Цифровой синтезатор частоты

(54) ЦИФРОВОЙ СИН (57) Изобретение технике и м,б, ис мирования в кодов дального сигнала, повьппение быстрод содержит тактовый ала. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 4063918/24-0905,05.8 б .23,01.89. Бюл. Р 3Уфимский авиационный институтерго ОрджоникидзеО.Л.Рыжиков, И.С.01 арабыроваЛарабыров621,373,42 (088.8)Голд Б. и Рэйдер Ч. Цифроваяотка сигналов, - И.: Советское1973, с. 172-17 б,скин Л.Н. Цифровой синтезаторты. - Радиотехника, 1984, Р 4,-65,ЕВАТОР ЧАСТОП 1тносится к радиоользовано для форм виде синусоиЦель изооретения -йствия. Устр-во генератор 1, умножители 3 и 4 кодов, сумматоры 5 и6 кодов, инвертор 7 кода, блок управления 8, параллельные регистры 9и,10, Блок управления 8 при этом содержит два коммутатора, счетчик, источник амплитудного значения сигнала,источник нулевого значения сигнала,С целью повышения быстродействия между выходом генератора 1 и входомразрешения записи параллельного регистра 9 введен блок тактовой задержки (БТЗ) 2. Высокое быстродействиеобеспечивается благодаря использованию для умножения на коэффициентыоперации сдвига кодовой информациив умножителях 3 и 4. При этом числовыборок формируемого в коде выходного сигнала Н возрастает по мереувеличения числа сдвигаемых разрядовв умножителях 3,4, что повьппает точность формирования выходного сиги2 ил,Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для формирования в кодовом цикле синусоидального сигнала. 5Цель .изобретения - повышение быстр од ей с твияНа фиг. представлена структурная электрическая схема цифрового синтезатора частоты; на фиг. 2 - пример 10 выполнения блока управления.Цифровой синтезатор частоты содержит тактовый генератор 1, блок 2 тактовой задержки (БТЗ), первый умножитель 3 кодов, второй умножитель 4 ко дов, первый сумматор 5 кодов, второй сумматор 6 кодов, инвертор 7 кода, блок 8 управления, первый параллельный регистр 9 и второй параллельный регистр 10. Блок 8 упранления при 20 этом содержит первый 1 и второй 12 коммутаторы, счетчик 13, источник 14 амплитудного значения сигнала и источник 15 нулевого значения сигнала.25 Цифровой синтез атор ч а стоты р а- ботает следующим образом.Цифровой синтезатор частоты работает в соответствии с алгоритмом, основанным на решении системы разностных уравнений: 30(и+ и Я(п+ (п где ,(и цп 1. соответственновыходные сигналыпервого и второго пар яллельных 40регистров 9 и 10для состояния исоответственновыходные сигналыпервого и второго параллельныхрегистров 9 и 10для состоянияи+1,( и (,50В реализуемой системе уравненийотсутствует один из коэФФициентовблагодаря тому что после итерациисигналас помощью БТВ 2 в уравнение для 11 д(пвводится уже новоезначение , соответствующее состоянию (,и+1),Систему уравнений (1) можно запи-сать в виде(2) Общий нид решаемой системы уравнений н матричном выражении имеет вид=А(п где 2 3) Решение системы позволяет получить синусоидальные колебания величины (111 на выходе второго параллельного регистра О.Цифровой синтезатор частоты реализует решение системы уравнений (1) в кодах в следующей последователь- . ности, = еИ (1( - 1)1.1 = епй ( + 1,(п ),(4) (5) где Ь = 1/4 - коэффициент,обеспечивается путем умножения нпервом и втором умножителях 3 н 4кодовой информации с выходов. первогои второго параллельных регистров 9и 1 О, Умножение на 1/4 обеспечивается путем сдвига кодовой информациина два разряда вправо с одновременным обнулением двух старших разрядов,1Тактовый генератор 1 определяетсостояние БТЗ 2, который можетбыть выполнен, например, на основетриггера со счетным входом, При появлении на первом выходе БТЗ 2 положительного потенциала разрешаетсязапись кода напряжения н первый параллельный регистр 9, на выходнойшине которого Формируется код сигнала, Далее за счет сдвига двухразрядон кода выходного сигналявторого параллельного регистра 1 Лво втором умножителе 4 код (11через иннертор 7 кода подается навторой вход первого сумматора 5, нкотором реализуется уравнение (4).В следующий такт тактового генератора 1 изменяется состояние БТЗ 2и на его втором выходе появляетсяположительный потенциал, который разрешает запись кода напряжения новторой параллельный регистр 1 О, навыходной шине которого Формируетсякод выходного сигнала. В этовремя на выходе второго сумматора 61453583 реализуется уравнение (5). С выходов первого и второго сумматоров 5 и 6 текущие значения И и П через блок 8 управления поступают на соответст 5 вующие информационные нины первого и второго параллельных регистров 9 и О. В последующие такты тактового генератора 1 происходит повторение описанных процедур. 1 О йе 1(А - фЕ) = О,+ с На выходной щине первого параллельного регистра 9 формируется в коде щ выборочных значений выходного сигнала И 4, а на выходной шине второго параллельного регистра 10 щ выборочных значений выходного сигнала У . При этом амплитуда сигналов остается неизменной,Число выборочных значений щ определяется соотношением щ = г"/а Ъ 4-Ь 4 где 9 = агсЙд ---- угол по 2-Ь ворота вектора , угол 9 опредеГП 1 ляется из решения характеристического уравнения:где Е - единичная матрица,ЬЙСледовательно , = ( --- )+с 14 сс2 тогда 6 = агс 1 К Хш( 9) /В е Ь )При достижении числа отсчетов счетчика 13 в блоке 8 управления значения величин щ счетчик 13 с помощью первого коммутатора 11 отключает выход первого сумматора 5 от информационного входа первого параллельного регистра 9, а с помощью второго коммутатора 12 отключает выход второго сумматора 6 от информационного входа второго параллельного регистра 10 и подключает эти информационные входы соответственно к источникам 14 и 15 амплитудного и нулевого значений сигнала, чем обеспечивается стабилизация и управление амплитудой выходного сигнала Ид. Период Т колебаний выходного сигнала определяется выражением 2 щТгде Г - частота тактового генератора 1;ш - число выборочных значений выходного сигнала,Таким образом, реализация решения системы раэностных уравнений позволяет сформировать в коде выходнойсинусоидальнмй сигнал в виде щвыборочных значений с периодом колебаний Т,Высокое быстродействие обеспечи 15 вается благодаря использованию дляумножения на коэффициенты операциисдвига кодовой инФормации в первоми втором умножителях 3 и 4, При этомчисло выборок формируемого в коде20 выходного сигнала П возрастает помере увеличения числа сдвигаемыхразрядов в первом и втором умножителях 3 и 4, что повышает точностьформирования выходного сигнала.25 Формула изобретения ЦиФровой синтезатор частоты, со -держащий тактовый генератор и после довательно соединенные первый параллельный регистр, первый сумматор кодов и блок управления, последовательно соединенные второй параллельныйрегистр и второй сумматор кодов, выход которого подключен к второмувходу блока управления, первый умно -житель кодов, вход и выход которогоподключены соответственно к выходупервого параллельного регистра и к 40 второму входу второго сумматора ко -дов, между выходом второго параллельного регистра и вторым входом первого сумматора включены последовательно соединенные второй умножителькодов и инвертор кода, а первый и второй выходы блока управления соединенысоответственно с кодовым входом первого параллельного регистра и с кодовым входом второго параллельного регистра, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения быстродействия, между выходом тактового генератора и входом разрешения записи первого параллельного регистра введенблок тактовой задержки, при этомсчетный вход блока управления и входразрешения записи второго параллель-:ного регистра подключены к второмувыходу блока тактовой задержки.1453583ОРИ аццонноц"е регислра РихоУу длака 2 квоВой задержки инсрормаццонно дюж рмыслтра У Составитель И,Ковалев едактор Н.Яцола Техред М.Ходанич Корректор С.Яекмар Заказ 7301/55 Тираж 879 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж, Раушская наб.,д. 4/5оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектн