Цифровой синтезатор двухуровневых сигналов

Авторы патента:

H03L7/00 - Автоматическое управление частотой или фазой; синхронизация (настройка резонансных контуров вообще H03J; синхронизация в системах цифровой связи, см. соответствующие рубрики класса H04)

Владельцы патента RU 2540796:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Поволжский государственный технологический университет" (RU)

Изобретение относится к электронно-вычислительной технике и радиотехнике, предназначено для синтеза пачек прямоугольных импульсов и может быть использовано в системах радиолокации и навигации. Достигаемый технический результат - возможность формирования пачек прямоугольных импульсов с заданными параметрами частоты следования импульсов, количеством импульсов в пачке и периодом повторения пачки импульсов. Цифровой синтезатор двухуровневых сигналов содержит эталонный генератор 1, блок формирования и задержки 2, первый регистр памяти 3, цифровой накопитель 4, первый мультиплексор 5, второй регистр памяти 6, третий регистр памяти 7, делитель с переменным коэффициентом деления 8, счетчик 9, второй мультиплексор 10, четвертый регистр памяти 11. Входы первого, второго, третьего и четвертого регистров памяти являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым цифровыми входами цифрового синтезатора двухуровневых сигналов, а выход первого мультиплексора является его цифровым выходом. 2 ил.

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

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является цифровой синтезатор частот, содержащий генератор тактовых импульсов, блок задержки, первый и второй регистры памяти, счетчик с предварительной установкой, первый и второй блоки постоянного запоминания, ЦАП, ФНЧ, первый и второй цифровые накопители [2].

Положительный технический результат - возможность формирования пачек прямоугольных импульсов с заданными параметрами частоты следования импульсов, количеством импульсов в пачке и периодом повторения пачки импульсов - достигается тем, что в цифровой синтезатор двухуровневых сигналов, содержащий последовательно соединенные эталонный генератор и блок формирования и задержки; первый регистр памяти; цифровой накопитель; последовательно соединенные третий регистр памяти и делитель с переменным коэффициентом деления; входы первого и третьего регистров памяти являются цифровыми входами цифрового синтезатора двухуровневых сигналов; выходы блока формирования и задержки подключены к тактовым входам цифрового накопителя и делителя с переменным коэффициентом деления, введены второй и четвертый регистры памяти; счетчик; первый и второй мультиплексоры; выход первого регистра памяти подключен к входу цифрового накопителя, выход которого подключен к входу первого мультиплексора, выход последнего является цифровым выходом цифрового синтезатора двухуровневых сигналов; входы второго и четвертого регистров памяти являются вторым и четвертым цифровыми входами цифрового синтезатора двухуровневых сигналов; выход второго регистра памяти подключен к входу управления первого мультиплексора; выход делителя с переменным коэффициентом деления подсоединен к тактовому входу счетчика, выход которого подключен к входу второго мультиплексора, выход последнего подключен к входу сброса цифрового накопителя; выход четвертого регистра памяти подключен к входу управления второго мультиплексора; выход блока формирования и задержки подключен к тактовому входу счетчика.

Цифровой синтезатор двухуровневых сигналов содержит эталонный генератор 1 и блок формирования и задержки 2, первый регистр памяти 3, цифровой накопитель 4, первый мультиплексор 5, второй регистр памяти 6, третий регистр памяти 7, делитель с переменным коэффициентом деления 8, счетчик 9, второй мультиплексор 10, четвертый регистр памяти 11; входы первого, второго, третьего и четвертого регистров памяти являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым цифровыми входами цифрового синтезатора двухуровневых сигналов, а выход первого мультиплексора является его цифровым выходом (фиг.1).

Цифровой синтезатор работает следующим образом.

Эталонный генератор 1 вырабатывает синусоидальный сигнал опорной частоты, из которого в блоке формирования и задержки 2 формируются последовательности тактовых импульсов формы «меандр», разнесенные во времени и служащие для синхронизации работы основных узлов цифрового синтезатора двухуровневых сигналов: цифрового накопителя 4, делителя с переменным коэффициентом деления 8 и счетчика 9.

На вход первого регистра памяти 3 поступает код A_i, который будет определять частоту следования прямоугольных импульсов на выходе цифрового накопителя 4. Одновременно на вход второго регистра памяти подается код B_i, который через второй регистр памяти 6 поступает на вход управления первого мультиплексора 5, тогда в зависимости от значения кода B_i на выход первого мультиплексора 5 будет проходить сигнал соответствующего разряда цифрового накопителя 4.

Если A_i=1, B_i=0, то на выходе первого мультиплексора 5 будет присутствовать сигнал первого (младшего) разряда цифрового накопителя 4; он будет иметь прямоугольную форму «меандр» с периодом следования 2 тактовых интервала.

На вход третьего регистра памяти 7 поступает код D_k, который будет определять коэффициент деления делителя с переменным коэффициентом деления 8. Выход делителя с переменным коэффициентом деления 8 подключен к тактовому входу счетчика 9, выход которого подсоединен к входу второго мультиплексора 10.

На вход четвертого регистра памяти 11 поступает код C_k, который через данный регистр поступает на вход управления второго мультиплексора 10. Код C_k будет определять сигнал с какого разряда счетчика 9 пройдет на выход второго мультиплексора 10.

Если задать D_k=5, C_k=0, то на выходе второго мультиплексора 10 будет сформирован импульс «гашения» длительностью 10 тактовых интервалов опорной частоты (t_гашен=10×Δt).

Таким образом, задавая коды C_k и D_k, можно сформировать импульсы «гашения» определенной длительности, которые с выхода второго мультиплексора 10 подаются на вход сброса (Reset) цифрового накопителя 4.

Таким образом, задавая соответствующие значения кодов A_i, B_i, C_k и D_k на входах первого, второго, третьего и четвертого регистров памяти, возможно сформировать сигнал на выходе первого мультиплексора 5, который является цифровым выходом цифрового синтезатора двухуровневых сигналов, в виде формы пачки прямоугольных импульсов с определенным периодом следования и требуемой длительностью импульсов «гашения». Для указанных выше значений кодов A_i=1, B_i=0, D_k=5, C_k=0 форма сигнала на выходе цифрового синтезатора двухуровневых сигналов представлена на фиг.2.

Литература

1. Патент РФ №2204197, 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 РФ №2058659, МПК Н03В 19/00. Цифровой синтезатор частот / Рябов И.В., Фищенко П.А. Заявл. 23.09.1993. Опубл. 20.04.1996. Бюл. №11. - 4 с. (прототип).

Цифровой синтезатор двухуровневых сигналов, содержащий последовательно соединенные эталонный генератор и блок формирования и задержки; первый регистр памяти; цифровой накопитель; последовательно соединенные третий регистр памяти и делитель с переменным коэффициентом деления; входы первого и третьего регистров памяти являются цифровыми входами цифрового синтезатора двухуровневых сигналов; выходы блока формирования и задержки подключены к тактовым входам цифрового накопителя и делителя с переменным коэффициентом деления, отличающийся тем, что введены второй и четвертый регистры памяти; счетчик; первый и второй мультиплексоры; выход первого регистра памяти подключен к входу цифрового накопителя, выход которого подключен к входу первого мультиплексора, выход последнего является цифровым выходом цифрового синтезатора двухуровневых сигналов; входы второго и четвертого регистров памяти являются вторым и четвертым цифровыми входами цифрового синтезатора двухуровневых сигналов; выход второго регистра памяти подключен к входу управления первого мультиплексора; выход делителя с переменным коэффициентом деления подсоединен к тактовому входу счетчика, выход которого подключен к входу второго мультиплексора, выход последнего подключен к входу сброса цифрового накопителя; выход четвертого регистра памяти подключен к входу управления второго мультиплексора; выход блока формирования и задержки подключен к тактовому входу счетчика.

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.

Устройство тактовой синхронизации для преобразования прерывистой информации в непрерывную // 2517269

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

Устройство подавления боковых лепестков при импульсном сжатии многофазных кодов (варианты) // 2515768

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

Способ формирования частоты и фазы выходного сигнала управляемого генератора блока синхронизации в режиме удержания // 2494535

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.

Синтезатор сетки частот на базе контура фапч с компенсацией помех дробности // 2491713

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.

Система автоматической подстройки частоты рассредоточенных лазеров // 2490788

Изобретение относится к области радиотехники и автоматики, к системам автоматической подстройки частоты излучения газовых лазеров непрерывного действия с улучшенными стабилизационными характеристиками и может быть использовано в космической технологии, в частности, для измерения «фиолетового смещения» частоты лазерного излучения в гравитационном поле Земли.

Способ и устройство временной синхронизации // 2468521

Изобретение относится к области связи, в частности к способу и устройству временной синхронизации. .

Устройство измерения задержки сигналов точного времени в каналах связи // 2460209

Изобретение относится к технике измерения сигналов точного времени в каналах связи и может использоваться в сетях электросвязи, системах передачи. .

Способ управления группированием наблюдений при фильтрации частотно-модулированных сигналов // 2453990

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для фильтрации информационных процессов, передаваемых с помощью частотно-модулированных сигналов. .

Цифровой вычислительный синтезатор для многочастотной телеграфии // 2452085

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

Способ селекции радиосигналов, устройство селекции радиосигналов и устройство определения подавления // 2549119

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. Способ селекции радиосигналов заключается в том, что из N схем селекции выбирают схему селекции с наиболее широкой полосой пропускания, для которой подавляющий сигнал полностью или наибольшая возможная часть его мощности находится вне ее полосы пропускания. Если подавляющий сигнал находится в полосе пропускания схемы селекции с наименее широкой полосой пропускания, то выбирают схему селекции с самой широкой полосой пропускания. Устройство для определения помеховой обстановки содержит N схем селекции, N детекторов, N-1 устройств сравнения, N-1 или N пороговых устройств и решающее устройство с N-1 или N входами. Это устройство выдает сигнал выбора схемы селекции по указанному способу. Устройство селекции радиосигналов содержит N схем селекции и управляемый переключатель. Причем решающее устройство может управлять выбором схемы селекции через управление переключателем в соответствии со способом. 3 н. и 21 з.п. ф-лы, 15 ил.

Глобально линеаризованная система синхронизации // 2554535

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. Устройство содержит подстраиваемый генератор 1, фазовращатель 2 на π/2, первый и второй фазовые детекторы 3 и 4, первый и второй компараторы напряжений 5 и 6, коммутатор 7 полярности сигнала, реверсивный счетчик 8, цифроаналоговый преобразователь 9, первый сумматор 10, линию 11 временной задержки, интегратор 12, логическую схему «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ» 13, формирователь импульсов 14, перемножитель сигналов 15, первый и второй блоки возведения текущего значения напряжения во вторую степень 16 и 17, второй сумматор 18, блок возведения текущего значения напряжения в 1/2 степень 19, первый делитель напряжений 20 и второй масштабирующий делитель напряжения 21. 3 ил.

Устройство фазовой автоподстройки частоты // 2565526

Изобретение относится к устройствам стабилизации параметров автогенераторов и может быть использовано в технике связи и управления, радиоавтоматике, системах авторегулирования. Достигаемый технический результат - повышение устойчивости, определяющей полосу захвата частоты, при сохранении высокой точности фазовой синхронизации. Устройство фазовой автоподстройки частоты содержит знакомодульный логический фазовый дискриминатор (ЗМЛФД), управляемый генератор, три сумматора напряжений, интегратор, пропорциональное звено, два формирователя напряжения, два обнуляемых интегратора и делитель частоты. 2 ил.

Свч синтезатор частот // 2580068

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. СВЧ синтезатор частот содержит СВЧ генератор, управляемый напряжением (ГУН), направленный ответвитель, СВЧ смеситель, источник входного СВЧ сигнала, первый делитель частоты с переменным коэффициентом деления, частотно-фазовый детектор, второй делитель частоты с переменным коэффициентом деления, источник опорного сигнала, фильтр нижних частот, фазовый компаратор, ждущий мультивибратор, два диода и операционный усилитель. 4 ил.

Цифровой вычислительный синтезатор частотно-модулированных сигналов // 2580444

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.

Способ увеличения полосы захвата системы фазовой автоподстройки частоты с знаковым логическим фазовым дискриминатором и устройство для его реализации // 2582878

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 частоты с фильтрацией // 2592887

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.

Способ формирования микроволновых сигналов с малым шагом сетки частот // 2594336

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.

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. 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.

Способ подстройки частоты и фазовый детектор // 2622628

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.