Цифровой синтезатор частот

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИН 533,81 Маей СД ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1376221, кл, Н 03 В 19/00,24,09.86Авторское свидетельство СССРМ 978314, кл, Н 03 В 19/00,12.01 54) ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТ57) Изобретение относится к радиехнике и может использоваться вестве задающего генератора. Цель изобретения - расширение диапазонавыходных частот, Поставленная цельдостигается введением в цифровой синтезатор частот умножителя 3 кодов,сумматора 6 кодов, регистра 7 памяти,делителя 10 частоты с переменным коэфделения, дешифратора 11 и регистра 13сдвига, Делитель 10 осуществляетделение выходной частоты компаратора9 в 2 раз и таким образом реализуется заданный выходной диапазон спроизвольным перекрытием, Делитель 10срабатывает именно от переднего фронта входного импульса. 1 з,п. ф-лы,2 ил,15153 Иэобретсние относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемных и радиопередающих устрой,твах в качестве задающего генератора.Целью изобретения является расшив мне диапазона выходных частот,1 а Фиг.1 приведена структурнаяэлектрическая схема цифрового синтезатора частот; на Фиг.2 - временныедиаграммы, поясняющие его работу.Цифровой синтезатор частот (фиг.1)содержит генератор 1 опорной частоты,блок 2 установки кода частоты, умножитель 3 кодов, накапливающий сумматор(ЦАП) 8, компаратор 9, делитель 1 Очастоты с переменным коэффициентом де ления (ДПКД), дешифратор 11, генератор12 линейно изменяющегося напряжения(ГЛИН) и регистр 13 сдвига.Генератор 12 линейно изменяющегосянапряжения (Фиг.1) включает управляемый генератор 14 тока (УГТ), управляемый ключ 15 и конденсатор 1 б.Цифровой синтезатор частот работает следующим образом.Двоичный код М выходной частоты1 с выхода блока 2 поступает на умножптель 3 и на дешифратор 11. Дешифратор 1 осуществляет поиск старшейедин цы в двоичном коде М выходнойчастоты и вырабатывает на своем выхо- Зде код числа и, выражающего числодвоичных разрядов (начиная от старшего разряда) до первой логической единицы, Код числа и поступает на входумножителя 3 и на вход управленияДПКД 10. На выходе умножителя 3 образуется код 2" М, в старшем разрядекоторого всегда присутствует логическая единица,ПКод 2 М поступает на разрядныйвход НС 4, на вход сумматора 6 и навход управления ГЛИН 12.С частотой следования импульсовна выходе генератора 1 (фиг.2 а) вНС 4, имеющем емкость М, осуществляет ся сложение накопленного числа с числом М. Через . периодов выходного колебания генератора 1 происходит переполнение НС 4 и на его выходе переноса появляется импульс (Фиг.2 в),посту-пающий на тактовый вход регистра 5и на информационный вход регистра 13.По этому импульсу информация 3, обошибке временного положения 1-го им 36 4пульса переноса НС 4 относительно равномерной гипотетической последовательности выходной частоты (Фиг.2 б) переписывается из НС 4 в регистр 5. Особенность работы любого синтезатора частоты, выполненного на базе накапливающего сумматора, состоит в том, что НС 4 выделяет ближайший импульс после гипотетического и код Л содержит информацию о запаздывании реального импульса относительно гипотетического. Физически невозможно реализовать сдвиг выделенного импульса в сторону опережения, поэтому с помощью сумматора 6 вычисляется временная ошибка предыдущего импульса на выходе генератора 1.Р = М - 3 Регистр 13 отсчитывает щ, импульсов генератора 1 (на Фиг,2 щ,=2),после чего на его первом выходе появляется импульс (фиг,2 г), поступающийна тактовый вход второго регистра 7и записывающий,в него код Р,. Этоткод поступает на вход ЦАП 8, на выходе которого начинает устанавливатьсянапряжение, пропорциональное Р, (наФиг.2 е сплошная линия), Время установления напряжения не должно превышать и,. Т где Т, - период следования импульсов генератора 1.Одновременно регистр 13 отсчитывает еще л импульсов (на, Фиг,2 д и=2),и на его втором выходе появляется импульс, запускающий ГЛИН 12, До этогомомента ГЛИН 12 находился в следующемсостоянии, На вход управления УГТ 14поступает код 2 " М, на выходе УГТ 14устанавливается ток, пропорциональныйданному коду:2 1,где 1, - ток,УГТ 14 при минимальномуправляющем коде (логическаяединица только в младшем разряде).Для данной выходной частоты ток навыходе УГТ 14 постоянен, т.е, не зависит от времени. Управляемый ключ 15открыт, и конденсатор 16 разряжен, таккак выход ГЛИН 12 заземлен,Импульс с второго выхода регистра13 поступает на управляющий вход управляемого ключа 15 и на время своегосуществования закрывает его. Начинается заряд конденсатора 16 током 1 (наФиг,2 е пунктирная линия), В тот момент, когда напряжение на конденсаторе16 достигнет величины, равной напряжению на выходе ЦАП 8 (на Фиг.2 е пересечение сплошной и пунктирной линий), на выходе компаратора 9 образуется перепад (Фиг,2 ж), Можно показать,5 цто запаздывание временного положения этого перепада Лс относительно импульсов на выходе генератора 1 обратно пропорционально коду 2 " М и прямо пропорционально величине временной ошибки Р которую необходимо установить. Для этого определим момент времени, в который напряжения на входах компаратора 9 примут равные значения: 151 о 2 Мд г =Р УСЭ 1 огде С - емкость конденсатора 16;Б - напряжение на выходе ЦАП 8о20при минимальном управляющемкоде (логическая единицатолько в младшем разряде).При выборе величины емкости С00 о Т 25Р;. = -- Т3 2 ь,М 0 фи в идеальном случае осуществляется полная компенсация Фазовой модуляции импульсов.При следующем переполнении НС весь цикл повторяется. Разгицие заключается в другой величине 1;, и, следовательно, в другом напряжении на выходе ЦАП 8, определяемом новым цис лом Р; . На выходе компаратора 9 Формируется импульсная последовательность частотой (2 Г) с равномерно расположенным передним Фронтом. ДПКД 10 осуществляет деление выходной час тоты компаратора 9 в 2" раз, и такимобразом реализуется заданный выходной диапазон с произвольным перекрытием, ДПКД 10 должен срабатывать именно от переднего Фронта входного импульса,Формула и зобретени яЦиФровой синтезатор частот, содержащий последовательно соединенные генератор опорной частоты, накапливающий сумматор и первый регистр памяти, тактовый вход которого соединен с выходом переноса накапливающего сумматора, последовательно соединенные циФроаналогЬвый преобразователь и компаратор, другой вход которого соедненс в.ходом генератора лнейо измеяющегося напряжения, а также блока установки кода частоть, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона выходных частог, в неговведены последовательно соединенныедешиФратор, умножитель кодов, сумматор кодов и второй регистр памяти,выход которого соединен с входом циФроаналогового преобразователя, а также регистр сдвига и делтель частотыс переменным коэФФициентом деления,тактовый вход которого соединен свыходом компаратора, другой вход сумматора кодов соединен с выходом первого регистра памяти, выход блока установки кода частоты соединен с входомдешиФратора и другим входом умножителя кодов, выход которого соединентакже с разрядным входом накапливающего сумматора и входом управлениягенератора линейно изменяющегося напряжения, выход генератора опорнойчастоты соединен также с тактовымвходом регистра сдвига, инФормационный вход которого соединен с выходомпереноса накаплвающего сумматора,первый и второй выходы регистра сдвига соединены соответстгенно с тактовым входом второго рег 1 стра памятии входом запуска генератора линейноизменяющегося напряжения. выход дешиФратора соединен с входом управления делителя частоты с переменнымкоэФФициентом деления, выход которогоявляется выходом цФрового синтезатора частот,2, Синтезатор по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что генератор линейно изменяющегося напряжения содержит управляемый генератор тока, выход которого соединен с сигнальным входом управляемого ключа и одним выводом конденсатора, восход управляемого ключа и другой вывод конденсатора соединены с общей .нгй цФрового синтезатора частоты, причем вход управления и выход уграгляелого генератора тока являются сг ггетственно входом управления и выходом генератоРа линейно изменяющегося апряжения, а управляющий вход упраяллелого ключа является входом запуска георатора линейно изменяющегося ;пряжеия,1515336М В - э 1фиР 2Составитель А,Мышакин Редактор А.Лежнина Техред М.МоргенталКорректор В.КабацийЗаказ 6293/55 Тираж 884 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113335, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производст венно"издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул.Гагарина, 101