Цифровой формирователь частотно-манипулированного сигнала Советский патент 1990 года по МПК H04L27/12 

Фиг.1

Изобретение относится к радиотех- нике и может использоваться в передающих устройствах систем радиосвязи и в измерительных устройствах.

Цель изобретения - уменьшение вне- полосных излучений за счет формирования когерентных посылок.

На фиг. приведена структурная электрическая схема цифрового форми- рователя частотно-манипулированного сигнала, на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы, поясняюшие принцип его функционирования.

Цифровой Формирователь частотно- манипулированногс сигнала содержит опорный генератор 1, первый двоичный счетчик 2, реверсный счетчик 3 и фильтр 4 нижних частот, а также содержит первый,второй и третий D-триггеры 5-7 соответственно,первый 8 и второй 9 элементы И-НЕ, второй 10 и третий П двоичные счетчики, делитель 12 частоты, блок 13 сравнения кодов и счетный триггер 14.

Работа цифрового формирователя частотно-манилулированното сигнала основана на принципе стробоскопа. Получение стробоскопического окна осуществляется с помощью блока 13 срав- нения кодов. Цикл смены кодов первого двоичного счетчика 2 повторяется fa

с частотой f

2k

з. цикл скены

кодов реверсивного счетчика 3 с ча.сfo

тотой в п раз .меньшей

f2 2k -n

где f0 - частота опорного генератора 1, k - коэффициент деления счетчиков 2 и 3, п - коэффициент деления третьего двоичного счетчика, а 2 - коэффициент деления счетного триггера 14.

Моменты равенства кодов в соответствии с этим принципом следуют с разностной частотой в случае, если порядок смены состояний счетчиков 2 и 3 совпадает, и с суммарной частотой, если счетчик 3 считает в обратном порядке относительно счетчика 2. Однако, если n k, то на выходе блока 13 сравнения кодов формируются пачки импульсов, следующих с частотой f ( , независимо от порядка счета реверсивного счетчика 3, так как за время большее, чем цикл счета счетчика 2, смены состояния счетчика 3 может не произойти. Для получения гарантированной разницы в периодах колебаний

верхней и нижней частот частотно-манипулированного сигнала в формирователь введен делитель 12 частоты с коэффициентом деления т, выбираемый

п из условия т. Таким обрдзом,

верхняя частота формируемого сигнала определяется выражением

(

2k

2rrk

)

m

(n+I)

2km нижняя

f

J°- 2km

fo f0 2k 2nk

(n-1) n

)

m

Для получения когерентных посылок необходимо, чтобы переключение частот происходило в моменты времени, кратные обеим частотам частотно-манипулированного сигнала. При этом на интервале кратности TT укладывается п+ периодов верхней частоты и п-1 периодов нижней частоты. Для Формирования тактовой частоты служит второй двоичный счетчик 10 первого канала деления с коэффициентами деления m -n (фиг.2а). Период следования этих

2k m n импульсов равен Т - при

О

m 4 и п 6. Мгновенные значения кодов на выходах первого двоичного счетчика 2 показаны сплош- , ной линией (фиг.26), а код на выходах реверсивного счетчика 3 - штриховой линией. Моменты совпадения кодов обозначены точками в местах пересечения пологих участков этих линий.

На фиг.2 показаны импульсы на выходе блока 3 сравнения кодов (в), сигнал на выходе делителя 12 частоты (г), сигнал на реверсирующем входе реверсивного счетчика 3 (д).

Диаграммы (фиг.2) изображены без учета дискретности значений кодов на выходах первого двоичного 2 и реверсивного 3 счетчиков. На практике при выделении моментов совпадения кодов возникают следующие трудности: из-за неодновременноети изменения сигналов на разрядных выходах вслед- стви е разброса времени срабатывания элементов схемы счетчиков на выходе

блока 13 сравнения кодов возможно появление паразитных импульсов в моменты смены состояний счетчиков.

Кроме того, при встречном направлении счета при переходе двоичного счетчика из состояния i в i + 1 и одновременном переходе реверсивного счетчика из состояния i+ в состояние is момент равенства кодов может быть пропущен блоком 1 3 сравнения кодов и на его выходе не сформируется импульс. При одинаковом направлении счета и при неодновременном переходе счетчиков из состояния i в состояние 1+1 импульс на выходе блока 13 сравнения кодов, соответствующий равенству кодов счетчика,мо

жет разделиться на две части, что приводит к сбою в работе схемы.

Для устранения таких ситуаций необходимо разнести моменты смены состояний счетчиков первого и второго каналов. Это достигается тем, что прямой выход счетного триггера 14 соединен со счетным входом первого двоичного счетчика 2 первого канала деления, а инверсный выход счетного триггера - со счетным входом третьего двоичного счетчика 11 второго канала деления. При этом моменты смены состояний счетчиков первого и второго канала оказываются разнесенными на интервал времени, равный периоду опорной частоты TQ , Кроме

о

того, для надежного выделения импульсов с выхода блока 13 сравнения кодо введен второй D-триггер 6, на D- вход которого поступает сигнал с выхода блока 13 сравнения кодов, а на синхровход - импульсы с выхода управляемого счетного триггера, выполненного на первом D-триггере 5 и двух

элементах И-НЕ 8 и 9.

На фиг. 3 представлены временные диаграммы, поясняющие процесс выделения импульсов, соответствующих моментам совпадения кодов первого двоичного 2 и реверсивного 3 счетчиков. В данном случае коэффициент де ления счетчиков 2 и 3 равен восьми, и на счетный вход счетчика 2 поступает частота в шесть раз более высокая, чем на счетный вход реверсивного счетчика, т.е. k 8, п 6.

На фиг.За представлены дискретные функции изменения кода состояния счетчиков 2 и 3. Сплошной линией изо ражена функция изменения кода перво

20

5558956

го двоичного счетчика 2, штриховой линией - функция кодов состояния реверсивного счетчика 3 при прямом по- г рядке счета, а пунктирной линией - при обратном порядке счета. Моменты смены состояний счетчиков разнесены на период опорной частоты. На фиг.Зб изображены импульсы на выходе блока

Ю 13 сравнения кодов. Заштрихованы импульсы, формируемые при сравнении кодов пряного и обратного счета. На фиг,3в изображены импульсы, формируемые на выходе второго D-триггера 6

15 при.,подаче на его синхровход импульсов, изображенных на фиг.Зг. Частота этих импульсов равна частоте опорного генератора f0 при сравнении кодов прямого и обратного счета н в два раfo

за более

низкая частота - при одина

ковом порядке счета двоичного 2 и реверсивного 3 счетчиков. Сигнал, уп- равляюший порядком счета реверсивного счетчика 3, вырабатывается с по- ,мощью третьего D-триггера 7 и изображен на фиг.Зд.

Использование D-триггера для формирования импульсов, соответствующих моментам равенства кодов, исключает возможность пропуска или ошибочного выделения импульсов, необходимых для надежной работы делителя 12 частоты.

Преимуществом предлагаемого технического решения является возможность формирования с высокой точностью выходных частот частотно-манипулиро- ванного сигнала, практически без использования аналоговой техники за исключением фильтра 4 нижних частот, который может быть исключен, если не требуется формирования синусоидального сигнала.

Получение когерентных посылок несущих частот приводит к снижению вне- полосных излучений и предопределяет возможность фазовой синхронизации приемной стороны с высокой точностью.

Формула изобретения

Цифровой формирователь частотно- манипулированного сигнала, содержащий опорный генератор, первый, двоичный счетчик, реверсивный счетчик и Фильтр нижних частот, выход которого является выходом цифрового формирователя, отличающийся тем, что, с целью уменьшения внеполосных излучений за счет формирования когерентных посылок, введены три D-триггера, два элемента И-ВЕ, второй и третий двоичные счетчики, делитель частоты, блок сравнения кодов и счетный триггер, вход которого соединен с выходом опорного генератора, тактовым входом первого D-триггера и первым входом первого элемента И-НЕ, выход которого подключен к тактовому входу второго D-триггера, выход и информационный вход которого соединены соответственно с входом делителя частоты и выходом блока сравнения кодов, первые и вторые входы которого соединены соответственно с выходами реверсивного счетчика и первыми выходами первого двоичного счетчика, второй выход которого через второй двоичный счетчик подключен к установочным входам третьего двоичного счет-

5

0

чика и реверсивного счетчика, такто- .вый и реверсирующий входы которого соединены соответственно с выходом третьего двоичного счетчика и выходом третьего D-триггера, тактовый вход которого подключен к выходу делителя частоты и входу фильтра нижних частот, при этом прямой и инверсный выходы счетного триггера соединены соответственно с входом первого и тактовым входом третьего двоичных счетчиков, выходы первого и третьего D-триггеров соединены с входами второго элемента И-НЕ, информационный вход и выход первого D-триггера подключены соответственно к выходу второго и второму входу первого элементов И-НЕ, а информационный вход третьего D-триггера является информационным входом цифрового формирователя.

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - уменьшение внеполосных излучений за счет формирования когерентных посылок. Цифровой формирователь частотно-манипулированного (ЧМ) сигнала содержит опорный г-р 1, двоичные счетчики 2, 10 и 11, реверсивный счетчик 3, фильтр 4 нижних частот, D-триггеры 5, 6 и 7, эл-ты И-НЕ 8 и 9, делитель 12 частоты, блок сравнения 13 кодов и счетный триггер 14. Работа цифрового формирователя ЧМ сигнала основана на принципе стробоскопа. Получение стробоскопического окна осуществляется с помощью блока сравнения 13 кодов. Для получения когерентных посылок несущих частот в формирователе переключение частот осуществляется в моменты времени, кратные обеим частотам (верхней и нижней) ЧМ сигнала. Для формирования тактовой частоты служит двоичный счетчик 10. 3 ил.

Тт 2ктпТд . , m 4i ,

II11 ШИШИ IJ.1UJJ.JJJ,. 11.1 It I i II 111.111.11 И 11 И.И I

I-J--,

4Ь

-.si

JiLJUULJIL-JLlUL a a a ta ...лп,ллп.. а и а. .и

T jnJn3 lJ I rLJ

err