SU1702513A1

SU1702513A1 - Frequency-modulated signal former

Info

Publication number: SU1702513A1
Application number: SU894761567A
Authority: SU
Inventors: Валерий Андреевич Лошаков; Владлен Альбертович Голубев; Александр Алексеевич Костыря; Сергей Анатольевич Тельнов; Константин Николаевич Пронин
Priority date: 1989-11-21
Filing date: 1989-11-21
Publication date: 1991-12-30

Abstract

Изобретение относитс к радиотехнике. Цель изобретени - повышение точности поддержани заданного закона изменени частоты. Формирователь частотно-модулированных сигналов содержит генератор 1 тактовых импульсов (ГТИ), элемент И 2, счетчик 3, первый блок 4 пам ти, первый цифроанало- говый преобразователь (ЦАП) 5, сумматор 6, управл емый усилитель 7, первый блок 8 интегрировани , блок 9 сравнени , блок 10 выборки-хранени (БВХ), второй блок 11 интегрировани , второй блок 12 пам ти, второй ЦАП 13, одновибратор 14, ключ 15 и управл емый генератор 16. В первом блоке 4 пам ти формируютс коды скорости изменени частоты, а во втором блоке 12 пам ти - коды текущего з чени частоты. Поставленна цель достигаемс тем, что точность установки напр жени на управл ющем входе управл емого генератора 16 не зависит от неидентичности первого и второго ЦАП 5 и 13, а определ етс только их дифференциальной нелинейностью и ошибками интегрировани . 2 ил. елThe invention relates to radio engineering. The purpose of the invention is to improve the accuracy of maintaining a given law of frequency variation. The shaper of frequency-modulated signals contains a clock pulse generator (GTI), an And 2 element, a counter 3, the first memory block 4, a first digital-to-analog converter (D / A converter) 5, an adder 6, a controlled amplifier 7, a first integrator 8, a comparison unit 9, a sample storage unit 10 (BVH), a second integration unit 11, a second memory unit 12, a second D / A converter 13, a single vibrator 14, a key 15, and a controlled oscillator 16. In the first memory unit 4, frequency change rate codes are generated , and in the second memory block 12, the codes of the current frequency reference. The goal is achieved by the fact that the accuracy of the voltage setting at the control input of the controlled generator 16 does not depend on the nonidentity of the first and second DACs 5 and 13, and is determined only by their differential nonlinearity and integration errors. 2 Il. ate

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоизмерительной аппаратуре.The invention relates to radio engineering and can be used in radio measuring equipment.

Целью изобретений является повышение точности поддержания заданного закона изменения частоты.The aim of the invention is to improve the accuracy of maintaining a given law of frequency change.

На фиг. 1 представлена функциональная схема формирователя частотио-модулмрованных сигналов: на фиг. 2 - временные диаграммы его рабо^гы.In FIG. 1 is a functional diagram of a frequency-modulated signal former: in FIG. 2 - its time chart Started ^g s.

Формирователь частот но-модулиро~ данных сигналоа содержит генератор 1 тактовых импульсов (ГТИ), элемент И 2, счетчик 3, первый блок 4 памяти, первый цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 5, сумматор 6, управляемый усилитель 7, первый блок 8 интегрирования, блок 9 сравнения, блок 1С выборки-хранения (БВХ), второй блок 11 интегрирования, второй блок 12 памяти, второй ЦАП 13, одновибратор 14, ключ 15 и управляемый генератор 16.The frequency modulator no-modulo ~ signal data contains a clock generator 1 (GTI), element 2, counter 3, first memory block 4, first digital-to-analog converter (DAC) 5, adder 6, controlled amplifier 7, first integration unit 8, block 9 comparison, block 1C sampling-storage (BVX), the second integration block 11, the second memory block 12, the second DAC 13, the one-shot 14, the key 15 and the controlled oscillator 16.

Формирователь частотно-модулированных сигналов работает следующим образом.Shaper frequency-modulated signals operates as follows.

ГТИ 1 вырабатывает импульсы (фиг. 2, а), которые через элемент И 2 поступают на вход прямого счета счетчика 3. С. информационного выхода счетчика 3 коды, соответствующие числу импульсов ГТИ 1, поступают на адресные входы первого и второго блоков 4 и 12 памяти. При этом с выхода первого блока 4 памяти поступают 1-е коды скорости изменения частоты, соответствующие ΐ-му импульсу ГТИ I, и после преобразования в аналоговый сигнал в первом ЦАП 5 (фиг. 2, в) подаются на первый вход сумматора 6.The GTI 1 generates pulses (Fig. 2, a), which through the And 2 element go to the input of the direct count of the counter 3. C. Information output of the counter 3 codes corresponding to the number of pulses of the GTI 1 go to the address inputs of the first and second blocks 4 and 12 memory. At the same time, from the output of the first memory unit 4, the first frequency change rate codes corresponding to the ΐ-th pulse of the GTI I are received, and after conversion to an analog signal in the first DAC 5 (Fig. 2, c) are fed to the first input of the adder 6.

Аналогичным образом с выхода второго блока 12 памяти l-е коды, соответствующие текущим значениям частоты, преобразуются в аналоговый сигнал во втором ЦАП 13 н поступают на второй вход блока 9 сравнения (фиг. 2, г, эпюра-1), С выхода сумматора 6 напряжение, соответствующее скорости изменения част оты, через управляемый усилитель 7 поступает на вход второго блока 1'! интегрирования, напряжение на выходе которого начинает изменяться по линейному закону (фиг. 2, г, эпюра 2). Это напряжение поступает на управляющий вход управляемого генератора 16 и первый вход блока 9 сравнения. В блоке 9 сравнения происходит сравнение напряжений, поступающих, на его входы с выходов второго блока 11 интегрирования и второго ЦАП 13, Выходной сигнал блока 9 сравнения (фиг, 2, д), равный разности ицдп2 - Uwht2 (где Ццдпг - напряжение на выходе второго ЦАП 13; 1)иьт2 “ напряжение на выходе второго блока 11 интегрирования, поступает на БВХ 10 и запоминается в последнем с приходом на его управляющий вход импульса ГТИ 1. В силу того, что напряжение на выходе второго ЦАП 13 изменяется через время, равное времени t установления, в момент прихода импульса ГТИ 1 на БВХ 10 на его входе появляется напряжение di =Ццап2| ~ Uhht2i , которое и запоминается в БВХ 10 по импульсу ГТИ 1 (фиг. 2, е). Через время, равное времени установления, на втором входе блока 9 сравнения устанавливается напряжение, соответствующее текущему i+1-му значению частоты с выхода второго ЦАП 13, а на выходе блока 9 сравнения - на пряжение 1<ЦАП2| т-1 - Uhht2i , величина которого стремится к нулю с увеличением напряжения на выходе второго блока 11 интегрирования, Напряжение с выхода БВХ 10 используется в l+1-м такте работы устройства для подсторойки скорости изменения частоты. С этой целью напряжение с выхода БВХ 10 (фиг. 2, е) поступает на вход первого блока интегрирования, выходное напряжение которого (фиг. 2, ж) подается на управляющий вход управляемого усилителя 7 и изменяет его коэффициент усиления так, что сводится к нулю напряжение на выходе блока 9 сравнения. При этом изменяется крутизна корректирующего управляющего напряжения на выходе второго блока 11 интегрирования, которое поступает на управляющий вход управляемого генератора 16 и первый уход блока 9 сравнения. Описанный процесс повторяется до тех пор, пока на выходе переноса счетчика 3 не появится импульс переполнения, запускающий одновибратор 14. На выходе последнего появляется отрицательный импульс (фиг. 2, б), закрывающий элемент И 2 и запрещающий счет импульсов ГТИ 1. Кроме того, импульсом одновибратора 14 счетчик 3 устанавливается в 0, и открывается ключ 15. С открытием ключа 15 в работу включается цепь установки начальной частоты колебаний управляемого генератора 16, работа которой заключается в следующем. При установлении счетчика 3 в 0” на выходе первого ЦАП 5 устанавливается нулевой уровень напряжения, для чего в нулевой ячейке первого блока 4 памяти записан код, равный нулю, а на выходе второго ЦАП 13 уровень напряжения, соответствующий коду начальной частоты формируемого частотно-модулированного сигнала, который записан в нулевой ячейке второго блока 12 памяти. На выходе блока 9 сравнения появляется напряжение, разное разности Ццдпг, ~ UHHT2 которое через открытый ключ 15 поступает на второй вход сумматора 6. С выхода сумматора 6 напряжение через управляемый усилитель 7 поступает на вход второго блока 11 интегрирования, напряжение на выходе которого уменьшается до величины, соответствующей коду, записанному в нулевой ячейке второго блока 12 памяти. Пэ окончании импульса одновибратора 14 начинается новый этап формирования частотно-модулированного сигнала, ε котором происходят процессы, описанные выше.Similarly, from the output of the second memory unit 12, the l-th codes corresponding to the current frequency values are converted into an analog signal in the second DAC 13 n are fed to the second input of the comparison unit 9 (Fig. 2, d, plot-1), from the output of the adder 6 the voltage corresponding to the rate of change of frequency is supplied through the controlled amplifier 7 to the input of the second unit 1 '! integration, the voltage at the output of which begins to change according to a linear law (Fig. 2, d, plot 2). This voltage is supplied to the control input of the controlled generator 16 and the first input of the comparison unit 9. In comparison block 9, a comparison is made of the voltages supplied to its inputs from the outputs of the second integration block 11 and the second DAC 13, the output signal of the comparison block 9 (Fig. 2, d), which is equal to the difference of cdp2 - Uwht2 (where ccdpg is the voltage at the output of the second DAC 13; 1) there is2 “the voltage at the output of the second integration unit 11 is supplied to the BVX 10 and stored in the latter with the arrival of the GTI pulse 1 at its control input. Due to the fact that the voltage at the output of the second DAC 13 changes after a time equal to time t establishment, at the moment of arrival of the GTI pulse 1 CVS and 10 at the input voltage appears di = Tstsap2 | ~ Uhht2i, which is remembered in BVX 10 by the pulse of the GTI 1 (Fig. 2, e). After a time equal to the settling time, the voltage corresponding to the current i + 1-st frequency value from the output of the second DAC 13 is established at the second input of the comparison unit 9, and the voltage 1 <DAC2 | t-1 - Uhht2i, the value of which tends to zero with increasing voltage at the output of the second integration unit 11, The voltage from the output of the BVX 10 is used in the l + 1-st cycle of the device to adjust the rate of change of frequency. To this end, the voltage from the output of BVX 10 (Fig. 2, e) is supplied to the input of the first integration unit, the output voltage of which (Fig. 2, g) is supplied to the control input of the controlled amplifier 7 and changes its gain so that it reduces to zero the voltage at the output of the comparison unit 9. This changes the slope of the corrective control voltage at the output of the second integration unit 11, which is fed to the control input of the controlled generator 16 and the first exit of the comparison unit 9. The described process is repeated until an overflow pulse appears at the output of the counter 3 transfer, triggering the one-shot 14. A negative pulse appears at the output of the last one (Fig. 2b), which closes the And 2 element and prohibits the counting of GTI pulses 1. In addition, the pulse of the single-vibrator 14, the counter 3 is set to 0, and the key is opened 15. With the opening of the key 15, the installation circuit of the initial oscillation frequency of the controlled generator 16 is turned on, the operation of which is as follows. When the counter 3 is set to 0 ”, the output of the first DAC 5 sets the voltage level to zero, for which a zero code is written in the zero cell of the first memory unit 4, and the voltage level corresponding to the initial frequency code of the generated frequency-modulated signal is output to the second DAC 13 , which is recorded in the zero cell of the second memory block 12. At the output of the comparison unit 9, a voltage appears, which is different from the difference ЦЦдпг, ~ UHHT2, which through the public key 15 enters the second input of the adder 6. From the output of the adder 6, the voltage through the controlled amplifier 7 is supplied to the input of the second integration unit 11, the output voltage of which decreases to a value corresponding to the code recorded in the zero cell of the second memory block 12. At the end of the one-shot pulse 14, a new stage in the formation of the frequency-modulated signal begins, ε of which the processes described above occur.

Точность установки корректирующесснапряжения не зависит от идентичности параметров первого и второго ЦАП 5 и 13, а определяется только дифференциальной нелинейностью первого и второго ЦАП 5 и 13 и ошибками, возникающими из-за погрешности интегрирования, которые при нормальной работе устройства не превышают одного уровня квантования первого и второго ЦАП 5 и 13 и определяются как Δ - =1/2^п - 100%, где η - разрядность указанных ЦАП 5 и 13. При этом точность формирования корректирующего напряжения повышается вА = <5_πω/Δ раз. Например, при разрядности первого и второго ЦАП 5 и 13 η = 1С А=<5пш/А = =ч5_пш/100- 2 = 3-5 раз, что соответствует снижению уровня фазовых шумов управляемого генератора 16 на 9,5-14 дБ.The accuracy of the installation of the correcting voltage does not depend on the identity of the parameters of the first and second DACs 5 and 13, but is determined only by the differential nonlinearity of the first and second DACs 5 and 13 and errors arising from the integration error, which during normal operation of the device do not exceed one quantization level of the first and second DACs 5 and 13 and are defined as Δ - = 1/2 ^p - 100%, where η is the bit depth of the indicated DACs 5 and 13. In this case, the accuracy of the formation of the correction voltage increases by A = <5 _πω / Δ times. For example, when the bit of the first and second DAC 5 and η = 1C 13 = A <5psh / A = ch5 _nu / 100- 2 = 35 times, a decrease phase noise level controlled oscillator 16 dB 9,5-14 .

Таким образом, точность формирования корректирующего напряжения за счет устранения влияния неидентичности параметров каналов формирования корректирующего напряжения повышается в 3-5 раз и соответственно уменьшается на 9,5-14 дБ уровень фазовых шумов в выходном сигнале управляемого генератора.Thus, the accuracy of the formation of the correction voltage by eliminating the influence of the non-identical parameters of the channels of the formation of the correction voltage increases by 3-5 times and accordingly decreases by 9.5-14 dB the level of phase noise in the output signal of the controlled generator.

Claims

Claim

A frequency-modulated signal generator comprising a controlled generator, a clock generator, a first memory block connected in series, a first digital-to-analog converter and an adder, a second memory block and a second digital-to-analog converter connected in series, as well as a one-shot, the input and output of which are connected respectively to the counter transfer output and the installation input at 0 of the counter, the information output of which is connected to the inputs of the first and second memory blocks, characterized in that, with In order to increase the accuracy of maintaining the given law of frequency change, between the output of the second digital-to-analog converter and the input of the controlled generator, a series-connected comparison unit, a storage selection unit, a first integration unit, a controlled amplifier and a second integration unit are introduced, as well as a key and an I element, the first input of which is combined with a control input of the key and is connected to the output of a single vibrator, the second input of the And element is connected to the output of the clock generator, the information input and the key output is connected respectively to the output of the comparison unit and the second input of the adder, the output of which is connected to the signal input of the controlled amplifier, the output of the second integration unit is connected to the second input of the comparison unit, and the output of the element And is connected to the control input of the storage sample unit and to the counter counter input.