Синтезатор сигналов

 

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение спектральной чистоты выходного сигнала. Синтезатор сигналов содержит формирователь 2 кода фазы , тактовый генератор 1, формирователь 3 отсчетов синтезируемого сигнала, первый 4 и второй 5 блоки памяти, N умножителей кодов 8i, 828м, N комбинационных сумматоров 9i, 929м. N регистров памяти 10i, 102Юм, N цифроаналоговых преобразователей (ЦАП) 111,112UN, сумматор 7, фильтр 4 нижних частот. Формирование выходного сигнала осуществляется одновременно в N каналах. При этом в каждом из каналов формируемые сигналы синфазны, а паразитные в каждом из каналов друг относительно друга случайны. Положительный эффект достигается за счет того, что в сумматоре 7 суммирование полезных сигналов осуществляется синфазно (по напряжению), а паразитных по мощности. 1 ил. со с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я>s Н 03 В 19/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4786710/09 (22) 26.01.90 (46) 23.03.92. Бюл. ¹ 11 (71) Московский институт связи (72) В.П.Будишов и В,Н.Кочемасов (53) 621.373.42 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹1363423,,кл. Н 03 В 19/00, 26.05.86.

Тирней и др. Цифровые синтезаторы частоты, — Зарубежная радиоэлектроника, 1972, № 3, с.57 — 61. (54) СИНТЕЗАТОР СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к радиотехнике.

Цель изобретения — повышение спектральной чистоты выходного сигнала. Синтезатор сигналов содержит формирователь 2 кода фа„„5U 1721788 А1 зы, тактовый генератор 1, формирователь 3 отсчетов синтезируемого сигнала, первый 4 и второй 5 блоки памяти, N умножителей кодов 81, 82,...,8N, N комбинационных сумматоров 9>, 92,...,9N, N регистров памяти 101, 10 „„,10, N цифроаналоговых преобразователей (ЦАП) 111,112,...,11ы, сумматор 7, фильтр 4 нижних частот. Формирование выходного сигнала осуществляется одновременно в N каналах. При этом в каждом из каналов формируемые сигналы синфазны, а паразитные в каждом из каналов друг относительно друга случайны. Положительный эффект достигается за счет того, что в сумматоре 7 суммирование полезных сигналов осуществляется синфазно (по напряжению), а паразитных по мощности. 1 ил.

Ы ф)

i !

/ ъ

1721788

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиолокационных, связных и измерительных комплексах.

Известны синтезаторы сигналов, которые относятся к классу рандомизированных, в которых наряду с дискретными составляющими спектра, расположенными на частотах, кратных шагу сетки, появляются дополнительные спектральные компоненты. Общий уровень паразитных спектральных составляющих при введении рандомизации снижается, однако их энергия возрастает, что в ряде применений является нежелательным, Влижайшим по технической сущности является синтезатор сигналов, содержащий последовательно соединенные тактовый генератор, формирователь кода фазы и формирователь отсчетов синтезируемого сигнала, а также фильтр нижних частот.

Недостатком известного синтезатора сигналов является высокий уровень дискретных паразитных составляющих спектра.

Цель изобретения — повышение спектральной чистоты выходного сигнала.

Для достижения указанной цели в синтезатор сигналов, содержащий последовательно соединенные тактовый генератор. формирователь кода фазы и формирователь отсчетов синтезируемого сигнала, а также фильтр нижних частот, введены первый блок памяти, второй блок памяти, сумматор, а.также N каналов, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных умножителя кода, комбинированного сумматора, регистра памяти и цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к соответствующему входу сумматора, выход которого соединен с входом фильтра нижних частот, первый кодовый вход умножителя кодов каждого из N каналов подключен к выходу формирователя отсчетов синтезируемого сигнала, второй кодовый вход умножителя кодов каждого из

N каналов подключен к соответствующему кодовому выходу первого блока памяти, второй кодовый вход комбинационного сумматора каждого из N каналов соединен с соответствующим кодовым выходом второго блока памяти, а выход тактового генератора подключен к тактовому входу регистра памяти каждого из N каналов.

Уровень дискретных паразитных составляющих спектра в синтезаторе сигналов зависит от точности формирователя отсчетов синтезируемого сигнала, числа разрядов цифроаналогового преобразователя (ЦАП), линейности его амплитудной характеристики и присущих ему переходных процессов и глитчей, 5

В данном синтезаторе сигналов формирование выходного сигнала осуществляется одновременно в К каналах, причем в каждом из них специально создаются такие условия, при которых формируемые сигналы синфазны, а паразитные, представляющие собой разность между реальными и идеальными сигналами, в каждом из каналов друг относительно друга случайны. Корреляция между этими паразитными сигналами уменьшается выбором случайной амплитуды полезного сигнала в каждом из каналов и случайного начального смещения рабочего участка характеристики ЦАП. При этом суммирование полезных сигналов осуществляется синфазно (no напряжению), а паразитных — по мощности, вследствие чего и достигается положительный эффект — снижение уровня паразитных спектральных составляющих относительно амплитуды спектра полезной составляющей. При достаточно большом числе каналов в данном синтезаторе сигналов может быть получен существенный выигрыш в отношении уровня дискретных паразитных составляющих спектра.

На чертеже представлена функциональная схема синтезатора сигналов, Синтезатор сигналов содержит тактовый генератор 1, формирователь 2 кода фазы, формирователь 3 отсчетов синтезируемого сигнала, фильтр 4 нижних частот, первый блок 5 памяти, второй блок 6 памяти, сумматор 7, умножители 8,...,8g кодов, комбинационные сумматоры 9>,...,9pi, регистры

101„.„10и памяти, цифроаналоговые преобразователи 11>,...,11и.

Синтезатор сигналов работает следующим образом, В дискретные моменты времени ц = iT, определяемые частотой тактового генератора 1, в формирователе 2 кода фазы вырабатывается код, поступающий далее на формирователь 3 отсчетов синтезируемого сигнала, в котором код фазы преобразуется в отсчеты синусоидального сигнала единичной амплитуды. В первом 5 и втором 6 блоках памяти хранятся соответственно наборы случайных чисел an u bn (п=1,...,N).

Выходные коды формирователя 3 отсчетов синтезируемого сигнала U(i) умножаются на коэффициенты а> и полученные в результате этого коды суммируются с кодами bn, значения которых случайны и равномерно распределены на интервале {О; 1-а ) Ограничение на величины bn вытекает из условия an + bn 1, гарантирующего, что суммарный код не выйдет за динамический диапазон цифроаналогового преобразователя, 1721788

К

А= ап (2) и =1

С учетом (1) и (2) выигрыш в уровне дискретных паразитных составляющих спектра составит

AS =20 Ig A /Р, дБ (3)

B предельном случае, если ап - 1 и

b< О, статистическая независимость погрешностей преобразования обеспечивается лишь за счет неидентичности характеристик цифроаналоговых преобразователей, выигрыш в уровне дискретных паразитных составляющих спектра зависит лишь от числа каналов N, т.е.

Л S =20 IgN, дБ (4) 40

Составитель В.Кочемасов

Редактор Н,Тупица Техред М,Моргентал Корректор А.Осауленко

Заказ 963 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Полученные таким образом коды поступают на цифроаналоговые преобразователи 111„.„11и. Вследствие различия в .амплитудах а, преобразуемых синусоидальных сигналов, использования различных участков динамического диапазона цифроаналоговых преобразователей 111„.,11м (за счет разных значений b ), а также неидентичности характеристик используемых цифроаналоговых преобразователей в каждом из каналов, характер погрешностей, определяющих уровень дискретных паразитных составляющих спектра, будет различным, Общая мощность шумов этих паразитных составляющих при условии независимости статических характеристик составит

Р= No, (1) где о — дисперсия в каждом из каналов.

Полезный сигнал на выходе сумматора 7 имеет амплитуду

Изобретение может найти применение в тех случаях, когда желаемый уровень дискретных паразитных составляющих спектра не может быть обеспечен из-за отсутствия

5 цифроаналоговых преобразователей с необходимым числом разрядов и требуемым быстродействием.

Формула изобретения

Синтезатор сигналов, содержащий по10 следовательно соединенные тактовый генератор, формирователь кода фазы и формирователь отсчетов синтезируемого сигнала, а также фильтр нижних частот, о тличающийся тем,что,сцелью

15 повышения спектральной чистоты выходного сигнала, введены первый блок памяти, второй блок памяти, сумматор, а также N каналов, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных умножи20 теля кода, комбинационного сумматора, регистра памяти и цифроаналогового-преобразователя, выход которого подключен к соответствующему входу сумматора, выход которого соединен с входом фильтра ниж25 них частот, первый кодовый вход умножителя кодов каждого из N каналов подключен к выходу формирователя отсчетов синтезируемого сигнала, второй кодовый вход умножителя кодов каждого из N каналов

30 подключен к соответствующему кодовому выходу первого блока памяти, второй кодовый вход комбинационного сумматора каждого из N каналов соединен с соответствующим кодовым выходом второго блока

35 памяти, а выход тактового генератора подключен к тактовому входу регистра памяти каждого из N каналов.