RU226574U1 - Гибридный синтезатор частот на основе быстродействующего цифроаналогового преобразователя и квадратурного модулятора - Google Patents
Гибридный синтезатор частот на основе быстродействующего цифроаналогового преобразователя и квадратурного модулятора Download PDFInfo
- Publication number
- RU226574U1 RU226574U1 RU2024107598U RU2024107598U RU226574U1 RU 226574 U1 RU226574 U1 RU 226574U1 RU 2024107598 U RU2024107598 U RU 2024107598U RU 2024107598 U RU2024107598 U RU 2024107598U RU 226574 U1 RU226574 U1 RU 226574U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- analog converter
- speed digital
- output
- quadrature modulator
- Prior art date
Links
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000008030 elimination Effects 0.000 abstract description 3
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 241000269586 Ambystoma 'unisexual hybrid' Species 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
Abstract
Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована в радиопередающих и радиоприемных устройствах, а также в контрольно-измерительной аппаратуре. Техническим результатом полезной модели является устранение паразитной частотной модуляции выходного сигнала гибридного синтезатора частот на основе быстродействующего цифроаналогового преобразователя. Гибридный синтезатор частот на основе быстродействующего цифроаналогового преобразователя дополнительно содержит квадратурный модулятор и дополнительный полосовой фильтр, а быстродействующий цифроаналоговый преобразователь выполнен с двумя синфазным и квадратурным выходами. 1 ил.
Description
Область техники
Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована в радиопередающих и радиоприемных устройствах, а также в контрольно-измерительной аппаратуре.
Уровень техники
Из существующего уровня техники известен гибридный синтезатор частот на основе быстродействующего цифроаналогового преобразователя в специальных режимах работы [1]. Это устройство наиболее близко к заявленному техническому решению. Гибридный синтезатор выполнен на основе системы ФАПЧ, которая содержит генератор опорной частоты с двумя выходами, частотно-фазовый детектор, петлевой фильтр нижних частот, генератор, управляемый напряжением, направленный ответвитель, смеситель в цепи обратной связи, делитель частоты, умножитель частоты, преобразователь кода, быстродействующий цифро-аналоговый преобразователь, полосовой фильтр.
Работает гибридный синтезатор частот на основе быстродействующего цифроаналогового преобразователя в специальных режимах работы следующим образом. Генератор опорной частоты вырабатывает сигнал с высокостабильной частотой, который подается на оба его выхода. Данный сигнал по первому выходу подается на один из входов частотно-фазового детектора, выходной сигнал которого через петлевой фильтр нижних частот подается на генератор, управляемый напряжением, выходная частота которого является выходной частотой всего устройства, а также через направленный ответвитель подается на смеситель. Сигнал с высокостабильной частотой генератора опорной частоты по второму выходу подается на умножитель частоты, где умножается в n1-раз, и далее подается на преобразователь кода и на быстродействующий цифроаналоговый преобразователь, которые соединены между собой шиной данных. В результате на выходе быстродействующего цифроаналогового преобразователя формируется сигнал, содержащий образы основной частоты с увеличенными амплитудами. Образ с необходимым номером выделяется в полосовом фильтре и подается на второй вход смесителя. С помощью смесителя выходная частота генератора, управляемого напряжением, переносится вниз по частоте на величину образа основной частоты. Затем частота выходного сигнала смесителя делится в программируемом делителе частоты в N2 раз и подается на другой вход частотно-фазового детектора, который сравнивает сигналы на обоих входах и вырабатывает сигнал ошибки, который после фильтрации подстраивает выходную частоту генератора, управляемого напряжением.
Достоинством гибридного синтезатора на основе быстродействующего цифроаналогового преобразователя в специальных режимах работы является то, что использование быстродействующего цифроаналогового преобразователя позволяет значительно увеличить амплитуду образов основной частоты высоких порядков, за счет применения которых можно в итоге повысить частоту сигнала, подающегося на второй вход смесителя, и, тем самым, уменьшить значение коэффициента деления делителя в цепи обратной связи ФАПЧ, что приводит к уменьшению уровня фазовых шумов всего устройства. Однако недостатком гибридного синтезатора является то, что на выходе смесителя формируется сигнал, содержащий разностную частоту, суммарную частоту и большое количество интермодуляционных спектральных составляющих, которые проникают на вход частотно-фазового детектора и приводят к возникновению паразитной частотной модуляции выходного сигнала гибридного синтезатора.
Большинство современных быстродействующих цифроаналоговых преобразователей имеют два выхода: синфазный (на котором формируется синусоидальный сигнал) и квадратурный (на котором формируется синусоидальный сигнал с фазой, смещенной на 90 градусов относительно фазы сигнала на синфазном выходе) [2].
Для переноса частоты в радиосистемах используются квадратурные модуляторы [3]. Такие модуляторы имеют три входа: вход I, вход Q, вход LO. Если на вход I подать сигнал sin(2π⋅f1+π/2), на вход Q подать сигнал sin(2π∙f1), а на вход LO подать сигнал sin(2π⋅f2), то на выходе квадратурного модулятора будет формироваться сигнал в соответствии с выражением
sin(2π⋅f1+π/2)∙sin(2π⋅f2+π/2)+sin(2π⋅f1)⋅ sin(2π∙f2)=sin(2π∙(f2–f1)+π/2).
Таким образом, применение квадратурных модуляторов вместо частотных смесителей позволяет осуществить перенос по частоте вниз, то есть формировать сигнал с разностной частотой (ƒ2-ƒ1), и одновременно с этим устранить в спектре зеркальную составляющую с частотой ƒ2 + ƒ1.
Раскрытие сущности полезной модели
Задачей, на решение которой направлено заявленное техническое решение, является устранение паразитной частотной модуляции выходного сигнала гибридного синтезатора частот на основе быстродействующего цифроаналогового преобразователя, возникающей из-за проникновения интермодуляционных спектральных составляющих выходного сигнала смесителя на вход частотно-фазового детектора.
Данная задача решается за счет использования в структуре гибридного синтезатора частот на основе быстродействующего цифроаналогового преобразователя вместо смесителя - квадратурного модулятора, а также вместо быстродействующего цифроаналогового преобразователя - быстродействующего цифроаналогового преобразователя с синфазным и квадратурным выходами и дополнительного полосового фильтра.
Техническим результатом, обеспечиваемым данной совокупностью признаков, является устранение паразитной частотной модуляции выходного сигнала гибридного синтезатора частот на основе быстродействующего цифроаналогового преобразователя.
Краткое описание фигур
Сущность заявленного технического решения поясняется фиг. 1, на которой изображена структурная схема гибридного синтезатора частот на основе быстродействующего цифроаналогового преобразователя и квадратурного модулятора.
Гибридный синтезатор частот на основе быстродействующего цифроаналогового преобразователя и квадратурного модулятора содержит генератор опорной частоты 2 с двумя выходами, первый из которых соединен с одним из входов частотно-фазового детектора 3, подключенного через петлевой фильтр нижних частот 4 к генератору 7, управляемому напряжением, выход которого является выходом всего устройства и через направленный ответвитель 11 соединен со входом LO квадратурного модулятора 10, второй выход генератора опорной частоты 2 подключен через умножитель частоты 1 к преобразователю кода 5, подключенному шиной данных к быстродействующему цифроаналоговому преобразователю 8 с синфазным выходом IЦАП и квадратурным выходом QЦАП, синфазный выход IЦАП быстродействующего цифроаналогового преобразователя 8 через полосовой фильтр 9 подключен ко входу Q квадратурного модулятора 10, квадратурный выход QЦАП быстродействующего цифроаналогового преобразователя 8 через полосовой фильтр 12 подключен ко входу I квадратурного модулятора 10, выход которого соединен через делитель частоты 6 с другим входом частотно-фазового детектора 3.
Осуществление полезной модели
Работает устройство следующим образом. Генератор опорной частоты 2 вырабатывает сигнал с высокостабильной частотой, который подается на оба его выхода. Данный сигнал по первому выходу подается на один из входов частотно-фазового детектора 3, выходной сигнал которого через петлевой фильтр нижних частот 4 подается на генератор 7, управляемый напряжением, выходной сигнал которого является выходным сигналом всего синтезатора, а также через направленный ответвитель 11 подается на вход LO квадратурного модулятора 10.
Сигнал с высокостабильной частотой генератора опорной частоты 2 по второму выходу подается на умножитель частоты 1, где умножается в n1 раз, и далее подается на преобразователь кода 5 и на быстродействующий цифроаналоговый преобразователь 8, которые соединены между собой шиной данных. На синфазном выходе IЦАП быстродействующий цифроаналоговый преобразователь 8 формирует сигнал, содержащий образы основной частоты с увеличенными амплитудами. Образ с частотой ƒ1 выделяется в полосовом фильтре 9 и подается на вход Q квадратурного модулятора 10. На квадратурном выходе QЦАП быстродействующий цифроаналоговый преобразователь 8 формирует сигнал, содержащий образы основной частоты с увеличенными амплитудами, причем фаза этого сигнала смещена на 90 градусов относительно фазы сигнала, формируемого на синфазном выходе IЦАП. Образ с частотой ƒ1 выделяется в полосовом фильтре 12 и подается на вход I квадратурного модулятора 10.
С помощью квадратурного модулятора 10 частота выходного сигнала генератора 7, управляемого напряжением, переносится вниз по частоте на величину ƒ1. Затем частота выходного сигнала квадратурного модулятора 10 делится в программируемом делителе частоты 6 в N2 раз и подается на другой вход частотно-фазового детектора 3, который сравнивает сигналы на обоих входах по фазе и вырабатывает сигнал ошибки, который после фильтрации в петлевом фильтре нижних частот 4 подстраивает частоту выходного сигнала генератора 7, управляемого напряжением.
Использование вместо смесителя квадратурного модулятора 10, быстродействующего цифроаналогового преобразователя 8 с синфазным и квадратурным выходами и дополнительного полосового фильтра 12 позволяет устранить паразитную частотную модуляцию выходного сигнала гибридного синтезатора частот на основе быстродействующего цифроаналогового преобразователя, возникающую из-за проникновения интермодуляционных спектральных составляющих выходного сигнала смесителя на вход частотно-фазового детектора.
Источники информации
1. Ромашов В.В., Якименко К.А., Докторов А.Н., Сочнева Н.А. Гибридный синтезатор частот на основе быстродействующего цифроаналогового преобразователя в специальных режимах работы // Патент на полезную модель № RU214526U1. Заявл. 25.05.2022, опубл. 02.11.2022. Бюл. №31.
2. Микросхема интегральная 1273ПА12Т. Руководство пользователя. [Электронный ресурс]. - URL: https://niiet.ru/wp-content/uploads/2021/10/4.2.1.0_1273%D0%9ƒ%D0%9012%D0%A2_%D0%A6%D0%B8%D1%84%D1%80%D0%B0-13-1.pdƒ (дата доступа 23.03.2024).
3. Белов Л., Голубков А., Кондрашов А., Карутин А. Модуляторы сигналов сверхвысоких частот. Основные классы. // ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес. 2008. №3. С. 76-83.
Claims (1)
- Гибридный синтезатор частот на основе быстродействующего цифроаналогового преобразователя и квадратурного модулятора, содержащий генератор опорной частоты с двумя выходами, первый из которых подключен к первому из двух входов частотно-фазового детектора с выходом, подключенным через петлевой фильтр нижних частот к генератору, управляемому напряжением, выход которого является выходом всего устройства и соединен с направленным ответвителем, при этом второй выход генератора опорной частоты подключен через умножитель частоты к соединенным шиной данных преобразователю кода и быстродействующему цифроаналоговому преобразователю, выход которого подключен к полосовому фильтру, и делитель частоты, соединенный со вторым входом частотно-фазового детектора, отличающийся тем, что направленный ответвитель соединен с первым из трех входов квадратурного модулятора, быстродействующий цифроаналоговый преобразователь выполнен с двумя синфазным и квадратурным выходами, первый из которых через полосовой фильтр подключен ко второму входу квадратурного модулятора, а второй из которых через дополнительный полосовой фильтр подключен к третьему входу квадратурного модулятора, выход которого соединен через делитель частоты со вторым входом частотно-фазового детектора, при этом быстродействующий цифроаналоговый преобразователь с синфазным и квадратурным выходами, квадратурный модулятор и дополнительный полосовой фильтр выполнены с возможностью использования для преобразования частоты в цепи обратной связи.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU226574U1 true RU226574U1 (ru) | 2024-06-11 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU86817U1 (ru) * | 2009-04-20 | 2009-09-10 | Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Цифровой синтезатор частот |
| RU187248U1 (ru) * | 2018-10-29 | 2019-02-26 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Гибридный синтезатор частот с повышенной чистотой спектра и расширенным диапазоном рабочих частот |
| CN109391266A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-02-26 | 陕西烽火电子股份有限公司 | 一种基于正交调制的混合式频率合成器 |
| RU2774401C1 (ru) * | 2021-11-15 | 2022-06-21 | Акционерное общество «Всероссийский научно-исследовательский институт радиотехники» (АО «ВНИИРТ») | Гибридный многокольцевой синтезатор частот |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU86817U1 (ru) * | 2009-04-20 | 2009-09-10 | Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Цифровой синтезатор частот |
| RU187248U1 (ru) * | 2018-10-29 | 2019-02-26 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Гибридный синтезатор частот с повышенной чистотой спектра и расширенным диапазоном рабочих частот |
| CN109391266A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-02-26 | 陕西烽火电子股份有限公司 | 一种基于正交调制的混合式频率合成器 |
| RU2774401C1 (ru) * | 2021-11-15 | 2022-06-21 | Акционерное общество «Всероссийский научно-исследовательский институт радиотехники» (АО «ВНИИРТ») | Гибридный многокольцевой синтезатор частот |
| RU214526U1 (ru) * | 2022-05-25 | 2022-11-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Гибридный синтезатор частот на основе быстродействующего цифроаналогового преобразователя в специальных режимах работы |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| РОМАШОВ В.В. и др. Гибридный синтезатор на основе быстродействующего цифро-аналогового преобразователя // Радиотехнические и телекоммуникационный системы. 2022. N 4. С. 51-59. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4926130A (en) | Synchronous up-conversion direct digital synthesizer | |
| CN103490777B (zh) | 低杂散频率合成器 | |
| US7570123B2 (en) | Digitally controlled analog frequency synthesizer | |
| EP1584929A2 (en) | High performance signal generation | |
| CN102468849A (zh) | 频率合成器和频率合成方法 | |
| US11804847B2 (en) | Fractional frequency synthesis by sigma-delta modulating frequency of a reference clock | |
| US8143959B2 (en) | Jitter generation apparatus, device test system using the same, and jitter generation method | |
| CN211830747U (zh) | 一种超低相噪和低杂散步进频率源的链路结构 | |
| RU226574U1 (ru) | Гибридный синтезатор частот на основе быстродействующего цифроаналогового преобразователя и квадратурного модулятора | |
| KR20050012499A (ko) | Ｄｄｓ를 이용한 클럭 발생 장치 | |
| CN113794473A (zh) | 一种通用化的频率合成器及合成方法 | |
| US20080258833A1 (en) | Signal Generator With Directly-Extractable Dds Signal Source | |
| Noel et al. | Frequency synthesis: A comparison of techniques | |
| US6519305B1 (en) | Frequency converter arrangement | |
| GB2247368A (en) | Phase modulation signal generator | |
| KR101959789B1 (ko) | 주파수합성기 | |
| CN1996759A (zh) | 频率合成器 | |
| US20220239544A1 (en) | Digital modulator, communication device, and digital modulator control method | |
| RU214526U1 (ru) | Гибридный синтезатор частот на основе быстродействующего цифроаналогового преобразователя в специальных режимах работы | |
| CN103501174A (zh) | 一种低噪声参考信号发生器和信号生成方法 | |
| CN114710210A (zh) | 一种基于单信号参考源的光梳频率传递被动补偿方法 | |
| RU2774401C1 (ru) | Гибридный многокольцевой синтезатор частот | |
| JP2023000336A (ja) | 変調装置及び変調方法 | |
| RU185004U1 (ru) | Гибридный синтезатор частот с повышенной чистотой спектра | |
| JP3673515B2 (ja) | ジッタ発生器 |