Цифровой синтезатор прямого действия

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 947971 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублии(22) Заявлено 13,03,80 (21) 2891230/18-21 ИМ.КлН 03 Е 23/02 с присоединением заявки МГосударственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(23) Приоритет 33) УДН 621, 374. .44(088,8) Опубликовано 30.07,82. Бюллетень Йо 28 Дата опубликования описания 300782(54) ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗАТОР ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯИзобретение относится к техникесинтеза частот и может быть применено в частотнопреобразующих узлахаппаратуры времени н образцовых частот, измерительных приборов, устройств синхронизации различного назначения, электрических музыкальныхинструментов, а также в технике связи, в том числе в составе синтезаторов частот косвенного действиягетеродинов и возбудителей.Известны устройства, содержащиеопорный генератор, дискретные делителит регистры н элемент сравнения кодов 1.Недостаток известного устройства -низкая точность измерения,Наиболее близким к предлагаемому п технической сущности является УФтройство, содержащее образцовый генератор и накапливающий сум 4 атор, выход переноса старшего разряда которого соединен через элементзадержки с первым входом блока управления, выходы которого подключены квходам накапливающего сумматора Г 23,Недостаток известного устройства -низкая точность измерения,Цель изобретения - повышение точности измерения. 2ьЭта цель достигается тем, что вциФровой синтезатор прямого действия, содержащий образцовый генератор и накапливающий сумматор выходпереноса старшего разряда которогосоединен через элемент задержки спервым входом блока управления,выходы которого подключены к входамнакапливающего сумматора, введенблок переменной задержки импульсов,инФормационный вход которого соеди.- нен с выходом переноса старшего раз-ряда накапливающего сумматора, установочные входы блока переменной задержки соединены с остальными выходами накапливающего сумматора, авторой и третий входы блока управления подключены соответственно к выходу образцового генератора и входной.шине подачи кода синтезируемой частоты.На чертеже изображена схема устройстваУстройство содержит накапливающийсумматор 1, элемент 2 задержки, блок3 управления, образцОвый генератор 4,входная шина 5 подачи кода синтезируемой частоты, блок б переменнойзадержки, выходную .лемму 7 выход 30 устройства.Устрой 1:тво работает следующим образом.В исходном состоянии по шине 5 занесен код синтеэируемой частоты Г, и в блоке 3 образованы коды чисел: 5м =Зто (1)М=2 -1 Т 1 Ито(2)где тс=1/Г; Т=1/Г 1,частота образцового генератора 4; 10и - число двоичных разрядоврегистра;3 - символ снятия размерности,используемой для обеспечения корректности выражений 15по размерности.После запуска устройства первымже импульсом образцового генератора 4 в накапливающий сумматор 1 заносится код числа М, а каждым последующим - код числа М, Так продолжается до возникновения на выходестаршего разряда накапливающего сумматора 1 импульса переполнения, который через блок б переменной задержки проходит на выход 7 устройстваи через элемент 2 задержки - на первый управляющий вхо)1 блока 3 управления, подготавливая занесение в сумматор кода числа М 2 при поступленииочередного импульса образцового генератора. 4. Далее каждым импульсом гене.ратора 4 в накапливающий сумматор 1заносится код числа М до очередногспереполнения накапливающего сумматора 1, после чего процессы повторяют- З 5ся циклами.С цетом 1 ) и ( 2)число в сумматоре в произвольный момент времени можно представить следующимобразсм: 40м =2" -1 Т,. Г е 1 Т мнсщ, ( з )где М - остаток, имевшийся в сумматоре в момент его последнего переполнения;п - порядковый номер госледнего 45импульса генератора 4, еслисчет начат после последнегопереполнения сумматора.Обозначим символами1, ( ) соответственно целую и дробную части чис ла. ПосколькуО мч ( 1 ТО -1, (4тс при (Т; /ТО 7=0 переполнение всегдавозникает в момент поступления К-гоил 1 пульса, где К=.т;/Т независимоот значения Мч . При этом в каждомцЬле исходное значение МНС 1 ЧСОХРаняется неизменным, а требуемый коэффициент преобразования частоты К=УО /Г ==Т; /То будет реализовываться точно.Если же ( Т; /Т,ФО (частоты Уо иГ не кратны), то значение Мн,1 цотцйкла к циклу изменяется в пределах,укаэанных неравенством (4),а требуемый коэффициент К реализуется спогрешностью, Поскольку занесение 65 числа М в сумматор происходит имгульсами с гериодом Тс, то любаядоля числа 3 Т,в сумматоре соответствует такой же доле времени То.Если числа М и Мвыразить по формулам (1) и (Л) с использованием сдних н тех яе единиц времени(например, наносекунд), а квант ьтблока 6 переменной задержки выбратьравйым весу младшего разряда этихчисел, то М всегда будет соответстНс 1 цвовать интегральному запаздываниюТ имгульса переноса относительносоответствующего по номеру импульсаидеальной госледовательности с периодом Т;. Из (4) следует выражениедля пределов изл:ерения запаздаванияО 4 Т( То,Чтобы компенсировать это запаздывание, блок б переменной задержкидолжен иметь исходнук задержкуГТКомпенсация запаздывания, равногоГ достигается установкой в этомблоке задеряки а 1 =Г -С . КогдаОгредельная точность компенсациипогрешности не требуется, квант аТможет соответствовать весу одногоиз более старших разрядов чиселМ, М 1. Однако в любом случае наибольшая мгновенная интегральнаянестабильность временного положениявыходных импульсов синтезатора непревосхсдит дГ . Соответственно мгновенная нестабильность фазы выходнойпоследовательности не превосходитзначения(радиан),т 1 С 1 Хгде в - квант задержки блока бпеременной задержки;Г - синтезируемая частота.Таким образом, выбором аьметодическая погрешность синтеза может быть сделана заведомо меньшей погрешности другой природы. Например, если Г 1 =1 кгц, аС =1 нс, то из приведенной формулы получаемЧ"- б 10 Ь радианИзобретение дает возможность синтезировать периодические последовательности импульсов произвольной "частоты на базе чисто цифровой структуры, выполняемой нг цифровых микросхемах. При этом нестабильность фазы выходных импульсов, свойственная известным синтезаторам данного клааса, принципиально исключается или, по крайней мере, может быть меньше погрешностей другой природы.Формула изобретенияЦифровой синтезатор прямого действия, содержащий образцовый генератор и накагливающий сумматор, выход переноса старшего разряда которого947971 Составитель Л.Воронинаедактор И,Ковальчук Техред Л. Пекарь Корректор А.дзятк ПодписССР 66/78ВНИИГИпо дел113035,Зак Тираж 959 ударственного комитета изобретений и открытий сква, Е, Раушская н д.4/5 Филиал ППП "Патентф, г.ужгород, ул.йроектн соединен через элемент задержки спервым входом блока управления, выходы которого подклвчены к входамнакапливающего сумматора, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности измерения, в 5него введен блок переменной задержкиимпульсов, информационный вход которого соедйнен с выходом переносастаршего разряда накапливающего сумматора, установочные входы блока переменной задержки соединены с остальными выходами накапливающего сумматора, а второй и третий входы блокауправления подключены соответственно к выходу образцового генератораи входной шине подачи кода синтезируемой частоты.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 600467, кл, 6 01 й 23/00, 1978.,2. Авторское свидетельство СССРР 334643, кл. Н 03 К 23/02, 1972.