Синтезаторы частотно-модулированных сигналов для адаптивных систем связи и средства улучшения их спектральных и функциональных характеристик тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Клюжев Евгений Сергеевич

• Клюжев Евгений Сергеевич
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Клюжев Евгений Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ СПЕКТРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СИНТЕЗАТОРОВ ЧАСТОТ

1.1 Цифровые вычислительные синтезаторы частот

1.2 Синтезаторы с фазовой автоподстройкой частоты

1.3 Гибридные синтезаторы частот

1.4 Шумовые характеристики синтезаторов частот и характер их происхождения

1.4.1 Шумовые характеристики цифровых вычислительных синтезаторов частот

1.4.2 Шумовые характеристики синтезаторов с фазовой автоподстройкой частоты

1.5 Технические характеристики синтезаторов частот

Выводы по первой главе. Постановка цели и задач исследования

ГЛАВА 2. СРЕДСТВА СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ЦИФРОВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИНТЕЗАТОРОВ ЧАСТОТ

2.1 Цифровой вычислительный синтезатор частот на основе цифрового накопителя кода

2.1.1 Структурная схема цифрового вычислительного синтезатора частот на основе цифрового накопителя кода

2.1.2 Анализ процессов, происходящих в основных функциональных узлах цифрового вычислительного синтезатора частот

2.1.3 Математическая модель цифрового вычислительного синтезатора частот с компенсацией ошибки округления фазы

2.1.4 Математические модели формируемых сигналов

2.1.5 Подходы к проектированию цифровых вычислительных синтезаторов частот для повышения быстродействия и формирования сложных сигналов

2.1.6 Анализ спектральных характеристик цифрового вычислительного синтезатора частот на основе цифрового накопителя кодов

2.2 Разработка структурно-схемотехнических решений и алгоритма работы цифровых вычислительных синтезаторов

2.2.1 Цифровой вычислительный синтезатор с независимой частотной, фазовой и амплитудной модуляцией

2.2.2 Цифровой вычислительный синтезатор частот c быстрой сменой фазы при формировании фазоманипулированных сигналов

2.2.3 Цифровой вычислительный синтезатор с высокой линейностью изменения частоты сигнала с линейной частотной модуляцией

2.3 Цифровой вычислительный синтезатор частот с подавлением перекрёстных помех и паразитной амплитудной модуляции

2.4 Цифровой вычислительный синтезатор с оперативным управлением начальной частотой синтезируемого сигнала

2.5 Цифровой вычислительный синтезатор с квадратичным законом изменения частоты

Выводы по второй главе

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ГИБРИДНОГО ЦИФРОАНАЛОГОВОГО СИНТЕЗАТОРА С ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКОЙ ЧАСТОТЫ

3.1 Анализ системы фазовой автоподстройки частоты

3.2 Моделирование системы фазовой автоподстройки частоты

3.3 Общая структура и принцип работы синтезатора с фазовой автоподстройкой частоты

3.4 Разработка структурной схемы и алгоритмических решений гибридного синтезатора частот

Выводы по третьей главе

ГЛАВА 4. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИНТЕЗАТОРОВ ЧАСТОТ

4.1 Компьютерное моделирование синтезатора с фазовой автоподстройкой частоты

4.2 Экспериментальные исследования выходного сигнала цифрового вычислительного синтезатора частот

4.3 Экспериментальные исследования выходного сигнала гибридного синтезатора частот

4.4 Сравнение технических характеристик разработанных синтезаторов частот с аналогами

Выводы по четвёртой главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЯ

П1. Пример практической реализации модуля цифрового синтеза сигналов

П2. Патенты на изобретения РФ

П3. Акты внедрения результатов диссертационной работы

144

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Синтезаторы частотно-модулированных сигналов для адаптивных систем связи и средства улучшения их спектральных и функциональных характеристик»

Актуальность темы исследования.

Одним из ключевых элементов, влияющих на эксплуатационные и технические характеристики современных систем радиолокации, навигации, и связи, является источник опорных колебаний, в качестве которого всё чаще используется синтезатор частот. Это влияние проявляется, в том числе, при реализации быстрой программной перестройки частоты для скрытной передачи информации в адаптивных широкополосных системах декаметровой связи, а именно в гетеродине приемника и возбудителе передатчика.

Синтезаторы частот широко применяются для решения следующих задач с требуемой эффективностью: формирования сетки опорных колебаний, умножения частоты, синтеза несущего колебания в процессе модуляции, генерации одиночных импульсов и гребенчатого импульса, обеспечения частотной и временной синхронизации.

Необходимо отметить, что для решения указанных задач используются два типа синтезаторов: 1) цифровые вычислительные синтезаторы (ЦВС) и 2) синтезаторы с системой фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). Каждый из них имеет как свои преимущества, так недостатки: для первого характерно формирование широкого класса сигналов, в том числе отличных от гармонических, быстрая перестройка частоты в широком диапазоне, преемственность фазы и малый шаг сетки частот. Однако, при этом спектр формируемого сигнала ЦВС проигрывает по своей «чистоте» и ширине полосы второму типу синтезаторов с ФАПЧ.

При проектировании радиотехнических систем на основе синтезаторов частот встречается ряд проблем, которые становятся особенно актуальными в настоящее время по следующим причинам: 1) требования к минимизации времени вхождения в связь; 2) требования к высокоточной подстройке частоты; 3) отсутствие необходимой импортной элементной базы; 4) ограничения по максимальной рабочей частоте, минимальному шагу сетки частот и скорости перестройки частоты синтезаторов с ФАПЧ; 5) увеличение фазовых шумов от прямого преобразования с повышением частоты стабильных низкочастотных генераторов

В результате становится очевидной необходимость в создании нового подхода при проектировании синтезаторов частот, который позволил бы реализовать преимущества обоих типов синтезаторов и снизить влияние их ограничений на результирующие технические характеристики.

Степень разработанности темы исследования.

В настоящее время в России исследованию задач синтеза частот и сигналов посвящён ряд работ. Многие из них послужили основополагающими источниками при проведении диссертационного исследования. В частности, автор опирался на труды таких отечественных исследователей как Л.А. Белов, В.В. Болознев, А.В. Голубков, В.Н. Кочемасов, В.Н. Кулешов, В.А. Левин, Л.И. Ридико, В.В. Ромашов, А.В. Рыжков, И.В. Рябов, Н.М. Тихомиров, Д.Н. Шапиро, В.В. Шахгильдян, Н.П. Ямпурин и других. Следует отметить вклад научной школы концерна «Созвездие» (г. Воронеж).

Наряду с отечественными работами этой проблеме посвящены труды зарубежных авторов: В. Манассевич, J. Vankka, V.F. Kroupa, A. Chenakin, R. Best, W. Tranter, D. Talbot, и других.

На данный момент разработаны основные принципы построения синтезаторов, изучены их особенности и характеристики формируемых сигналов. Развитие синтезаторов в настоящее время идёт в основном в рамках известных структурных схем по пути их интегральной реализации, технологического повышения быстродействия, снижения энергопотребления и стоимости.

Однако, структур синтезаторов частот со спектрально «чистым» сигналом и широкими функциональными возможностями для решения задач радиосвязи и радиолокации в литературе представлено недостаточно, поэтому разработка и исследование цифровых и гибридных синтезаторов, а также средств улучшения их спектральных и функциональных характеристик, является актуальной научной задачей.

Объект исследования - цифровые и цифроаналоговые синтезаторы частот.

Предмет исследования - средства улучшения спектральных и функциональных характеристик цифровых и цифроаналоговых синтезаторов частот.

Целью диссертационного исследования является улучшение спектральных и функциональных характеристик цифровых и гибридных синтезаторов частот за счёт применения при проектировании новых структурно-схемотехнических и алгоритмических решений.

Научная задача исследования состоит в модернизации математической модели и алгоритмического обеспечения новых цифровых синтезаторов частот, а также в разработке принципов построения и структурно-схемотехнических решений синтезаторов частот, путём внедрения в их структуры новых функциональных элементов, что обеспечивает улучшение спектральных и функциональных характеристик синтезаторов частот.

Для этого в работе ставились и решались следующие задачи:

1. Проанализировать существующие устройства синтеза сигналов и их спектральные и функциональные характеристики, определить классы синтезаторов частот для совершенствования;

2. Предложить структурно-схемотехнические и алгоритмические решения, а также модернизировать существующую математическую модель для разработки новых цифровых вычислительных синтезаторов, которые реализуют методы улучшения их характеристик;

3. Разработать структуру гибридного цифроаналогового синтезатора, которая позволит реализовать преимущества как предложенных ЦВС, так и синтезаторов косвенного синтеза, и экспериментально подтвердить улучшение характеристик данного синтезатора;

4. Предложить новую компьютерную модель, изготовить экспериментальный стенд, и провести с их помощью исследования спектральных и частотных характеристик разработанных синтезаторов частот, а также выработать методические рекомендации по практическому применению стенда и модели для оценки данных характеристик при проектировании.

Научная новизна диссертационного исследования состоит в том, что

предложены средства совершенствования цифровых и гибридных синтезаторов частот:

1. Модернизирована математическая модель цифрового вычислительного синтезатора на основе цифрового накопителя кодов, которая показала, что амплитуда и частота паразитных спектральных составляющих определяются ошибкой округления фазы при адресации преобразователя кодов.

2. Впервые предложен аналитический подход к построению цифровых вычислительных синтезаторов, который обеспечивает снижение уровня паразитных составляющих, возникающих из-за когерентности ошибки округления фазы, за счёт добавления псевдослучайной величины к коду частоты при каждом переполнении цифрового накопителя.

3. Предложены три новых подхода к построению цифровых вычислительных синтезаторов и алгоритмы работы, основанные на структурах, включающих: блоки коррекции частоты и фазы и два сумматора; две пары последовательно соединённых цифровых накопителей и мультиплексор для переключения начальной частоты; умножитель кодов с двумя счётчиками и делитель частоты.

4. Предложен нетрадиционный подход к построению и алгоритм работы гибридного синтезатора с фазовой автоподстройкой частоты [129], структура которого одновременно включает делитель опорной частоты и второй контур управления, состоящий из модулятора, второго фазового дискриминатора и третьего делителя с переменным коэффициентом деления, причём в качестве опорного генератора применён цифровой вычислительный синтезатор, а полученное выражение учитывает вклад частоты и коэффициента деления второго контура управления в форму синтезированного частотно-модулированного сигнала.

Теоретическая значимость диссертационной работы состоит в том, что:

1. Формализована зависимость синтезируемого сигнала от ошибки округления фазы, возникающей при работе цифрового вычислительного синтезатора на основе цифрового накопителя кодов; выполнено разложение в ряд Фурье функции ошибки округления фазы, которая определяет амплитуду и частоту

спектральных шумов, и сформулировано соотношение между максимальным уровнем побочных составляющих некратности и числом бит округления.

2. Предложены выражения, которые учитывают вклад коэффициентов коррекции частоты и фазы; кодов первой и второй начальной частоты в форму сигнала цифрового вычислительного синтезатора. Получена формула кода фазы сигнала, которая подтверждает возможность синтеза сигнала с квадратичным законом изменения частоты.

Практическая ценность диссертационной работы заключается в следующем:

1. Предложенные цифровые вычислительные синтезаторы обеспечивают: подавление перекрёстных помех и паразитной амплитудной модуляции на 5-10 дБн относительно известных решений [117]; оперативное управление начальной частотой и высокое быстродействие за счёт применения мультиплексора для сокращения времени переключения частоты до 10 нс без учёта фильтрации [118]; формирование сигналов не только с линейной частотной модуляцией со скоростью изменения частоты до 1 МГц/с, но и с квадратурной модуляцией.

2. Разработана структура гибридного синтезатора с фазовой автоподстройкой частоты [129], которая обеспечивает подтверждённое экспериментально подавление уровня паразитных спектральных составляющих цифрового вычислительного синтезатора на 10 дБн, перестройку частоты с шагом 0,1 Гц в диапазоне от 10 МГц до 4 ГГц, и повышение быстродействия за счёт сокращения времени захвата в системе фазовой автоподстройкой частоты до 1 мкс. Структура унифицирована и реализует преимущества как предложенных ЦВС, так и синтезаторов косвенного синтеза.

3. Создана система практических рекомендаций при проектировании рассматриваемого класса устройств на базе предложенных структур и алгоритмов работы цифровых вычислительных синтезаторов, которые могут быть использованы в качестве источника опорных колебаний гибридного синтезатора с фазовой автоподстройкой частоты;

4. Представлены технические и компьютерные средства на базе разработанного экспериментального стенда, методические рекомендации по измерению

спектров сигналов, и инструментарий компьютерного моделирования параметров синтезаторов частот, для организации более высокого уровня проектной деятельности.

Реализация и внедрение результатов работы. Результаты диссертационной работы внедрены:

1. На АО «Марийский Машиностроительный завод» (входит в АО «Концерн ВКО «Алмаз-Антей») в части структур синтезаторов в ходе выполнения НИОКР по проектированию устройств генерации сигналов;

2. В учебном процессе кафедры проектирования и производства электронно-вычислительных средств радиотехнического факультета ФГБОУ ВО «Поволжский государственный технологический университет» в части компьютерного моделирования и методик измерения спектров выходного сигнала синтезаторов частот при проведении занятий по курсу «Системное проектирование»;

Результаты работы использованы при выполнении проектной части государственного задания Минобрнауки России № 2.3643.2017/ПЧ на тему «Прямой цифровой синтез сложных широкополосных сигналов для задач радиолокации, связи и телекоммуникаций»; при выполнении НИР по договору №5757ГУ/2015 от 04.06.2015г. на тему «Разработка цифроаналогового синтезатора частот и сигналов» в рамках гранта «УМНИК», в котором автор является руководителем.

Методология и методы исследования. В диссертации использованы методы математического анализа и формального описания радиотехнических систем, компьютерного моделирования, спектрального анализа и экспериментального исследования.

Положения, выносимые на защиту:

1. Алгоритм работы цифрового вычислительного синтезатора на основе цифрового накопителя и генератора псевдослучайного кода, который обеспечивает снижение уровня паразитных составляющих, возникающих из-за когерентности ошибки округления фазы;

2. Три разработанные структуры цифровых вычислительных синтезаторов, включающих: блоки коррекции частоты и фазы и два сумматора; две пары

последовательно соединённых цифровых накопителей и мультиплексор для переключения начальной частоты; умножитель кодов с двумя счётчиками и делитель частоты, которые реализуют методы улучшения их спектральных и функциональных характеристик: подавление помех на 5-10 дБн, сокращение времени переключения частоты до 10 нс без учёта фильтрации, а также формирование сигналов с линейной частотной модуляцией со скоростью изменения частоты до 1 МГц/с и с квадратурной модуляцией. Структура гибридного синтезатора частот, которая обеспечивает подавление уровня паразитных спектральных составляющих цифровых вычислительных синтезаторов на 10 дБн при формировании сигнала вплоть до гигагерцового диапазона; 3. Результаты компьютерного моделирования и измерений, выполненных на базе разработанного инструментария среды MatLab Simulink и экспериментального стенда, которые показали улучшение спектральных и частотных характеристик сигналов предложенных синтезаторов, а также могут применяться для оценки данных параметров при проектировании.

Диссертация соответствует следующим пунктам паспорта специальности 2.2.13. Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения: п.4. Разработка и исследование устройств генерирования, усиления, преобразования и синтеза радиосигналов, сигналов изображения и звука в радиотехнических системах различного назначения, включая системы телевидения. Создание эффективных методов их расчета и основ проектирования; п.3. Разработка и исследование радиотехнических устройств и систем, обеспечивающих улучшение характеристик точности, быстродействия и помехоустойчивости; п.15. Разработка и исследование физических, математических и гибридных имитационных моделей радиотехнических устройств и систем, включая системы и устройства аналогового и цифрового телевидения и оптико-электронных устройств.

Степень достоверности. Сформулированные в диссертации научные положения и выводы обоснованы теоретической проработкой рассматриваемых вопросов и не противоречат выводам зарубежных и российских исследователей. Проведены аналитические расчёты, построены математические модели

синтезаторов, в том числе в среде MatLab Simulink, на их основе получены оригинальные запатентованные решения, проведены экспериментальные измерения спектров сигналов, которые показали обоснованность выводов, приведённых в диссертации.

Апробация результатов работы. Основные положения диссертационной работы обсуждались на следующих конференциях: XXIV Международная научная конференция «Волновая электроника и инфокоммуникационные системы», WECONF, Санкт-Петербург, 2021; Международная конференция «Системы синхронизации, формирования и обработки сигналов в инфокоммуникациях», SYNCHROINFO: Светлогорск, 2020; Ярославль, 2019; Минск, 2018; II Международная научно-техническая конференция «Systems of signals generating and processing in the field of on board communications», Москва, 2019; XIII Международная отраслевая научно-техническая конференция «Технологии информационного общества», Москва, 2019; Международная конференция «Цифровая обработка сигналов и её применение», DSPA, Москва: 21-я, 2019; 20-я, 2018; 18-я, 2016; Международная научно-техническая конференция «Радиолокация навигация связь», RLNC, Воронеж: XXVI, 2020; XХII, 2016; Всероссийская научная конференция «VII Всероссийские Армандовские чтения», Муром, 2017; X Всероссийская научно-техническая конференция «Радиолокация и радиосвязь» ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, Москва, 2016; Международная научно-техническая конференция «Системы синхронизации, формирования и обработки сигналов в инфокоммуникациях», СИНХРОИНФО, Самара, 2016; X международная молодёжная научная конференция по естественнонаучным и техническим дисциплинам «Научному прогрессу - творчество молодых», Йошкар-Ола, 2015.

Публикации. По тематике исследования опубликовано 32 работы, из них 8 статей в рецензируемых научных журналах из перечня ВАК РФ; 5 публикаций в материалах конференций Scopus; 10 публикаций РИНЦ, 9 Патентов на изобретение.

Личный вклад автора.

Автором модернизирована математическая модель, которая учитывает ошибку округления фазы, и на её основе разработаны решения для проектирования

цифровых вычислительных синтезаторов: введение в структуру и алгоритм работы умножителя кодов, делителя частоты, счётчика, сумматора, мультиплексора, блоков коррекции частоты и фазы. Предложена структура двухконтурного синтезатора с фазовой автоподстройкой частоты, обладающая низким уровнем паразитных спектральных составляющих и фазовых шумов, а также широким частотным диапазоном. Разработана компьютерная модель синтезатора, сформулированы условия захвата в системе ФАПЧ. С помощью разработанной модели исследованы время захвата в системе ФАПЧ, уровни спектральных и фазовых шумов. Автором разработан экспериментальный стенд и проведены измерения спектров сигналов цифрового вычислительного синтезатора и гибридного синтезатора, которые подтвердили правильность основных теоретических положений.

Структура работы. Диссертация состоит из содержания, введения, четырёх глав, заключения, списка сокращений, списка литературы и 3 приложений. Общий объём работы составляет 152 страницы, включая 52 рисунка и 8 таблиц. Список литературы содержит 135 источников, в том числе 32 работы автора.

ГЛАВА 1. ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ СПЕКТРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СИНТЕЗАТОРОВ ЧАСТОТ

В главе приведены существующие структуры, принцип работы, функциональные возможности и технические характеристики цифровых и гибридных цифроаналоговых синтезаторов частот, в том числе с фазовой автоподстройкой частоты. Представлены результаты анализа литературы по направлению разработки методов и устройств формирования сигналов, дана оценка современного уровня развития отрасли. Отдельный параграф посвящён изучению шумов в синтезаторах частот и характеру их происхождения.

Одной из целей обзора литературы является изучение проблемы недостаточного разнообразия широкополосных синтезаторов частот с заданными спектральными и функциональными характеристиками, с которой сталкиваются исследователи и разработчики при проектировании адаптивных систем связи. В выводах по главе сформулированы цели и задачи научной работы.

1.1 Цифровые вычислительные синтезаторы частот

В последние десятилетия стремительно развиваются системы радиолокации, связи и телекоммуникации. Важными функциональными узлами современных радиотехнических систем (РТС) являются синтезаторы частот (СЧ), в связи с этим задача формирования сложных широкополосных сигналов актуальна, так как формирование сигналов с заданными свойствами обеспечивает высокие технические характеристики РТС различного назначения.

Синтезаторы частот (СЧ) находят применение во всех областях радиотехники: радиолокации и навигации, телевидении и радиовещании, современных адаптивных системах связи, радиолокации и радиоастрономии [1-15 и др]. При этом проектируемые СЧ должны обеспечивать компактное размещение каналов радиосвязи с предельно мелкой сеткой и минимальными допусками на

долговременную нестабильность и точность установки частоты, широкий диапазон перестройки, высокую чистоту спектра выходного сигнала и минимально возможное время перестройки с одной частоты на другую. Точность и стабильность выходных частот определяются опорным генератором. Синтезаторы частот и сигналов конструктивно исполняются в виде функционально законченного устройства (блока, узла, платы, модуля, микросхемы). Развитие СЧ в настоящее время идет в основном в рамках известных структурных схем по пути их интегральной реализации, технологического повышения быстродействия, снижения энергопотребления и стоимости. Большое внимание уделено вопросам разработки синтезаторов с повышенным быстродействием, применения ПАВ фильтров и ПАВ резонаторов [1,2].

К настоящему времени сформировалась следующая классификация синтезаторов частот [3, 4]:

1. СЧ прямого и косвенного синтеза;

2. Аналоговые, цифровые, и гибридные (цифроаналоговые).

Основными современными методами синтеза частот и сигналов являются

прямой цифровой синтез сигналов (DDS) и косвенный аналоговый синтез с петлей фазовой автоподстройки частоты (PLL). Каждый из них характеризуется своими недостатками и преимуществами, поэтому при выборе синтезатора частоты часто приходится руководствоваться разумными компромиссами [1-4].

Прямой цифровой метод синтеза частот позволил значительно улучшить технические характеристики РЭС: в радиовещании и телевидении - улучшить качество звуковых и телевизионных сигналов; в радиорелейных и спутниковых системах связи - повысить качество телефонной и телевизионной связи; в радиолокации - повысить разрешающую способность по дальности и по скорости; в навигации - снизить ошибки определения координат объекта; в радиосвязи -улучшить помехоустойчивость, скрытность и надежность сеанса связи [16-18].

Основные достоинства цифровых вычислительных синтезаторов: высокое разрешение по частоте (малый шаг сетки частот - доли мкГц), высокая скорость перестройки частоты (до 10 нс), преемственность (непрерывность) фазы при

перестройке частоты, простой алгоритм формирования сложных сигналов, возможность независимой модуляции сигнала по амплитуде, частоте и фазе, а также независимого управления амплитудой, фазой и частотой синтезируемого сигнала, возможность исполнения в виде отдельной микросхемы (complete DDS), малые массогабаритные характеристики, хорошая воспроизводимость параметров при тиражировании, удобство управления при помощи цифрового интерфейса, стабильность параметров при воздействии внешних климатических факторов [19-21].

Прямые цифровые синтезаторы частот, разновидностью которых являются ЦВС, также, как и аналоговые, не имеют обратной связи, что обеспечивает малое время переключения с одной частоты на другую. В общем случае время переключения (перестройки) складывается из времени срабатывания самого цифрового синтезатора частот (ЦСЧ), которое составляет при опорной частоте f = 1 ГГц величину порядка десятков наносекунд, и времени задержки в полосовом фильтре. Кроме того, прямые ЦСЧ способны формировать большое число частот с малым шагом сетки порядка 10-6 Гц [22,23].

Появление однокристальных цифровых вычислительных синтезаторов позволяет в настоящее время создавать диагностическую аппаратуру, предназначенную для проведения радиофизических измерений, со сложными частотно-модулированными и амплитудно-фазоманипулированными сигналами, обладающую высокой разрешающей способностью, помехоустойчивостью, помехозащищенностью, хорошей электромагнитной совместимостью, малыми массогабаритными характеристиками и энергопотреблением [24,25].

Недостатки ЦВС: недостаточно высокая максимальная частота синтезируемого сигнала, сравнительно высокий уровень побочных спектральных составляющих (амплитудных шумов), который зависит от разрядности используемого цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) на выходе цифрового синтезатора, значительное влияние джиттер-фактора опорного генератора, что ограничивает область применения ЦВС [26,27].

В перспективе возможно появление ЦВС с тактовой частотой опорного сигнала - 20 ГГц, разрядностью аккумуляторов частоты и фазы (цифровых

накопителей) - 48 бит или 64 бит и 14 или 16-битным ЦАП, что, по мнению ведущих экспертов, на 98% удовлетворит потребности в синтезаторах частот для военного и гражданского применения. Данные цифровые вычислительные синтезаторы позволят проектировать активные ФАР с высоким разрешением по углу и высокой скоростью сканирования луча, что приведёт к значительному улучшению технических характеристик радиолокаторов (РЛС) [28].

Структура цифрового вычислительного синтезатора представлена на рисунке 1.1 [29,30]. Цифровые накопители кода частоты и фазы (НКЧ и НКФ) представляют из себя накапливающие сумматоры. Принципиальное отличие от регистра памяти в том, что цифровой накопитель (ЦН) - это сумматор, охваченный обратной связью с регистром. ЦН накапливает код суммы и, по мере переполнения с заданным периодом, выдаёт последовательность импульсов, представляющую из себя код частоты или фазы соответственно. Частота переполнений пропорциональна синтезируемой частоте [31]. На Рисунке 1.1 введены следующие обозначения: МКФ - модулятор кода фазы, ФАПК - функциональный арифметический преобразователь кодов; Г - опорная частота, Кг и Кр - коды частоты, К; - код фазы, К мод - код управления модуляцией, К - код синуса, Кс - код косинуса, ^(1:) и ис(1:) - синтезированные гармонические сигналы.

Рисунок 1.1 - Структурная схема цифрового вычислительного синтезатора

Формирование отсчетов синусоидальных колебаний требуемой частоты может базироваться на двух различных принципах: рекурсивном и нерекурсивном. Рекурсивный принцип предусматривает использование предшествующих отсчетов

выходного колебания в вычислениях текущего отсчета, нерекурсивный принцип при формировании цифровых значений отсчетов указанные отсчеты не учитывает.

Рекурсивные ЦВС по сравнению с нерекурсивными имеют спектр выходного сигнала с более высоким уровнем паразитных спектральных составляющих (ПСС), и более узкий диапазон синтезируемых частот. К числу их недостатков также относится нелинейная зависимость между синтезируемой частотой и установленным кодом начальной частоты. Поэтому нерекурсивные ЦВС более перспективны [32].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Клюжев Евгений Сергеевич, 2025 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Рябов, И. В. Прямой цифровой синтез сложных широкополосных сигналов в задачах радиолокации, навигации и связи: монография / И. В. Рябов. - Йошкар-Ола: Поволжский государственный технологический университет. -2016. - 152 С.

2. Ямпурин, Н. П. Формирование прецизионных частот и сигналов: Учеб. Пособие / Н. П. Ямпурин, В. В. Болознев, Е. В. Сафонова, Е. Б. Жалнин. - Н. Новгород: Нижегородский государственный технический университет. - 2003. - 187 С.

3. Манассевич, В. Синтезаторы частот. Теория и проектирование / В. Манассевич; перевод с англ. под ред. А. С. Галина. - Москва. - Связь. - 1979. - 384 С.

4. Ченакин, А. В. Практическое построение синтезаторов частот СВЧ-диапазона / А. В. Ченакин, А. В. Горевой. - Горячая Линия - Телеком. - Серия Радиочастотные компоненты. - 2023. - 280 С.

5. Chenakin, A. Frequency Synthesizers: From Concept to Product / A. Chenakin.

- New York. - Artech House. - 2011. - 214 P.

6. Vankka, J. Direct digital synthesizers Theory, Design and Application / J. Vankka, K. Halonen. - Springer New York. - NY. - 2001. - 193 P.

7. Шахгильдян, В. В. Системы фазовой автоподстройки частоты / В. В. Шахгильдян, А. А. Ляховкин. - М. - Связь. - 1972. - 447 С.

8. Шахгильдян, В.В. Радиопередающие устройства: Учебник для ВУЗов / В.В. Шахгильдян, В.Б. Козырев, А.А. Ляховкин и др. - 3-е изд., перераб. и доп.-М.: Радио и Связь, 2003. - 560 с.

9. Шапиро, Д. Н. Основы теории синтеза частот / Д. Н. Шапиро, А. А. Паин.

- Москва. - Радио и связь. - 1981. - 264 С.

10. Кочемасов В.Н., Белов Л.А., Оконешников В.С. Формирование сигналов с линейной частотной модуляцией. - Москва: Радио и связь. - 1983. -192с.

11. Кулешов, В.Н. Генерирование колебаний и формирование радиосигналов / В.Н. Кулешов, Н.Н. Удалов, В.М. Богачев. - М.: Издательский дом МЭИ. - 2008. - 416с.

12. Жодзишский, М.И. Цифровые системы фазовой синхронизации / М.И. Жодзишский, С.Ю. Сила-Новицкий, В.А. Прасолов. - М.: Сов. радио. - 1980. - 208с.

13. Кук Ч., Бернфельд М. Радиолокационные сигналы. - М.: Сов. Радио. -1971. - 568с.

14. Kroupa, V. Frequency Stability: Introduction and Applications / V. Kroupa. -Wiley and Sons. - 2012. - 303 P.

15. Рыжков, А. В. Синтезаторы частот в технике радиосвязи /А.В. Рыжков, В.Н. Попов. - М.: Радио и связь. - 1991. - 264 с.

16. Рябов, И. В. Цифровой синтез прецизионных сигналов: монография / И. В. Рябов; М-во образования и науки Рос. Федерации, Федер. агентство по образованию. - Йошкар-Ола: Марийский государственный технический университет. - 2005. - 150 С.

17. Kroupa, V. F. Direct Digital Frequency Synthesizers / V. F. Kroupa. - John Wiley & Sons, Ltd. - 1998. - 396 P.

18. Кочемасов, В. Н. Цифровые вычислительные синтезаторы в системах синтеза частот и сигналов / В. Н. Кочемасов., А. В. Голубков, Н. П. Егоров // T-Comm - Телекоммуникации и Транспорт. - 2015. - №3. - С. 23-27.

19. Рябов, И. В. Цифровые синтезаторы частотно-модулированных сигналов // Приборы и техника эксперимента. - 2001. - №2. - С. 62-69.

20. Ryabov, I. V. Digital Synthesizers of Frequency-Modulated Signals// Instruments and Experimental Techniques. - V. 44. - № 2. - 2001. - P.62-68.

21. Ченакин, А. Частотный синтез: текущие решения и новые тенденции / А. Ченакин // Электроника: Наука, технология, бизнес. - 2008. - № 1(83). - С. 92-97.

22. Кочемасов, В. Цифровые вычислительные синтезаторы - применение в системах синтеза частот и сигналов / В. Кочемасов, А. Голубков, Н. Егоров [и др.] // Электроника: Наука, технология, бизнес. - 2014. - № 8(140). - С. 171-179.

23. Рябов, И. В. Цифровой вычислительный синтезатор с быстрой перестройкой синтезируемой частоты. / И. В. Рябов, И. В. Стрельников // Сборник трудов конференции «Армандовские чтения». - Муром. - 2015. - С. 244-247.

24. Муравьёв, В. В. Синтезатор широкополосных сигналов, сформированных методом прямого цифрового синтеза / В. В. Муравьёв, С. А. Кореневский, К. А. Костюкевич, А. А. Стануль // Приборы и методы измерений. -2013. - №2. - С. 28-34.

25. Wang, C.-C. Phase-Adjustable Pipelining ROM-Less Direct Digital Frequency Synthesizer With a 41.66-MHz Output Frequency / C.-C. Wang, J.-M. Huang, Y.-L. Tseng // Circuits and Systems II: Express Briefs. - IEEE Transactions. - 2006. -V.53. - P. 1143-1147.

26. Рябов, И. В. Цифровой синтезатор с V-образным законом изменения частоты // Приборы и техника эксперимента. - 2006. - №3. - С. 88-90.

27. Ryabov, I. V. Digital Calculating Synthesizer with V-shaped Law of Frequency Change // Instruments and Experimental Techniques. - V. 49. - №3. - 2006. - P. 376-378.

28. Рябов, И. В. Метод прямого цифрового синтеза прецизионных сигналов // Радиотехника. - 2006. - № 9. - С. 14-17.

29. Рябов, И. В. Цифровой вычислительный синтезатор сложных широкополосных сигналов / И. В. Рябов, С. В. Толмачев, Д. А. Чернов // Приборы и техника эксперимента. - 2014. - № 4. - С. 13-19.

30. Ридико, Л.И. DDS: прямой цифровой синтез частоты / Л.И. Ридико //Компоненты и технологии. - 2001. - №7.

31. Патент на изобретение №2682847 РФ, 21.03.2019. Цифровой синтезатор с М-образным законом изменения частоты. Рябов И.В., Стрельников И.В., Дегтярёв Н.В., Юрьев П.М.

32. Рябов, И. В. Рекурсивный синтезатор частот для формирования сигналов с линейной частотной модуляцией / И. В. Рябов, П. М. Юрьев //Фундаментальные исследования. - 2012. - № 9-3. - С. 685-689.

33. Патент № 2490789 Российской Федерации МПК H03L 7/18. Цифровой синтезатор фазомодулированных сигналов / Рябов И.В., Дедов А.Н., Толмачев С.В. Заявл. 18.07.2012. Опубл. 20.08.2013. Бюл. № 23. 7 с.

34. Патент № 2058659 Российской Федерации МКИ Н03В 19/00. Цифровой синтезатор частот / Рябов И.В., Фищенко П.А. Заявл. 23.09.93. Опубл. 20.04.1996. Бюл. № 11. 4 с.

35. Патент № 2149503 Российской Федерации МПК Н03L 7/18. Цифровой синтезатор фазомодулированных сигналов / Рябов И.В., Рябов В.И., Голуб Д,В. Заявл. 18.07.1998. Опубл. 13.04.1999. Бюл. № 5. 6 с.

36. Подборка технических характеристик синтезаторов частот; продукция фирмы «Радиокомп» [Электронный ресурс] - // URL: http://www.radiocomp.ru (дата обращения: 26.04.2015, 26.05.2021, 13.04.2024).

37. Тихонов, С. С. Энергетическая скрытность сигналов ППРЧ, сформированных в базисах функций сплайн-характеров / С. С. Тихонов, С. В. Дворников, А. М. Кудрявцев // Информация и космос. - 2017. - № 2. - С. 35-41.

38. Сенаторов, Л. А. Оценка влияния скорости изменения частоты сигнала с линейной частотной модуляцией на энергетическую скрытность и помехоустойчивость / Л. А. Сенаторов, В. В. Хворенков, Е. М. Зайцева // Вестник ИжГТУ имени М.Т. Калашникова. - 2023. - Т. 26, № 2. - С. 85-93.

39. Кочемасов, В.Н. Синтезатор ЛЧМ-сигналов с оперативным изменением параметров модуляции / В. Кочемасов, В. Голубков, Л. Новиков, А. Черкашин // Электроника: Наука, технология, бизнес. - 2004. - № 7(57). - С. 32-34.

40. Афанасьев, Д. С. Цифровая обработка ЛЧМ-сигнала / Д. С. Афанасьев // Известия СПбГЭТУ ЛЭТИ. - 2022. - № 4. - С. 44-48.

41. Доматырко, Д. Г. Моделирование ЛЧМ сигналов и их достоинства перед другими сложными сигналами / Д. Г. Доматырко // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2010. - Т. 6, № 4. - С. 144-149.

42. R. Best. Phase-Locked Loops: Design, Simulation and Application 6th ed. / McGraw-Hill. - New York. - 2007. - 490p.

43. Майстренко, В. А. Синтезаторы частот УВЧ/СВЧ диапазона на основе систем фазовой синхронизации / В. А. Майстренко. - Омск: ОмГТУ. - 1999 - 124с.

44. D. Talbot. Frequency Acquisition Techniques for Phase Locked Loops / Wiley-IEEE Press. - 2012. - 224p.

45. N. Margaris. Theory of the Non-Linear Analog Phase Locked Loop / New Jersey: Springer Verlag. - 2004. - 304 p.

46. Kroupa, V. F. Phase Lock Loops and Frequency Synthesis / V.F. Kroupa. -New York. - John Wiley & Sons, Ltd. - 2003. - 320 P.

47. Левин, В. А. Синтезаторы частот с системой импульсно-фазовой автоподстройки / В. А. Левин, В. Н. Малиновский, С. К. Романов. - Москва: Радио и связь. - 1989. - 232 с.

48. Kuznetsov, N.V. Elegant analytic computation of phase detector characteristic for non-sinusoidal signals / N. V. Kuznetsov, G. A. Leonov, S. M. Seledzhi [et al.] // IFAC-PapersOnLine. - 2015. - Vol. 48. - No. 11. - P. 960-963.

49. M. Biggio, F. Bizzarri, A. Brambilla, and M. Storace. Accurate and efficient PFD computation in mixed-signal circuits: a time domain approach. - Circuits and Systems II: Express Briefs. - IEEE Transactions. - vol. 61. - no. 11. - 2014.

50. Белов, Л.А. Синтезаторы стабильных частот / Л. А. Белов // Электроника НТБ. - Москва, 2004. - №3. - 38-44с.

51. Шахгильдян, В. В. Общие принципы построения быстродействующих синтезаторов частот на основе систем ФАПЧ / В. В. Шахгильдян, А. В. Пестряков и др. // Электросвязь. - 1983. - №10. - 36-42с.

52. Поляков, А.Е., Бобкович П.И. Компенсация фазового шума в цифровом синтезаторе частот целочисленного типа. - 2007. - 17с.

53. Аредов, А. Микросхема широкополосного синтезатора частоты до 6 ГГц со встроенным ГУН. - Электроника. - №7. - 2019.

54. A. Chenakin, Microwave Frequency Synthesizers / IEEE Microwave Magazine. - July 2023. - p. 29-40.

55. B. Nicolle, W. Tatinian, J.-J. Mayol, J. Oudinot, G. Jacquemod. Top-down PLL design methodology combining block diagram, behavioral, and transistor-level simulators / IEEE Radio Frequency Integrated Circuits (RFIC) Symposium. - 2007. - p. 475-478.

56. Азарян, М. Перевод: Владимир Рентюк, Александр Федоров. Синтезатор частоты с ФАПЧ с дробным коэффициентом деления частоты и интегрированным 6 ГГц ГУН. - Компоненты и технологии. - № 11. - 2014.

57. Усов, А. Синтезатор частот на основе ФАПЧ / А. Усов // Электронные компоненты. - №12. - 2017. - С. 50-53.

58. Urabe, S., Saito, S., Kanmuri, N. New SAW Oscillators for Land Mobile Telephone Radio Unit / IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest. -1983. - pp. 315-317.

59. Кандырин, Н. П. Методика проектирования комбинированных цифро-аналоговых синтезаторов сигналов / Н. П. Кандырин, А. М. Дзигор, О. А. Шалепа // Системы обработки информации. - 2005. - №2. - С. 41-47.

60. Ромашов, В. В. Гибридный синтезатор частот на основе быстродействующего цифро-аналогового преобразователя / В. В. Ромашов, К. А. Якименко, А. Н. Докторов, Н. А. Сочнева // Радиотехнические и телекоммуникационные системы. - 2022. - № 4(48). - С. 51-59.

61. Vishnu R. A DDS-PLL hybrid based fast settling wideband frequency synthesizer for frequency hopping radios // Procedia Computer Science. - 2017. - №115. - pp. 748-755.

62. Ромашов, В. В. Программное средство для структурного проектирования гибридных синтезаторов частот на основе прямого аналогового и прямого цифрового методов синтеза / В. В. Ромашов, К. А. Якименко, А. Н. Докторов // Радиотехнические и телекоммуникационные системы. - 2020. - № 3(39). - С. 48-55.

63. Ромашов, В. В. Применение образов основной частоты ЦВС в гибридных синтезаторах частот / В. В. Ромашов, Л. В. Ромашова, К. К. Храмов, К. А. Якименко // Радиотехнические и телекоммуникационные системы. - 2013. - № 3(11). - С. 19-24.

64. Бесекерский, В. А., Теория систем автоматического регулирования / Бесекерский В. А., Попов Е. П. - Москва: Наука. - 1972. - 767с.

65. Коновалов, Г. Ф. Радиоавтоматика: Учеб. пособие для вузов. /Г. Ф. Коновалов. - Москва: Высшая школа. - 1990. - 335с.

66. W. Tranter, T. Bose, and R. Thamvichai. Basic Simulation Models of Phase Tracking Devices Using MATLAB, ser. Synthesis lectures on communications. -Morgan & Claypool / Springer Cham. - 2010. - 122p.

67. Якименко, К. А. Моделирование гибридного синтезатора частот, использующего образы основной частоты цифрового вычислительного синтезатора, в программе Multisim / К. А. Якименко // Методы и устройства передачи и обработки информации. - 2015. - № 17. - С. 17-21.

68. S. Brigati, F. Francesconi, A. Malvasi, A. Pesucci, and M. Poletti. Modeling of fractional-N division frequency synthesizers with SIMULINK and MATLAB / 8th IEEE International Conference on Electronics, Circuits and Systems. - 2001. - ICECS. -vol. 2. - pp. 1081-1084.

69. ADIsimPLL: руководство пользователя [Электронный ресурс] - URL: http: www.analog.com/pll/ADIsimPLL (дата обращения: 26.04.2015).

70. Якимов, А. В. Физика шумов и флуктуаций параметров: Электронное учебное пособие. - Нижегородский госуниверситет. - 2013. - 85 с.

71. Ромашов, В. В. Регрессионная модель шумовых характеристик генераторов сигналов / В. В. Ромашов, Л. В. Ромашова // Радиотехнические и телекоммуникационные системы. - 2017. - № 3(27). - С. 69-75.

72. Качармина, Е. Г. Полиномиальная модель расчета уровня шумов в синтезаторах частот / Е. Г. Качармина, П. А. Толкачев, Б. И. Шахтарин // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Серия Приборостроение. - 2018. - № 2(119). - С. 41-47.

73. Яворский, Б. М. Справочник по физике для инженеров и студентов вузов / Б. М. Яворский, А. А. Детлаф. - Москва: Наука. - 1977. - 942с.

74. Бельчиков, С. Коэффициент шума. Теория и практика измерений / С. Бельчиков // Компоненты и технологии. - 2008. - № 5(82). - С. 174-178.

75. Толкачев, П. А. Модель оценки уровня паразитных фазовых флуктуаций в выходном сигнале синтезатора частот / П. А. Толкачев, В. В. Сизых, А. И.

Стариковский // Российский технологический журнал. - 2019. - Т. 7, № 2(28). - С. 39-48.

76. Голубков, А. Малошумящий синтезатор частот с высокой скоростью перестройки / А. Голубков, В. Голубков, И. Кащенко // СВЧ-электроника. - 2019. -№ 4(11). - С. 13-16.

77. Краснов, С. Перекрестные помехи в проводниках печатной платы. -Электронные компоненты. - №11. - 2018.

78. Keysight Technologies. Основы измерения коэффициента шума в радиочастотном и микроволновом диапазонах. Заметки по применению. [Электронный ресурс] - URL: https://kt-spegroup.ru/stati/ (дата обращения: 09.02.2025).

79. Phase noise characterization of microwave oscillator: frequency discriminator method. - Agilent Technol., Santa Clara, CA, USA, Product Note 11729C-2. - 2007.

80. Кулешов, В.Н. Естественные шумы многоуровневых цифровых вычислительных синтезаторов частот / В.Н. Кулешов, Л. Хайяинь, Г.В. Кузнецова // Радиотехника. - 1995. - №3. - С.30-31.

81. Голубков, А. В. Программы поиска областей частот с минимальным уровнем паразитных спектральных составляющих в спектрах выходных колебаний ЦВС / А. В. Голубков, В. Г. Голубков, В. Н. Кочемасов, Е. В. Янковский // Электросвязь. - 2013. - № 5. - С. 31-33.

82. Суржик, Д.И. Разработка алгоритма выделения фазовых искажений выходного сигнала ЦВС / Д.И. Суржик // Закономерности и тенденции развития науки в современном обществе. - 2016. - С. 85-89.

83. Жабин, А. С. Собственные шумы ИЧФД и их влияние на работу синтезатора частот / А. С. Жабин, В. Н. Кулешов, А. В. Голубков // Вестник МЭИ. - №1. - 2011. - С. 60-68.

84. Ромашов, В. В. Математические модели спектральной плотности мощности фазовых шумов интегральных микросхем ФАПЧ / В. В. Ромашов, К. А. Якименко, А. Н. Докторов, Е. Р. Паутов // Радиотехнические и телекоммуникационные системы. - 2019. - № 3(35). - С. 44-55.

85. Скоторенко, И. В. Оценка фазовых шумов синтезатора частот на интегральной схеме HMC704LP4E / И. В. Скоторенко // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. - 2011. -№ 2-1(24). - С. 98-101.

86. G. Bianchi. Phase-Locked Loop Synthesizer Simulation / McGraw-Hill. -2005. - 304p.

87. M. Biggio, F. Bizzarri, A. Brambilla, G. Carlini, and M. Storace. Reliable and efficient phase noise simulation of mixed-mode integer-n phase-locked loops / Circuit Theory and Design (ECCTD). - European Conference on. IEEE. - 2013. - p. 1-4.

88. Ченакин, А. Ч. Малогабаритный синтезатор частот с высокой скоростью перестройки и "чистым" сигналом / А. Ч. Ченакин // Компоненты и технологии. -2011. - № 7(120). - С. 70-72.

89. Продукция ОАО «Морион» [Электронный ресурс] // URL: http://www.morion.ru (дата обращения: 13.09.2023).

90. Синтезаторы частот фирмы «Analog Devices» [Электронный ресурс] - // URL: http://www.analog.com (дата обращения: 26.04.2015, 13.04.2024).

91. Микросхема синтезатора частот LMX2352 фирмы «National Semiconductor» - спецификация [Электронный ресурс] - URL: http: www.national.com/pll/Codeloader (дата обращения: 26.04.2015, 13.04.2021).

92. Микроконтроллеры фирмы Microchip Technologies [Электронный ресурс] - // URL: http://www.microchip.com (дата обращения: 13.04.2024).

93. Компоненты фирмы Motorola [Электронный ресурс] - // URL: http://www.design-net.com. (дата обращения: 26.04.2015, 13.09.2023).

94. Акимов, Н. Н. Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели и коммутационные устройства РЭА. Справочник / Н. Н. Акимов // Минск: Беларусь. - 1994. - 591с.

95. Партала, О. Н. Радиокомпоненты и материалы. Справочник / О. Н. Партала // Москва: Кубка. - 1998. - 720с.

96. Галкин, В. А. Мобильные системы радиосвязи : Учеб. пособие : [В 2 ч.] / В. А. Галкин ; В.А. Галкин ; М-во образования Рос. Федерации. Моск. гос. ин-т электрон. техники (техн. ун-т). - Москва : Тип. ИПК МИЭТ. - 2004. - 104с.

97. Микросхема ГУН VFT594 фирмы «Valpey-Fisher» - спецификация [Электронный ресурс] - URL: http:www.valpeyfisher.com/VCXOS (дата обращения: 26.04.2019).

98. Продукция фирмы «Minicircuits» [Электронный ресурс] - URL: http:www.minicircuits.com (дата обращения: 26.04.2015, 05.05.2021).

99. Продукция фирмы «Raltron» [Электронный ресурс] - URL: http: www.raltron.com (дата обращения: 26.04.2015, 05.05.2021).

100. Ткаченко, С. Основы квадратурной модуляции. - Электронные компоненты. - №03. - 2020.

101. Рябов, И. В. Цифровой вычислительный синтезатор сигналов с угловой модуляцией / И. В. Рябов, Е. С. Клюжев., И. В. Стрельников, П. М. Юрьев // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. - 2016. - №7.

102. Рябов, И. В. Формирование частотно-модулированных сигналов при помощи метода прямого цифрового синтеза / И. В. Рябов, Н. В. Дегтярев, Е. С. Клюжев., И. В. Стрельников // Радиотехника. - 2021. - Т. 85, №2. - С. 95-101.

103. Клюжев, Е. С. Теория и моделирование цифровых вычислительных синтезаторов / Е. С. Клюжев, И. В. Рябов, И. В. Стрельников, П. М. Юрьев // Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. - 2016. - Т.4. - С.10-18.

104. Рябов, И. В. Прямой цифровой синтез широкополосных сигналов в системах радиолокации, связи и телекоммуникациях / И. В. Рябов, Е. С. Клюжев., И. В. Стрельников, П. М. Юрьев // Вестник Казанского Государственного Технического Университета им. А. Н. Туполева. - 2019. - Т. 75, №1. - С. 111-116.

105. Makarov, A. E. Direct digital synthesis of complex broadband signais / A. E. Makarov, I. V. Ryabov, E. S. Kljuzhev // Wave Electronics and its Application in Information and Telecommunication Systems. - WECONF 2021. - Vol. 4. - P. 1-4.

106. Рябов, И. В. Формирование частотно-модулированных сигналов при помощи метода прямого цифрового синтеза / И. В. Рябов, Н. В. Дегтярев, Е. С. Клюжев., И. В. Стрельников // Радиотехника. - 2021. - Т. 85, №3. - С. 78-85.

107. Ryabov, I. V. Methods of improving the operation speed of direct digital synthesizers for radiolocation and communication systems / I. V. Ryabov, E. S. Kljuzhev, S. V. Tolmachev, P. M. Yuriev // IEEE Systems of signal synchronization, generating and processing in telecommunications. - SYNCHROINFO 2019. - P. 1-4.

108. Ryabov, I. V. Direct Digital Synthesizers of Complex Broadband Signals / I. V. Ryabov, I. V. Strelnikov, S. V. Tolmachev, E. S. Kljuzhev // IEEE Systems of Signals Generating and Processing in the Field of on Board Communications. - 2019. - P. 1-4.

109. Рябов, И. В. Цифровые вычислительные синтезаторы сложных широкополосных сигналов / И. В. Рябов, И. В. Стрельников, Е. С. Клюжев, С.В. Толмачёв // Технологии информационного общества. Материалы XIII Международной отраслевой научно-технической конференции. - Москва, 2019. - С. 294-297.

110. Klyuzhev, E. S. Direct digital synthesis of signals in radiolocation, communication and Telecommunication systems / E. S. Klyuzhev, S. V. Tolmachev, I. V. Ryabov, N. V. Degtyarev // IEEE Systems of Signal Synchronization, Generating and Processing in Telecommunications. - SYNCHROINFO 2018. - P. 1-4.

111. Патент № 2691588 Российская Федерация, МПК H03B 1/00, H03M 1/00. Способ аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования с неравномерным квантованием по амплитуде: № 2018134059: заявл. 27.09.2018: опубл. 14.06.2019 / Рябов И. В., Юрьев П. М., Стрельников И. В., Дегтярёв Н. В., Клюжев Е. С.; заявитель ПГТУ. - 7 с.: ил.

112. Патент № 2701050 Российская Федерация, МПК H03L 7/18. Цифровой синтезатор фазоманипулированных сигналов: № 2019116806: заявл. 30.05.2019: опубл. 24.09.2019 / Рябов И. В., Бочкарев Д. Н., Стрельников И. В., Дегтярев Н. В., Клюжев Е. С.; заявитель ПГТУ. - 5 с.: ил.

113. Strelnikov, I. V. Direct digital synthesizer of phase-manipulated signals, based on the direct digital synthesis method / I. V. Strelnikov, I. V. Ryabov, E. S.

Klyuzhev // Systems of Signal Synchronization, Generating and Processing in telecommunications. - SYNCHROINFO 2020. - P. 1-3.

114. Рябов, И. В. Цифровой вычислительный синтезатор фазоманипулированных сигналов для адаптивных систем связи / И. В. Рябов, И. В. Стрельников, Е. С. Клюжев., Н. В. Дегтярев // Радиолокация, навигация, связь. Сборник трудов XXVI Международной научно-технической конференции. -Воронеж, 2020. - С. 89-97.

115. Патент № 2635278 Российская Федерация, МПК H03B 19/00. Цифровой синтезатор частот с высокой линейностью закона изменения частоты: № 2016140794: заявл. 17.10.2016: опубл. 09.11.2017 / Рябов И. В., Дегтярев Н. В., Клюжев Е. С., Лебедева А. А.; заявитель ПГТУ. - 5 с.: ил.

116. Патент № 2710280 Российская Федерация, МПК H03L 7/18, H03B 19/00. Цифровой вычислительный синтезатор двухчастотных сигналов: № 2019111753: заявл. 18.04.2019: опубл. 25.12.2019 / Рябов И. В., Бочкарёв Д. Н., Стрельников И. В., Дегтярёв Н. В., Клюжев Е. С.; заявитель ПГТУ. - 8 с.: ил.

117. Патент № 2726833 Российская Федерация, МПК H03L 7/18, H03B 19/00. Цифровой вычислительный синтезатор с подавлением перекрестных помех: № 2019132980: заявл. 17.10.2019: опубл. 15.07.2020 / Рябов И. В., Бочкарев Д. Н., Стрельников И. В., Дегтярев Н. В., Клюжев Е. С.; заявитель ПГТУ. - 5 с.: ил.

118. Патент № 2628216 Российская Федерация, МПК H03L 7/18. Цифровой вычислительный синтезатор с частотной модуляцией: № 2016140737: заявл. 17.10.2016: опубл. 15.08.2017 / Рябов И. В., Клюжев Е. С., Лебедева А. А., Гарифуллина А. В., Стрельников И. В., Дегтярёв Н. В.; заявитель ПГТУ. - 5 с.: ил.

119. Рябов, И. В. Цифровой вычислительный синтезатор частотно-модулированных сигналов / И. В. Рябов, Е. С. Клюжев, Н. В. Дегтярев // Научный журнал «Системы синхронизации, формирования и обработки сигналов в инфокоммуникациях». - 2016. - Т. 7, № 3. - С. 51-53.

120. Патент № 2611587 Российская Федерация, МПК G01S 19/14, G01S 13/95. Базовая станция дистанционного зондирования атмосферы: № 2015155410:

заявл. 23.12.2015: опубл. 28.02.2017 / Рябов И. В., Толмачев С. В., Чернов Д. А., Юрьев П. М., Стрельников И. В., Клюжев Е. С. - 7 с.: ил.

121. Левин, В. А. Сравнительный анализ динамических и фильтрующих свойств астатической системы ИФАПЧ при различных запасах устойчивости / В. А. Левин, Н. М. Тихомиров // Техника средств связи - Сер. ТРС. - 1985. - №7. - С. 77-82.

122. Рябов, И. В. Особенности применения численных методов при моделировании переходных процессов в петле ФАПЧ / И. В. Рябов, Е. С. Клюжев, Н. В. Дегтярев // Серия: Цифровая обработка сигналов и её применение РНТОРЭС им. А.С. Попова. - Москва, 2018. - Выпуск: 20, том - 2. - С. 50-53.

123. Рябов, И. В. Сравнительный анализ цифровых и цифроаналоговых синтезаторов частот и сигналов / И. В. Рябов, Н. В. Дегтярев, Е. С. Клюжев., И. В. Стрельников, П. М. Юрьев // Вестник Казанского Государственного Технического Университета им. А. Н. Туполева. - 2019. - Т. 75, №1. - С. 96-103.

124. Клюжев, Е. С. Цифроаналоговый синтезатор частотно-модулированных сигналов для решения задач радиолокации / Е. С. Клюжев, И. В. Рябов // Сборник статей XXII Международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация, связь». - Воронеж, 2016. - С. 373-378.

125. Клюжев, Е. С. Цифроаналоговый синтезатор частотно-модулированных сигналов для решения задач радиолокации / Е. С. Клюжев, И. В. Рябов // Материалы научной конференции «VII Всероссийские Армандовские чтения». - Муром, 2017. - С. 392-396.

126. Рябов, И. В. Цифроаналоговый синтезатор частотно-модулированных сигналов для решения задач радиолокации / И. В. Рябов, Е. С. Клюжев, И. В. Стрельников // Серия: Цифровая обработка сигналов и её применение РНТОРЭС им. А.С. Попова. - Москва, 2016. - Т. 2. - С.520-525.

127. Клюжев, Е.С. Разработка цифро-аналогового синтезатора частот и сигналов / Е.С. Клюжев, И. В. Рябов // Научному прогрессу - творчество молодых: материалы X международной молодежной научной конференции. - Йошкар-Ола. -2015. - Часть 2 (3). - С. 16-17.

128. Патент № 2614345 Российская Федерация, МПК H03B 1/00. Способ расширения динамического диапазона в радиотехнических системах: № 2015154943: заявл. 21.12.2015: опубл. 24.03.2017 / Рябов И. В., Клюжев Е. С., Дедов А. Н., Гарифуллина А. В.; заявитель ПГТУ. - 7 с.: ил.

129. Патент № 2635272 Российская Федерация, МПК H03L 7/18. Цифроаналоговый синтезатор сложных частотно-модулированных сигналов: № 2016126606: заявл. 01.07.2016: опубл. 09.11.2017 / Рябов И. В., Лебедева А. А., Клюжев Е. С.; заявитель Автономная некоммерческая организация высшего образования "Межрегиональный открытый социальный институт". - 4 с.: ил.

130. Клюжев, Е. С. Система ФАПЧ СВЧ-диапазона с низким уровнем фазовых шумов на основе ГУН / Е. С. Клюжев, И. В. Рябов // Серия: Цифровая обработка сигналов и её применение РНТОРЭС им. А.С. Попова. - Москва, 2019. -Выпуск: 21, книга - 1 (2). - С. 339-343.

131. Пилипенко, А. М. Исследование быстродействия гибридных синтезаторов частот / А. М. Пилипенко // Известия ЮФУ. Технические науки. -2016. - № 3(176). - С. 15-30.

132. Patra, Jyoti Prasad and Umesh Chandra Pati. Behavioural Modelling and Simulation of PLL Based Integer N Frequency Synthesizer using Simulink. // International Journal of Electronics and Communication Engineering. - 2012. - Volume 5. - №3. - pp. 351-362.

133. Клюжев, Е. С. Компьютерное моделирование и экспериментальные исследования гибридного синтезатора частот / Е. С. Клюжев // Проектирование и технология электронных средств. - 2024. - №3. - С. 49 - 58.

134. Рябов, И. В. Цифровые вычислительные синтезаторы для телекоммуникационных систем / И. В. Рябов, Е. С. Клюжев, А. А. Лебедева // Электросвязь. - 2017. - №3. - С. 40-44.

135. Рябов, И. В. Цифровые вычислительные синтезаторы для телекоммуникационных систем / И. В. Рябов, А. А. Лебедева, Е. С. Клюжев // Сборник трудов X Всероссийской научно-технической конференции «Радиолокация и радиосвязь» JRE - ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН. - Москва, 2016. - С. 383-388.

134

ПРИЛОЖЕНИЯ

П1. Пример практической реализации модуля цифрового синтеза сигналов

При проектировании современных адаптивных систем связи в качестве возбудителя передатчика и гетеродина приёмника применяется цифровой вычислительный синтезатор, обладающий следующими достоинствами: малый шаг сетки частот (доли мкГц), быстрая перестройка частоты (единицы нс), преемственность фазы при перестройке частоты. Поэтому, на основе структуры ЦВС с подавлением перекрёстных помех, представленной во второй главе, одним из разработчиков коллектива была спроектирована схема электрическая принципиальная с описанием модуля цифрового синтеза сигналов - МЦСС [101]. Схема приведена для справок, с целью ознакомить читателя с возможным вариантом практической реализации результатов настоящей работы.

Основной частью модуля является отечественная микросхема ЦВС 1508ПЛ8Т производства Радиокомп. ЦВС представляет собой специализированную микросхему, которая обеспечивает формирование гармонического колебания, причём частота, фаза и амплитуда задаются цифровыми кодами.

Управление микросхемой М6 1508ПЛ8Т осуществляет микросхема М1 32-разрядного микроконтроллера 1986ВЕ91Т с ядром ARM Cortex-M3 (Рисунок П1.1).

Плата МЦСС построена по схеме, содержащей шину адреса, шину данных, а также шину управления, которая идет от микроконтроллера М1 к синтезатору М6, а также к контроллеру М13 локальной вычислительной сети уровня звена данных протокола IEEE 802.3/Ethernet.

Шина адреса 16-разрядная, шина данных 16-разрядная, шина управления включает в себя сигналы чтения RD, записи WR, а также выборки. Выборку кристалла среди микросхем М6 и М13 осуществляет дешифратор М5 в зависимости от выставляемого микроконтроллером М1 адреса на шине адреса.

Синтезированный сигнал поступает на выходы X7, X8, X9, X10.

Для удобства восприятия, схема электрическая принципиальная разделена на несколько частей по функциональному назначению и по цепям.

В задачи микроконтроллера входит инициализация и управление микросхемой М6, инициализация М13, обмен данными по USB и по Ethernet, отсчет реального времени, вывод состояния устройства на светодиоды индикации VD5, VD6. Микроконтроллер выполняет преобразование двоичных данных, поступающих на входные порты по протоколу USB 2.0 (разъем X3) с внешнего устройства (персональный компьютер или любое другое внешнее устройство, поддерживающее упомянутые стандарты передачи данных). Для контроля управляющих сигналов с М1 предназначен выход IEEE 802.3/Ethernet (разъём X11). Для согласования по уровню сигнала синхронизации между микроконтроллером М1 и ЦВС М6, в схеме присутствует буфер на микросхеме М4 1594АП6Т. Для организации резервного питания внутренней схемы, ведущей отсчет реального времени в составе М1, реализовано подключение к разъему-держателю X5 батареи типа CR2032 через схему на диодах Шоттки VD 1.1 и VD1.2 на случай отключения внешнего питания. Для отсчета реального времени к микроконтроллеру М1 подключена схема внешнего кварцевого резонатора ZQ1, настроенная на частоту 32768 Гц. Тактирование микроконтроллера М1 внутреннее с внешним подключением кварцевого резонатора ZQ2 на 16 МГц. Микроконтроллер поддерживает обмен данными по протоколу USB 2.0, поэтому разъем X3 для организации передачи по USB 2.0 подсоединен напрямую к микроконтроллеру М1. Предельная скорость передачи порта USB 12 Мбит/с. Разъем X4 предназначен для программирования М1.

и

Ця 1

1

1

иШ }

ш 1

т

ш

т 7

ш 1

ш ?

ш Й

шш II

ж а

ж и

ж и

ж ь

ж а

ш и

ш и

ж 19

ж ж

45

1

>ззв

Ця Кт

№ 1

Ш1- 1

я

та ж

ТЕ Ж

ш

Л Ж

ш

ш

т

1 Ш

ш

Из

МШ

Ж

11 7?

V

й

и

сги

Шш шМо/гго _

ишгШ АиКШггИ _

тт

т'си еда:

Мл ™

ЕП1РСП Ш11РВ4 - штз -ж/я -тю1 -

Ш/ги] ¿¿Шпш -

Ж1 ГШ т\т ш - ШИРШ -

иш и-

Ш ппир шито : шм -

,1В ГШ .¡ЕЖ ш .шш шо тгжн -

тт (ЖЮ - опсош -

15

а

1-Ж

■а

Ж

т

г-С

Е2

оо й ОС га и

02 н

в

п

V1 15

п II)

в л

Рисунок П1.1 - Схема управления на базе микроконтроллера 1986ВЕ91Т

Микросхема М6 представляет собой двухканальный цифровой вычислительный синтезатор. Микросхема обеспечивает формирование гармонических квадратурных колебаний (QAM) и сигналов с линейно-частотной модуляцией (ЛЧМ), амплитудно-фазовой, частотной и фазовой манипуляцией (ЧМ и ФМ) на частоте дискретизации до 1 ГГц.

Тактовые сигналы CLK поступают на М6 с внешнего источника через коаксиальный вход X6.

Управление ЦВС М6, а также загрузка кодов частоты и фазы с М1 осуществляется через 16-разрядные шины адреса и данных, либо через SPI. Выбор профилей для синтеза сигналов осуществляется через выделенные шины управления, каждая из которых содержит сигналы SEL10, SEL11, SEL12, SEL13, SEL14, SEL15 для 1 канала и сигналы SEL20, SEL21, SEL22, SEL23, SEL24, SEL25 для 2 канала соответственно.

Поскольку микросхема М13 работает при напряжении +5В, а микроконтроллер М1 работает при напряжении +3,3В, то для корректного обмена данными между М1 и М13 необходимо согласование напряжений логического нуля и логической единицы по уровню. Для этого в схеме присутствуют буферы на микросхеме 1594АП6Т: М7, М8, М9, М10, (Рисунок П1.2) М11, М12 (Рисунок П1.3), которые согласуют шину адреса (М7, М8), шину данных (М9, М10), сигналы чтения RD, записи WR, выборки CS2 (М8).

Вход перезагрузки М13 соединен с выходом микросхемы М1. Тактирование микросхемы М13 осуществляется с подключением внешнего кварцевого резонатора ZQ3. Кроме того, для увеличения скорости передачи данных по ЛВС Ethernet на микроконтроллер М1 с микросхемы М13 через согласующий буфер М11 заведены сигналы прерывания LANIRQ, а также готовности LANRDY. Предельная скорость передачи порта Ethernet 10 Мбит.

Рисунок П1.2 - Схема синтеза на основе микросхемы 1508ПЛ8Т с контроллером локальной вычислительной сети 5600ВГ1У и согласующим буфером

Разъём X11 (IEEE 802.3/Ethernet) предназначен для контроля управляющих сигналов с М1 и для подключения внешних устройств с целью прямого управления микросхемой 1508ПЛ8Т, минуя встроенный микроконтроллер.

Рисунок П1.3 - Продолжение схемы согласующего буфера на микросхемах 1594АП6Т

Схема МЦСС работает следующим образом. При включении питания происходит инициализация микроконтроллера М1, инициализация ЦВС М6, инициализация М13. При инициализации М1 происходит инициализация портов, инициализация USB, инициализация интерфейса SPI для связи c М6. Далее, микроконтроллер М1 инициализирует М6, записывая во внутреннюю память стандартные профили, которые хранятся во внутренней EEPROM микроконтроллера М1. Затем микроконтроллер М1 производит настройку М13 на прием и передачу данных по параллельной шине. Схема готова к приему внешних сигналов, среди которых могут быть внешние сигналы по USB, внешние сигналы по Ethernet, внешние сигналы синхронизации. По приходу пакета данных по USB или Ethernet микроконтроллер М1 выделяет из пакета команду и данные, обрабатывает их и выполняет соответствующие действия.

По приходу внешнего сигнала синхронизации с разъема X2 МЦСС осуществляет немедленную генерацию сигналов по заранее запрограммированному сценарию.

Напряжение питания схемы 5В, ток потребления до 2А. Схема может питаться через внешний разъем низковольтного питания X1, либо через разъем X3, предназначенный для подключения по USB, которые выбираются переключателем SA1. О наличии напряжения питания сигнализирует светодиод VD4. Поскольку в устройстве имеются цепи, требующие напряжений питания +1,8В, +3,3В и +5В, то схема питания содержит стабилизатор на +3,3В на основе микросхемы М2 1309ЕН3,3Т, а также стабилизатор на+1,8В на основе микросхемы М3 1309ЕН1.8Т (Рисунок П1.4).

Для электростатической защиты входов микроконтроллера М1 к линиям данных шины USB подсоединена диодная сборка VD2. Светодиод VD3 предназначен для индикации внешнего подключения хоста к плате по интерфейсу USB 2.0 через разъём X3. Синхронизация работы платы синтезатора с внешними устройствами осуществляется сигналом, поступающим от внешних устройств на разъем X2. Источник частоты дискретизации внешний, подключаемый к М6 через коаксиальный разъем X6.

В

Им ы

<55 >

511! 1

11

IIж Кш

жзш 1

№ г

ш

фм (т

т 1

Ш- г

»

и 1

шт !

ш 6

*5В

ш

_ 1 4

/77

от

ш

ид-

т

Ш Ш

Ш I©

К» Км

ш !

№ 1

Л

т

~ЧАААГ у

а/

I

№

М 00

ю

N

Ш

Ш

аги

ЕУ

га

ш

0,1

0,1

щ

0.1

от ж

от от

я ж

II

Ш ш №

Ш Ш № ОТ И

от ш от ш ш

И

5,:

0,1 а 01 0.1

от т ш ив та ш т от

Рисунок П1.4 - Схема питания и входные цепи

Выходные сигналы микросхемы ЦВС М6 поступают на разъем X7 без фильтрации для канала 1, на разъем X9 с выхода схемы фильтрации для канала 1, на разъем X8 без фильтрации для канала 2, на разъем X10 с выхода схемы фильтрации для канала 2 (Рисунок П1.5). Далее сигналы через согласующие трансформаторы поступают на ФНЧ, имеющие частоту среза 300 МГц, где происходит выделение только первой гармоники синтезируемых сигналов и подавление гармоник высших порядков.

Рисунок П1.5 - Выходные каналы с ФНЧ

Основные технические параметры МЦСС:

Тактовая частота: 800 МГц, шаг перестройки частоты: 1,5 * 10-6 Гц, Диапазон частот формируемых сигналов: 0,001 - 200 МГц, Разрядность накопителя частоты: 48, разрядность накопителя фазы: 48, Разрядность ЦАП: 10, Амплитуда выходного сигнала: 300 мВ,

Виды модуляции сигналов: амплитудная (АМ), частотная (FSK), фазовая (PSK), квадратурная (QAM).

Уровень паразитных спектральных составляющих: не более минус 60 дБн, Напряжение питания: 5 В.

Цифровой вычислительный синтезатор 1508ПЛ8Т имеет два канала синтеза выходных сигналов, поэтому, задавая коды начальной фазы в первом и втором канале, отличающиеся на 900, можно сформировать квадратурные частотно- и фазомодулированные сигналы, которые можно описать формулой:

u (t) = Um sin (fo t + 0.5 ^ t2 +ф), (П11)

где Um - амплитуда тактового сигнала, f0 - начальная частота синтезируемого df

сигнала, — - скорость изменения частоты синтезируемого сигнала, ф - начальная

фаза синтезируемого сигнала.

Данный МЦСС обладает широкими функциональными возможностями, позволяет синтезировать сигналы с амплитудной, частотной и фазовой модуляцией; управление осуществляется программой, предварительно записанной в микроконтроллер М1. МЦСС может быть использован в качестве возбудителя передатчиков и гетеродинов приемников современных адаптивных систем КВ и УКВ связи с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты, что позволит увеличить помехоустойчивость и надежность сеанса связи, а также в аппаратно-программном радиокомплексе для дистанционного зондирования ионосферы Земли при получении амплитудно-частотных и дистанционно-частотных характеристик радиолиний.

П2. Патенты на изобретения РФ

российская федерация

147

тпи(п)2 635 272(13) 01

федеральная служба

по интеллектуальной собственности

{51) МПК

Н0317/18 (2006.Cn

<12> ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: действует (последнее изменение статуса: 17.11.2017)

(21)(22) Заявка 2016126606. 01.07.2016

(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 01.07.2016

Приоритетны):

(22) Дата подачи заявки: 01.07.2016

(45) Опубликовано: 09.11.2017 Бюп. № 31

(56);Список документов, цитированных в отчете о поиске: К1/ 2407144 С1 20.12.2010. ;ЙИ 18032 Ш 10.05.2001. ЙИ 2007135154 А 27.03.2009. 118 20080164951 А1 10.07.2008. 20090156150 А1 18.06.2009.

Адрес для переписки:

424007, Респ. Марий Эл. г. Йошкар-Ола, ул. Прохорова, 28, АНО ВО "Межрегиональный открытый социальный институт", кафедра математики, информатики и информационной безопасности

(72) Автор(ы):

Рябов Игорь Владимирович (1Ш), Лебедева Александра Алексеевна (БШ), Клюжев Евгений Сергеевич (КИ)

(73) Патентообладатель!'!!):

Автономная некоммерческая организация высшего образования "Межрегиональный открытый социальный институт" (К.1')

(54) ЦифроанаДоговый синтезатор сложных частотно-модулированных сигналов

(57) Реферат:

изобретение относиТ/Бя к |Лёйтронно-вычйслительной теМшке и радиотехнике, предназначено Для формирования частотно-модулированных сигналов, и может быть использовано в телекоммуникационных системах и современных адаптивных системах связи. Технический результат заключается в обеспечении: перестройки частоты путем введения второго контура управления и повышении быстродействия. Цифроаналоговый синтезатор сложных частотно-модулированных сигналов содержит цифровой вычислительный синтезатор, генератор, управляемый напряжением (ГУБ.) с двумя управляющими элементами,, первый делитель с переменным коэффициентом деления (ДПКД), второй делитель с переменный" коэффициентом деления, первый фазовый дискриминатор, фильтр нижних частот (ФНЧ), третий делитель с переменным коэффициентом деления, модулятор, второй фазовый дискриминатор. 1

П3. Акты внедрения результатов диссертационной работы

МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Поволжский государственный технологический университет» (ФГБОУ ВО «ПГТУ»)

пл. Ленина, д. 3, г.Йошкар-Ола, Республика Марий Эл, 424000 Телефон [phone], факс [phone] E-mail: info(a>.volgatech. net, http://www. vol яа tech. net./ ИНН/КПП 1215021281/121501001,

_№_

На № от

АКТ

об использовании результатов научных исследований

Клюжева Евгения Сергеевича в учебном процессе ПГТУ

Научно-техническая комиссия в составе: председателя, к.т.н., доцента, декана радиотехнического факультета. Дедова А.Н., и членов комиссии: к.т.н., доцента, заведующей кафедрой ПИПЭВС Букановой Т.С., д.т.н., профессора, Рябова И. В., составила настоящий акт о том, что материалы и результаты научных исследований Клюжева Е.С. на тему «Синтезаторы частотно-модулированных сигналов для адаптивных систем связи и средства улучшения их спектральных и функциональных характеристик» использованы в учебном процессе подготовки обучающихся по направлению бакалавриата 27.03.04 «Управление в технических системах» в следующих формах:

№ Результат исследования Учебная дисциплина Форма использования

1. Структуры цифровых и цифроаналогового синтезаторов частоты (патенты на изобретение РФ №№ 2 726 833, 2 635 278,2 628 216,2 635 272) Проектирование систем Лекция

2. Компьютерная модель и методика измерения спектра выходного сигнала синтезатора частоты Проектирование систем Практическая работа

Материалы обсуждены и одобрены на заседании кафедры ПИПЭВС, протокол № от«¿/У» ^e^c-pcsfe*'- 202,3 г. ,

Председатель комиссии: Члены комиссии:

Заведующий кафедрой:

/ Дедов А.Н.

уканова Т.С. / Рябов И.В. Буканова Т.С.

УТВЕРЖДАЮ:

Ректор ФГБОУ

— С. А. Божко 25" сей/м^рА 2024 г.

АКТ ВНЕДРЕНИЯ результатов диссертационной работы Клюжева Евгения Сергеевича на тему

«Синтезаторы частотно-модулированных сигналов для адаптивных систем связи и средства улучшения их спектральных и функциональных характеристик»,

представленной на соискание учёной степени кандидата технических наук по специальности 2.2.13 - «Радиотехника, в том числе системы и устройства

Комиссия Научно-технического центра «Коралл» Марийского машиностроительного завода составила настоящий акт в подтверждение того, что разработанные в рамках кандидатской диссертационной работы Клюжева Е.С. материалы, а именно:

Новые структуры цифровых вычислительных синтезаторов (ЦВС):

1. ЦВС с подавлением перекрёстных помех, который обеспечивает подавление ПСС на 5-10 дБн за счёт внедрения двух сумматоров и блоков коррекции частоты и фазы (патент на изобретение РФ №2 726 833);

2. ЦВС со скоростью перестройки частоты 10 не, за счёт применения мультиплексора для оперативного управления начальной частотой (патент на изобретение РФ №2 628 216);

3. ЦВС с квадратурной модуляцией и возможностью формирования ЛЧМ сигнала со скоростью изменения частоты до 1 МГц/с, за счёт внедрения умножителя кодов, двух счётчиков и регистра кода скорости изменения частоты.

применены на предприятии в ходе выполнения НИОКР по проектированию модулей синтеза сигналов.

телевидения»

Главный конструктор

А. А. Пивень

/Ы

Зам. главного конструктора

А. С. Охотников