Цифровой синтезатор частоты

(9) (1) А Н 03 В 19/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР БРЕТЕН У ДЕТЕЛ КО нала. Си суммато сел, сум теза (НС) атор%29в и С.Н8,8)детель03 В 19Справоо-цифро исвя ртел 7, Тек НС 1 имв зави етные от несу шагу и утем и ого чис ство СССР/00, 29.03.84.чник по цифроанаовым преобразовазь, 1982, с. 255.ЗАТОР ЧАСТОТЫтся к радиотехникеформирования сетретения являетсяскретных паразиттре выходного сигИ СИНТЕ е относи вано для ью изоб овня ди их вспе ив диск дит уменых со юихк ной мощ(54) ЦИФРОВО (57) Изобретени и м.б, использоки частот, Це уменьшение у ных составляющ СОН;,3 СОВЕТСКИХСОЦИАЛИС ИЧЕСКИРЕСПУБЛИК выходе рактер и А дискр отстоят кратные тора. П случай н рушить разруш происхо паразит личени сумма р ор содержит накопительныи 1, генератор 2 случайных чи 3 и 4, блок 5 памяти, ЦАП 6 ущая фазовая ошибка е на еет квазипериодический хэсимости от кода управления паразитные составляющие щего колебания на частоты, ерестройки частоты синтезаериодического добавления ла Х в сумматор 4 можно надичность фазовой .ошибки, ретный характер сигнала, т.е. ньшение уровня дискретных ставляющих благодаря увеоличества при неизменной ности. 1 ил.Изобретение относится к радиотехникеи может использоваться для формированиясетки частот,Целью изобретения является уменьшение уровня дискретных паразитных составляющих в спектре выходного сигнала,На чертеже приведена структурнаяэлектрическая схема цифрового синтезатора частот.Цифровой синтезатор час;от содержит 10накопительный сумматор 1, генератор 2 случайных чисел, первый 3 и второй 4 сумматорь;, блок 5 постоянной памяти,цифроаналоговый преобразователь 6 ифильтр 7 нижних частот. 15Цифровой синтезатор частот работаетследующим образом.На накопительный сумматор 1 поступает и-разрядный двоичный код синтезируемой частоты А = а 12 + а 22 ++ ал 2", 20пропорциональный отношению синтезируемой 1, и тактовой 1 т частот(А = И 1 с/1 т,й = 2"), С частотой тактовых импульсов 1 тв накопительном сумматоре 1 вычисляетсятекущая фаза выходного сигнала. 25На выходах накопительного сумматора1 в каждый тактовый момент времени тк ==КТ, К = О, 1, 2, 3 (Т = 1/1 т - длительностьтактового периода) формируется код фазыВК синтезируемого колебания по следующему алгоритму: Вк+1. - . Вк+ А, при этом Воначальное состояние накопительного сумматора 1. 1-разрядный кодс выхода старшихразрядов накопительного сумматора 1, г 1 ричем2, обычно=- 3 - 8, поступает на 35первый сумматор 3, а гп-разрядный код свыхода младших разрядов на второй сумматор 4, на второй вход которого поступаетт-разрядный код от генератора 2 случайныхчисел. аоГенератор 2 случайных чисел с тактовойчастотой 1 т формирует случаиные числа Х вдиапазонеОХ(2 -1). Сигнал с выходапереноса второго сумматора 4 поступает навторой вход первого сумматора 3, 3-разрядный код фазы с выхода первого сумматора3 поступает на вход блока 5 постояннойпамяти, из которого выбирается число, про-порциональное амплитуде выходного сигнала при данной фазе, С помощью 50цифроаналогового преобразователя 6 выбранное число преобразуется в напряжение, Для выделения первой гармоникипосле цифроаналогового преобразователя6 включается фильтр 7 нижних частот, 55В случае цифрового синтеза колебанийимеет место ухудшение спектральной чистоты выходного сигнала, обусловленное шумами квантования фазы, Эти шумы определяются разрядностью числа поступающего на вход блока 5 постоянной памяти. Если емкость накопительного сумматора 1 определяется и-разрядным числом, а для блока 5 постоянной памяти используется голько 1-разрядный выход старших разрядов накопительного сумматора 1, то п 1-разрядный выход младших разрядов (гп = и-) образуют текущую фазовую ошибку е, которая распределена в диапазоне 0к2 Эта ошибка имеет кваэипериодический характер и в зависимости от кода управления А дискретные паразитные составляющие отстоят от несущего колебания на частоты кратные шагу перестройки частоты синтезатора. Путем периодического добавления случайного числа Х в сумматор 4 можно нарушить периодичность фаэовой ошибки, разрушив таким обоазом дискретный характер образующего спектра. Генератор 2 случайных чисел с тактовой частотой 1 т формирует случайные числа Х из равномерно распределенного ряда в ди-, апазоне 0 = Х2. п 1-разрядные числа Х и г: суммируются в п 1-разрядном втором сумматоре 4, сигнал переноса которого суммируется с 1-разрядным числом на разрядном выходе старших разрядов накопительного сумматора 1, На выходе второго сумматора 4 сигнал равен нулю, если Х + к2, или ОХ2 -к, так как ХО, Следовательно, на выходе первого сумматора 3 код текущей фазы имеет ошибку, определяемую младшими разрядами накопительного сумматора 1. Эта ошибка,11 = Е.На выходе переноса второго сумматора 4 появляется сигнал, равный единице, если Х - я2 или 2"Х2"-е (так как Х2 ) .Следовательно, к коду текущей фазы накопительного сумматора 1 определяемого его разрядным выходом старших разрядов, т. е, к 1-раэрядномучислу подсуммирована единица. В этом случае код текущей фазы на выходе первого сумматора 3 имеет ошибку, равную р 2 =2 - е, так как Х случайное число с равномерным распределением, вероятность того, что на выходе переноса второго сумматора 4 сигнал равен нулю, равна2 - е еФ азова я ошибка в этом случае ф 1 = - Г.Вероятность того, что на выходе переноса второго сумматора 4 появляется сигнал, равный единице:1584065 Составитель А.МышакинТехред М.Моргентал Корректор И,Муска Редактор М. Бланар Заказ 2262 Тираж 653 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Ра = - ,.ЕФазовая ошибка в этом случаещ =2" - я.5Математическое ожидание . фазовойзшибки (т,е. ее средняя величина)= -е(1 -- )+ Р" - е)=02 2 щЭто означает, что средняя величина фазовой ошибки на выходе второго сумматора 3 равна нулю, что соответствует точному вычислению текущей фазы. А тот факт, что 15 фазовая ошибка в моменты прихода тактовых импульсов меняется по случайному закону. представляет собой явление фазового шумэ. Таким образом, происходит уменьшение уровня дискретных паразитных со ставляющих благодаря увеличению их количества при неизменной суммарной мощности. Формула изобретения Цифровой синтезатор частоты. содержащий последовательно соединенные блок постоянной памяти, цифроаналоговый преобразователь и фильтр нижних частот, накопительный сумматор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения уровня дискретных паразитных составляющих в спектре выходного сигнала, введены первый и второй сумматоры и генератор случайных чисел, при этом разрядный выход старших разрядов накопительного сумматора соединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом переноса второго сумматора, разрядный выход младших разрядов накопительного сумматора соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом генератора случайных чисел,.тактовый вход которого соединен с тактовым входом накопительного сумматора, а выход первого сумматора соединен с входом блока постоянной памяти.