Цифроаналоговый синтезатор сложных частотно-модулированных сигналов

Авторы патента:

Рябов Игорь Владимирович (RU)

Лебедева Александра Алексеевна (RU)

Клюжев Евгений Сергеевич (RU)

H03L7/18 - с использованием делителя частоты или счетчика в цепи (H03L 7/20,H03L 7/22 имеют преимущество)

Владельцы патента RU 2635272:

Автономная некоммерческая организация высшего образования "Межрегиональный открытый социальный институт" (RU)

Изобретение относится к электронно-вычислительной технике и радиотехнике, предназначено для формирования частотно-модулированных сигналов и может быть использовано в телекоммуникационных системах и современных адаптивных системах связи. Технический результат заключается в обеспечении перестройки частоты путем введения второго контура управления и повышении быстродействия. Цифроаналоговый синтезатор сложных частотно-модулированных сигналов содержит цифровой вычислительный синтезатор, генератор, управляемый напряжением (ГУН) с двумя управляющими элементами, первый делитель с переменным коэффициентом деления (ДПКД), второй делитель с переменным коэффициентом деления, первый фазовый дискриминатор, фильтр нижних частот (ФНЧ), третий делитель с переменным коэффициентом деления, модулятор, второй фазовый дискриминатор. 1 ил.

Известны синтезаторы частот, имеющие в своем составе генератор, управляемый напряжением (ГУН), имеющий два управляющих элемента [1].

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является синтезатор с V-образным законом модуляции частоты, содержащий генератор тактовых импульсов, реверсивный счетчик, ЦАП, ГУН, схему сравнения кодов, блок постоянного запоминания, первый делитель частоты, фазовый дискриминатор, второй делитель частоты, цифровой вычислительный синтезатор [2].

Однако известные синтезаторы частот обладают сравнительно невысоким быстродействием и узкими функциональными возможностями.

Положительный технический результат - расширение функциональных возможностей синтезатора и повышение его быстродействия - достигается за счет того, что в цифроаналоговый синтезатор сложных частотно-модулированных сигналов содержащий последовательно соединенные цифровой вычислительный синтезатор, второй делитель с переменным коэффициентом деления, первый фазовый дискриминатор; последовательно соединенные генератор, управляемый напряжением (ГУН) с двумя управляющими элементами и первый делитель с переменным коэффициентом деления, причем новым является то, что введен второй контур управления, состоящий из модулятора, второго фазового дискриминатора, третьего делителя с переменным коэффициентом деления, причем выход ГУН соединен с входом третьего делителя с переменным коэффициентом деления, выход последнего подключен к первому входу второго фазового дискриминатора, на второй вход которого поступает сигнал с модулятора; выход второго фазового дискриминатора подключен к второму управляющему элементу ГУН; выход первого делителя частоты с переменным коэффициентом деления подключен ко второму входу первого фазового дискриминатора, выход которого через фильтр нижних частот подключен к первому управляющему элементу ГУН; выход ГУН является аналоговым выходом цифроаналогового синтезатора.

Цифроаналоговый синтезатор сложных частотно-модулированных сигналов содержит цифровой вычислительный синтезатор 1, генератор, управляемый напряжением (ГУН) 2 с двумя управляющими элементами, первый делитель с переменным коэффициентом деления (ДПКД) 3, второй делитель с переменным коэффициентом деления 4, первый фазовый дискриминатор 5, фильтр нижних частот (ФНЧ) 6, третий делитель с переменным коэффициентом деления 7, модулятор 8, второй фазовый дискриминатор 9. Выход ГУН 2 является аналоговым выходом цифроаналогового синтезатора.

Цифроаналоговый синтезатор сложных частотно-модулированных сигналов содержит последовательно соединенные цифровой вычислительный синтезатор 1, второй делитель с переменным коэффициентом деления (ДПКД) 4, первый вход первого фазового дискриминатора, фильтр нижних частот (ФНЧ) 6, первый управляющий элемент ГУН 2; ГУН 2 соединен со входом первого делителя с переменным коэффициентом деления (ДПКД) 3, выход которого подключен к второму входу первого фазового дискриминатора; последовательно соединенные модулятор 8, первый вход второго фазового дискриминатора 9, второй управляющий элемент ГУН 2; выход ГУН 2 соединен со входом третьего делителя с переменным коэффициентом деления (ДПКД) 7, выход последнего подключен ко второму входу второго фазового дискриминатора 9; выход ГУН 2 является аналоговым выходом цифроаналогового синтезатора.

Цифроаналоговый синтезатор сложных частотно-модулированных сигналов работает следующим образом.

Цифровой вычислительный синтезатор 1 вырабатывает сигнал с нужной модуляцией частоты, которая поступает на второй делитель частоты 4, где она делится в N раз и далее подается на первый вход первого фазового дискриминатора 5; ГУН 2 вырабатывает синусоидальный сигнал, который в М раз делится в первом делителе частоты и подается на второй вход фазового дискриминатора 5, выход последнего через ФНЧ 6 подключен к первому управляющему элементу ГУН 2.

Таким образом, частоту на выходе ГУН 2 можно описать формулой

Для передачи информационного сообщения используется модулятор 8, сигнал с выхода которого поступает на первый вход второго фазового дискриминатора; выходная частота ГУН 2 делится в K раз в третьем делителе частоты 7 и поступает на второй вход фазового дискриминатора 9, выход которого соединен со вторым управляющим элементом ГУН 2.

Таким образом, на выходе ГУН 2 будет следующая комбинация частот:

Сигнал на выходе ГУН 2 можно описать формулой

Таким образом, на выходе цифроаналогового синтезатора получается сложный частотно-модулированный сигнал, который можно использовать в современных адаптивных системах связи с программной перестройкой рабочей частоты.

Литература

1. В. Манассевич. Синтезаторы частот. М.: Радио и связь, 1979.

2. Патент РФ №2407144. МПК H03L 7/18. Синтезатор с V-образным законом модуляции частоты / Рябов И.В., Дедов А.Н., Юрьев П.М. Заявл. 22.06.2009. Опубл. 20.12.2010. Бюл. №35. - 8 с.

Цифроаналоговый синтезатор сложных частотно-модулированных сигналов, содержащий последовательно соединенные цифровой вычислительный синтезатор, второй делитель с переменным коэффициентом деления, первый фазовый дискриминатор; последовательно соединенные генератор, управляемый напряжением (ГУН) с двумя управляющими элементами и первый делитель с переменным коэффициентом деления, отличающийся тем, что введен второй контур управления, состоящий из модулятора, второго фазового дискриминатора, третьего делителя с переменным коэффициентом деления, причем выход ГУН соединен с входом третьего делителя с переменным коэффициентом деления, выход последнего подключен к первому входу второго фазового дискриминатора, на второй вход которого поступает сигнал с модулятора; выход второго фазового дискриминатора подключен к второму управляющему элементу ГУН; выход первого делителя частоты с переменным коэффициентом деления подключен ко второму входу первого фазового дискриминатора, выход которого через фильтр нижних частот подключен к первому управляющему элементу ГУН; выход ГУН является аналоговым выходом цифроаналогового синтезатора.

Изобретение относится к электронно-вычислительной технике и радиотехнике, предназначено для синтеза частотно-модулированных (ЧМ) сигналов и может быть использовано в телекоммуникационных системах и современных адаптивных системах связи.

Способ передачи фазы опорного генератора по фидеру произвольной длины // 2623892

Изобретение относится к области радиотехники и может использоваться для подстройки фазы в устройствах широкого диапазона частот различного назначения. Достигаемый технический результат - автоматическое обеспечение равенства начальных фаз колебаний, передаваемых потребителям по фидеру произвольной длины, начальной фазе колебания опорного генератора без калибровки фидера.

Цифровой генератор гармонических сигналов // 2616877

Изобретение относится к области информационно-вычислительной техники и может найти применение в испытательных системах, спектральных анализаторах. Технический результат - повышение точности воспроизведения цифровых отсчетов гармонических сигналов при последовательном увеличении аргумента.

Быстродействующий синтезатор частот // 2602991

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в синтезаторе частоты с импульсной фазовой автоподстройкой частоты. Достигаемый технический результат - повышение быстродействия при смене рабочей частоты.

Синтезатор частот // 2602990

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.

Цифровой синтезатор для формирования сигналов многочастотной телеграфии // 2536385

Изобретение относится к электронно-вычислительной технике и радиотехнике, предназначено для синтеза сигналов многочастотной телеграфии и может быть использовано в современных адаптивных системах связи.

Цифровой вычислительный синтезатор с быстрой перестройкой частоты // 2491710

Изобретение относится к электронно-вычислительной технике и радиотехнике, предназначено для синтеза частотно-модулированных сигналов и может быть использовано в радиолокации, навигации и современных адаптивных системах связи.

Цифровой синтезатор фазомодулированных сигналов // 2490789

Изобретение относится к электронно-вычислительной технике и радиотехнике, предназначено для формирования когерентных сигналов с частотной и фазовой модуляцией, может быть использовано в радиолокации, навигации и системах связи.

Способы и устройство для динамического масштабирования частоты схемы фазовой автоподстройки частоты для микропроцессоров // 2461961

Способ кодовой цикловой синхронизации // 2450436

Изобретение относится к системам передачи дискретной информации и может быть использовано для цикловой синхронизации помехоустойчивых циклических кодов и, в частности, каскадных кодов.

Способ получения радиочастотного сигнала с уменьшенным уровнем побочных дискретных составляющих // 2647629

Изобретение относится к синтезаторам на основе петли фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). Технический результат заключается в уменьшении уровня побочных дискретных составляющих выходного радиочастотного сигнала при одновременном сохранении достаточного низкого уровня фазовых шумов. Способ получения радиочастотного сигнала включает тактирование сигналом частотой Fсинхр первой микросхемы прямого цифрового синтеза для получения опорного сигнала Fdds1=α1Fсинхр; ответвление части сигнала Fвых, полученного на выходе управляемого напряжением генератора, в контур отрицательной обратной связи для его частотного преобразования, которое осуществляют при помощи второй микросхемы прямого цифрового синтеза, тактируя ее сигналом частотой Fвых-DFсинхр, для получения на ее выходе сигнала частотой Fdds2=α2(Fвых-DFсинхр), где α1 и α2 - коэффициенты, которые выбирают, исходя из условия их непопадания в предварительно определенные «запрещенные» области значений, преобразование которых в первой и второй микросхемах прямого цифрового синтеза соответственно приводит к получению выходного сигнала с побочными дискретными составляющими амплитудой выше допустимой Адоп, где n - номер гармоники побочной дискретной составляющей выходного сигнала. 5 ил.