Способ достижения необходимого значения стабильности частоты генератора периодического сигнала при использовании генераторов частоты периодического (в том числе синусоидального) сигнала с тем же значением номинальной частоты, но с меньшими значениями стабильности

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 2638962:

Локтев Вячеслав Викторович (RU)
Хачатуров Левон Александрович (RU)

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.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в аппаратуре различного назначения и измерительной технике. Известно устройство (патент № 892741, SU) стабилизации частоты генератора, состоящего из набора электронных устройств, включая опорный генератор.

Недостатком этого способа является необходимость иметь опорный генератор, который отсутствует в описываемом изобретении. Известен также способ стабилизации частоты К генераторов (№ патента RU 2219654) , имеющих равные или близкие нестабильности частот с помощью К+1 генератора, задающего параметры стабилизации.

1-м недостатком этого способа является необходимость множества измерений для формирования управляющих сигналов для приближения частот к их номинальным значениям.

2-м недостатком этого способа является зависимость получения результатов от параметров К+1 генератора (заменяющего собой опорный генератор), заданных с определенной погрешностью.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в технической возможности достижения необходимой стабильности генератора, применяя схему с использованием генераторов с более низкой стабильностью частоты.

На Фиг. 1 изображена схема устройства для реализации предложенного способа в случае несинусоидальной формы периодического сигнала исходных генераторов, а на Фиг. 2 - схема для синусоидальной формы периодического сигнала исходных генераторов.

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 реализуется следующим образом:

Сигналы с двух независимых генераторов периодических сигналов (1) и (2) с некоррелированными выходными сигналами, с равными или близкими значениями выходных частот , а также равными значениями флуктуаций входных частот подаются на входы Полосовых фильтров (3) и (4)¹ (¹ В случае, если периодические сигналы генераторов (1) и (2) являются синусоидальными, Полосовые фильтры (3) и (4) не нужны и сигналы с генераторов сразу подаются на вход Умножителя сигналов (5) (см. схему, изображенную на Фиг. 2), настроенных на пропускание номинальной частоты генераторов (для того, чтобы пропустить только первую гармонику периодического сигнала); сигналы с выходов Полосовых фильтров (3) и (4) подаются на входы Умножителя сигналов (5); выходной сигнал Умножителя сигналов (5), представляющий собой суперпозицию сигналов с разностной и суммарной частотой, подается на вход высокочастотного фильтра (ВЧ-фильтра) (6), на выходе которого остается сигнал синусоидальной формы только с суммарной частотой; далее сигнал с выхода ВЧ-фильтра подается на Делитель частоты на 2 (7), в результате чего на выходе Делителя частоты на 2 возникает сигнал с частотой F₃, близкой или равной частотам входных генераторов (1) и (2) и флуктуацией частоты , что эквивалентно увеличению стабильности частоты в раз.

Математические пояснения:

Сигналы с частотами F₁ и F₂,

где F_i(t)=F₀+ΔF_il+ΔF_i(t), i=1,2;

F₀ - номинальная частота генератора,

ΔF_il -постоянная погрешность i-го генератора, вызванная особенностями генератора,

ΔF_i(t) - переменная флуктуация отклонений частоты от среднего значения F₀+AF_il

при этом - дисперсия частоты исходных сигналов² (²Верхнее подчеркивание над переменной величиной обозначает операцию усреднения M(t);

Сигнал с суммарной частотой (на выходе Умножителя):

F₁₂(t)=2F₀+ΔF₁₂+ΔF₁₂(t),

где ΔF₁₂=ΔF₁+ΔF₂ - новая постоянная погрешность;

ΔF₁₂(t)=ΔF₁(t)+ΔF₂(t) - новая переменная флуктуация.

При этом дисперсия суммарного сигнала определяется по формуле:

, из этого следует, что ,

Таким образом, если исходная относительная погрешность генераторов была равна , то конечная относительная погрешность равна , т.е. стала меньше в раз, что эквивалентно увеличению стабильности частоты в раз, т.к. величина стабильности частоты генератора обратно пропорциональна величине относительной погрешности частоты генератора. Выходной сигнал с Делителя частоты на 2 (7) подают на Полосовой Фильтр (8), пропускающий только первую гармонику. Полученный таким образом сигнал имеет синусоидальную форму с увеличенной в раз стабильностью. Вся совокупность вышеописанных устройств объявляется генератором с новой полученной стабильностью, и процесс повторяется заново до достижения нужного результата.

Использование (применение) данного способа позволит избежать применения дорогостоящих генераторов с более высокой стабильностью частоты, заменив их предложенной схемой с менее дорогостоящими генераторами и меньшей стабильностью частоты.

Способ достижения необходимого значения стабильности частоты генератора периодического (в том числе синусоидального) сигнала при использовании генераторов периодического (в том числе синусоидального) сигнала с тем же значением номинальной частоты, но с меньшими значениями стабильности, отличающийся тем, что для достижения необходимого значения используется следующий рекуррентный подход: 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.

Похожие патенты:

Генератор шкалы времени // 2637872

Генератор шкалы времени относится к устройствам синхронизации сигналов по частоте, сдвигу фазы и шкале времени. Техническим результатом является повышение точности синхронизации шкалы времени.

Управление синхронизацией для несогласованного приемника сигнала // 2632406

Группа изобретений относится к запоминающим устройствам и может быть использована для управления синхронизацией для записи в запоминающие устройства в несогласованной архитектуре.

Устройство подавления боковых лепестков при импульсном сжатии симметрично усеченных многофазных кодов (варианты) // 2628475

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.

Устройство подавления боковых лепестков при импульсном сжатии многофазных кодов р3 // 2625559

Изобретение относится к радиолокации и гидролокации. Технический результат – обеспечение подавления боковых лепестков для кода P3 нечетной длины.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Способ синхронной передачи информации без ее трансляции // 2640630

Изобретение относится к области связи. Технический результат – обеспечение возможности автоматического изменения режима работы средств связи в любое время из передающего пункта, с одновременной синхронизацией на передающем и приемном пункте. Для этого предложен способ синхронной передачи информации без ее трансляции, характеризующийся синхронной параллельной генерацией на передающем и приемном пунктах (Ппер и Ппр) каждой очередной буквы передаваемого сообщения, причем генерация на пунктах осуществляется на одинаковых генераторах двоичного циклического кода Гпер и Гпр с одинаковым их исходным состоянием в одном и том же режиме их работы путем перебора на Гпер используемого алфавита со сравнением каждой буквы алфавита с текущей передаваемой буквой, считанной из ЗУпер в рабочий регистр Рг пер, причем перед передачей очередного сообщения при наличии признака «установка режима работы» (ПУРР) и кода соответствующего режима работы, считываемых из ЗУпер на Рг пер, осуществляют установку на Гпер и Гпр соответствующего режима их синхронной работы с помощью коммутаторов режимов работы в Ппер (КРРпер) и в Ппр (КРРпр). 4 з.п. ф-лы.

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.