Цифровой синтезатор частот

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 801432 03 В 19/О СССР07.06,79ССР 7.05.79 АСТ го колеилизацию(57) Изобретени техникеЦель и ние частотного мых колебаний, блок установки 2, блок вычисл ироком момен оцесамым а устра1 ил. С: ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(5 А) ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗАТОР е относится к радиозобретения - расшире диапазона синтезируе Синтезатор содержит 1 частоты, накопител ния 3 выборок, ЦАП 4 тируеатор 7,р 9,и преЦАП 4ого гарьностьвалу. Спреобраются аналоговый ключ 5, блок комму мах фильтров 6, опорный генер элемент задержки 8, дешифрато блок вычисления 10 коррекции образователь 11 код " время. формирует выборки синтезируем моннческого колебания, длител которых равна тактовому интер помощью блока вычисления 10, зователя 11 и ключа 5 формиру короткие выборки синтеэируемо бания, что обеспечивает стаб уровня выходного сигнала в ш диапазоне частот, При этом к открывания ключа 5 переходные сы в ЦАП 4 заканчиваются и те в выходном сигнале синтезатор няются помеховые шумы ЦАП 4.Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемных и радиопередающих устройствах.5Цель изобретения - расширение частотного диапазона синтеэируемых частот.На чертеже представлена электри" ческая структурная схема цифрового синтезатора частот.Цифровой синтезатор частот содержит блок 1 установки частоты, накопитель 2, блок 3 вычисления выборок, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 15 4, аналоговый ключ 5, блок б коммути" руемых фильтров (БКФ), опорный генератор 7, элемент 8 задержки, дешифратор 9, блок 10 вычисления коррекции (БВК), преобразователь 11 код - время.Цифровой синтезатор частот работает следующим образом.Весь диапазон рабочих частот разбит на 1 поддиапазонов, каждый из ко торых имеет ширину, равную половине тактовой частоты 0,5 Г. В блоке 1 установки устанавливается двоично кодированное значение синтезируемой частоты Г30с - (+)А ==А+А=(а 2 +0 5+а +, 2 а , , 2 )где А,Л- соответственно дробнаяи целая части отношениязначения синтеэируемойчастоты к половине значения тактовой частотыопорного генератора 7.Таким образом, код А определяет значение частоты формируемого колебания внутри каждого поддиапазона, 1 код А - номер диапазона формируемых колебаний.Коды аа, , апоступают на вход накопителя 2 по модулю М(И=2 ),50 на выходах которого в каждый тактовыйф 1 чомент времени С=2 Т - формируГ1ется число В =Ь, 2 О+Ь 2 + +Ъ ,2" по алгоритму55оВ (=Ь+А,+а 2,где г=0, 1,2,В процессе работы в блоке 3 вычисления код с выхода накопителя 2 преобразуется в код амплитуды, который затем в ЦЛП 4 преобразуется в аналоговую величину. На выходе ЦАП 4 формируются выборки синтезируемого гармонического колебания, длительность которых равна тактовому интервалу Т. С помощью аналогового ключа 5, который открывается на короткое времяимпульсами, поступающими с преобразователя 11 код - время, фор" мируются короткие выборки синтезируемого колебания длительностью Г. Спектральная плотность дискретной последовательности коротких выборок формируемого гармонического колебания определяется выражением л д.п н 7 Й -,7 Г,(т (Т ;,е ).") 7 О,127(кй, п Ь: -сопЯ - спекЦ)-стральная плотность аналогового гармонического колебания;По - амплитуда формируемого колебания;8"( - дельта-функция.Спектр дискретной последовательности коротких выборок имеет сложную структуру. Помимо основной составляющей с частотой 1 с в нем содержатся составляющие с частотами п 1 +2(п=1,2,3,).БКФ 6 содержит набор фильтров, настроенных на каждый поддиапазон формируемых гармонических колебаний, и набор высокочастотных выключателей (не показаны) . Код номера поддиапазона (старшие разряды а,,а , , блока 1 установки поступает на вход дешифратора 9 и преобразуется в нем в позиционный код, под воздействием которого включается один из высокочастотных выключателей БКФ б, и на выход цифрового синтезатора частот подается сигнал с фильтра, соответствующий данному поддиапаэону. Множил эп рл Ятель Н( 1 = - в выРажении для спектральной плотности формируемого гармонического колебания можно рассматривать как передачточную характеристику аналогового ключа 5. Поскольку длительность выборокна вы1432722 1 Гт 40 45 50 55 ходе аналогового ключа 5 меньше тактового интервала Т, передаточная характеристика аналогового ключа 5 уже первоначально имеет .меньшую амплитудную неравномерность по сравнению с передаточной характеристикой ЦАП 4, Для стабилизации уровня выходного сигнала в широком диапазоне частот служат аналоговый ключ 5, БЙК 10 и преобразователь 11 код - время.Сущность стабилизации уровня выходного сигнала состоит в следующем. При изменении длительности выборок передаточная характеристика аналогового ключа 5 также изменяется. На "нулевой" частоте длительность формируемых выборокминимальная, С повышением значения формируемой часто ты длительность выборок увеличивается и достигает максимального значения г на верхней частоте Г рабочего ди- Ь 8апазона. При этом длительность выборок изменяется так, что значение передаточной характеристики аналогового ключа 5 на синтезируемой частоте постоянно во всем рабочем диапазоне частот. Максимальная длительность выборок формируемого сигнала выбирается из условия получения максимального значения передаточной характеристики аналогового ключа 5 на верхней частоте рабочего диапазона. Данному условию соответствует длительность выбо"л 1рок= -Г и значение передаточной2характеристики аналогового ключа 5 соответствует при этом Длительность выборок для других значений синтезируемых частот находится из условия Нд( ) Н АкЕс 6 определяется из выражения(Г )== агсздп ( - ).1ЕсТЕВ аФормирование кодов длительности выборок осуществляется БВК 10, который может иметь различные выполнения, Более предпочтительным выполнение БВК 10 в виде постоянного запоминающего устройства, в котором хранятся коды длительности выборок для различных значений частоты. В процессе работы кодированное значение синтезируемой частоты А подается на вход 5 10 15 20 25 30 35 БВК 1 О, который и формирует соответствующий данному значению частоты коддлительности выборок. Преобразователь11 код - время по каждому тактовомуимпульсу с выхода опорного генератора 7 формирует короткие импульсы,длительность которых определяется кодами с выхода БВК 10,В связи с тем, что ЦАП 4 имеет определенное время установления выходного напряжения, а также то, что прицифроаналоговом преобразовании возникают помеховые выбросы, синхронизация накопителя 2 и блока 3 вычисления осуществляется тактовыми импульсами, задержанными элементом 8 задержки на время " . При этом к моментуоткрывания аналогового ключа 5 переходные процессы в ЦАП 4 заканчиваютсяи тем самым в выходном сигнале цифрового синтезатора частот устраняютсяпомеховые шумы ЦАП 4.Количество управляющих разрядовпреобразователя 11 код - время и количество уровней квантования по частоте рабочего диапазона частот и,следовательно, объем блока памятиБВК 10 не зависят от верхней синтезируемой частоты, а определяются толь-,ко максимальной нестабильностью выходного уровня сигнала.Таким образом, цифровой синтезатор часто расширяет рабочий диапазон формируемых колебаний, при этомобеспечивается стабилизация уровнявыходного сигнала во всем диапазонерабочих частот при меньших аппаратурных затратах,формула из обр етения Цифровой синтезатор частот, содержащий последовательно соединенные блок установки частоты и блок вычисления коррекции, последовательно соединенные накопитель, блок вычисления выборок и цифроаналоговый преобразователь, а также опорный генератор, при этом вход синхронизации блока вычисления выборок объединен с входомсинхронизации накопителя, кодовые входы которого подключены к соответствующим кодовым выходам младших разрядов блока установки частоты, о т - л и ч а ю щ и й с я тем что, с целью расширения частотного диапазона синтезируемых колебаний, введены де-. шифратор, элемент задержки и последо" вательно соединенные преобразователь1432722 Составитель Ю.КовалевТехред М.Дидык Корректор В,Гирняк Редактор И.Горная Заказ 5461/52 Тираж 929 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 код - время, аналоговый ключ и блоккоммутируемых фильтров, управляющиевходы которого подключены к соответствующим выходам дешифратора, входыкоторого соединены с соответствующими кодовыми входами старших разрядовблока установки частоты, управляющиевходы преобразователя код - времяподключены к соответствующим выходам блока вычисления коррекции, сигнальный вход аналогового ключа соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, синхрониэирующий вход преобразователя код - время объединен с входом элемента задержки и подключен к выходу опорного генератора, а выход элемента задержки соединен с входом синхрониэации накопителя.