Цифровой формирователь синусоидальных колебаний переменной частоты

 

Изобретение может быть использовано в системах связи с частотно-манипулированными сигналами. Цель изоб ретения - повышение помехоустойчивости устройства. Формирователь содержит формирователь 1 характеристических частот, манипулятор 1 и цифроаналоговый генератор 7. Введение в устройство делителя 3 частоты следования импульсов, формирователя 4 характеристических частот манипулятора 5, синхронизатора 6 и соединение их с элементами устройства позволяют устранить временные преобладания и исключить потери ортогональности символов при формировании частотно-манипулированных колебаний без разрыва фазы. 3 ил. с S

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К д BTOPCK0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ,И

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3896368/24-21 (22) 15.05.85 (46) 07.10.86. Бюл. У 37 (72) A.Â.Àíîøêèí и Д.И.Куприйчук (53) 621.374(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Я 930734, кл . Н 04 L 27/10, 1982 .

Авторское свидетельство СССР

N- 441679, кл. Н 04 L 27/10, 1974. (54) ЦИФРОВОЙ ФОРМИРОВАТЕЛЬ СИНУСОИДАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ ПЕРЕМЕННОЙ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение может быть использовано в системах связи с частотно-манипулированными сигналами. Цель иэоб" б0„12 2.742 А1 (51)4 Н 04 1 27/1О Н 03 К 3/80 ретения — повышение помехоустойчивости устройства. Формирователь содержит формирователь l характеристических частот, манипулятор 1 и цифроаналоговый генератор 7. Введение в устройство делителя 3 частоты следования импульсов, формирователя 4 характеристических частот манипулятора 5, синхронизатора 6 и соединение их с элементами устройства позволяют устранить временные преобладания и исключить потери ортогональности символов при формировании частотно-манипулированных колебаний без разрыва фазы. 3 ил.!

262742

Изобретение относится к импульсной технике и может найти применение в системах связи с частотно-манипулированными сигналами.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости за счет устранения временных преобладаний и исключения потерь ортогональности символов, при формировании частотно-манипулированных колебаний без разрыва фазы.

На фиг, 1 показана структурная схема устройства, на фиг. 2 — пример реализации устройства, на фиг. 3 временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

15

Устройство содержит первый формирователь 1 характеристических частот, первый манипулятор 2, делитель 3 частоты следования импульсов, второй 2р формирователь 4 характеристических частот, второй манипулятор 5, синхронизатор 6 и цифроаналоговый генератор 7.

Выходы первого и второго формирователей 1 и 4 соединены соответственно с информационными входами первого и второго манипуляторов 2 и 5, причем вход первого формирователя 1 является тактовым входом устройства, вход делителя 3 с коэффициентом деления подключен к выходу первого манипулятора 2, а выход соединен с входом второго формирователя 4, синхровход синхронизатора 6 подключен к выходу второго манипулятора 5, выход соединен с управляющими входами первого и второго манипуляторов 2 и 5, а информационный вход является входом устройства, вход цифроаналогового генератора 7 подключен к выходу первого манипулятора 2, а выход является выходом устройства.

Формирователь работает следующим образом.

Информационный сигнал, представляющий собой двоичный параллельный

1-разрядный код с частотой следования символов f„ по входной шине поступает на информационный вход синхро- р низатора 6, который управляет работой первого и второго манипуляторов

2и5.

При этом количество проводников

1 входной и выходной шин синхронизатора определяется числом разрядов кода, которое зависит от количест.ва а формируемых на выходе устройства частот, т.е. ст основания кода, и определяется по формуле

1 1 = log a.

На вход первого формирователя i с тактового входа поступают импульсы с тактовой частотой f,. На выходе формирователя 1 образуются а последовательностей импульсов с частотами следования 1 f /N j, где (i = О, а-1), которые подаются на информационные входы первого манипулятора 2. Коэффициенты N„. деления частоты определяются требуемыми номиналами средней (несущей) частоты и индекса модуляции формируемого ЧМ сигнала и находятся по формуле а-1 и, j = 0,1,...,а-1;

К. К = n+jm

J d о где n,m = 1,2,..., — заданные положительные числа.

На управляющий вход манипулятора

2 поступает управляющий сигнал, имеющий а состояний. Каждому состоянию

j(j=0,...,à-1) этого сигнала соответствует на выходе манипулятора 2 час— тота следования импульсов f„»=

= f,„ /N, = f, /N ; (j = О,..., а-1).

Импульсы выбранной частоты следования Е /N, с выхода манипулятора 2 подаются на входы цифроаналогового генератора 7 и делителя 3 частоты следования импульсов.

На выходе цифроаналогового генератора 7 формируется двухполярный сигнал, представляющий собой ступенчатую апроксимацию гармонического колебания.

При этом частота f выходного генераJ тора 7 сигнала связана с частотой

f /N„ ñëåäîâàíèÿ импульсов на его

f входе соотношением f = — - где

2LN

2L — целое .число, определяемое требуемой точностью апроксимации. На выходе делителя 3 формируются импульсы с частотой следования f,/ЕМ . Эти

J импульсы поступают на вход второго формирователя характеристических частот. 4, на выходе которого получают о псследовательностей импульсов с

f частотами — — - - i = (О ... а-1) К.LN )

Э ! которые подают на информационные входы второго манипулятора 5.

Коэффициенты К, деления частоты второго формирователя 4 соответствуют коэффициентам N деления частоты

1262742 первого формирователя 1 и определяются из условия а-1

К.N = .+ К . = const, j=O...,à-1

5 — L

N.l.Ê.

Ь 1К

П 1

i=O и остается .постоянной для заданных

30 а-1 значений f, L 1 К -, В этом случае обеспечивается формирование ЧМ сигнала с постоянной длительностью символов Т = 1/f, =

= const, что позволяет устранить временные преобладания в выходном сигнале.

При формировании а — основного ЧМ-40 сигнала — несущая частота определяется выражением а-1 н 2L i=0 а 1 а Г К. 0 а-1

E01i) г=0

45 (п+Х. а

2L :! К, 0

50 а разность средних частот формулой

of ()+1)

f . m

J 2L а-1 — K.

i=O

На управляющий вход манипулятора

5 поступает тот же управляющий сигнал, что и на управляющий вход манипулятора 2. Каждому состоянию

j(j = O,а-1) этого сигнала соответст-<0 вует на выходе манипулятора 5 часто— та следования импульсов f

Благодаря соответствуК„К,.LN„ ющему выбору коэффициентов деления 15 формирователей 1 и 4 частота следования импульсов на выходе манипулято— ра 5 оказывается постоянной для всех

0 состояний входного информационного сигнала. Поэтому сигнал манипулятора 20

5 используется в качестве синхросигнала для управления синхронизатором 6.

При этом символьная частота равна величине 25

Нормализованный индекс модуляции при этом определяется выражением

f. а-1

D = df (j+1) T = - (m/ K ) x

2L х=О а-1 х (L ? К./f = вЂ, m = 1,2,...) Так как величина m является целым числом, то обеспечивается формирование ЧМ сигнала с ортогональными символами. В результате обеспечивается повьппение помехоустойчивости формируемого ЧМ сигнала.

Основные узлы устройства могут быть выполнены различным образом.

Формирователи 1 и 4 характеристических частот могут состоять иэ Q делителей частоты с коэффициентами деления соответственно N,,... N „,... торы 2 и 5 могут представлять собой мультиплексторы, число управляющих входов которьг< равно 1 = log а, а информационных входов — а . Сйнхронизатор 6 может состоять из 1 = log a г

D-триггеров, на входы D которых по

1 проводникам поступает информационный входной сигнал, а на входы С -сигнал синхронизации с выхода манипулятора 5.

На фиг. 2 представлен пример конкретного выполнения устройства для а=2, m-=1, а на фиг. 3 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

На фиг. 2 показаны делитель 8 частоты импульсов на (n+1), делитель 9 частоты импульсов на и, инвертор 10, элементы И 11 и 12, элемент

ИЛИ 13Ä D-триггер 14, делитель 15 частоты импульсов на и, делитель 16 частоты импульсов на (и+1), инвертор 17, элементы И 18 и 19, элемент ИЛИ 20.

Устройство работает следующим образом.

Информационный сигнал (фиг. За), представляющий собой двоичный одноразрядный код, поступает на вход

D-триггера 14. Сигнал с выхода синхронизатора 6 управляет работой первого и второго манипуляторов 2 и 5. На вход первого формирователя 1 поступает сигнал тактовой частоты f. т (фиг. Зб). На выходах делителей 8 и 9 частоты формируются соответственно частоты f -/(и+1) и f>/и (фиг.3в), которые подаются соответственно на

1262

3 элементы И 11 и 12 первого манипуля= тора 2. При поступлении на управляющий вход манипулятора 2 информационного сигнала положительной полярности открывается элемент И 12 и с вы5 хода элемента ИЛИ 13 поступают импульсы с частотой f = f /n. При пос1 г туплении сигнала отрицательной полярности на выход манипулятора 2 через открытый элемент И 11 поступают им- tp т пульсы с частотой f = — —. Выход

О и+1 делителя 3 (фиг. Зг) подключен к входам делителя частоты 15 на и и

16 на (и+1) второго формирователя 4.

В зависимости от частоты f /Е(п+1) или f /Ln на входе второго формирователя 4 и на выходе делителя 15 формируются частоты f /Ln(n+1) или

f /Ln, а на выходе делителя 16 — 20 частоты fÄ /Ln(n+1) или f /L(n+1), которые подаются соответственно на элементы И 18 и 19. При поступлении информационного сигнала положительной полярности открывается элемент 25

И 19 и с выхода элемента ИЛИ 20 поступают импульсы с частотой f /Ln(n+1), так как в этот момент времени на вход второго манипулятора 5 поступают импульсы с частотой fT /nL. При И отрицательной полярности входного инфо мационного сигнала на выход вто— рого манипулятора 5 также поступают импульсы с частотой f /Ln(n+1), так как на вход второго формирователя 4 поступают импульсы с частотой f /L(n+1) т

Таким образом на синхровход триггера 14 синхронизатора 6 всегда поступают импульсы постоянной частоты

f (фиг.Зд) . Поскольку коэф-40

Ln (n+ 1) фициент деления цифроаналогового re(фиг. Зе) . При этом a f т

2Ln 2L (n+1) 2Ln (n+1) I /2Ò.

Таким образом, цифровой формирователь формирует частотно-манипулированный сигнал с символами постоянной длительности и непрерывной фазой, что. обеспечивает ортогональность символов и высокую помехоустойчивость.

Формула и з о б р е т ения

Цифровой формирователь синусоидальных колебаний переменной частоты, содержащий последовательно соединенные первый формирователь характеристических частот, первый манипулятор и цифроаналоговый генератор, выход которого является выходом устройства тактовым входом которого является вход первого формирователя характеристических частот, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены последовательно соединенные делитель частоты следования импульсов, второй формирователь характеристических частот, второй манипулятор и синхронизатор, второй вход которого является входом устройства, а выход подключен к управляющим входам второго и первого манипуляторов, причем выход первого манипулятора соединен с входом делителя частоты следования импульсов.

742 е нератора 7 выбран равным 21, то на его выходе формируется сигнал частоf f ты Г = -- -- или Г

2L (n+1) 2Ln

1262742

1262742

И

„/

Рие 3

Составитель А.Смирнов

Текред В.Кадар Корректор Е.Рошко

Редактор A.Ñàáî

Заказ 5447/59 Тираж 624

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4