RU2485669C1 - Method to generate coherent modulated signals and device for its realisation - Google Patents

Method to generate coherent modulated signals and device for its realisation Download PDF

Info

Publication number
RU2485669C1
RU2485669C1 RU2012119387/08A RU2012119387A RU2485669C1 RU 2485669 C1 RU2485669 C1 RU 2485669C1 RU 2012119387/08 A RU2012119387/08 A RU 2012119387/08A RU 2012119387 A RU2012119387 A RU 2012119387A RU 2485669 C1 RU2485669 C1 RU 2485669C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dds
frequency
fpga
output
phase
Prior art date
Application number
RU2012119387/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Мухтар Муртузалиевич Меджидов
Александр Александрович Иванченко
Замир Эльмурзаевич Телевов
Олег Владимирович Суворов
Гасан Фазилович Мугудинов
Махач Хайрудинович Гаджиев
Original Assignee
Открытое акционерное общество Научно-производственный комплекс "Русская радиоэлектроника"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество Научно-производственный комплекс "Русская радиоэлектроника" filed Critical Открытое акционерное общество Научно-производственный комплекс "Русская радиоэлектроника"
Priority to RU2012119387/08A priority Critical patent/RU2485669C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2485669C1 publication Critical patent/RU2485669C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, communications.
SUBSTANCE: method to generate coherent modulated signals consists in the fact that an output signal from a reference generator is sent to microchips: direct digital synthesisers of frequency (DDS) and programmable logical integral circuits (PLIC), at the same time PLIC in software sets all DDS for the specified frequency, amplitude and initial phase, and output oscillations are synchronised from the master DDS.
EFFECT: expansion of functional capabilities.
2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в радиосвязи и радионавигации.The invention relates to the field of radio engineering and can be used in radio communications and radio navigation.

Наиболее эффективно предлагаемое изобретение может быть использовано в системе DVOR (Доплеровский всенаправленный радиомаяк ОВЧ-диапазона), для формирования когерентных модулированных сигналов, обеспечивающих измерение азимутального угла воздушного судна, оснащенного бортовым оборудованием системы VOR (Всенаправленный радиомаяк ОВЧ-диапазона).The invention can be most effectively used in the DVOR (VHF Doppler omnidirectional beacon) system for generating coherent modulated signals for measuring the azimuth angle of an aircraft equipped with VOR (VHF omnidirectional beacon) avionics.

Для формирования когерентных сигналов в навигационных системах зачастую применяются фазофильтровый, фазокомпенсационный метод и метод умножения частоты.To form coherent signals in navigation systems, the phase-filter, phase-compensation and frequency multiplication methods are often used.

Недостатком фазофильтрового метода является нестабильность фазовой характеристики выходного сигнала и узкий диапазон рабочей частоты, т.к. диапазон рабочих частот ограничивается полосой пропускания полосовых фильтров, которые выбираются исходя из требований к выходному спектру сигнала.The disadvantage of the phase-filter method is the instability of the phase characteristics of the output signal and a narrow range of the operating frequency, because the range of operating frequencies is limited by the passband of bandpass filters, which are selected based on the requirements for the output spectrum of the signal.

Фазокомпенсационному методу присуще подавление несущей, а также верхней или нижней боковой частоты, связанное с тем, что для формирования сигнала таким способом, необходимо применение высокочастотных широкополосных фазовращателей.The phase compensation method is inherent in suppressing the carrier, as well as the upper or lower lateral frequency, due to the fact that for the formation of a signal in this way, it is necessary to use high-frequency broadband phase shifters.

Недостатком высокочастотных широкополосных фазовращателей является нестабильность параметров, которая в свою очередь приводит к нестабильности параметров выходного сигнала формирователя.The disadvantage of high-frequency broadband phase shifters is the instability of the parameters, which in turn leads to instability of the parameters of the output signal of the shaper.

Недостатками формирователя, построенного по принципу умножения частоты, являются высокие фазовые шумы и сложность обеспечения на высоких частотах подавления гармонических составляющих, что серьезно усложняет схему формирователя сигнала.The disadvantages of the shaper, built on the principle of frequency multiplication, are high phase noise and the difficulty of providing high-frequency suppression of harmonic components, which seriously complicates the signal shaper circuit.

Вышеперечисленные методы также не позволяют изменять параметры сигнала без аппаратного вмешательства.The above methods also do not allow changing the signal parameters without hardware intervention.

Задача изобретения - разработка формирователя когерентных модулированных сигналов, который позволяет без аппаратного вмешательства регулировать начальную фазу, частоту, амплитуду и форму модулированного сигнала, для того чтобы адаптировать радиотехническую систему к различным условиям эксплуатации.The objective of the invention is the development of a shaper of coherent modulated signals, which allows without hardware intervention to adjust the initial phase, frequency, amplitude and shape of the modulated signal in order to adapt the radio system to various operating conditions.

Технический результат состоит в расширении функциональных возможностей и в том, что применяемые прямые цифровые синтезаторы частоты (DDS) и программируемая логическая интегральная схема (FPGA) позволяют синтезировать когерентные модулированные сигналы со свойственной цифровым системам точностью вплоть до начальной фазы.The technical result consists in expanding the functionality and in that the applied direct digital frequency synthesizers (DDS) and programmable logic integrated circuit (FPGA) allow synthesizing coherent modulated signals with accuracy typical for digital systems up to the initial phase.

От всех присущих данным методам недостатков свободна структура, построенная на основе прямого цифрового синтеза частоты (DDS). DDS микросхемы уникальны своей цифровой определенностью: генерируемый ими сигнал синтезируется со свойственной цифровым системам точностью. Частота, амплитуда и фаза сигнала в любой момент времени точно известны и подконтрольны.A structure based on direct digital frequency synthesis (DDS) is free from all the inherent disadvantages of these methods. DDS microcircuits are unique in their digital certainty: the signal they generate is synthesized with the accuracy inherent in digital systems. The frequency, amplitude and phase of the signal at any given time are precisely known and controlled.

Частотное разрешение DDS составляет сотые и даже тысячные доли герца при выходной частоте порядка десятков мегагерц. Такое разрешение недостижимо для других методов синтеза. Другой характерной особенностью DDS является очень высокая скорость перехода на другую частоту, ограниченная только быстродействием цифрового управляющего интерфейса. Более того, все перестройки по частоте происходят у DDS без разрыва фазы выходного сигнала. Поскольку выходной сигнал синтезируется в цифровом виде, очень просто осуществить модуляцию различных видов.The frequency resolution of DDS is hundredths or even thousandths of a hertz at an output frequency of the order of tens of megahertz. This resolution is unattainable for other synthesis methods. Another characteristic feature of DDS is the very high speed of switching to another frequency, limited only by the speed of the digital control interface. Moreover, all frequency adjustments occur in DDS without breaking the phase of the output signal. Since the output signal is synthesized in digital form, it is very simple to carry out modulation of various types.

Способ формирования когерентных модулированных сигналов заключается том, что выходной сигнал с опорного генератора подается на микросхемы ПЛИС и DDS, при этом ПЛИС программно настраивает все DDS на заданную частоту до 400 МГц, амплитуду и начальную фазу, и на выходе формирователя когерентных модулированных сигналов получаем выходные сигналы с заданными параметрами частоты, амплитуды и фазы, при этом выходные колебания засинхронизированы от ведущей DDS.The method of generating coherent modulated signals is that the output signal from the reference generator is supplied to the FPGA and DDS microcircuits, while the FPGA programmatically tunes all DDS to a given frequency up to 400 MHz, amplitude and initial phase, and we obtain output signals at the output of the coherent modulated signal former with the given parameters of frequency, amplitude and phase, while the output oscillations are synchronized from the leading DDS.

Устройство по п.1 включает опорный генератор и микросхемы DDS и ПЛИС, собран по структурной схеме, где опорный генератор связан с микросхемой ПЛИС и 4 микросхемами DDS, последовательно связанными между собой, при этом все микросхемы DDS взаимно связаны с микросхемой ПЛИС.The device according to claim 1 includes a reference oscillator and DDS and FPGA circuits, assembled according to a block diagram, where the reference oscillator is connected to an FPGA chip and 4 DDS circuits connected in series with each other, while all DDS circuits are mutually connected to the FPGA chip.

Сущность изобретения в том, что формирователь когерентных модулированных сигналов с помощью опорного генератора (ОГ) и микросхем DDS и FPGA (ПЛИС), собранного по структурной схеме, приведенной на рисунке 1, позволяет без аппаратного вмешательства, в отличие от аналогичных формирователей, синтезировать когерентные модулированные сигналы с изменяющимися параметрами с очень большой точностью и жесткой синхронизацией (см. рисунок 2 и 3).The essence of the invention is that a coherent modulated signal generator using a reference generator (OG) and DDS and FPGA (FPGA) microchips assembled according to the structural diagram shown in Figure 1 allows synthesizing coherent modulated without hardware intervention, unlike similar shapers signals with varying parameters with very high accuracy and tight synchronization (see Figure 2 and 3).

Структурная схема формирователя когерентных модулированных сигналов, представленная на рисунке 1, состоит:The block diagram of a coherent modulated signal generator shown in Figure 1 consists of:

1. ОГ (Опорный генератор), предназначенный для тактирования микросхем DDS и FPGA.1. OG (reference generator), designed to clock DDS and FPGA.

2. FPGA (ПЛИС) осуществляет полный независимый контроль над каждой микросхемой DDS, а также осуществляет прием и передачу команд по интерфейсу RS-232 или RS-485 и управление параметрами модулирующего сигнала.2. FPGA (FPGA) provides complete independent control over each DDS chip, as well as receives and transmits commands via the RS-232 or RS-485 interface and controls the parameters of the modulating signal.

3. DDS1…DDSN - формируют модулированные синусоидальные сигналы в диапазоне рабочих частот от 0 до 400 МГц, с возможностью управления фазой, частотой и амплитудой сигнала с высокой точностью3. DDS1 ... DDSN - generate modulated sinusoidal signals in the range of operating frequencies from 0 to 400 MHz, with the ability to control the phase, frequency and amplitude of the signal with high accuracy

На рис.2 и 3 представлены засинхронизированные выходные сигналы с различных DDS синтезаторов.Figs. 2 and 3 show synchronized output signals from various DDS synthesizers.

Выходной сигнал с опорного генератора подается на микросхемы ПЛИС и DDS. ПЛИС программно настраивает все DDS на заданную частоту, амплитуду и начальную фазу, вследствие чего на выходе формирователя когерентных модулированных сигналов получаем выходные сигналы с заданными параметрами частоты, амплитуды и фазы. Выходные колебания засинхронизированы от ведущей DDS.The output signal from the reference generator is supplied to the FPGA and DDS microcircuits. FPGA programmatically tunes all DDS to a given frequency, amplitude and initial phase, as a result of which, at the output of the coherent modulated signal generator, we obtain output signals with specified parameters of frequency, amplitude and phase. The output oscillations are synchronized from the master DDS.

Применение микросхем DDS и ПЛИС позволило формирователю когерентных модулированных сигналов получить следующие преимущества над аналогами:The use of DDS and FPGA chips allowed the coherent modulated signal generator to obtain the following advantages over analogs:

1. Цифровое управление частотой и фазой выходного сигнала.1. Digital control of the frequency and phase of the output signal.

2. Очень высокое разрешение по частоте и фазе.2. Very high resolution in frequency and phase.

3. Экстремально быстрый переход на другую частоту (или фазу), перестройка по частоте без разрыва фазы, без выбросов, связанных со временем установления сигнала.3. Extremely fast transition to another frequency (or phase), frequency tuning without phase discontinuity, without outliers associated with the signal establishment time.

4. Архитектура, основанная на DDS, ввиду очень малого шага перестройки по частоте, исключает необходимость применения точной подстройки опорной частоты.4. The architecture based on DDS, due to the very small frequency tuning step, eliminates the need for precise tuning of the reference frequency.

5. Цифровой интерфейс легко позволяет реализовать микроконтроллерное управление.5. The digital interface makes it easy to implement microcontroller control.

Claims (2)

1. Способ формирования когерентных модулированных сигналов, заключающийся в том, что выходной сигнал с опорного генератора подается на микросхемы ПЛИС и DDS, при этом ПЛИС программно настраивает все DDS на заданную частоту до 400 МГц, амплитуду и начальную фазу, и на выходе формирователя когерентных модулированных сигналов получаем выходные сигналы с заданными параметрами частоты, амплитуды и фазы, при этом выходные колебания засинхронизированы от ведущей DDS.1. The method of generating coherent modulated signals, which consists in the fact that the output signal from the reference generator is supplied to the FPGA and DDS microcircuits, while the FPGA programmatically tunes all DDS to a given frequency up to 400 MHz, amplitude and initial phase, and at the output of the coherent modulated shaper signals we obtain output signals with the given parameters of frequency, amplitude and phase, while the output oscillations are synchronized from the leading DDS. 2. Устройство для осуществления способа по п.1, включающее опорный генератор и микросхемы DDS и ПЛИС, собрано по структурной схеме, где опорный генератор связан с микросхемой ПЛИС и 4 микросхемами DDS, последовательно связанными между собой, при этом все микросхемы DDS взаимно связаны с микросхемой ПЛИС. 2. The device for implementing the method according to claim 1, comprising a reference oscillator and DDS and FPGA circuits, assembled according to a structural diagram, where the reference oscillator is connected to an FPGA chip and 4 DDS circuits connected in series with each other, while all DDS circuits are interconnected with FPGA chip.
RU2012119387/08A 2012-05-11 2012-05-11 Method to generate coherent modulated signals and device for its realisation RU2485669C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012119387/08A RU2485669C1 (en) 2012-05-11 2012-05-11 Method to generate coherent modulated signals and device for its realisation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012119387/08A RU2485669C1 (en) 2012-05-11 2012-05-11 Method to generate coherent modulated signals and device for its realisation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2485669C1 true RU2485669C1 (en) 2013-06-20

Family

ID=48786535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012119387/08A RU2485669C1 (en) 2012-05-11 2012-05-11 Method to generate coherent modulated signals and device for its realisation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2485669C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6252464B1 (en) * 1999-10-06 2001-06-26 Cubic Defense Systems, Inc. Numerically-controlled nyquist-boundary hopping frequency synthesizer
US6434187B1 (en) * 1997-10-14 2002-08-13 Cypress Semiconductor Corp. Digital radiofrequency transceiver
US7504976B1 (en) * 2007-01-31 2009-03-17 Lockheed Martin Corporation Direct radio frequency generation using power digital-to-analog conversion
RU2371734C2 (en) * 2007-08-30 2009-10-27 Открытое акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт радиоэлектронных систем" Marker of radio frequency identification of object and system and method for detection of coordinates and control of objects
RU2443058C2 (en) * 2010-04-05 2012-02-20 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Исследовательский Институт "Экран" Method for coherent interference formation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6434187B1 (en) * 1997-10-14 2002-08-13 Cypress Semiconductor Corp. Digital radiofrequency transceiver
US6252464B1 (en) * 1999-10-06 2001-06-26 Cubic Defense Systems, Inc. Numerically-controlled nyquist-boundary hopping frequency synthesizer
US7504976B1 (en) * 2007-01-31 2009-03-17 Lockheed Martin Corporation Direct radio frequency generation using power digital-to-analog conversion
RU2371734C2 (en) * 2007-08-30 2009-10-27 Открытое акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт радиоэлектронных систем" Marker of radio frequency identification of object and system and method for detection of coordinates and control of objects
RU2443058C2 (en) * 2010-04-05 2012-02-20 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Исследовательский Институт "Экран" Method for coherent interference formation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6263906B2 (en) Electronic circuit and control method
CN102882673B (en) Multi-channel high-speed digital-to-analogue converter (DAC) synchronization method
US10461756B2 (en) PLL circuit
JP6770606B2 (en) Signal receiver with reference oscillator, frequency synthesizer, and reference oscillator with variable duty cycle
CN104467835A (en) Frequency-agile and low-phase-noise frequency source
MX2016013701A (en) Oscillator crosstalk compensation.
JP2013200135A (en) Radar transceiver
RU2485669C1 (en) Method to generate coherent modulated signals and device for its realisation
RU2297092C1 (en) Frequency-tuned, amplitude- and phase-modulated superhigh-frequency signal shaper
RU2006114266A (en) DEVICE FOR CREATING INTERFERENCE INTERFERENCE TO RADAR STATIONS
US3660766A (en) Sinusoidal waveform generator
RU2554551C2 (en) Method for flexible broadband frequency conversion and corresponding satellite remote control receiver
RU2594336C1 (en) Method of generating microwave signals with low frequency spectrum pitch
KR102101797B1 (en) Frequency synthesizer using multiple direct digital synthesizer module
US11171657B2 (en) Phase and amplitude controlled oscillation device
JPH03284083A (en) Sampling clock generating circuit
TW200642285A (en) A modulation method and apparatus with adjustable divisors of the dividers in phase-locked loop
KR101437404B1 (en) Apparatus and Method for frequency synthesizer
KR101241100B1 (en) Apparatus and method for measuring a time delay and a pulse width of linear frequency modulation waveform having continuous phase generated from ultrahigh frequency synthesis
CN112422123A (en) Low-phase noise frequency synthesizer and local oscillator implementation method
CN104300973B (en) A kind of method for avoiding phaselocked loop large span losing lock
RU2253182C1 (en) Superhigh-frequency signal shaper affording amplitude, phase, and line-frequency modulation
Yijie et al. A novel ku-band low phase noise frequency hopping source
JP2011024201A (en) Signal generation apparatus and test apparatus
JP2015220480A (en) Signal generation circuit

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140512