Преобразователь “код-частота” гармонического сигнала

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСфциапнстииескихРеспубиик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 14. 04. 80 (21) 2909205/18-21 (51 М. КЛ. с присоединением заявки М 9(23) Приоритет Н 03 К 13/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОД-ЧАСТОТА ГАРМОНИЧЕСКОГО СИГНАЛА Изобретение предназначено для использования в радиотехнических установках в качестве программноперестраиваемого высокостабильного генератора.Известен преобразователь код-частота, содержащий регистр кода частоты, подключенный к входу накопителя, выход которого соединен с входом вычислителя синуса, выход которого подключен к входу преобразователя код-аналог другой вход которого соединен с выходом тактового генератора и другим входом чакопителя, а выход подключен к входу фильтра нижних частот 1 .Выходной сигнал описанного преобразователя содержит паразитные частотные составляющие, обусловленные неидеальностью преобразователя код-аналог и ограниченной разрядностьрт вычислителя синуса, причем уровень паразитных составляющих определяется разрядностью вычислителя синуса и преобразователя код-аналог, а их расположение на оси частот определяется соотношением частоты суммирования Рт и синтезируемой частоты Рс, При синтезе сигнала с частотами близкими к значениям ГсГтК, где Кпроизвольное целое число, паразитные составляющие могут находитьсясколь угодно близко к частоте синтезируемого сигнала, при этом они попадают в полосу пропускания фильтранижних частот и проходят через негобез ослабления,Известен также преобразователькод-частота гармонического сигнала,содержащий множительный блок, счетчик, последовательно соединенные регистр кода частоты, накопитель,сумматор, вычислитель синуса, преобразователь код-аналог, фильтрнижних частот, последовательно соединенные тактовый генератор, делитель частоты, генератор случайногочисла, элемент сравнения и элементИ, причем первый вход множительногоблока подключен к выходу регистракода частоты, второй вход подключен к выходу генератора случайногочисла, а выход соединен с вторымвходом сумматора, вход счетчикасоединен с выходом тактового генератора, и вторым входом элементаИ, вход сброса счетчика соединенс выходом делителя частоты и вторымвходом накопителя, а выход соединенс вторым входом элемента сравнения, 94979950 выход элемента И соединен с вторымвходом преобразователя код-аналог.Принцип действия указанного преобразования заключается в вычислении и последующем формированиивыборок синтезируемого сигнала,. осуществляемых в псевдослучайные моменты времени (23.Применение псевдослучайной частоты модуляции тактовой частоты вычисления выборок, уменьшая уровень 10дискретных параэитных частотных составляющих, приводит к распределениюих энергии в широком диапазоне частот, т.е. к появлению шумовых компонентов, спектр которой при достаточ но большом периоде повторения псевдослучайной последовательности можно считать непрерывным, а соотношение сигнал/шум на выходе преобразователя определяется полосой пропускания фильтра низких частот.Цель изобретения - улучшение соотношения сигнал/шум преобразователя.Поставленная цель достигаетсятем, что в преобразователь код-частота гармонического сигнала, содержащий регистр кода частоты, выход которого соединен с первым входом множительного блока, накопитель, вычислитель синуса, выход которого соединен с первым входом преобразователя код-аналог, второй вход которогоподключен к выходу элемента И, первый вход которого соединен с выходомтактового генератора и счетным входомсчетчика, выход которого подключен к 35первому входу элемента сравнения, выход которого соединен с вторым входом элемента И, введены узкополосныйФильтр и кодовый преобразователь нвход которого подключен к выходу 40оегистра кода частоты, а выход - к. второму входу элемента сравнения ивторому входу множительного блока,выход которого соединен с первымвходом накопителя, выход которого 45подключен к входу вычислителя синуЮса, а второй вход - к выходу элемента И и входу сброса счетчика, причемвыход преобразователя код-аналог соединен .с входом узкополосного следящего Фильтра,Структурная электрическая схемапреобразователя код-частота гармонического сигнала поясняется чертежом.Преобразователь содержит регистр1 кода частоты, накопитель 2, вычислитель 3 синуса, преобразователь4 код-аналог, тактовый генератор 5,кодовый преобразователь б, логический элемент И 7, счетчик 8, элемент б 09 сравнения, цифровой множительныйблок 10, узкополосный следящий фильтр11,Принцип его работы заключаетсяв следующем. б 5 Регистр 1 предназначен для записи и хранения кода,синтеэируемой частоты. Это код ( или его старшие разряды ) преобразуется в кодовом преобразователе 6 в код определяющий длительность периода суммирования в накопителе 2. Таблица преобразования кодового преобразователя б строится из условий выбора для каждого значения выходного кода такого значения тактовой частоты (периода суммирования в накопителе) при котором обеспечивается максимальная разность между частотой синтезируемого сигнала и ближайшей точкой целочисленнойп ткратности быбРанное (где п и кК/целые числа ), поскольку именно в этих точках дискретные паразитные составляющие могут сколь угодно приближаться к сигналу,Выполнение этого условия позволяет достичь в выходном сигнале преобразователя 4 код-аналог такого расположения паразитных составляющих на оси частот, при котором они отсутствуют вблизи полезного сигнала, что дает возможность эффективно использовать узкополосный следящий фильтр для их подавления. формирование требуемого периода суммирования в накопителе 2 осуществляется подсчетом заданного кодовым преобразователем б количества периодов колебаний генератора 5 в счетчике 8, обнуление которого осуществляется при равенстве кодов на входах элемента 9 сравнения и поступления очередного счетного импульса на вход логического элемента И 7. В накопителе 2 вычисляется Фаза синтезируемого колебания путем суммирования мгновенного значения фазы, соответствующего фронту предыдущего тактового импульса с ее приращением за интервал между тактовыми импульсами. Величина приращения фазы вычисляется в цифровом множительном блоке 10 по коду частоты и требуемому периоду суммирования. В вычислителе 3 синуса значения фазы преобразуются в значении амплитуды и далее в преобразователе 4 код-аналог в аналоговый сигнал, который Фильтруется узкополосным следящим фильтром, выполненным, например, на основе системы ФАПЧ.Применение адаптивной обработки сигнала с выбором оптимального по критерию максимального удаления от полезного сигнала паразитных составляющих, значение тактовой частоты вычисления выборок и следящей Фильтрации позволяет улучшить соотношение сигнал/шум на выходе преобразователя по сравнению с прототипом, что расширяет область применения таких псказателей.949799 Формула изобретения Составитель В. Войтов дактор Е, Папп Техред С.Мигунова Корректор Н. Корол9 Подписноеого комитета СССРий и открытийРаушская наб., д. 4/5 аказ 576 ВНИИПИ по д 113035, 6 Тираж Государстве лам изобрет Москва, Жилиал ППП Патент , г, Ужгород, ул. Проектная Преобразователь код-частота гармонического сигнала, содержащий регистр кода частоты, выход которого соединен с первым входом множительного блока, накопитель, вычислитель синуса, выход которого соединен с первым входом преобразователя код-аналог, второй вход которого подключен к выходу элемента И, первый вход которо го соединен с выходом тактового генератора и счетным входом счетчика, выход которого подключен к первому входу элемента сравнения, выход которого соединен с вторым входом 15 элемента И, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью улучшения соотношения сигнал/шум, в него введены узкополосный фильтр и кодовый преобразователь, вход которого подключен к выходу регистра кода частоты,а выход - к второму входу элементсравнения и второму входу множительного блока, выход которого соединенс первым входом накопителя, выходкоторого подключен к входу вычислите"ля синуса, а второй вход - к выходуэлемента И и входу сброса счетчика,причем выход преобразователя код-аналог соединен с входом узкополосногофильтра. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. "Зарубежная радиоэлектрониками,1972, Р 3, с.60, рис.4. 2, Авторское свидетельство СССР по заявкеР 2783644/21,кл,Н 03 К 13/02,18.06.79 (прототип),