Цифровой синтезатор частот

СО 1 ОЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК О 9) ЯО и) 4 Н 03 В 19/О ВСЕ",ФРЩь,у ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Ь, Б 11 ЬЛ 110 Т" Т УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ АВТОРСКОМУ СВИДЕТ(56) Патент США В 3882403, кл. 328-14, 06.05.75.Авторское свидетельство СССР У 97831.4, кле Н 03 В 19/00, 30.11 е 82. (54) ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТ (57) Изобретение может использоваться в технике связи и радиоизмерительных устройствах. Повышается быстродействие и улучшается спектральная чистота выходного сигнала. С блока установки 1 двоичного кода частоты код числа "ш", определяюще" го заданную частоту, поступает на умножитель.кода (УК) 21 на два, нанакапливающий сумматор (НС)2.и насумматор 5,кодов. С УК 21 код числа2 ш через циФроаналоговый преобразователь 10 поступает на .генераторпилообразного нарряжения (ГПН). Напряжение с отрицательным наклономс ГПН 8 поступает на первый входкомпаратора 9. Тактовые импульсыс опорного генератора 18 черезделитель частоты 17 поступают наНС 2, где добавляетсячисло ш".При его переполнении импульс через.элемент задержки 19 поступает на уп".равл. вход регистра 3 памяти, купа записывается остаток Р из НС 2.Остаток Р удваивается в УК 4 и поступает на сумматор 5 кодов. Коммутатор б и сумматор 5 кодов сравнивают числа пш" и 2 Р.Результат сравненияс коммутатора 6 через регистр 7 памятии цифроаналоговый преобразователь 11 поступает на другой входкомпаратора 9. На выходе компаратора формируется выходной сигнал цифрового синтезатора частот. В момент совпадения уровней на компараторе 9 КЯ-триггер 12 переходитв нулевое состояние, тем сам 1 ым 1197043производя сброс ГПН 8 в исходноесостояние. Элементы И 14, 15, ИЛИ 16, Р-триггер 13 и элемент задержки 20 формируют сигнал уста" новки КЯ-триггера 12 в единичное состояние при котором осуществляется запуск ГПН,8. Это гроисходит либо в моменты времени, совпадающие с тактовой частотой опорного генератора 18, либо со сдвигом на по.ловину этого периода. 1.ил.35 Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в технике связи и радиоизмерительных устройствах.Цель изобретения - повышение быстродействия и улучшение спектральной чистоты выходного сигнала.На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого цифрового синтезатора частот,Цифровой синтезатор частот содержит блок 1 установки кода частоты, накапливающий сумматор 2, первый,регистр 3 памяти, первый умно- житель 4 кода на два, сумматор 5 кодов, коммутатор 6, второй регистр 7 памяти, генератор пилообразного напряжения (ГПН) 8, компаратор 9 первый цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 10, второй ЦАП 11, К-триггер 12, Р"триггер 13, первый элемент И 14, второй элемент И 15, элемент ИЛИ 16, делитель 7 частоты, опорный генератор 18, первый элемент 19 задержки, второй элемент 20 задержки, второй умножитель 21 кода, на два.Цифровой синтезатор частот работает следующим обраэом.С блока 1 установки двоичный код числа ш, определяющегозаданную частоту по формуле Е-+ ш, где1шит,2,32 , поступает на информационные входы второго умножителя 21 кода, накапливающего сумматора 2 и на сумматор 5. С выхода второго умножителя 21 кода код, соответствующий числу 2 ш, поступает на вход первого ЦАП 10, на выходе которого 5 10 15 20 25 30 2формируется аналоговый уровень напряжения, который поступает напервый вход генератора 8 пилообразного напряжения и задает на его выход.де амплитуду импульса линейногоизменяющегося напряжения с отрицательным наклоном, С выхода генератора 8 пилообразного напряжения сигнал поступает на первый вход компаратора 9, Момент времени запуска генератора 8 пилообразного напряже-ния определяется моментом установки К-Я-триггера 12 в единичное состояние по 8-входу сигналом с элемента ИЛИ 16. На другой вход компаратора 9 поступает напряжение с второгоЦАП 11, уровень которого определяется выходным кодом второго регистра 7,В момент совпадения уровней сигналов, поступающих на входы компаратора 9, на его выходе формируется перепад напряжения, который переводит К-Б-триггер 12 в нулевое состояние и, тем самым, производит сбросгенератора 8 пилообразного напряжения в исходное состояние, На выходекомпаратора 9 формируется выходнойсигнап цифрового синтезатора частот.Равномерность временной расстановки выходных импульсов достигается.следующим образом. По мере поступления тактовых импульсов с делителя 17 частоты, который имеет коэффициент деления два, на тактовый вход накапливающего сумматора 2. в нем к накопленной сумме добавляется число ш, Если до прихода первого тактового импульса накапливающий сумматор 2 и первый регистр2 р, если 2 рсш2 Р, если 2 р 3 ш. 25ЧислО Х поступает на информационные входы второго регистра 7 после прихода последующего тактового импульса на второй вход второго эле-, мента 20 задержки., На выходе перека- З 0 .са сумматора 5 вырабатывается сигнап У по следующему алгоритму О, если 2 рсш 1, если 2 рВш 35 Этот сигнап поступает на первый вход второго элемента И 5. При:;этом если сигнал 3 Ф 1, то сигнал с 40 выхода второго элемента 20 задерж-. ки проходит на выход элемента ИЛИ 16, если сигнап УффО, то на выход элемента ИЛИ 16 проходит бпижайший следующий импульс от опорного генератора 18 с частотой 2 Е поступающий иа второй вход первого элемента И 14. Выходной импульс эле" мента ИЛИ 14 устанавливает Е-триггер 12 в единичное состояние, осуще ствляет запуск генератора 8 пилообразного напряжения либо в моменты времени, совпадающие с периодои ,тактовой частоты Е, либо со сдвигом во времени на половину этого периода.Таким образом, при взаимодейст" вии всех составных частей цифрового ,3 были обнулены, то при К-м импульсе, когда К ш2 , происходит переполнение накапливаацего сумматора 2 и на его выходе переполнения формируется импульс, который поступает 5 на второй вход первого элемента,19 задержки, при этом осуществляется задержка импульса переполнения на один такт тактовой частоты. Импульс, с выхода первого элемента 19 за-10 держки поступает на управляющий вход первого регистра 3 и производит запись остатка р К ш" 2 из накапливанющего сумматора 2 в первый регистр ;3 памяти. Первый умножитель 4 кода 15 осуществляет операцию удвоения остатка Р. При помощи суиматора 5 и коммутатора 6 осуществляется сравнение числа 2 р с числом ш и вычисление числа 2 Р"ш. При этом на выходе 20 коммутатора 6 формируется число Хпо условию синтезатора частот отсутствуют ограничения, связанные с временем восстановления исходного состояния генератора 8 пилообразного напряжения. Следовательно, устройство позволяет формировать выходной сигнал во всем диапазоне частот от 2 Е до Е.; т.е. и при кодах чисел ш ), . Кроме того, участокфя второй половины нилообразного напряжения в режиме сравнения на компараторе 9 не используется, что позволяет исключить из рабочего режима сравнение нулевых напряжений и, тем самым, улучшить спектральные характеристики выходного сигнала.формула изобретенияЦифровой синтезатор частот, со- держащий последовательно соединенные блок установки кода частоты, накапливающий сумматор и первый регистр памяти, последовательно сое 1 диненные первый цифроаналоговый преобразователь, генератор пилообразного напряжения и компаратор, второй цифроаналоговый преобразователь, выход которого подключен к второму входу комнаратора, и опорный генератор, о т л и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повьппения быстродействия и улучшения спектральной чистоты выходного сигнала, между выходом опорного генератора и управляюцнм входом генератора пилообразного напряжения введены последовательно соединенные делитель частоты, первый .элемент задержки, второй элемент задержки, Р-триггер, первый элемент И, элемент ИЛИ и К,З-.триггер, между поразрядными выходами первого регистра памяти и соответствующими поразрядными входами второго цифроаналогового преобразователя введены последовательна соединенные первый умножчтель кода на два сумматор кодов, коммутатор и второй регистр памяти, а также введены второй умножитель кода на два и второй элемент И, выход которого подключен к другому входу элемента ИЛИ, первый вход второго элемента И объединен с Р-входом Р-триггера и управляющим входом коммутатора и подключен к выходу переноса сумматора кодов, второй вход второго элемента И объ119043 Сост авитель Ю. Ковале вТехред О.Ващишина Корректор О.Луговая Редактор В.Иванова Подписное Заказ 7574/56 Тираж 871ВНИИПИ Гесударственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 единен с управляющим входом второгорегистра памяти и подключен к выхо"ду второго элемента задержки, второйвход которого соединен с выходомделителя частоты, 8-вход Р-триггераподключен к выходу элемента ИЛИ,а В-вход Н,Я-триггера соединен с выходом компаратора, второй входпервого элемента И подсоединенк второму выходу опорного генератора, поразрядные входы второго умножителя кода на два объединены с соответствующими входами второй группы входов сумматоракодов и подключены к соответствующим выходам блока установки кода частоты, поразрядные выходы второгоумножителя кода на два подключенык соответствующим поразрядным вхо-дам первого цифроаналогового преобразователя,поразрядные выходыпервого умножителя кода на двасоединены с соответствующими входамивторой группы входов коммутатора, 10 второй вход первого элемента задержки подключен к выходу переполне-,ния накапливающего сумматора, тактовый вход накапливающего сумматора подключен .к выходу делителя час тоты, а тактовый вход первого регистра памяти подключен к выходупервого элементазадержки.