Цифроаналоговый синтезатор сложных частотно-модулированных сигналов
DIGITAL-TO-ANALOG SYNTHESIZER OF COMPLEX FREQUENCY-MODULATED SIGNALS

Изобретение относится к электронно-вычислительной технике и радиотехнике, предназначено для формирования частотно-модулированных сигналов и может быть использовано в телекоммуникационных системах и современных адаптивных системах связи.
Известны синтезаторы частот, имеющие в своем составе генератор, управляемый напряжением (ГУН), имеющий два управляющих элемента [1].
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является синтезатор с V-образным законом модуляции частоты, содержащий генератор тактовых импульсов, реверсивный счетчик, ЦАП, ГУН, схему сравнения кодов, блок постоянного запоминания, первый делитель частоты, фазовый дискриминатор, второй делитель частоты, цифровой вычислительный синтезатор [2].
Однако известные синтезаторы частот обладают сравнительно невысоким быстродействием и узкими функциональными возможностями.
Положительный технический результат - расширение функциональных возможностей синтезатора и повышение его быстродействия - достигается за счет того, что в цифроаналоговый синтезатор сложных частотно-модулированных сигналов содержащий последовательно соединенные цифровой вычислительный синтезатор, второй делитель с переменным коэффициентом деления, первый фазовый дискриминатор; последовательно соединенные генератор, управляемый напряжением (ГУН) с двумя управляющими элементами и первый делитель с переменным коэффициентом деления, причем новым является то, что введен второй контур управления, состоящий из модулятора, второго фазового дискриминатора, третьего делителя с переменным коэффициентом деления, причем выход ГУН соединен с входом третьего делителя с переменным коэффициентом деления, выход последнего подключен к первому входу второго фазового дискриминатора, на второй вход которого поступает сигнал с модулятора; выход второго фазового дискриминатора подключен к второму управляющему элементу ГУН; выход первого делителя частоты с переменным коэффициентом деления подключен ко второму входу первого фазового дискриминатора, выход которого через фильтр нижних частот подключен к первому управляющему элементу ГУН; выход ГУН является аналоговым выходом цифроаналогового синтезатора.
Цифроаналоговый синтезатор сложных частотно-модулированных сигналов содержит цифровой вычислительный синтезатор 1, генератор, управляемый напряжением (ГУН) 2 с двумя управляющими элементами, первый делитель с переменным коэффициентом деления (ДПКД) 3, второй делитель с переменным коэффициентом деления 4, первый фазовый дискриминатор 5, фильтр нижних частот (ФНЧ) 6, третий делитель с переменным коэффициентом деления 7, модулятор 8, второй фазовый дискриминатор 9. Выход ГУН 2 является аналоговым выходом цифроаналогового синтезатора.
Цифроаналоговый синтезатор сложных частотно-модулированных сигналов содержит последовательно соединенные цифровой вычислительный синтезатор 1, второй делитель с переменным коэффициентом деления (ДПКД) 4, первый вход первого фазового дискриминатора, фильтр нижних частот (ФНЧ) 6, первый управляющий элемент ГУН 2; ГУН 2 соединен со входом первого делителя с переменным коэффициентом деления (ДПКД) 3, выход которого подключен к второму входу первого фазового дискриминатора; последовательно соединенные модулятор 8, первый вход второго фазового дискриминатора 9, второй управляющий элемент ГУН 2; выход ГУН 2 соединен со входом третьего делителя с переменным коэффициентом деления (ДПКД) 7, выход последнего подключен ко второму входу второго фазового дискриминатора 9; выход ГУН 2 является аналоговым выходом цифроаналогового синтезатора.
Цифроаналоговый синтезатор сложных частотно-модулированных сигналов работает следующим образом.
Цифровой вычислительный синтезатор 1 вырабатывает сигнал с нужной модуляцией частоты, которая поступает на второй делитель частоты 4, где она делится в N раз и далее подается на первый вход первого фазового дискриминатора 5; ГУН 2 вырабатывает синусоидальный сигнал, который в М раз делится в первом делителе частоты и подается на второй вход фазового дискриминатора 5, выход последнего через ФНЧ 6 подключен к первому управляющему элементу ГУН 2.
Таким образом, частоту на выходе ГУН 2 можно описать формулой
Для передачи информационного сообщения используется модулятор 8, сигнал с выхода которого поступает на первый вход второго фазового дискриминатора; выходная частота ГУН 2 делится в K раз в третьем делителе частоты 7 и поступает на второй вход фазового дискриминатора 9, выход которого соединен со вторым управляющим элементом ГУН 2.
Таким образом, на выходе ГУН 2 будет следующая комбинация частот:
Сигнал на выходе ГУН 2 можно описать формулой
Таким образом, на выходе цифроаналогового синтезатора получается сложный частотно-модулированный сигнал, который можно использовать в современных адаптивных системах связи с программной перестройкой рабочей частоты.
Литература
1. В. Манассевич. Синтезаторы частот. М.: Радио и связь, 1979.
2. Патент РФ №2407144. МПК H03L 7/18. Синтезатор с V-образным законом модуляции частоты / Рябов И.В., Дедов А.Н., Юрьев П.М. Заявл. 22.06.2009. Опубл. 20.12.2010. Бюл. №35. - 8 с.