного сигнала или изменений коэффициента передачи фазовых детекторов.

Изобретение относится к частотной селекции и фильтрации радиосигналов. Технический результат заключается в обеспечении адаптации устройств селекции радиосигналов к помеховой обстановке, а также возможности управления их энергопотреблением.

Изобретение относится к электронно-вычислительной технике и радиотехнике, предназначено для синтеза пачек прямоугольных импульсов и может быть использовано в системах радиолокации и навигации.

Синтезатор частот с коммутируемыми трактами приведения частоты относится к радиотехнике и может быть использован для формирования сетки стабильных частот с равномерным шагом в приемных устройствах с повышенной помехозащищенностью, а также в приемопередающих устройствах с быстрой перестройкой рабочих частот.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в устройствах передачи непрерывного информационного потока по каналу (сети) пакетной связи.

Предлагаемые устройства относятся к радиолокационным и гидролокационным системам с импульсным сжатием многофазных кодов и могут использоваться в радиолокации при использовании фазо-кодированных импульсов.

Предлагаемый способ относится к технике связи и к режимам работы блоков синхронизации (БС), содержащим управляемые генераторы (УГ), точнее, к способам формирования высокостабильного выходного сигнала УГ БС в режиме удержания.

Изобретение относится к электронной технике, а именно к синтезаторам сетки частот (ССЧ) на базе контура импульсной фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) с компенсацией помех дробности, и может применяться при использовании схем, основанных на амплитудно- или широтно-импульсной модуляции тока компенсации.

Изобретение относится к области радиотехники. Tехнический результат - расширение полосы захвата путем изменения симметричной формы дискриминационной характеристики знакового логического фазового дискриминатора в асимметричную, а при увеличении зоны положительного или отрицательного знака дискриминационной характеристики увеличивается соответствующая односторонняя полоса захвата для начальных частотных расстроек соответствующего знака. Способ увеличения полосы захвата системы фазовой автоподстройки частоты с упомянутым дискриминатором характеризуется тем, что определяют знак разности входного и вырабатываемого управляемым генератором выходного колебаний, формируют управляющие напряжения, имеющие знак, соответствующий знаку разности фаз, которые объединяют в единый сигнал, которым управляют частотой управляемого генератора. 2 н.п. ф-лы, 7 ил.

Способ фазовой автоподстройки позволяет осуществлять синхронизацию от однофазного исходного сигнала с помехами. Технический результат заключается в улучшении практического быстродействия синхронизации до одного-двух периодов сигнала синхронизируемой частоты, фильтрации помех в формируемых сигналах синхронизированной фазы и частоты. В состав системы входят блоки фазовой фильтрации первого порядка, полосно-заграждающего фильтра второго порядка, фильтрации низкой частоты первого порядка, блока интегрирования, блока умножения, блока вычисления коэффициентов цифровых фильтров, четырехквадрантного арктангенса. Применение дискретных методов для физической реализации способа с привлечением микропроцессорных средств позволяет осуществить операции сравнения и вычисления нелинейных функций с приемлемыми точностью и вычислительными ресурсами. Фильтры реализуются с переменными коэффициентами, имеют первый и второй порядок. Благодаря относительно небольшой чувствительности фазового фильтра к изменению частоты возможно быстрое выделение опорной фазы из исходного сигнала. Применение дискретного интегратора с обратной связью по коэффициенту интегрирования позволяет осуществлять быстрый выход сигнала синхронизированной частоты на установившийся режим. Применение дискретного фильтра с изменяемыми коэффициентами и учета перехода фазы через граничные значения позволяет эффективно осуществлять фильтрацию синхронизированной фазы без ее смещения относительно фазы основной гармоники исходного сигнала. Данный способ позволяет строить на его основе системы управления по гармоническим составляющим в одно- и многофазных системах и симметричным составляющим в многофазных системах. Основное применение данного способа в управлении преобразовательной техникой, также возможно его использование для быстрой синхронизации в средствах связи и иных приложениях с требованиями высокого быстродействия по настройке на основную частоту и выделения опорной фазы. 1 ил.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при организации систем связи с увеличенным количеством каналов, а также в измерительной технике, где требуется перестройка частоты с малым шагом. В основу изобретения поставлена задача получения микроволновых колебаний с малым шагом сетки частот, низким уровнем фазовых шумов и малым временем перестройки частоты. Для этого частоту опорного генератора, задающую частоту сравнения в фазовом детекторе синтезатора косвенного типа, выбирают в полосе ультракоротких волн. При этом частоту высокостабильного опорного генератора предварительно сдвигают на некоторую небольшую величину, задающую малый шаг сетки частот. Для чего сигнал опорного генератора подают на радиочастотный вход квадратурного модулятора, модулируемого низкочастотными квадратурными сигналами одинаковой частоты и амплитуды, но со сдвигом фаз 90°. Тогда частота сравнения отлична от частоты опорного генератора на значение частоты этих низкочастотных сигналов. Трансформированный по частоте сигнал с выхода квадратурного модулятора подают на первый вход частотно-фазового детектора. Частоту микроволнового генератора управляемого напряжением делят делителем с переменным коэффициентом, и подают на второй вход частотно-фазового детектора. С помощью фильтра нижних частот подавляют продукты сравнения переменного тока, а сигнал постоянного тока подают на вход микроволнового генератора управляемого напряжением. Такой способ позволяет формировать микроволновые колебания с шагом в единицы килогерц, при этом не повышая времени перестройки синтезатора, не повышая уровня фазовых шумов и сохраняя стабильность частоты синтезатора, определяемую стабильностью частоты опорного генератора, которая, например, достигает 10-7-10-8.

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к синтезаторам частот на основе петли фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). Технический результат заключается в снижении уровня фазовых шумов и побочных дискретных составляющих в спектре выходного сигнала, что в свою очередь повышает качество выходного сигнала, при сохранении высокого разрешения по частоте и широкой полосы перестройки. Синтезатор частот содержит соединенные последовательно умножитель частоты входного сигнала, делитель с фиксированным коэффициентом деления, первую микросхему прямого цифрового синтеза, фазочастотный детектор, первый фильтр низких частот, генератор, управляемый напряжением, контур отрицательной обратной связи, включающий в себя соединенные последовательно смеситель, один из входов которого соединен с выходом генератора, управляемого напряжением, а второй вход соединен с выходом умножителя частоты входного сигнала, второй фильтр низких частот и вторую микросхему прямого цифрового синтеза, выход которой соединен с входом фазочастотного детектора, и управляющее устройство, выходы которого соединены с входами первой и второй микросхем прямого цифрового синтеза. Изобретение обеспечивает снижение уровня фазовых шумов и дискретных составляющих в спектре выходного сигнала, что, в свою очередь, повышает качество выходного сигнала, при сохранении высокого разрешения по частоте и широкой полосы перестройки. 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике. Технический результат изобретения заключается в повышении быстродействия и возможности работы с опорным сигналом любой скважности, период которого кратен периоду тактов, а также возможность подстройки частоты тактов по фронтам принимаемых данных. Способ подстройки частоты, в котором на время действия импульсов на выходах фазового детектора (ФД) формируют сигналы положительной и отрицательной полярности соответственно, которые затем суммируют, фильтруют и полученным сигналом управляют частотой генератора, фронт импульса на первом выходе по фронту опорного сигнала, а его срез - по любому переключению тактов. Если фронт опорного сигнала появится позже фронта тактов, то также формируют сигнал на втором выходе ФД с длительностью паузы тактов. ФД содержит три элемента 2-И, три D-триггера и логическую схему конъюнкции 3-х сигналов. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к радиолокации и гидролокации. Технический результат – обеспечение подавления боковых лепестков для кода P3 нечетной длины. Для этого устройство подавления боковых лепестков при импульсном сжатии многофазных кодов Р3 содержит соединенные по входу модифицированный фильтр Woo для кода Р3 нечетной длины N и формирователь цифрового корректирующего сигнала из последовательно соединенных преобразователя кода в комплексно сопряженный код и цифрового фильтра с конечной импульсной характеристикой КИХ-фильтра порядка N+1 с (N+2) коэффициентами -1,1, 0,…0, -1,1, выходом соединенного с первым входом сумматора, линию задержки на длительность одного кодового элемента и двухвходовый вычитатель, где выход фильтра Woo подключен к входу линии задержки и к первому входу вычитателя, выходом соединенного со вторым входом сумматора, а второй вход вычитателя подключен к выходу линии задержки, первый коэффициент импульсной характеристики модифицированного фильтра Woo равен 1 - exp(iπ/N), где , а (N+2)-мерный вектор коэффициентов фильтра формирователя цифрового корректирующего сигнала соответственно равен -1,1, 0,0,…0, -1,1. 2 ил.

Предлагаемые устройства относятся к радиолокационным и гидролокационным системам с импульсным сжатием многофазных кодов. Технический результат заключается в повышении качества сжатия сигналов, производится подавление боковых лепестков, возникающих в процессе сжатия, при котором обеспечивается увеличение числа многофазных кодов длины N, для всех значений временных сдвигов (отсчетов), исключая двух ±N, в которых относительный уровень боковых лепестков находится в диапазоне от -20 lgN -6 до -20 lgN -8 dB за счет использования симметрично усеченных кодов, образованных последовательным удалением равного числа первых и последних символов кодов большей длины. При этом ширина главного лепестка на уровне -6 dB равна 2τ, на уровне PSL лежит в диапазоне 3÷4τ, а потери сигнал/шум на выходе устройства составляют -1.7 dB. Устройство подавления боковых лепестков при импульсном сжатии симметрично усеченных многофазных кодов длины N содержит соединенные по входу первый цифровой фильтр с КИХ порядка N-1 и формирователь цифрового корректирующего сигнала, состоящий из последовательно соединенных преобразователя кода в комплексно сопряженный код и второго цифрового фильтра с конечной импульсной характеристикой порядка N+1, выход которого соединен с первым входом сумматора, а выход первого цифрового фильтра подключен к линии задержки на длительность одного кодового элемента и к первому входу вычитателя, второй вход которого соединен с выходом линии задержки, а выход подключен ко второму входу сумматора. 3 н.п. ф-лы, 4 ил.

Группа изобретений относится к запоминающим устройствам и может быть использована для управления синхронизацией для записи в запоминающие устройства в несогласованной архитектуре. Техническим результатом является компенсация изменений задержки реальной сети распределения тактового сигнала. Устройство содержит схему приемника и схему кольцевого генератора. Схема приемника включает в себя путь передачи данных и сеть распределения тактового сигнала в несогласованной конфигурации. Схема кольцевого генератора включает в себя реплику сети распределения тактового сигнала, согласованную с реальной сетью распределения тактового сигнала. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 10 ил.

Генератор шкалы времени относится к устройствам синхронизации сигналов по частоте, сдвигу фазы и шкале времени. Техническим результатом является повышение точности синхронизации шкалы времени. Генератор шкалы времени содержит: блок приема шкалы времени, внутренний генератор квантовой последовательности, делитель, блок передачи шкалы времени, формирователь защитного интервала, временной селектор, блок переключаемых линий задержки, блок компараторов, генератор линейно-изменяющегося напряжения. 5 ил., 1 табл.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в аппаратуре различного назначения и измерительной технике. Способ достижения необходимого значения стабильности частоты генератора периодического сигнала при использовании генераторов периодического (в том числе синусоидального) сигнала с тем же значением номинальной частоты, но с меньшими значениями стабильности, заключается в том, что для достижения необходимого значения используется следующий рекуррентный подход. Сначала берутся 2 независимых генератора с некоррелированными выходными сигналами, с равными или близкими значениями номинальных выходных частот, а также равными или близкими значениями стабильности частоты, сигналы с которых подаются на Умножитель сигналов (в случае синусоидальной формы - напрямую, а в случае периодического сигнала иной формы - через полосовые фильтры, настроенные на пропускание номинальной частоты), после чего сигнал с выхода Умножителя подается на ВЧ-фильтр, пропускающий удвоенную номинальную частоту и не пропускающий низкую (разностную) частоту, сигнал с выхода которого, в свою очередь, подается на Делитель частоты на 2, сигнал с выхода которого подается на Полосовой Фильтр, пропускающий только номинальную частоту (первую гармонику периодического сигнала); полученная таким образом совокупность вышеописанных устройств объявляется генератором с новой полученной более высокой стабильностью в раз выше стабильности исходных генераторов, и процесс повторяется заново до достижения нужного результата. Техническим результатом изобретения является достижение необходимой стабильности генератора при применении схемы с использованием генераторов с более низкой стабильностью частоты. 2 ил.
Наверх