35. Формирование радиосигналов в синтезаторах частоты прям циф синтез dds.

Один из основных элементов возбудителя – синтезатор частот - устройство для генерирования и формирования колебаний, частота которого может принимать одно из множества дискретных значений, образующих сетку частот. В синтезаторах частот выходные рабо­чие частоты образуются в результате когерентных преобразований час­тоты одного опорного высокостабильного автогенератора. Синтезаторы частоты позволяют решить проблему связанную с невозможностью одновременного получения высокостабильной частоты колебания и перестройки частоты при помощи обычных перестраиваемых АГ. При этом синтезаторы частоты строятся на основе метода либо прямого, либо косвенного синтеза.Прямой синтез – совокуп операций сложен (вычитан) частот, а также их умножен и делен на пост коэф. Косв синтез – колеб-я рабоч частоты фор-ся в отдельн ген-ре путем регулярн подстройки по этолон-му колеб с учетом коэф-в делен и умнож-я частот.

В основе работы такого син-ра лежит восстан сигнала любой формы по совокуп-ти его дискр-х отсчетов, предв-но выбранных в соот-вии с теоремой Котельникова.

Синтезатор с цифро­вым формированием отсчетов синтезируемого колебания на рис. 4.27. В блоке памяти (ПЗУ) хранятся отсчеты синусоиды (данные о значении синусоиды при различ­ных фазах). По определенной программе в соответствии с кодом часто­ты, с помощью ФТФ под воздействием сигнала из блока управления частотой (БУЧ), вычисляются текущие значения синусоиды. Частота f в импульсной последовательности на выходе ЦАП кратна шагу сетки частот: f=к∆f, где k= 1 ,...,N. Поскольку на выходе синтезатора необходимо формирование сину­соидального колебания, то после БП включается ЦАП. Для устранения побочных частот после блока ЦАП включен ФНЧ. Число отсчетов синусоиды 2^N опре­деляется объемом памяти блока вычисления отсчетов (БП). Если все отсчеты синусоиды считываются с частотой опорного ген-ра (ОГ) f_ог = 1/Т_ОГ, то период импульсной последовательности на выходе блока ЦАП Т=T_ОГ2^N, где Т_ОГ – период сигнала ОГ. MIN частота им­пульсной последовательности fmin = ∆f= 1/Т_ОГ2^N.

И

fтакт

зменяя число импульсов ОГ, считываемых за период T_ог (т. е. число N), можно изменить частоту импульсной последовательности на выходе ЦАП.

Рабочая частота опр по фор Fр= Fтакт*Δn / N

Шаг сетки частот ΔFc=ΔN_MIN* Fтакт /N

Верхняя частота f_MAX определяется граничной частотой цифровых микросхем и блока ЦАП. С повышением выходной частоты необходи­мо увеличивать быстродействие ЦАП. Поскольку на выходе синтезато­ра нет давления частоты, то его граничная частота с отсчетами синтезируемого колебания оказывается выше, чем в синтезаторах, по­строенных на основе суммирования импульсных последовательностей.

ПЦС в целом позволяет формировать сигнал произвольной формы. Этот метод основан на восстановлений сигнала по совокупности дискретных отсчетов в соответствии с теоремой Котельникова. Частным случаем является синтез гармонических сигналов с фиксированными частотами образующими дискретную сетку. Отсчеты сигнала, взятые в течении одного периода записываются ПЗУ. В зависимости от адреса выбираемой ячейки из ПЗУ выдается тот или иной отсчет, который затем поступает на ЦАП. На выходе ЦАП реализуется ступенчато изменяющееся напряжение. Эти ступеньки считываются и получается непрерывный сигнал. Частота формирующегося сигнала от шага выборки ячейки. Чем больше шаг выборки, тем больше частота: .

Достоинства: 1)можно получить сколько угодно маленький шаг сетки, нет перестраиваемых элементов. Чем больше разрядность сигнала, тем меньше шума квантования (шумы дискретизации). 2) использование простого ФНЧ с фиксированной настройкой 3) возм-ть получ-я сигналов в широком диап-не частот 4) внутри син-ра можно осущ-ть АМ, Чм и ФМ.

Недостатки: ограниченность рабочих частот сверху.

Организация ЧМ. Для получения сигналов с ЧМ можно воспользоваться изменением во времени шага приращения текущей фазы, т. е. коэф Δn

Fр= Fтакт*Δn / N

Fр±ΔFр девиац = (Δn₀± Δn’)*Fтакт/N где Δn’=Ф(Uмод(t))

В данной схеме предполаг, что блок упр частотой отвеч только за средн знач рабоч частоты, а когда опр-щие девиац частоты формир в независ модуляторе. Учитывая, что БУЧ обыч строится на основе микрокон-ров или микропроц-в формирование полезного кода управления частотой можно осущ непоср в БУЧ.

Организация КАМ.

Возможность модуляции по амплитуде и фазе основана на квадратурном представлении квазигармонических сигналов.