RU2568786C2 - High-speed on-board modulator - Google Patents
High-speed on-board modulator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2568786C2 RU2568786C2 RU2014106975/08A RU2014106975A RU2568786C2 RU 2568786 C2 RU2568786 C2 RU 2568786C2 RU 2014106975/08 A RU2014106975/08 A RU 2014106975/08A RU 2014106975 A RU2014106975 A RU 2014106975A RU 2568786 C2 RU2568786 C2 RU 2568786C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- inputs
- outputs
- modulator
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
- Transmitters (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехническим передатчикам, а именно к бортовым передатчикам спутниковой системы связи и систем дистанционного зондирования земли ДЗЗ.The invention relates to radio transmitters, in particular to airborne transmitters of a satellite communications system and remote sensing earth remote sensing systems.
Из уровня техники известен двухвходовой частотный модулятор (см. патент Российской Федерации на изобретение RU 2248090, опубл. 10.03.2005).The prior art two-input frequency modulator (see the patent of the Russian Federation for the invention RU 2248090, publ. 10.03.2005).
Недостатком указанного аналога является недостаточная скорость передачи данных, невозможность использовать виды модуляции: QPSK, 8PSK, 16APSK, 32APSK.The disadvantage of this analogue is the insufficient data transfer rate, the inability to use the types of modulation: QPSK, 8PSK, 16APSK, 32APSK.
Из уровня техники известен высокоскоростной модулятор (см. заявку США на изобретение US2013089340, опубл. 11.04.2013).The prior art high-speed modulator (see US application for invention US2013089340, publ. 04/11/2013).
Недостатком указанного аналога является недостаточная скорость передачи данных, невозможность использовать виды модуляции: QPSK, 8PSK, 16APSK, 32APSK, что негативно влияет на устойчивость к нелинейным искажениям в усилителе мощности передатчика.The disadvantage of this analogue is the insufficient data transfer rate, the inability to use the types of modulation: QPSK, 8PSK, 16APSK, 32APSK, which negatively affects the resistance to non-linear distortions in the transmitter power amplifier.
Технический результат заявленного устройства заключается в расширении функциональных возможностей устройства, а именно способность управления выходной мощностью сигнала, прием информации по любому из существующих скоростных последовательных интерфейсов с использованием двух буферов, основного и резервного, работа всего устройства от стабильного внешнего низкочастотного опорного генератора, формирование любой фазовой, амплитудно-фазовой и квадратурно-амплитудной модуляции, цифровая обработка передаваемых данных в реальном времени, повышение скорости передачи данных.The technical result of the claimed device is to expand the functionality of the device, namely the ability to control the output power of the signal, receive information on any of the existing high-speed serial interfaces using two buffers, the main and backup, the operation of the entire device from a stable external low-frequency reference generator, the formation of any phase , amplitude-phase and quadrature-amplitude modulation, digital processing of transmitted data in real time nor, increasing data transfer rates.
Технический результат достигается тем, что высокоскоростной бортовой модулятор включает в себя основной буфер и резервный буфер, первые входы-выходы которых являются соответственно первым и вторым входами-выходами устройства, а вторые входы-выходы соединены соответственно с первым и вторым входами-выходами программируемой логической интегральной схемы (ПЛИС), третий, четвертый и пятый входы-выходы которой соединены соответственно с входами-выходами постоянно запоминающего устройства (ПЗУ), синтезатора частот и датчика температуры, первый, второй и третий выходы ПЛИС соединены соответственно с первыми входами первого и второго цифроаналоговых преобразователей (ЦАП) и входом третьего ЦАП, вторые входы первого и второго ЦАП соединены соответственно с первым и вторым выходами синтезатора частот, третий выход которого соединен с входом ПЛИС, а вход является первым входом устройства, выходы первого и второго ЦАП соединены соответственно с первым и вторым входами квадратурного модулятора, третий вход которого соединен с выходом первого вентиля, вход которого является вторым входом устройства, выход квадратурного модулятора соединен с первым входом аттенюатора, второй вход которого соединен с выходом третьего ЦАП, а выход соединен с входом усилителя, выход которого соединен с входом второго вентиля, выход которого является выходом устройства, первый вход устройства предназначен для приема опорной частоты, второй вход устройства предназначен для приема промежуточной частоты, при этом ПЛИС выполнена с возможностью обработки и кодирования информации, цифровой фильтрации, формирования цифровых выходных значений орт I и Q, управления работой синтезатора частоты, управления работой цифроаналоговых преобразователей, управления работой температурного датчика, управления режимом работы всего устройства.The technical result is achieved by the fact that the high-speed on-board modulator includes a main buffer and a backup buffer, the first inputs and outputs of which are respectively the first and second inputs and outputs of the device, and the second inputs and outputs are connected respectively to the first and second inputs and outputs of the programmable logical integral circuit (FPGA), the third, fourth and fifth inputs and outputs of which are connected respectively with the inputs and outputs of a read-only memory (ROM), frequency synthesizer and temperature sensor, p the first, second and third FPGA outputs are connected respectively to the first inputs of the first and second digital-to-analog converters (DACs) and the input of the third DAC, the second inputs of the first and second DACs are connected respectively to the first and second outputs of the frequency synthesizer, the third output of which is connected to the FPGA input, and the input is the first input of the device, the outputs of the first and second DACs are connected respectively to the first and second inputs of the quadrature modulator, the third input of which is connected to the output of the first valve, the input of which is second With the input of the device, the output of the quadrature modulator is connected to the first input of the attenuator, the second input of which is connected to the output of the third DAC, and the output is connected to the input of the amplifier, the output of which is connected to the input of the second valve, the output of which is the output of the device, the first input of the device is designed to receive the reference frequency, the second input of the device is designed to receive an intermediate frequency, while the FPGA is configured to process and encode information, digital filtering, the formation of digital output beginnings of the orths I and Q, control the operation of the frequency synthesizer, control the operation of digital-to-analog converters, control the operation of the temperature sensor, control the operation mode of the entire device.
Признаки и сущность заявленного изобретения поясняются в последующем детальном описании, иллюстрируемом чертежами, где показано следующее.The features and essence of the claimed invention are explained in the following detailed description, illustrated by the drawings, which show the following.
На фиг. 1 представлена блок-схема заявленного высокоскоростного бортового модулятора, где:In FIG. 1 presents a block diagram of the claimed high-speed on-board modulator, where:
1. Основной буфер;1. The main buffer;
2. Резервный буфер;2. Reserve buffer;
3. ПЛИС;3. FPGA;
41. Первый ЦАП;4 1 . First DAC;
42. Второй ЦАП;4 2 . Second DAC;
43. Третий ЦАП;4 3 . Third DAC;
5. Синтезатор частот;5. Frequency synthesizer;
6. Квадратурный модулятор;6. Quadrature modulator;
7. Первый вентиль;7. The first valve;
8. Датчик температуры;8. Temperature sensor;
9. Аттенюатор;9. Attenuator;
10. Усилитель;10. Amplifier;
11. Второй Вентиль;11. The second valve;
12. ПЗУ12. ROM
На фиг. 2 показан алгоритм работы ПЛИС.In FIG. 2 shows the FPGA operation algorithm.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Вход 1 служит входом опорной частоты от внешнего стабильного генератора частот для работы синтезатора частот 5 со встроенным генератором, управляемым напряжением (ГУН), управление которым осуществляется при помощи ПЛИС 3 со входа-выхода 4. Синтезатор частот 5 формирует тактовые частоты, которые по независимым линиям поступают на ПЛИС 3, первый ЦАП41, второй ЦАП42.Input 1 serves as the input of the reference frequency from an external stable frequency generator for operation of the frequency synthesizer 5 with an integrated voltage-controlled generator (VCO), which is controlled by FPGA 3 from input-output 4. Frequency synthesizer 5 generates clock frequencies that are independent lines arrive at FPGA 3, the first DAC4 1 , the second DAC4 2 .
Входные данные поступают по скоростному последовательному интерфейсу через основной буфер 1 или резервный буфер 2 в ПЛИС 3. Структура ПЛИС программируется из ПЗУ и выполняет следующие функции: обработка информации и кодирование, цифровая фильтрация, формирование цифровых выходных значений орт I и Q, управление работой синтезатором частоты 7, управление работой первого, второго и третьего ЦАП 41,42,43, управление работой температурного датчика 8, управление режимом работы всего устройства.Input data is received via the high-speed serial interface through the main buffer 1 or the backup buffer 2 to the FPGA 3. The FPGA structure is programmed from the ROM and performs the following functions: information processing and coding, digital filtering, generation of digital output values ort I and Q, control of the frequency synthesizer 7, controlling the operation of the first, second and third DACs 4 1 , 4 2 , 4 3 , controlling the operation of the temperature sensor 8, controlling the operation mode of the entire device.
Орты I и Q с выходов первого ЦАП 41 и второго ЦАП 42 на низкой частоте подаются на первый и второй входы квадратурного модулятора 6 соответственно, который производит формирование выходного радиосигнала на промежуточной частоте внешнего высокостабильного генератора, которая поступает со второго входа устройства. Температурный датчик 8 определяет температурный режим работы усилителя 10, эта информация обрабатывается в ПЛИС 3, поступает на третий ЦАП 43, затем на второй вход аттенюатора 9, где управляет уровнем входного сигнала, который с выхода аттенюатора 9 поступает на усилитель 10, затем на второй вентиль 11 и далее на выход устройства.The unit vectors I and Q from the outputs of the first DAC 4 1 and the second DAC 4 2 at a low frequency are fed to the first and second inputs of the quadrature modulator 6, respectively, which produces an output radio signal at the intermediate frequency of an external highly stable generator, which comes from the second input of the device. The temperature sensor 8 determines the temperature regime of the amplifier 10, this information is processed in the FPGA 3, fed to the third DAC 4 3 , then to the second input of the attenuator 9, where it controls the level of the input signal, which from the output of the attenuator 9 goes to the amplifier 10, then to the second valve 11 and further to the output of the device.
ПЛИС 3 работает следующим образом (см. фиг. 2). Осуществляется подача тактовой частоты по входу 1 и частоты по входу 2. Осуществляется подача питания. Выполняется загрузка конфигурации ПЛИС 3 из ПЗУ 12. Загружаются команды управления синтезатора частот 5. Производится непрерывное измерение температуры при помощи датчика 8 и установка требуемого уровня сигнала на аттенюаторе 9 через третий ЦАП 43 до момента выключения питания. Осуществляется фильтрация заранее подготовленного массива данных, передача информации с выхода фильтров на входы первого и второго ЦАП. При подаче команды передачи данных осуществляется кодирование входной информации, фильтрация информации с выхода кодера, вывод информации с выхода фильтров на входы первого и второго ЦАП до момента выключения питания.FPGA 3 works as follows (see Fig. 2). The clock frequency is supplied at the input 1 and the frequency at the input 2. The power is supplied. The FPGA 3 configuration is loaded from the ROM 12. The frequency synthesizer control commands are loaded 5. The temperature is continuously measured using the sensor 8 and the required signal level is set on the attenuator 9 through the third DAC 4 3 until the power is turned off. Filtering a pre-prepared data array is carried out, information is transmitted from the output of the filters to the inputs of the first and second DACs. When a data transmission command is sent, the input information is encoded, information is filtered from the encoder output, information is output from the output of the filters to the inputs of the first and second DACs until the power is turned off.
Предлагаемый высокоскоростной бортовой модулятор позволяет осуществлять модуляцию и передачу данных на скоростях более 2 Гбит/с.The proposed high-speed on-board modulator allows for modulation and data transfer at speeds of more than 2 Gbit / s.
Claims (1)
Высокоскоростной бортовой модулятор, включающий в себя основной буфер и резервный буфер, первые входы-выходы которых являются соответственно первым и вторым входами-выходами устройства, а вторые входы-выходы соединены соответственно с первым и вторым входами-выходами программируемой логической интегральной схемы (ПЛИС), третий, четвертый и пятый входы-выходы которой соединены соответственно с входами-выходами постоянно запоминающего устройства (ПЗУ), синтезатора частот и датчика температуры, первый, второй и третий выходы ПЛИС соединены соответственно с первыми входами первого и второго цифроаналоговых преобразователей (ЦАП) и входом третьего ЦАП, вторые входы первого и второго ЦАП соединены соответственно с первым и вторым выходами синтезатора частот, третий выход которого соединен с входом ПЛИС, а вход является первым входом устройства, выходы первого и второго ЦАП соединены соответственно с первым и вторым входами квадратурного модулятора, третий вход которого соединен с выходом первого вентиля, вход которого является вторым входом устройства, выход квадратурного модулятора соединен с первым входом аттенюатора, второй вход которого соединен с выходом третьего ЦАП, а выход соединен с входом усилителя, выход которого соединен с входом второго вентиля, выход которого является выходом устройства, первый вход устройства предназначен для приема опорной частоты, второй вход устройства предназначен для приема промежуточной частоты; при этом ПЛИС выполнена с возможностью обработки и кодирования информации, цифровой фильтрации, формирования цифровых выходных значений орт I и Q, управления работой синтезатора частоты, управления работой цифроаналоговых преобразователей, управления работой температурного датчика, управления режимом работы всего устройства.
A high-speed on-board modulator that includes a main buffer and a backup buffer, the first inputs and outputs of which are the first and second inputs and outputs of the device, and the second inputs and outputs are connected respectively to the first and second inputs and outputs of a programmable logic integrated circuit (FPGA), the third, fourth and fifth inputs and outputs of which are connected respectively to the inputs and outputs of a read-only memory device (ROM), a frequency synthesizer and a temperature sensor, the first, second and third outputs of the FPGA are connected respectively, with the first inputs of the first and second digital-to-analog converters (DACs) and the input of the third DAC, the second inputs of the first and second DACs are connected respectively to the first and second outputs of the frequency synthesizer, the third output of which is connected to the FPGA input, and the input is the first input of the device, the outputs the first and second DACs are connected respectively to the first and second inputs of the quadrature modulator, the third input of which is connected to the output of the first valve, the input of which is the second input of the device, the output is quadrature of the modulator is connected to the first input of the attenuator, the second input of which is connected to the output of the third DAC, and the output is connected to the input of the amplifier, the output of which is connected to the input of the second valve, the output of which is the output of the device, the first input of the device is designed to receive the reference frequency, the second input of the device designed to receive an intermediate frequency; at the same time, FPGAs are capable of processing and encoding information, digital filtering, generating digital output values of the orths I and Q, controlling the operation of the frequency synthesizer, controlling the operation of digital-to-analog converters, controlling the operation of the temperature sensor, and controlling the operation mode of the entire device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014106975/08A RU2568786C2 (en) | 2014-02-26 | 2014-02-26 | High-speed on-board modulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014106975/08A RU2568786C2 (en) | 2014-02-26 | 2014-02-26 | High-speed on-board modulator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014106975A RU2014106975A (en) | 2015-09-10 |
| RU2568786C2 true RU2568786C2 (en) | 2015-11-20 |
Family
ID=54073119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014106975/08A RU2568786C2 (en) | 2014-02-26 | 2014-02-26 | High-speed on-board modulator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2568786C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2764730C1 (en) * | 2021-06-01 | 2022-01-19 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Method for transmitting telemetric information and device for its implementation (options) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5506548A (en) * | 1993-09-29 | 1996-04-09 | Icom Incorporated | SSB modulator for adjusting the carrier amplitude level of a modulated SSB signal |
| RU2128886C1 (en) * | 1992-10-27 | 1999-04-10 | Эриксон джи-и мобил коммьюникейшнз Инк. | Multimode radio communication device and multimode cellular radiophone |
| RU2248090C2 (en) * | 2003-04-21 | 2005-03-10 | Прахов Виктор Иванович | Double-input frequency modulator |
| RU2341038C2 (en) * | 1993-09-30 | 2008-12-10 | Интердиджитал Текнолоджи Корпорейшн | Radio telephone system for remote user groups |
-
2014
- 2014-02-26 RU RU2014106975/08A patent/RU2568786C2/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2128886C1 (en) * | 1992-10-27 | 1999-04-10 | Эриксон джи-и мобил коммьюникейшнз Инк. | Multimode radio communication device and multimode cellular radiophone |
| US5506548A (en) * | 1993-09-29 | 1996-04-09 | Icom Incorporated | SSB modulator for adjusting the carrier amplitude level of a modulated SSB signal |
| RU2341038C2 (en) * | 1993-09-30 | 2008-12-10 | Интердиджитал Текнолоджи Корпорейшн | Radio telephone system for remote user groups |
| RU2248090C2 (en) * | 2003-04-21 | 2005-03-10 | Прахов Виктор Иванович | Double-input frequency modulator |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2764730C1 (en) * | 2021-06-01 | 2022-01-19 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Method for transmitting telemetric information and device for its implementation (options) |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2014106975A (en) | 2015-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10003414B2 (en) | Method for calibrating a frequency synthesiser using two-point FSK modulation | |
| CN101388878B (en) | Polar modulation without analog filtering, implementation device and method thereof | |
| WO2011123635A3 (en) | Synchronous transfer of streaming data in a distributed antenna system | |
| RU2495497C2 (en) | Signal processing device and method of communicating with implantable medical device | |
| CN103427835B (en) | Frequency modulator | |
| CN105703822A (en) | Spaceborne Ka-wave-band data transmission transmitter with switched rate | |
| US8831138B2 (en) | Circuit for transmitting ASK RF signals with data signal edge adaptation | |
| EP2824831A3 (en) | Transmitter system with digital phase rotator used for applying digital phase rotation to constellation data and related signal transmission method thereof | |
| US20110103427A1 (en) | System and method of controlling modulation frequency of spread-spectrum signal | |
| TW200600985A (en) | A control apparatus for controlling a plant by using a delta-sigma modulation algorithm | |
| TWI688240B (en) | Transmitting apparatus, system and computer-implemented method for applying a phase modulation to a millimeter wave carrier signal with ook | |
| RU2568786C2 (en) | High-speed on-board modulator | |
| CN105830340B (en) | For transmitting the circuit and method of signal | |
| CN103051344B (en) | A kind of number transmission transmitter | |
| US20180248724A1 (en) | Delta-sigma modulator, transmitter, and integrator | |
| JP7111962B2 (en) | Control signal transmission/reception system and control signal transmission/reception method | |
| US10476517B2 (en) | Modulator for a digital amplifier | |
| WO2023225434A3 (en) | Wireless power systems with amplitude-shift-keying communications | |
| US10536153B1 (en) | Signal generator | |
| CN209201056U (en) | A kind of GHz rank random frequency modulation device | |
| EP3343855B1 (en) | High speed phase shift keying modulator | |
| GB2408398A (en) | Calibration device for a phase locked loop synsthesiser | |
| CN105373179B (en) | Voltage generating circuit and polar coordinates transmitter | |
| Ivanov et al. | Serial communication protocol for FPGA-based systems | |
| JP2009232060A (en) | Optical transmitter |