• Особенности формирования сигналов при помощи dds

Отличительной особенностью предлагаемого способа формирования дефазированных сигналов, является использование управляемых синтезаторов частоты для формирования фазовых составляющих сигнала. Этот подход дает основное преимущество в том, что спектр фазовой составляющей ограничен фильтром петли ФАПЧ, и, соответственно, спектр выходного сигнала также будет ограничен. Однако такое ограничение спектра приводит к образованию небольших искажений полезного сигнала внутри полосы – комбинационным искажениям.

Структурная схема формирователя сигнала усилителя мощности с использованием DDS показана на рисунке 24.

Как уже отмечалось выше, одной из главных проблем формирователя сигналов передатчика являются искажения, вызванные оцифровкой сформированного сигнала. Это вызвано тем, что спектр фазовой составляющей сильно расширен, однако выходные ЦАП или DDS работают на конечной частоте дискретизации. Чем выше будет частота дискретизации, тем меньше искажений будет в выходном сигнале, и меньше будет внеполосных излучений.

Для уменьшения уровня внеполосных искажений связанных с низкой частотой оцифровки, частота дискретизации входного сигнала перед нелинейными преобразованиями повышается до необходимой расчетной величины, ориентировочно в 20 раз до достижения частоты дискретизации до 320 кГц.

Рис. 24 Структурная схема формирователя сигналов передатчика

Формирование фазовых составляющих выполняется следующим образом. Как уже отмечалось ранее, фазовые составляющие могут быть представлены в следующем виде:

S₁(t) = s(t) – e(t);

S₂(t) = s(t) + e(t).

В то же время, эти же компоненты можно представить и в таком виде:

S₁(t) = A_ccos(ωt + θ(t) + φ(t)); (12)

S₂(t) = A_ccos(ωt + θ(t) – φ(t)), (13)

где φ(t) = arccos(r(t)). В этом случае, необходимо сначала выделение фазовой θ(t) и амплитудной r(t) составляющих. Далее рассчитывается φ(t), и для каждой составляющей рассчитывается θ(t) + φ(t) и θ(t) – φ(t).

Как уже описывалось выше, фазовые составляющие формируются с помощью ГУН на основе синтезатора с ФАПЧ, управляемого DDS. Таким образом, для формирования выходных составляющих дефазированного сигнала необходимо подготовить данные для изменения частоты DDS. Изменение частоты легко вычислить, зная изменение фазы и период дискретизации.

• Формирование дефазированного сигнала

Формирование сигнала передатчика производится по следующему алгоритму. Входной комплексный сигнал предварительно фильтруется фильтром с заданными характеристиками. Далее, с помощью интерполирующего фильтра производится повышение частоты дискретизации в 20 (10) раз. Таким образом, выходная частота дискретизации становится равной 320 (160) кГц.

Для каждой выборки рассчитывается амплитудная составляющая передаваемого сигнала. Затем по таблице вычисляется арккосинус от уровня амплитудной составляющей. Аналогично, по таблице, вычисляется фазовая составляющая сигнала. И затем, прибавляя и вычитая к вычисленной фазовой составляющей сигнала арккосинус, получаем две фазы двух дефазированных каналов. Вычисленные фазы имеют диапазон 0..65535, что соответствует диапазону 360°.

Далее для каждого канала DDS вычисляется значение частоты, которое представляет собой 28-ми битное слово. И затем из полученных частот формируются управляющие слова для DDS, которые по последовательному интерфейсу передаются в ПЛИС. Основной задачей ПЛИС является последовательный прием управляющих слов и их параллельная выдача в регистры частоты обоих DDS.