Формирование частот и сигналов НИО-33 МТУСИ ООО «Радиокомп» 2011. - презентация

1 Формирование частот и сигналов НИО-33 МТУСИ ООО «Радиокомп» 2011

2 Содержание История НИО-33 История НИО-33 Готовые решения Готовые решения Отечественные микросхемы для синтеза сигналов и частот Отечественные микросхемы для синтеза сигналов и частот Разработка устройств синтеза частот и сигналов на заказ Разработка устройств синтеза частот и сигналов на заказ

3 История НИО-33

4 Отраслевая научно-исследовательская лаборатория НИЛ-33 "Синтезаторы сложных и прецизионных сигналов" (ССПС) была создана в 1982 году тремя предприятиями: МНИИП, РТИ, НИИРП. До 1992 г. подразделение работало в основном по заказам Минрадиопрома. Основными направлениями деятельности лаборатории являлись: цифровые вычислительные синтезаторы частот и сигналов; синтезаторы частот и сигналов с линейной модуляцией на основе колец ФАПЧ (в том числе с дробным ДПКД); линии задержки с высоким разрешением и цифровым управлением; программное обеспечение управления синтезаторами; оценка параметров и фазовые измерения сигналов; акустоэлектронные анализаторы спектра на дисперсионных линиях задержки. Сотрудниками лаборатории было получено более 50 свидетельств на изобретения, опубликованы 2 монографии и большое число статей по вопросам исследования и разработки устройств формирования прецизионных высокочастотных сигналов для систем радиолокации, связи, навигации, ионосферного зондирования и измерительных комплексов. В 2010 году лаборатория преобразована в отдел НИО-33 «Формирование и обработка сигналов для радиолокационных и связных применений»

5 Вид синтезируемого сигнала Тип синтезатора Fтакт, МГц Диапазон частот, МГц Длит. сигнала, не более, мкс ЛЧМ ЦВС с КМ 514…16100 НЧМЦВС НЧМ, ЛЧМ ЦВС с КО ЛЧМДЦВС ЛЧМ ЛЧМ ЛЧМ 4085… ПЧМ 3-й степени ЦВС с КО 2013…17 36×10 9 ЛЧМЦВС+ФАПЧ12078±0, ЛЧМ ЦВС с КМ 7,577,7…78,3100 ЛЧМКВС ЛЧМКВС ЛЧМКВС ЛЧМКВС ЛЧМКВС1, > 3×10 7 ЛЧМКВС20 F 0 ± ЛЧМКВС20 F 0 ± Характеристики разработанных синтезаторов ЧМ сигналов (на отечественной элементной базе) ЛЧМ линейная ЧМ; НЧМ нелинейная ЧМ; ПЧМ полиномальная ЧМ; ЦВС цифровой вычислительный синтезатор; КВС комбинированный вычислительный синтезатор; ЦВС с КО ЦВС с коммутацией отсчетов; ЦВС с КМ ЦВС с квадратурным модулятором; ДЦВС двухуровневый ЦВС.

6 Вид синтезируемого сигнала Тип синтезатора Fтакт, МГц Диапазон частот, МГц Длит. сигнала, не более, мкс ЛЧМ ЦВС с КП ЛЧМЦВС ЛЧМ линейная ЧМ; ЦВС цифровой вычислительный синтезатор; ЦВС с КП ЦВС с квадратурным переносом. Характеристики разработанных синтезаторов ЧМ сигналов (на импортной элементной базе)

7 Готовые решения для синтеза частот и формирования сигналов

8 Универсальный двухканальный генератор Г4-РК2/150 Два независимых канала на основе цифровых вычислительных синтезаторов; Диапазон частот: 0,1150 МГц; Модуляция аналоговая: АМ, ЧМ, ФМ; Модуляция цифровая: BPSK, BFSK, QPSK, QFSK; Режим формирования ЛЧМ сигнала; Малые габариты и энергопотребление; Питание по шине USB.

9 Универсальный двухканальный генератор Г4-РК2/150 Основные характеристики : Внутренняя модуляция и модуляция с внешних входов Два типа внутренней модуляции: Из ОЗУ микроконтроллера: максимум 4096 точек на период; время на перезапись одного отсчета >1,5 мкс. Из ОЗУ ЦВС: максимум 1024 точки на период; время на перезапись одного отсчета 10 нс 650 мкс.

10 Универсальный двухканальный генератор Г4-РК2/150 Установка всех параметров сигнала с помощью ПО для ПЭВМ Дополнительные опции: Высокостабильный опорный генератор с возможностью синхронизации от внешнего источника 5 или 10 МГц; Работа от внешнего источника опорной частоты; Измерение АЧХ и ФЧХ.

11 Универсальный двухканальный генератор Г4-РК2/150-АФ АЧХ кварцевого резонатора на 10 МГц

12 Синтезатор частот на основе кольца ФАПЧ с целочисленными коэффициентами диапазон частот: 10 МГц - 6 ГГц (по диапазонам); уровень выходного сигнала: не менее +10 dBm; внешний источник опорной частоты: МГц; напряжение питания: +12 В; потребляемый ток: 150 мА; рабочий диапазон температур: –40 … +80 °C; габаритные размеры: 64×50×27 мм. на основе Основные параметры синтезатора на основе кольца ФАПЧ с целочисленными коэффициентами кольца ФАПЧ с целочисленными коэффициентами: диапазон частот: не более октавы; шаг по частоте: 50 кГц … 10 МГц; время переключения: 20 мкс … 2 мс; уровень паразитных составляющих: –70 дБ; фазовый шум: –80… –105 кГц на 1 ГГц.

13 Синтезатор частот на основе кольца ФАПЧ с дробными коэффициентами Достижим герцовый и субгерцовый шаг, однако при частотах синтеза близких к кратным ½ частоты сравнения увеличивается уровень паразитных составляющих в спектре сигнала. на основе Основные параметры синтезатора на основе кольца ФАПЧ с дробными коэффициентами кольца ФАПЧ с дробными коэффициентами: диапазон частот: не более октавы; шаг по частоте:

14 Синтезатор частот на основе цифрового вычислительного синтезатора Диапазон частот: МГц; Максимальная выходная мощность: +15 дБм; Шаг перестройки по частоте: 2,6*10 -6 Гц; Время переключения выходной частоты: не более 30 мкс (после получения команды); Уровень паразитных гармонических составляющих в спектре выходного сигнала: в узкой полосе (±1 МГц), не более - 70 дБн; в широкой полосе, не более - 45 дБн; Вход внешней опорной частоты МГц, минимальный уровень 0,2 Вэфф; Отдельный потенциальный вход «ON / OFF» включения/выключения выходного сигнала; Выход сигнала контроля функционирования «READY» со светодиодной индикацией; Интерфейс управления: двунаправленный SPI в полнодуплексном режиме работы; Напряжения питания: +(5 ± 0,5) В, ток потребления не более 0,35 А, +(12 ± 1,2) В, ток потребления не более 0,15 А; Габаритные размеры:112 x 57 x 21 мм, герметичное исполнение; Масса:230±10 г. Разработано программное обеспечение для управления синтезаторами от ПЭВМ через порт LPT

15 Синтезатор частот с высоким разрешением по частоте на основе кольца ФАПЧ Диапазон частот: МГц* (по диапазонам); Уровень выходной мощности: не менее +13 дБм; Шаг перестройки по частоте: 1 Гц и более*; Время установления частоты: не более 3 мс*; Уровень паразитных гармонических составляющих в спектре выходного сигнала: не более - 70 дБн; Вход внешней опорной частоты МГц, минимальный уровень 0,2 Вэфф; Параметры, обозначенные символом * определяются при заказе. Отдельный потенциальный вход «ON / OFF» включения/выключения выходного сигнала; Выход сигнала контроля функционирования «READY» со светодиодной индикацией; Интерфейс управления: двунаправленный SPI в полнодуплексном режиме работы; Напряжения питания: +(5 ± 0,5) В, ток потребления не более 0,1 А, +(12 ± 1,2) В, ток потребления не более 0,25 А; Габаритные размеры:112 x 57 x 21 мм, герметичное исполнение; Масса:230±10 г. Разработано программное обеспечение для управления синтезаторами от ПЭВМ через порт LPT

16 Аттенюатор СВЧ сигналов Управление ручное или по шине USB; Цифровая индикация затухания; Встроенный аккумулятор; Малые габариты и энергопотребление. Диапазон частот аттенюатора, МГц Диапазон регулировки затухания, дБ0,5-63 Дискретность вносимого затухания, дБ0,5 Собственное затухание, дБ4 Тип входных соединителейSMA Габаритные размеры, мм88 x 75 x 26

17 Синтезатор сверхширокополосных ЛЧМ сигналов Диапазон частот (по диапазонам): МГц Разрешение по частоте: ~3*10 -6 Гц; Девиация ЛЧМ: до 500 МГц; Скорость перестройки ЛЧМ: до ГГц/с; Разрешение по скорости перестройки ЛЧМ: 600 Гц/с; Длительность импульса ЛЧМ: 10 мкс…10 6 с; Точность установки длительности импульса: 10 нс; Максимальная частота повторения импульсов: 50 кГц; Амплитудная неравномерность в полосе:

18 Отечественные микросхемы для синтеза сигналов и частот

19 Цифровой вычислительный синтезатор 1508ПЛ8Т Основные характеристики: два полностью независимых канала цифрового синтеза; возможность совместного использования каналов для синтеза квадратурных сигналов; скорость модуляции до 13 млн. символов/сек. в каждом канале; интерфейсы управления: последовательный SPI, 16 разрядный параллельный порт, линк-порт; Каждый канал содержит: встроенный 10 бит ЦАП с частотой дискретизации до 1000 МГц; 64 профиля модуляции сигнала; 48-разрядные аккумуляторы частоты и фазы; встроенный 48-разрядный таймер; 16-разрядный регистр управления смещением фазы; 12-разрядный амплитудный модулятор; 12-разрядный регистр управления постоянным смещением выходного сигнала; возможность гауссовой фильтрации параметров модуляции; Напряжение питания 3,3 В ±5% и 1,8 ±5%; корпус LQFP-100. Потребляемая мощность

20 Отладочная плата для цифрового вычислительного синтезатора 1508ПЛ8Т подключение к ПЭВМ по интерфейсу USB; формирование немодулированных сигналов, сигналов с амплитудной, частотной, фазовой, амплитудно-фазовой, линейной частотной модуляцией; простое подключение устройства пользователя для управления микросхемой цифрового вычислительного синтезатора; программное обеспечение с возможностью доступа к значениям регистров; опционально: высокостабильный тактовый генератор.

21 ФАПЧ с целочисленным и дробным коэффициентами деления 1508ПЛ9Т Основные характеристики: целочисленный и дробный коэффициенты деления устройство рандомизации помех дробности; коэффициенты деления предделителя 4/5, 8/9, 16/17, 32/33; последовательный (SPI) интерфейс управления; возможность управления коэффициентами деления по параллельной шине; входная частота до 3 ГГц; опорная частота до 250 МГц; частота работы фазового детектора до 100 МГц; Напряжение питания 3,3 В ±5% и 1,8 ±5%; корпус LQFP-48 Приемка «5»

22 Отладочная плата для микросхемы ФАПЧ 1508ПЛ9Т подключение к ПЭВМ по интерфейсу USB; модульная конструкция, обеспечивающая использование любых генераторов, управляемых напряжением и фильтров; простое подключение устройства пользователя для управления микросхемой 1508ПЛ9Т; опционально: встроенный источник опорной частоты.

23 Разработка устройств синтеза частот и сигналов на заказ

24 Современные тенденции Увеличение полосы ЛЧМ Микросхема 1508ПЛ8Т позволяет формировать ЛЧМ сигнал с полосой до 400 МГц, а при использовании квадратурного переноса до 800 МГц

25 Разработка устройств синтеза частот и сигналов на заказ Современные тенденции Использование профилей для коррекции амплитуды, фазы и постоянного смещения в процессе формирования ЛЧМ для снижения уровня паразитных составляющих

26 Разработка устройств синтеза частот и сигналов на заказ Современные тенденции Цифровые активные фазированные антенные решетки В последнее время в зарубежной печати все чаще появляются сообщения о разработке следующего поколения фазированных антенных решеток – цифровых активных фазированных антенных решеток (ЦАФАР). Основное их отличие заключается в наличии цифро-аналогового и аналогово-цифрового преобразователя непосредственно в ячейке АФАР. Такая конструкция позволяет значительно уменьшить габариты и энергопотребление передающего модуля, увеличить точность и дальность обнаружения за счет формирования более узкой диаграммы направленности. Разработанная НПЦ «Элвис» микросхема цифрового вычислительного синтезатора 1508ПЛ8Т, содержащая в своем составе высокоскоростной цифроаналоговый преобразователь (10 бит, частота преобразования 800 МГц) совместно с квадратурным модулятором идеально подходит для реализации передающей ячейки ЦАФАР. В такой ячейке автоматически обеспечивается калибровка квадратурного модулятора, при которой подавление паразитных составляющих достигает -55…-60 дБн, а также становится возможной коррекция искажений, вносимых усилителем мощности. Достигнутый уровень среднеквадратичных фазовых ошибок не превосходит 0.2 градуса в ЛЧМ сигнале с девиацией до 100 МГц. Без проблем решается вопрос и со снижением амплитудных ошибок до ±0.5 дБ и менее. Помимо ЛЧМ сигналов ячейка позволяет формировать любые другие сигналы в полосе до 500 МГц. Фазу выходного сигнала можно устанавливать в диапазоне градусов с точностью ~0.02 градуса.

27 Разработка устройств синтеза частот и сигналов на заказ Современные тенденции Цифровые активные фазированные антенные решетки Спектры сигнала на выходе квадратурного модулятора до калибровки (левый) и после калибровки (правый)

28 Спасибо за внимание! НИО-33 МТУСИ ООО «Радиокомп» , Москва, ул. Авиамоторная д. 8 Тел: (495) , (495) ; Факс: (495)