Синтезатор с v-образным законом модуляции частоты

Синтезатор с v-образным законом модуляции частоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к электронно-вычислительной технике и радиотехнике, предназначено для синтеза сигналов с частотной модуляцией и может использоваться в радиолокации, навигации, адаптивных системах связи и позволяет синтезировать сигнал с V-образным законом модуляции частоты.

Известны цифровые синтезаторы частот 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].

Также известен цифровой вычислительный синтезатор с квадратурными выходами, содержащий эталонный генератор, блок задержки, два регистра памяти, два цифровых накопителя, делитель с переменным коэффициентом деления, два преобразователя кодов, два цифроаналоговых преобразователя, два фильтра нижних частот [2].

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является синтезатор частот на основе ГУН с фазовой автоподстройкой частоты, содержащий генератор, управляемый напряжением, два делителя частоты, фазовый дискриминатор и опорный (эталонный) генератор [4].

Однако известные цифровые синтезаторы обладают низким быстродействием и сравнительно узким диапазоном синтезируемых частот. Изобретение позволяет расширить диапазон частот синтезируемых сигналов и повысить быстродействие синтезаторов.

Положительный эффект - расширение диапазона частот синтезируемых сигналов и повышение быстродействия синтезаторов - достигается за счет того, что в синтезатор с V-образным законом модуляции частоты, содержащий последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, цифровой вычислительный синтезатор, второй делитель частоты, фазовый дискриминатор; последовательно соединенные генератор, управляемый напряжением, первый делитель частоты, фазовый дискриминатор, выход которого подключен к первому входу управления генератора, управляемому напряжением, а выход последнего является выходом синтезатора с V-образным законом модуляции частоты, причем новым является то, что введены последовательно соединенные блок постоянного запоминания, схема сравнения кодов, реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь, выход которого подключен ко второму управляющему входу генератора, управляемому напряжением; выход реверсивного счетчика подсоединен ко второму входу схемы сравнения кодов, выход генератора тактовых импульсов подключен к тактовому входу реверсивного счетчика, а адресный вход блока постоянного запоминания является цифровым входом синтезатора с V-образным законом модуляции частоты.

На чертеже приведена структурная схема синтезатора с V-образным законом модуляции частоты. Синтезатор с V-образным законом модуляции частоты содержит генератор тактовых импульсов 1, реверсивный счетчик 2, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 3, генератор, управляемый напряжением (ГУН) 4, схему сравнения кодов 5, блок постоянного запоминания (ПЗУ) 6, первый делитель частоты 7, фазовый дискриминатор (ФД) 8, второй делитель частоты 9, цифровой вычислительный синтезатор (ЦВС) 10.

Синтезатор частот работает следующим образом. На адресный вход ПЗУ 6 поступает код A_i, который в схеме сравнения кодов 5 сравнивается с кодом Q на выходе реверсивного счетчика 2 и если Q<A_i, то счетчик 2 переключается в режим счета на увеличение. Код Q с выхода счетчика 2 поступает на ЦАП 3, напряжение с выхода которого подается на второй управляющий вход ГУН 4. Увеличение кода Q приводит к увеличению напряжения на ЦАП 3, что приводит к повышению частоты ГУН синтезируемого сигнала. Генератор тактовых импульсов 1 служит для тактирования цифрового вычислительного синтезатора 10 и реверсивного счетчика 2. Сигнал с выхода ГУН 4 проходит через первый делитель частоты 7 и поступает на первый вход фазового дискриминатора 8, на другой вход которого подается сигнал с цифрового вычислительного синтезатора 10 через второй делитель частоты 9. На выходе фазового дискриминатора 8 будет сформировано управляющее напряжение, пропорциональное сигналу ошибки, который поступает на первый управляющий вход ГУН 4. Далее на адресный вход ПЗУ 6 поступает код B_j, определяющий значение конечной частоты синтезатора, который поступает на вход схемы сравнения кодов 5. При условии Q>B_j происходит переключение режима счета реверсивного счетчика 2 на уменьшение. В соответствии с этим на выходе ЦАП 3 формируется управляющее напряжение, которое будет определять частоту ГУН 4.

На выходе ГУН 4 частота синтезируемого сигнала f_ГУН будет пропорциональна коду Q реверсивного счетчика 2. Частота на выходе ГУН определяется следующей формулой:

Далее код Q на выходе счетчика 2 начнет уменьшаться, пока не выполнится условие Q<A_i, после чего направление счета счетчика 2 вновь станет положительным. Таким образом, на выходе синтезатора с V-образным законом модуляции частоты формируется частотно-модулированный сигнал, амплитуда которого изменяется по формуле:

где f' - скорость изменения частоты;

f_ГУН - начальная частота ГУН.

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.

2. Патент №2294054 Российской Федерации, МПК H03L 7/18, Цифровой вычислительный синтезатор с квадратурными выходами. / Рябов И.В. - Заявл. 25.10.2005. Опубл. 20.02.2007. Бюл. №5.

3. Рябов И.В. Цифровой синтез прецизионных сигналов. Монография / И.В.Рябов: Йошкар-Ола: МарГТУ, 2005. 152 с.

4. Формирование прецизионных частот и сигналов: Учеб. пособие / Н.П.Ямпурин, В.В.Болознев, Е.В.Сафонова, Е.Б.Жалнин; Н. Новгород: Нижегород. гос. техн. ун-т, 2003.

Синтезатор с V-образным законом модуляции частоты, содержащий последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, цифровой вычислительный синтезатор, второй делитель частоты, первый вход фазового дискриминатора; последовательно соединенные генератор, управляемый напряжением, первый делитель частоты, второй вход фазового дискриминатора, выход которого подключен к первому входу управления генератора, управляемому напряжением, а выход последнего является выходом синтезатора с V-образным законом модуляции частоты, отличающийся тем, что введены последовательно соединенные блок постоянного запоминания, схема сравнения кодов, реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь, выход которого подключен к второму управляющему входу генератора, управляемого напряжением; выход реверсивного счетчика подсоединен ко второму входу схемы сравнения кодов, выход генератора тактовых импульсов подключен к тактовому входу реверсивного счетчика, а адресный вход блока постоянного запоминания является цифровым входом синтезатора с V-образным законом модуляции частоты.