ЦИФРОВОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ СИНТЕЗАТОР С КВАДРАТУРНЫМИ ВЫХОДАМИ Российский патент 2007 года по МПК H03L7/18 

Описание патента на изобретение RU2294054C1

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

Известны цифровые синтезаторы частот, содержащие генератор тактовых импульсов, блок задержки, два блока постоянного запоминания, счетчик с предварительной установкой, два регистра памяти, два цифровых накопителя, преобразователь кодов, цифроаналоговый преобразователь, фильтр нижних частот и формирователь импульсов [1].

Наиболее близким техническим решением (прототипом) к предлагаемому является цифровой синтезатор частот, содержащий последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и блок задержки, последовательно соединенные первый блок постоянного запоминания и счетчик с предварительной установкой, последовательно соединенные второй блок постоянного запоминания, второй регистр памяти, второй цифровой накопитель, первый регистр памяти, первый цифровой накопитель, преобразователь кодов, цифроаналоговый преобразователь, фильтр нижних частот, выход которого является выходом цифрового синтезатора частот, а входами являются адресные входы первого и второго блоков постоянного запоминания [2].

Однако в известных цифровых синтезаторах частот нет возможности получения когерентных квадратурных сигналов.

Изобретение позволяет расширить функциональные возможности цифрового синтезатора и дает возможность синтезировать когерентные квадратурные частотно-модулированные сигналы.

Положительный эффект - обеспечение возможности синтеза когерентных квадратурных частотно-модулированных сигналов - достигается за счет того, что в цифровой вычислительный синтезатор, содержащий последовательно соединенные эталонный генератор и блок задержки; два регистра памяти; два цифровых накопителя; делитель с переменным коэффициентом деления; последовательно соединенные второй цифровой накопитель, первый преобразователь кодов, первый цифроаналоговый преобразователь и первый фильтр нижних частот, выход которого является аналоговым выходом всего устройства; выходы блока задержки соединены с тактовыми входами делителя с переменным коэффициентом деления, второго цифрового накопителя и первого цифро-аналогового преобразователя; выход делителя с переменным коэффициентом деления подключен к входу последовательного переноса первого цифрового накопителя, причем новым является то, что в цифровой вычислительный синтезатор введены инвертор; последовательно соединенные второй преобразователь кодов, второй цифроаналоговый преобразователь, второй фильтр нижних частот, выход которого является вторым аналоговым выходом цифрового вычислительного синтезатора, а его входами являются входы первого и второго регистров памяти; выход первого регистра памяти подключен к входу первого цифрового накопителя, выход последнего подсоединен к входу второго цифрового накопителя, старший выходной разряд которого подключен к входу управления инверсией первого преобразователя кодов и входу инвертора, выход которого подключен к входу управления инверсией второго преобразователя кодов; выход второго регистра памяти подсоединен к входу делителя с переменным коэффициентом деления; выход второго цифрового накопителя подключен к входу второго преобразователя кодов; выход блока задержки подключен к тактовому входу второго цифроаналогового преобразователя.

На фиг.1 приведена структурная схема цифрового вычислительного синтезатора, на фиг.2 - графики выходных сигналов ЦВС.

Цифровой вычислительный синтезатор (фиг.1) содержит эталонный (опорный) генератор 1, блок задержки 2, первый регистр памяти 3, первый цифровой накопитель 4, второй цифровой накопитель 5, первый преобразователь кодов 6, первый цифроаналоговый преобразователь 7, первый фильтр нижних частот 8, второй регистр памяти 9, делитель с переменным коэффициентом деления 10, инвертор 11, второй преобразователь кодов 12, второй цифроаналоговый преобразователь 13, второй фильтр нижних частот 14.

Цифровой вычислительный синтезатор работает следующим образом.

На вход первого регистра памяти 3 поступает код начальной частоты Сi, а на вход второго регистра памяти 9 - код Dk, определяющий коэффициент деления делителя 10 и скорость изменения частоты цифрового вычислительного синтезатора.

Эталонный генератор 1 выдает сигнал опорной частоты синусоидальной формы, который поступает на вход блока задержки 2, формирующий разнесенные во времени последовательности прямоугольных импульсов формы «меандр», которые поступают на вход делителя с переменным коэффициентом деления 10, входы первого и второго цифровых накопителей 4 и 5, входы первого и второго цифроаналоговых преобразователей 7 и 13, и служат для синхронизации работы цифрового вычислительного синтезатора.

С первым тактовым импульсом в момент t1 (фиг.2) код начальной частоты Сi из первого регистра памяти 3 записывается в первый цифровой накопитель 4, а код коэффициента деления Dk из второго регистра памяти 9 записывается в делитель с переменным коэффициентом деления 10.

Затем с каждым тактовым импульсом код А на выходе первого цифрового накопителя 4 будет изменяться следующим образом:

Этот код А поступает на вход второго цифрового накопителя 5, результат суммирования в котором будет изменяться по формуле:

Старший разряд кода суммы SSGN является знаковым и поступает на вход управления инверсией первого преобразователя кодов 6 и на вход инвертора 11. С выхода инвертора сигнал SSGN поступает на вход второго преобразователя кодов 12, остальные N старших разрядов (где N - разрядность ЦАП) через первый и второй преобразователи кодов 6 и 12 поступает на информационные входы первого и второго ЦАП 7 и 13 соответственно.

Если SSGN=0, то на первый ЦАП 7 поступает прямой двоичный код суммы, а на второй ЦАП 13 - обратный двоичный код суммы. Если SSGN=1, то на первый ЦАП 7 поступает обратный код суммы, а на второй ЦАП 13 - прямой код суммы.

На выходах ЦАП 7 и 13 формируются ступенчатые сигналы «треугольной» формы, сдвинутые по фазе на 180°. Фильтры нижних частот 8 и 14 имеют частоты среза fcp<fm/2, где fm - тактовая частота. Таким образом, фильтры нижних частот 8 и 14 пропускают только первую гармонику синтезированных сигналов.

Если принять, что ω0i - начальная циклическая частота;

0.5 ω`=1/Dk - скорость изменения циклической частоты;

Δt=Т - длительность тактового интервала, то тогда на выходах ФНЧ 8 и 14 будут присутствовать ЛЧМ-сигналы, амплитуда которых изменяется по формуле:

где Um - амплитуда сигнала.

Таким образом, в цифровом вычислительном синтезаторе формируются два когерентных квадратурных ЛЧМ-сигнала.

Литература

1. Патент №2149503 Российской Федерации, МКИ Н 03 В 19/00, Цифровой синтезатор частот / Рябов И.В., Рябов В.И. - Заявл. 13.04.1999. Опубл. 20.05.2000. Бюл. №14.

2. Патент №2058659 Российской Федерации, МКИ Н 03 В 19/00, Цифровой синтезатор частот / Рябов И.В., Фищенко П.А. - Заявл. 23.09.1993. Опубл. 20.04.1996 Бюл. №11 (прототип).

Похожие патенты RU2294054C1

название год авторы номер документа
ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗАТОР МНОГОФАЗНЫХ СИГНАЛОВ 2010
  • Рябов Игорь Владимирович
  • Дедов Андрей Николаевич
  • Юрьев Павел Михайлович
RU2423782C1
ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТНО- И ФАЗОМОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ 2007
  • Рябов Игорь Владимирович
  • Юрьев Павел Михайлович
RU2358384C2
Цифровой синтезатор с М-образным законом изменения частоты 2017
  • Рябов Игорь Владимирович
  • Стрельников Игорь Витальевич
  • Дегтярев Николай Васильевич
  • Юрьев Павел Михайлович
RU2682847C1
Цифровой вычислительный синтезатор частотно-модулированных сигналов 2019
  • Рябов Игорь Владимирович
  • Бочкарев Дмитрий Николаевич
  • Стрельников Игорь Витальевич
  • Дегтярев Николай Васильевич
RU2718461C1
ЦИФРОВОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ СИНТЕЗАТОР С БЫСТРОЙ ПЕРЕСТРОЙКОЙ ЧАСТОТЫ 2012
  • Рябов Игорь Владимирович
  • Дедов Андрей Николаевич
  • Петухов Игорь Валерьевич
RU2491710C1
Цифровой вычислительный синтезатор двухчастотных частотно-модулированных сигналов 2024
  • Рябов Игорь Владимирович
  • Миронов Дмитрий Ярославович
  • Макаров Алексей Евгеньевич
  • Алексеев Николай Олегович
RU2826705C1
ЦИФРОВОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ 2014
  • Рябов Игорь Владимирович
  • Дедов Андрей Николаевич
  • Толмачев Сергей Владимирович
  • Чернов Денис Алексеевич
  • Мишаков Алексей Анатольевич
RU2566962C1
Цифровой синтезатор фазоманипулированных сигналов 2019
  • Рябов Игорь Владимирович
  • Бочкарев Дмитрий Николаевич
  • Стрельников Игорь Витальевич
  • Дегтярев Николай Васильевич
  • Клюжев Евгений Сергеевич
RU2701050C1
ЦИФРОВОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ 2014
  • Рябов Игорь Владимирович
  • Дедов Андрей Николаевич
  • Чернов Денис Алексеевич
  • Толмачев Сергей Владимирович
RU2580444C1
ГЕНЕРАТОР ПАРНЫХ СИГНАЛОВ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ФОРМЫ 2022
  • Чулков Валерий Александрович
RU2795263C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 294 054 C1

Реферат патента 2007 года ЦИФРОВОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ СИНТЕЗАТОР С КВАДРАТУРНЫМИ ВЫХОДАМИ

Изобретение относится к электронно-вычислительной технике и радиотехнике и может быть использовано в системах радиолокации, навигации и адаптивных системах связи. Достигаемый технический результат - обеспечение возможности синтеза когерентных квадратурных частотно-модулированных сигналов. Устройство содержит 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 и инвертор. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 294 054 C1

Цифровой вычислительный синтезатор с квадратурными выходами, содержащий последовательно соединенные эталонный генератор и блок задержки; два регистра памяти; цифровой накопитель; делитель с переменным коэффициентом деления; последовательно соединенные второй цифровой накопитель, первый преобразователь кодов, первый цифроаналоговый преобразователь и первый фильтр нижних частот, выход которого является аналоговым выходом всего устройства; выходы блока задержки соединены с тактовыми входами делителя с переменным коэффициентом деления, второго цифрового накопителя и первого цифроаналогового преобразователя; выход делителя с переменным коэффициентом деления подключен к входу последовательного переноса первого цифрового накопителя, отличающийся тем, что в цифровой вычислительный синтезатор введены инвертор; последовательно соединенные второй преобразователь кодов, второй цифроаналоговый преобразователь, второй фильтр нижних частот, выход которого является вторым аналоговым выходом цифрового вычислительного синтезатора, а его входами являются входы первого и второго регистров памяти; выход первого регистра памяти подключен к входу первого цифрового накопителя, выход последнего подсоединен к входу второго цифрового накопителя, старший выходной разряд которого подключен к входу управления инверсией первого преобразователя кодов и входу инвертора, выход которого подключен к входу управления инверсией второго преобразователя кодов; выход второго регистра памяти подсоединен к входу делителя с переменным коэффициентом деления; выход второго цифрового накопителя подключен к входу второго преобразователя кодов; выход блока задержки подключен к тактовому входу второго цифроаналогового преобразователя.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2007 года RU2294054C1

RU 2058659 C1, 20.04.1996
ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТ 1999
  • Рябов И.В.
  • Рябов В.И.
  • Голуб Д.В.
RU2149503C1
US 4349897, 14.09.1982
Станок для скручивания концов проволок у панцирных сеток 1959
  • Волошинов Б.С.
SU125790A1
Пюпитр для работы на пишущих машинах 1922
  • Лавровский Д.П.
SU86A1

RU 2 294 054 C1

Авторы

Рябов Игорь Владимирович

Даты

2007-02-20Публикация

2005-10-25Подача