[go: up one dir, main page]

RU2729038C1 - Radio receiver with digital self-corrupted frequency correction - Google Patents

Radio receiver with digital self-corrupted frequency correction Download PDF

Info

Publication number
RU2729038C1
RU2729038C1 RU2019137882A RU2019137882A RU2729038C1 RU 2729038 C1 RU2729038 C1 RU 2729038C1 RU 2019137882 A RU2019137882 A RU 2019137882A RU 2019137882 A RU2019137882 A RU 2019137882A RU 2729038 C1 RU2729038 C1 RU 2729038C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
output
input
digital
radio
Prior art date
Application number
RU2019137882A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Александрович Маковий
Михаил Андреевич Евсеев
Original Assignee
Акционерное общество "Концерн "Созвездие"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Концерн "Созвездие" filed Critical Акционерное общество "Концерн "Созвездие"
Priority to RU2019137882A priority Critical patent/RU2729038C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2729038C1 publication Critical patent/RU2729038C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B15/00—Suppression or limitation of noise or interference
    • H04B15/02—Reducing interference from electric apparatus by means located at or near the interfering apparatus
    • H04B15/04—Reducing interference from electric apparatus by means located at or near the interfering apparatus the interference being caused by substantially sinusoidal oscillations, e.g. in a receiver or in a tape-recorder

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Noise Elimination (AREA)

Abstract

FIELD: communication equipment.SUBSTANCE: invention relates to communication engineering and can be used to create software-defined radio facilities with frequency-hopping spread spectrum (FHSS) in conditions of internal radiation effects caused by power sources of radio equipment, to ensure stable radio communication in a complicated interference environment. For this purpose, threshold device (6) is introduced, connected between second output of digital receiving channel (4) and input of digital conversion frequency (7) conversion unit, which reduces the number of frequency tuning transformations of secondary power supply (9) compared to the number of frequency tunings of the main receiving channel (MRC) in FHSS mode and thereby reduce the effect of transient processes on the sensitivity of the radio receiving device.EFFECT: reducing the effect of transient processes on the sensitivity of the main receiving channel of MRC in FHSS mode in the absence of self-sustained frequencies of the radio receiving device generated by parasitic emissions of pulsed secondary power sources (SPS).1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к технике приема и обработки радиосигналов и может быть использовано для создания программно-определяемых радиосредств с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ) в условиях воздействия внутренних излучений, вызываемых источниками питания радиосредства, для обеспечения устойчивой радиосвязи в сложной помеховой обстановке.The invention relates to techniques for receiving and processing radio signals and can be used to create software-defined radio equipment with pseudo-random frequency tuning (PFC) under conditions of exposure to internal radiation caused by power supplies of the radio equipment to ensure stable radio communication in a difficult interference environment.

Такие приемники описаны, например, в книгах «Software defined radio: enabling technologies», John Wiley & Sons, Chichester, UK, 2002.–p.p. 440 автора W. Tuttlebee, Ed и "Digital front-End in wireless communications and broadcasting: circuits and signal processing / Cambridge University Press 2011.Such receivers are described, for example, in Software defined radio: enabling technologies, John Wiley & Sons, Chichester, UK, 2002.–p.p. 440 by W. Tuttlebee, Ed and Digital front-End in wireless communications and broadcasting: circuits and signal processing / Cambridge University Press 2011.

Сущность таких устройств заключается в дискретизации сигнала непосредственно на радиочастоте и дальнейшем приеме с помощью алгоритмов цифровой обработки сигналов с применением программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) и цифровых сигнальных процессоров (ЦСП), причем частота настройки приемного канала может изменяться по псевдослучайному закону. The essence of such devices consists in sampling the signal directly at the radio frequency and further reception using digital signal processing algorithms using programmable logic integrated circuits (FPGAs) and digital signal processors (DSPs), and the tuning frequency of the receiving channel can vary according to a pseudo-random law.

Для питания высокоскоростных цифровых микросхем, в том числе аналого-цифровых преобразователей (АЦП), ПЛИС и ЦСП общепринятой практикой является применение импульсных вторичных источников питания (ВИП) [1], что обусловлено низкими потерями энергии на преобразование напряжений.To power high-speed digital microcircuits, including analog-to-digital converters (ADCs), FPGAs and DSPs, it is common practice to use pulsed secondary power supplies (PSUs) [1], which is due to low energy losses for voltage conversion.

Особенность работы импульсных ВИП заключается в наличии внутреннего переключателя преобразователя напряжения, работающего на некоторой частоте преобразования, гармоники которой попадают в чувствительный приемный тракт, значительно ухудшая параметры приемника на некоторых частотах. The peculiarity of the operation of pulsed VIPs is the presence of an internal switch of the voltage converter operating at a certain conversion frequency, the harmonics of which fall into the sensitive receiving path, significantly degrading the parameters of the receiver at some frequencies.

Ведущие производители импульсных источников питания предусматривают отдельный вход источника питания для переменного сигнала, задающего частоту внутреннего переключателя напряжения. Например, в документации на импульсный источник питания LTM4644 производства Analog Devices (LTM4644. Quad DC/DC µModule Regulator with Configurable 4A Output Array / Analog Devices – 2019; электронный ресурс www.analog.com/en/products/LTM4644.html) имеется подробное описание входа для подачи синусоидального переменного сигнала (стр. 7, колонка 1, строки 8-15), который может быть сформирован посредством синтезатора частот. Leading manufacturers of switching power supplies provide a separate power supply input for the AC signal that sets the frequency of the internal voltage switch. For example, the documentation for the Analog Devices LTM4644 switching power supply (LTM4644. Quad DC / DC µModule Regulator with Configurable 4A Output Array / Analog Devices - 2019; electronic resource www.analog.com/en/products/LTM4644.html) has a detailed Description of the input for supplying a sinusoidal alternating signal (page 7, column 1, lines 8-15) that can be generated by the frequency synthesizer.

В известных радиоприемных устройствах [2] не уделяется внимание уменьшению влияния самопораженных частот, возникающих вследствие внутренних излучений, вызванных особенностями работы импульсных ВИП в режиме ППРЧ. In the known radio receivers [2], no attention is paid to reducing the effect of self-defeated frequencies arising from internal radiation caused by the peculiarities of the operation of pulsed VIPs in the frequency hopping mode.

Наиболее близким аналогом по технической сущности к предлагаемому является радиоприемное устройство с цифровой коррекцией самопораженных частот, описанное в патенте RU 2645738, H04B 15/04, принятый за прототип.The closest analogue in technical essence to the proposed one is a radio receiving device with digital correction of self-defeated frequencies, described in patent RU 2645738, H04B 15/04, taken as a prototype.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства-прототипа, где обозначено:FIG. 1 shows a functional diagram of a prototype device, where it is indicated:

1 – входные цепи;1 - input circuits;

2 – аналогово-цифровой преобразовать (АЦП);2 - analog-to-digital convert (ADC);

3 – источник частоты дискретизации (ИЧД);3 - sampling rate source (IDS);

3.1 – первый синтезатор частот (СЧ);3.1 - the first frequency synthesizer (MF);

3.2 – опорный генератор (ОГ);3.2 - reference generator (OG);

4 – цифровой приемный тракт;4 - digital receiving path;

5 – демодулятор;5 - demodulator;

7 – блок цифровой коррекции частоты преобразования (ЦКЧП);7 - block of digital correction of the conversion frequency (TsKChP);

8 – второй синтезатор частот (СЧ);8 - second frequency synthesizer (MF);

9 – вторичный источник питания (ВИП);9 - secondary power supply (VIP);

10 – формирователь размывающего сигнала;10 - shaper of the blurring signal;

10.1 – формирователь отсчетов;10.1 - readout generator;

10.2 – цифроаналоговый преобразователь (ЦАП);10.2 - digital-to-analog converter (DAC);

10.3 – фильтр; 10.3 - filter;

11 – сумматор;11 - adder;

12 – преселектор.12 - preselector.

Устройство-прототип содержит последовательно соединенные входные цепи 1, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) 2, цифровой приемный тракт 4 и демодулятор 5, выход которого является информационным выходом устройства. При этом входные цепи 1 содержат последовательно соединенные преселектор 12 и сумматор 11, выход которого является выходом входных цепей 1, а также формирователь размывающего сигнала 10, который состоит из последовательно соединенных формирователя отсчетов 10.1, цифроаналогового преобразователя 10.2 и фильтра 10.3, выход которого подключен ко второму входу сумматора 11. Ко второму входу АЦП 2 подключен первый выход источника частоты дискретизации 3, который состоит из последовательно соединенных опорного генератора 3.2 и первого синтезатора частот 3.1. Управляющий выход цифрового приемного тракта 4 через последовательно соединенные блок цифровой коррекции частоты преобразования 7 и второй синтезатор частот 8 соединен с входом вторичного источника питания 9. При этом второй выход ИЧД 3, являющийся выходом опорного генератора 3.2, соединен с тактовым входом второго синтезатора частот 8. The prototype device contains serially connected input circuits 1, an analog-to-digital converter (ADC) 2, a digital receiving path 4 and a demodulator 5, the output of which is the information output of the device. In this case, the input circuits 1 contain a series-connected preselector 12 and an adder 11, the output of which is the output of the input circuits 1, as well as a blur signal driver 10, which consists of a series-connected sample driver 10.1, a digital-to-analog converter 10.2 and a filter 10.3, the output of which is connected to the second the input of the adder 11. To the second input of the ADC 2 is connected the first output of the source of the sampling frequency 3, which consists of a series-connected reference generator 3.2 and the first frequency synthesizer 3.1. The control output of the digital receiving path 4 through the serially connected block of digital correction of the conversion frequency 7 and the second frequency synthesizer 8 is connected to the input of the secondary power supply 9. In this case, the second output of the IDH 3, which is the output of the reference generator 3.2, is connected to the clock input of the second frequency synthesizer 8.

В блоках 2, 4, 5, 7, 10.1 и 10.2 имеются стандартные тактовые входы, на которые подаются сигналы, обеспечивающие синхронизацию работы устройства в целом.Blocks 2, 4, 5, 7, 10.1 and 10.2 have standard clock inputs, which are supplied with signals that ensure synchronization of the device as a whole.

Во всех блоках 1, 2, 3, 4, 5, 10, 11, 12 имеются входы питания (на фиг. 1 не показаны), на которые подается соответствующее питающее напряжение с ВИП 9, необходимое для правильной работы устройства.All blocks 1, 2, 3, 4, 5, 10, 11, 12 have power inputs (not shown in Fig. 1), which are supplied with the corresponding supply voltage from the VPS 9, which is necessary for the correct operation of the device.

Устройство-прототип работает следующим образом.The prototype device works as follows.

Входной радиочастотный сигнал поступает на вход радиоприёмного устройства и проходит через входные цепи 1, где осуществляется предварительная фильтрация и усиление сигнала, а также подмешивается размывающий сигнал, генерируемый формирователем размывающего сигнала 10. С выхода входных цепей 1 смесь сигналов поступает на первый (сигнальный) вход АЦП 2, на второй вход которого поступает частота дискретизации с источника частоты дискретизации 3, в котором с помощью ОГ 3.2 и первого СЧ 3.1 частота дискретизации формируется. The input RF signal enters the input of the radio receiving device and passes through the input circuits 1, where preliminary filtering and signal amplification are carried out, and the blur signal generated by the blur signal shaper is mixed in. From the output of the input circuits 1, the signal mixture enters the first (signal) input of the ADC 2, the second input of which receives the sampling frequency from the source of the sampling frequency 3, in which the sampling frequency is formed using the OG 3.2 and the first MF 3.1.

С выхода АЦП 2 дискретизированный сигнал поступает на вход цифрового приемного тракта 4, где происходит фильтрация, перенос по частоте и понижение частоты дискретизации; далее в демодуляторе 5 принимается решение о приеме сигнала, а принятая информация поступает на информационный выход радиоприемного устройства. From the output of the ADC 2, the sampled signal is fed to the input of the digital receiving path 4, where filtering, frequency transfer and downsampling occurs; further in the demodulator 5, a decision is made to receive the signal, and the received information is fed to the information output of the radio receiver.

С управляющего выхода цифрового приемника 4 в блок ЦКЧП 7 поступает информация о частоте настройки приемного канала и на основе этой информации производится вычисление частоты преобразования. Цифровой код частоты преобразования с блока ЦКЧП 7 поступает на управляющий вход второго СЧ 8, на тактовый вход которого подается опорный сигнал с выхода ОГ 3.2. С выхода второго СЧ 8 сигнал с частотой, равной вычисленной частоте преобразования поступает на вход ВИП 9. From the control output of the digital receiver 4, information about the tuning frequency of the receiving channel arrives at the CKChP unit 7, and based on this information, the conversion frequency is calculated. The digital code of the conversion frequency from the CKChP unit 7 is fed to the control input of the second SCh 8, to the clock input of which a reference signal is supplied from the output of the exhaust gas 3.2. From the output of the second MF 8, a signal with a frequency equal to the calculated conversion frequency is fed to the input of the VIP 9.

Укрупненная схема устройства прототипа представлена на фиг.2 (обозначения те же, что и на фиг. 1), где входные цепи 1 могут быть реализованы с подмешиванием размывающего сигнала или без, а также содержать любую другую предварительную обработку сигнала до входа АЦП 2.An enlarged diagram of the prototype device is shown in Fig. 2 (the designations are the same as in Fig. 1), where the input circuits 1 can be implemented with or without mixing a blur signal, and also contain any other pre-processing of the signal before the input of the ADC 2.

Недостатком устройства-прототипа при работе в режиме ППРЧ является перестройка частоты преобразования ВИП при каждом изменении рабочей частоты основного канала приема (ОКП). При каждом изменении частоты ВИП вследствие переходных процессов часть энергии внутренних излучений неизбежно попадает в полосу ОКП, ухудшая чувствительность.The disadvantage of the prototype device when operating in the frequency hopping mode is the restructuring of the conversion frequency of the VIP with each change in the operating frequency of the main receiving channel (OCP). With each change in the frequency of the VIP due to transient processes, part of the energy of internal radiation inevitably falls into the OCP band, deteriorating the sensitivity.

Задачей изобретения является уменьшение количества перестроек частоты преобразования ВИП путем использования порогового устройства, которое оценивает минимальное расстояние от ОКП до ближайшей гармоники частоты преобразования ВИП и принимает решение о необходимости изменения частоты ВИП. The objective of the invention is to reduce the number of tunings of the frequency conversion of the VIP by using a threshold device that estimates the minimum distance from the GST to the nearest harmonic of the conversion frequency of the VIP and decides on the need to change the frequency of the VIP.

Для решения поставленной задачи в радиоприёмное устройство с цифровой коррекцией самопораженных частот, содержащее последовательно соединенные входные цепи, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), цифровой приемный тракт и демодулятор, выход которого является информационным выходом устройства, при этом вход входных цепей является входом устройства, а также источник частоты дискретизации, состоящий из последовательно соединенных опорного генератора и первого синтезатора частот (СЧ), выход которого является первым выходом источника частоты дискретизации и соединен со вторым входом АЦП; выход блока цифровой коррекции частоты преобразования (ЦКЧП) через второй СЧ соединен с входом вторичного источника питания, при этом второй выход источника частоты дискретизации, являющийся вторым выходом опорного генератора, соединен с тактовым входом второго СЧ, согласно изобретению, между вторым выходом цифрового приемного тракта и входом блока ЦКЧП включено пороговое устройство, которое осуществляет принятие решения о перестройке частоты преобразования согласно логическому выражению:To solve the set problem, a radio receiving device with digital correction of self-defeated frequencies, containing serially connected input circuits, an analog-to-digital converter (ADC), a digital receiving path and a demodulator, the output of which is the information output of the device, while the input circuits are the input of the device, and also a source of sampling frequency, consisting of a series-connected reference oscillator and a first frequency synthesizer (MF), the output of which is the first output of the sampling frequency source and is connected to the second input of the ADC; the output of the unit for digital correction of the conversion frequency (CKChP) through the second MF is connected to the input of the secondary power supply, while the second output of the source of the sampling frequency, which is the second output of the reference generator, is connected to the clock input of the second MF, according to the invention, between the second output of the digital receiving path and the input of the CKChP block includes a threshold device that makes a decision on restructuring the conversion frequency according to the logical expression:

Figure 00000001
Figure 00000001

где: Where:

fокп – текущая частота преобразования ВИП;f okp - current conversion frequency of VIP;

fc – текущая частота преобразования ВИП;f c - current conversion frequency of the VIP;

Figure 00000002
– минимальное расстояние от ОКП до ближайшей гармоники ВИП заданное разработчиком;
Figure 00000002
 - the minimum distance from the OKP to the nearest harmonic of the VIP set by the developer;

Figure 00000003
– операнд взятия целой части от дробного числа, кроме того, выход входных цепей и преселектора соединен с входом АЦП.
Figure 00000003
- the operand for taking the integer part of the fractional number, in addition, the output of the input circuits and the preselector is connected to the input of the ADC.

Функциональная схема заявляемого устройства представлена на фиг. 3, где обозначено:The functional diagram of the inventive device is shown in Fig. 3, where it is indicated:

1 – входные цепи;1 - input circuits;

2 – аналогово-цифровой преобразовать (АЦП);2 - analog-to-digital convert (ADC);

3 – источник частоты дискретизации;3 - sample rate source;

3.1 – синтезатор частот (СЧ);3.1 - frequency synthesizer (MF);

3.2 – опорный генератор (ОГ)3.2 - reference generator (OG)

4 – цифровой приемный тракт;4 - digital receiving path;

5 – демодулятор;5 - demodulator;

6 – пороговое устройство;6 - threshold device;

7 – блок цифровой коррекции частоты преобразования (ЦКЧП);7 - block of digital correction of the conversion frequency (TsKChP);

8 – второй синтезатор частот (СЧ)8 - second frequency synthesizer (MF)

9 – вторичный источник питания (ВИП).9 - secondary power supply (VIP).

Заявляемое устройство содержит последовательно соединенные входные цепи 1, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) 2, цифровой приемный тракт 4 и демодулятор 5, выход которого является информационным выходом устройства. Ко второму входу АЦП 2 подключен первый выход источника частоты дискретизации 3, который состоит из последовательно соединенных опорного генератора 3.2 и первого синтезатора частот 3.1, выход которого является первым выходом ИЧД 3. Управляющий выход цифрового приемного тракта 4 через последовательно соединенные пороговое устройство 6, блок цифровой коррекции частоты преобразования 7 и второй синтезатор частот 8 соединен с входом вторичного источника питания 9. При этом второй выход ИЧД 3, являющийся выходом опорного генератора 3.2, соединен с тактовым входом второго синтезатора частот 8. The claimed device contains serially connected input circuits 1, an analog-to-digital converter (ADC) 2, a digital receiving path 4 and a demodulator 5, the output of which is the information output of the device. The second input of the ADC 2 is connected to the first output of the sampling frequency source 3, which consists of a series-connected reference oscillator 3.2 and the first frequency synthesizer 3.1, the output of which is the first output of the IDC 3. The control output of the digital receiving path 4 through a series-connected threshold device 6, a digital block conversion frequency correction 7 and the second frequency synthesizer 8 is connected to the input of the secondary power supply 9. In this case, the second output of the IDH 3, which is the output of the reference generator 3.2, is connected to the clock input of the second frequency synthesizer 8.

Заявляемое устройство работает следующим образом.The claimed device operates as follows.

Входной радиочастотный сигнал поступает на вход радиоприёмного устройства и проходит через входные цепи 1, где осуществляется предварительная фильтрация, усиление и любая другая обработка сигнала. Далее сигнал поступает на первый (сигнальный) вход АЦП 2; на второй вход которого поступает частота дискретизации с источника частоты дискретизации 3, в котором с помощью ОГ 3.2 и первого СЧ 3.1 она формируется. The input RF signal enters the input of the radio receiving device and passes through the input circuits 1, where pre-filtering, amplification and any other signal processing are performed. Then the signal goes to the first (signal) input of ADC 2; the second input of which receives the sampling frequency from the sampling frequency source 3, in which it is formed using the OG 3.2 and the first MF 3.1.

С выхода АЦП 2 дискретизированный сигнал поступает на вход цифрового приемного тракта 4, где происходит фильтрация, перенос по частоте и понижение частоты дискретизации. Далее в демодуляторе 5 принимается решение о приеме сигнала, а принятая информация поступает на информационный выход радиоприемного устройства. From the ADC 2 output, the sampled signal is fed to the input of the digital receiving path 4, where filtering, frequency transfer and downsampling take place. Further, in the demodulator 5, a decision is made to receive the signal, and the received information is fed to the information output of the radio receiver.

С управляющего выхода цифрового приемного тракта 4 в пороговое устройство 6 поступает информация о частоте настройки приемного канала и на основе этой информации принимается решение о необходимости вычисления новой частоты преобразования. В случае положительного решения частота настройки приемного канала передается в блок ЦКЧП 7 и на основе этой информации производится вычисление частоты преобразования. Цифровой код частоты преобразования с блока ЦКЧП 7 поступает на управляющий вход второго СЧ 8, на тактовый вход которого подается опорный сигнал с ОГ 3.2. С выхода второго СЧ 8 сигнал с частотой, равной вычисленной частоте преобразования поступает на соответствующий вход ВИП 9. From the control output of the digital receiving path 4 to the threshold device 6, information about the tuning frequency of the receiving channel is received, and based on this information, a decision is made on the need to calculate a new conversion frequency. In the case of a positive decision, the tuning frequency of the receiving channel is transmitted to the CKChP unit 7 and based on this information, the conversion frequency is calculated. The digital code of the conversion frequency from the CKChP unit 7 is fed to the control input of the second SCh 8, to the clock input of which a reference signal from the exhaust gas is supplied 3.2. From the output of the second midrange 8, a signal with a frequency equal to the calculated conversion frequency is fed to the corresponding input of the VIP 9.

Пороговое устройство 6 представляет собой цифровое устройство вычисления и сравнения, которое функционирует согласно формуле (1).The threshold device 6 is a digital computation and comparison device that operates according to formula (1).

Figure 00000001
(1)
Figure 00000001
(1)

где: Where:

fокп – текущая частота преобразования ВИП;f okp - current conversion frequency of VIP;

fc – текущая частота преобразования ВИП;f c - current conversion frequency of the VIP;

Figure 00000002
– минимальное расстояние от ОКП до ближайшей гармоники ВИП заданное разработчиком;
Figure 00000002
 - the minimum distance from the OKP to the nearest harmonic of the VIP set by the developer;

Figure 00000003
– операнд взятия целой части от дробного числа.
Figure 00000003
- operand for taking an integer part of a fractional number.

В отличие от прототипа предлагаемое устройство позволяет минимизировать количество перестроек частоты преобразования ВИП и, соответственно уменьшить влияние переходных процессов на чувствительность радиоприемного устройства в режиме ППРЧ.Unlike the prototype, the proposed device allows you to minimize the number of reconfigurations of the conversion frequency of the VIP and, accordingly, reduce the effect of transients on the sensitivity of the radio receiver in the frequency hopping mode.

Реализация блоков 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9 заявляемого устройства аналогична блокам устройства-прототипа и может быть выполнена, в соответствии с монографией Пауль Хоровиц и Уинфилд Хилл «Искусство схемотехники» в 2-х томах. Москва Мир 1986 г. Введенный блок 6 может быть реализован программно на микроконтроллере, процессоре или программируемой логической интегральной схеме (ПЛИС).The implementation of blocks 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9 of the claimed device is similar to the blocks of the prototype device and can be performed, in accordance with the monograph by Paul Horowitz and Winfield Hill "The Art of Circuitry" in 2 volumes. Moscow World 1986 Introduced block 6 can be implemented in software on a microcontroller, processor, or programmable logic integrated circuit (FPGA).

Приведем доказательство эффективности работы заявляемого устройства.Here is a proof of the effectiveness of the proposed device.

В соответствии с поставленной задачей реализовано радиоприёмное устройство с цифровой коррекцией самопораженных частот, в котором путем использования порогового устройства 6 было уменьшено количество перестроек частоты преобразования ВИП при работе в режиме ППРЧ по сравнению с количеством перестроек частоты ОКП. In accordance with the task at hand, a radio receiving device with digital correction of self-defeated frequencies has been implemented, in which, by using a threshold device 6, the number of frequency adjustments of the VIP during operation in the frequency hopping mode was reduced in comparison with the number of frequency adjustments of the OCP.

Для доказательства эффективности предложенного радиоприемного устройства рассмотрим работу устройства-прототипа в режиме ППРЧ со скоростью N скачков в секунду с шириной ОКП w Гц. Пусть для питания устройства используется ВИП с частотой преобразования fc Гц, а гармоника частоты преобразования, попадающая в ОКП, имеет мощность Pc0 Вт, при этом время перестройки частоты преобразования ВИП ограничено инерционностью, как синтезатора частот, так и самого ВИП и составляет t c. Тогда энергию гармоники частоты преобразования ВИП Ec, которая распределяется по частотному интервалу ∆fc, соответствующего изменению частоты отстраиваемой гармоники ВИП, можно определить как Ec = Pc0*t Дж. Соответственно, энергия шума в ОКП шириной w в момент перестройки частоты преобразования ВИП увеличится на

Figure 00000004
дЖ. Для пояснения, соответствующий частотный спектр сигналов на выходе АЦП 2 представлен на фиг. 3. При этом в режиме ППРЧ N скачков в секунду устройству-прототипу требуется N перестроек частоты преобразования ВИП. Таким образом, мощность шума в полосе ОКП w увеличится на
Figure 00000005
 Вт.To prove the effectiveness of the proposed radio receiving device, let us consider the operation of the prototype device in the frequency hopping mode with a speed of N jumps per second with an OCP width w Hz. Let a VPS with a conversion frequency fc Hz, and the harmonic of the conversion frequency falling into the OCP has a power Pc0W, while the tuning time of the conversion frequency of the VIP is limited by the inertia of both the frequency synthesizer and the VIP itself and is t c. Then the harmonic energy of the conversion frequency of the VIP Ec, which is distributed over the frequency interval ∆fccorresponding to the change in the frequency of the tuned harmonic of the VPS, can be defined as Ec = Pc0* t J. Accordingly, the noise energy in the OCP of width w at the time of tuning the frequency conversion of the VIP will increase by
Figure 00000004
 J. For clarity, the corresponding frequency spectrum of the signals at the output of the ADC 2 is shown in FIG. 3. At the same time, in the frequency hopping mode, N hops per second, the prototype device needs N adjustments of the frequency of the VIP conversion. Thus, the noise power in the GSC w will increase by
Figure 00000005
 Tue

При введении порогового устройства количество перестроек частоты преобразования ВИП будет зависеть от величины вероятности попадания гармоники ВИП в заданный частотный интервал

Figure 00000006
, который является минимальным расстоянием по частоте от ОКП до ближайшей гармоники ВИП. Таким образом, в заявляемом устройстве в среднем требуется
Figure 00000007
 перестроек частоты преобразования ВИП. Соответственно, вызванное перестройкой частоты преобразования ВИП увеличение мощности шума в ОКП в заявляемом устройстве изменится на
Figure 00000008
 Вт, что в
Figure 00000009
 раз меньше чем в устройстве-прототипе.With the introduction of a threshold device, the number of reconfigurations of the conversion frequency of the VIP will depend on the value of the probability of the harmonic of the VIP in a given frequency interval
Figure 00000006
 , which is the minimum frequency distance from the GST to the nearest harmonic of the VPS. Thus, the claimed device, on average, requires
Figure 00000007
 restructuring of the conversion frequency of the VIP. Accordingly, the increase in the noise power in the OCP in the claimed device caused by tuning the conversion frequency of the VIP will change to
Figure 00000008
 W that in
Figure 00000009
 times less than in the prototype device.

Рассмотрим конкретный пример. Пусть ширина ОКП в режиме ППРЧ N = 16000 скачков в секунду составляет w = 100 Гц при частоте преобразования ВИП fc = 1000000 Гц. В идеальных условиях минимально допустимое пороговое значение будет определяться как половина ширины ОКП. Однако в реальных условиях частота преобразования ВИП может незначительно отличаться от рассчитанной вследствие ограниченной точности установки частоты синтезатора частот, а также иметь некоторое дрожание. С учетом защитного интервала от неточности установки частоты преобразования ВИП зададим пороговое значение

Figure 00000010
= w =100 Гц. Тогда, количество перестроек частоты преобразования ВИП в среднем будет определяться как
Figure 00000011
 раза в секунду, что в 5000 раз меньше чем в устройстве-прототипе, соответственно, энергия гармоники частоты преобразования ВИП Ec, которая вследствие переходных процессов попадет в полосу ОКП, также уменьшится в 5000 раз.Let's consider a specific example. Let the width of the OCP in the frequency hopping mode N = 16000 hops per second is w = 100 Hz at the frequency of converting the VPS fc = 1,000,000 Hz. Under ideal conditions, the minimum acceptable threshold value will be defined as half the width of the OCP. However, in real conditions, the conversion frequency of the VIP may slightly differ from the calculated one due to the limited accuracy of setting the frequency of the frequency synthesizer, and also have some jitter. Taking into account the protective interval from the inaccuracy of setting the frequency of the conversion of the VIP, we set the threshold value
Figure 00000010
= w = 100 Hz. Then, the number of reconfigurations of the conversion frequency of the VIP will on average be determined as
Figure 00000011
 times per second, which is 5000 times less than in the prototype device, respectively, the harmonic energy of the conversion frequency of the VIP Ec, which, due to transient processes, falls into the GST band, will also decrease by a factor of 5000.

Таким образом, введённое пороговое устройство и новые связи позволяют уменьшить количество перестроек частоты преобразования ВИП по сравнению с количеством перестроек частоты ОКП в режиме ППРЧ и тем самым уменьшить влияние переходных процессов на чувствительность радиоприемного устройства.Thus, the introduced threshold device and new connections make it possible to reduce the number of tunings of the conversion frequency of the VIP compared to the number of tunings of the OCP frequency in the frequency hopping mode and thereby reduce the effect of transient processes on the sensitivity of the radio receiving device.

Достигаемый технический результат – уменьшение влияния переходных процессов на чувствительность ОКП в режиме ППРЧ по сравнению с устройством-прототипом при отсутствии самопораженных частот радиоприемного устройства, порождаемых паразитными излучениями импульсных ВИП.The achieved technical result is a decrease in the effect of transient processes on the sensitivity of the OCP in the frequency hopping mode in comparison with the prototype device in the absence of self-affected frequencies of the radio receiving device generated by the parasitic radiation of the pulsed VIP.

Источники информацииSources of information

1. LTM4671. Quad DC/DC µModule Regulator with Configurable DUAL 12Am DUAL 5A Output Array / Ananlog Devices, INC. – 2019 (электронный ресурс www.analog.com/media/en/technical-documentation/data/data-sheets/LTM4671). 1. LTM4671. Quad DC / DC µModule Regulator with Configurable DUAL 12Am DUAL 5A Output Array / Ananlog Devices, INC. - 2019 (electronic resource www.analog.com/media/en/technical-documentation/data/data-sheets/LTM4671).

2. Tony J. Rouphael, RF and Digital Signal Processing for Software-Defined Radio / Newnes, 2009. 396 pp.2. Tony J. Rouphael, RF and Digital Signal Processing for Software-Defined Radio / Newnes, 2009.396 pp.

3. Патент № 2645738, H04B 15/04. Радиоприёмное устройство с цифровой коррекцией самопораженных частот. – Маковий В.А., Ермаков С.А, Евсеев М.А. МПК H04B 15/04 – 11 c., Регистрация 28.02.2018. – Опубл. 28.02.2018 г., Бюл. №7.3. Patent No. 2645738, H04B 15/04. Radio receiving device with digital correction of self-defeated frequencies. - Makovy V.A., Ermakov S.A., Evseev M.A. IPC H04B 15/04 - 11 c., Registration 28.02.2018. - Publ. 28.02.2018, Bul. No. 7.

Claims (6)

Радиоприёмное устройство с цифровой коррекцией самопораженных частот, содержащее последовательно соединенные входные цепи, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), цифровой приемный тракт и демодулятор, выход которого является информационным выходом устройства, при этом вход входных цепей является входом устройства, а также источник частоты дискретизации, состоящий из последовательно соединенных опорного генератора и первого синтезатора частот (СЧ), выход которого является первым выходом источника частоты дискретизации и соединен со вторым входом АЦП, выход блока цифровой коррекции частоты преобразования (ЦКЧП) через второй СЧ соединен с входом вторичного источника питания, при этом второй выход источника частоты дискретизации, являющийся вторым выходом опорного генератора, соединен с тактовым входом второго СЧ, отличающееся тем, что между вторым выходом цифрового приемного тракта и входом блока ЦКЧП включено пороговое устройство, которое осуществляет принятие решения о перестройке частоты преобразования согласно логическому выражениюA radio receiving device with digital correction of self-defeated frequencies, containing serially connected input circuits, an analog-to-digital converter (ADC), a digital receiving path and a demodulator, the output of which is the information output of the device, while the input of the input circuits is the input of the device, as well as a source of the sampling frequency, consisting of a series-connected reference oscillator and a first frequency synthesizer (MF), the output of which is the first output of the sampling frequency source and is connected to the second input of the ADC, the output of the digital conversion frequency correction unit (TsKChP) through the second MF is connected to the input of the secondary power supply, while the second output of the sampling frequency source, which is the second output of the reference oscillator, is connected to the clock input of the second midrange, characterized in that a threshold device is connected between the second output of the digital receiving path and the input of the CKChP unit, which makes a decision on restructuring the frequency from the transformation according to the boolean expression
Figure 00000012
Figure 00000012
 где fокп – частота настройки основного канала приема (ОКП),where f okp is the frequency of tuning the main receiving channel (OKP), fc – текущая частота преобразования вторичного источника питания (ВИП),f c - current frequency of conversion of the secondary power source (VIP),
Figure 00000013
– минимальное расстояние от ОКП до ближайшей гармоники ВИП, заданное разработчиком,
Figure 00000013
- the minimum distance from the OKP to the nearest harmonic of the VIP, specified by the developer,
Figure 00000014
– операнд взятия целой части от дробного числа.
Figure 00000014
- operand for taking an integer part of a fractional number.
RU2019137882A 2019-11-25 2019-11-25 Radio receiver with digital self-corrupted frequency correction RU2729038C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019137882A RU2729038C1 (en) 2019-11-25 2019-11-25 Radio receiver with digital self-corrupted frequency correction

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019137882A RU2729038C1 (en) 2019-11-25 2019-11-25 Radio receiver with digital self-corrupted frequency correction

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2729038C1 true RU2729038C1 (en) 2020-08-04

Family

ID=72085710

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019137882A RU2729038C1 (en) 2019-11-25 2019-11-25 Radio receiver with digital self-corrupted frequency correction

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2729038C1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4893316A (en) * 1985-04-04 1990-01-09 Motorola, Inc. Digital radio frequency receiver
RU2033625C1 (en) * 1991-04-12 1995-04-20 Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники Radar receiver of complex signals
RU2163416C2 (en) * 1994-04-28 2001-02-20 Квэлкомм Инкорпорейтед Method and device for automatic gain control in digital radio receiver
RU2254590C1 (en) * 2004-02-11 2005-06-20 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Нижегородский Научно-Исследовательский Институт Радиотехники" Radar receiver with large dynamic range by intermodulation of third order
WO2006009468A1 (en) * 2004-07-21 2006-01-26 Nera, Asa A multi gigahertz high capacity digital radio frequency (rf) link transceiver terminal assembly, and method for same.
US20140044221A1 (en) * 2012-08-08 2014-02-13 Electronics And Telecommunications Research Institute Digital rf receiver
RU2614345C1 (en) * 2015-12-21 2017-03-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Поволжский государственный технологический университет" Method of exapanding dynamic range in radio systems
RU2701719C1 (en) * 2018-04-16 2019-10-01 Открытое акционерное общество "Октава" Radio receiving device for rs with extended dynamic range

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4893316A (en) * 1985-04-04 1990-01-09 Motorola, Inc. Digital radio frequency receiver
RU2033625C1 (en) * 1991-04-12 1995-04-20 Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники Radar receiver of complex signals
RU2163416C2 (en) * 1994-04-28 2001-02-20 Квэлкомм Инкорпорейтед Method and device for automatic gain control in digital radio receiver
RU2254590C1 (en) * 2004-02-11 2005-06-20 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Нижегородский Научно-Исследовательский Институт Радиотехники" Radar receiver with large dynamic range by intermodulation of third order
WO2006009468A1 (en) * 2004-07-21 2006-01-26 Nera, Asa A multi gigahertz high capacity digital radio frequency (rf) link transceiver terminal assembly, and method for same.
US20140044221A1 (en) * 2012-08-08 2014-02-13 Electronics And Telecommunications Research Institute Digital rf receiver
RU2614345C1 (en) * 2015-12-21 2017-03-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Поволжский государственный технологический университет" Method of exapanding dynamic range in radio systems
RU2701719C1 (en) * 2018-04-16 2019-10-01 Открытое акционерное общество "Октава" Radio receiving device for rs with extended dynamic range

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chen et al. A 0.5-to-3 GHz software-defined radio receiver using discrete-time RF signal processing
CN1650523B (en) Method and apparatus in a phase locked loop for a frequency synthesizer
US20120069884A1 (en) Digital phase detector and digital phase-locked loop
Vitali et al. Adaptive time-interleaved ADC offset compensation by nonwhite data chopping
US20160294591A1 (en) Multichannel receiver
GB1585859A (en) Information transmission systems
KR100980229B1 (en) Receiver
CN103513260A (en) Receiver
Sundström et al. Complex IF harmonic rejection mixer for non-contiguous dual carrier reception in 65 nm CMOS
Khatri et al. A 0.25–3.25-GHz wideband CMOS-RF spectrum sensor for narrowband energy detection
CN1606826A (en) Radio-frequency signal frequency conversion device for a low power RF receiver
US7373119B2 (en) Method and apparatus for analog-to-digital conversion
RU2729038C1 (en) Radio receiver with digital self-corrupted frequency correction
KR100973725B1 (en) Clock Generator Using DDS
JP2002520942A (en) Improved CDMA receiver and method of operation thereof
AU757848B2 (en) Device for receiving signals from satellite radio-navigation systems
Shao et al. An interference-tolerant synchronization scheme for wireless communication systems based on direct sequence spread spectrum
Yen et al. A highly integrated 400–800 MHz spectrum sensing system based on envelope detection
RU2167431C2 (en) Receiver of signals of satellite radio navigation systems
Gharpurey et al. Channelized front ends for broadband analog & RF signal processing with merged LO synthesis
US9042499B2 (en) Radio frequency (RF) receivers with whitened digital clocks and related methods
US7479816B2 (en) Generating multiple delayed signals of different phases from a reference signal using delay locked loop (DLL)
US6819723B1 (en) Digital FM demodulator with reduced quantization noise
RU2645738C2 (en) Radio receiver with digital correction of affected frequencies
JP5148290B2 (en) Receiver for simultaneous reception of different standards