Цифровой синтезатор частот

)5 Н 03 В 19/00 Е ИЗОБРЕТЕН И ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1497708, кл. Н 03 С 3/08, 13,04.87.(54) ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТ(57) Изобретение относится к радиотехникеи может быть использовано в радиопередающих и радиоприемных устройствах, а также в измерительной технике для синтезасетки частот и сложных сигналов. Устройство содержит опорный генератор 1, накапливающий сумматор 2, блок памяти 3,сумматор кодов 4, два параллельных регистра 5, 9, два и-разрядных цифроаналоговых преобразователя (ЦАП) 6, 10, сумматор 7, фильтр нижних частот 8, блок инверторов 11, источник опорного напряжения 12, Улучшение спектральной частоты выходных сигналов происходит в результате преобразования кода разрядностью 2(п - 1) на выходе блока памяти 3 в аналоговый сигнал с помощью блока инверторов 1, сумматора кодов 4 и двух п-разрядных ЦАП 6, 10 с последующим суммированием сигналов с выходов п-разрядных ЦАП 6, 10 на сумматоре 7, при этом напряжения на первом и втором выходе источника опорного напряжения соответственно Е 1 и Е 2 выбраны из соотношения Е 1 =2и - 1Е 2. 1 ил.2 1и - 1Изобретение относится к области радиотехники и может использоваться в радио- передающих, радиоприемных устройствах, а также в измерительной технике для синтеза сетки частот и сложных сигналов,Целью изобретения является улучшение спектральной частоты выходного сигнала. 2и - 1 Ею: -Е 2. 2 и 1 Устройство работает следующим образом,Последовательность импульсов с частотой 1 о поступает с выхода опорного генератора 1 на тактовый вход НС 2, имеющего емкость М =- 2 , Каждый тактовый импульс На чертеже изображена структурная схема предлагаемого цифрового синтезатора частот,Цифровой синтезатор частот содержит соединенные последовательно опорный генератоо 1, накапливающий сумматор 2, блок 3 памяти, сумматор 4 кодов, параллельный регистр 5, и-разрядный цифроаналоговый преобразователь 6,ЦАП), сумматор .7, фильтр 8 нижних частот, соединенные последовательно параллельный регистр 9 и и-разрядный ЦАП 10, а также блок 11 инверторов и источник 12 опорного напряжения.Блок 3 памяти поразрядно соединен выходами сигналов группы выходов из Дп - 1) младших разрядов с соответствующими информационными входами параллельного регистра 9 и блока 11 инверторов, выходы которого поразрядно соединены с соответствующими входалв второй группы входов сумматора 4 кодсв. Источник 12 опорного напряжения подключен соответственно к опорным входам ЦАП б и 10, сумматор 7 соотве ственно соединен вторым входом с выходом и-разрядного ЦАП 10,Параллельные регистры 5 и 9 подсоединены тактовыми входами к выходу опорного генератора 1,Вход переноса сумматора 4 кодов является входом сигнала логической единицы,Вход старшего разряда и-разрядного ЦАП 10 является входом сигнала логического нуля,Информационный вход накапливающего сумматора 2 является входом кодового сигнала управления выходной частотой,Выход фильтра 8 нижних частот является выходом синтезатора частот,Напряжения на первом и втором выходах Е 1 и Е 2 источника 12 опооного напряжения связаны зависимостью увеличивает выходной код НС 2 на величину 1 вых, равную коду требуемой вьходной частоты. Таким образом на вход блока 3 памяти поступает непрерывно изменяющийся теку щий кодС = Со+1 вых+ У 10 где Со - начальное состояние НС 2; Ц - оператор выделения целой части числа. В блоке 3 памяти содержатся коды А мгновенных значений гармонического коле 15 бания, соответствующих значениям фаз2 лР= лД 1=0,1,2,М - 1),20Разрядность каждого слова равна 2 п - 2, Остальные узлы устройства дпараллельные регистрам 5 и 9, и-разрядные ЦАП б и 10, источник 12 опорного напряжения, блок 25 11 инверторов, сумматор 4 кодов, сумматор7 и фильтр 8 нижних частот) выполняют функции быстродействующего многоразрядного ЦАП, преобразующего коды30 А = 2 и Аст - Амлс выхода блока 3 памяти в гармонический сигнал следующим образом, На два одинаковых и-разрядных ЦАП б и 10 от ис точника 12 подаются опорные напряжения2и -Е, От 1= Е,2 и . - 140На ЦАП 10 подаются младшие и - 1разряды кода Амл, на ЦАП 6 - код разности между старшими и младшими разрядами Аст - Амл,Указанные коды организуются следующим образом. Код, содержащий и - 1 разряд, инвертируется в блоке 11 инверторов и поступает на первую группу входов Дп - 1)- разрядного сумматора 4 кодов, На вторую группу входов сумматора 4 поступает код 50 Аст, также содержащий и - 1 разряд, Навход переноса сумматора постоянно подана "1". В результате на входе сумматора 4 кодов образуется и-разрядный код Дего старший разряд - выход переноса сумматора 4 кодов)Аст+ Амл+ 1 = 2 + дАст - Амл),и-п Е Амл2 2 п 1 - 1 На кодовые входы п-разрядного.ЦАП 6ПОСтУПаЕт КОД В 11= 2 п +(Аст - Амл). На выходе ЦАП б из опорного напряжения О 11 образуется напряжение (или ток), пропорциональное коду В 1 н О 11 =2 " О 11 В 11 = - (1 - 2 (" ) Аст -22-(и) А Выходные напряжения ЦАП 6 и 10 складываются в сумматоре 7, на выходе которого образуется напряжение Е ( Аст Д мл А 1 млО=О Оьыч 1 5 41 22 ии-, 2 и "12 2п - 1где Л=Амл2 п " - 1 А 1 мл А мл Так какАмл2" - 1,то А 1,Таким образом, по каждому коду фазы С 1= р, образованному на выходе НС 2, изблока 3 памяти извлекается (2 п - 2)- разрядный код А мгновенного значения гармонического сигнала, который преобразуется в аналоговый сигнал на выходе сумматора 7 с ошибкой, не превышающей единицы младшего разряда, Фильтр 8 нижних частот подавляет высокочастотные составляющие и на его выходе синтезируется квазигармонипоступающий на информационные входы параллельного регистра 5. Одновременно на информационные входы параллельного регистра 9 поступает (и - 1)- .разрядный код Амл. Эти коды изменяются каждый такт опорной частоты и по каждому импульсу. опорного генератора 1 переписываются на входы регистров 9 и 5.Таким образом, на кодовые входы и- разрядного ЦАП 10 поступает код В 5 ь составленный из (и - 1)-разрядного кода Амл и "0" в старшем и-м разряде, На выходе ЦАП 10 из опорного напряжения О 5 образуется напряжение (или ток), пропорциональное коду В 5(дБ) Оша = 209 где Амакс - число квантований амплитуды10 синтезируемого колебания. 35 40 45 50 55 15 20 25 30 ческое колебание требуемой частоты. Спектральную частоту этого колебания принято характеризовать шумом квантования мгновенных значений, уровень которого определяется формулой В предлагаемом устройстве при использовании и-разрядного ЦАП достигнута величина Амакс = 2, т, е. спектральнаягп-гчистота выходного колебания улучшена на 20 19 2" дБ. Например, при использовании высокочастотного восьмиразрядного ЦАП типа 1118 ПА 1 выигрыш составляет 36 дБ,Формула изобретения Цифровой синтезатор частот, содержащий последовательно соединенные опорный генератор и накапливающий сумматор, блок инверторов, сумматор кодов, первый и-разрядный цифроаналоговый преобразователь, второй и-разрядный цифроаналоговый преобразователь, фильтр нижних частот, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения спектральной чистоты выходных сигналов, введены блок памяти, первый параллельный регистр, источник опорного напряжения, первый и второй выходы которого соединены с опорными входами соответственно первого и второго и разрядных цифроаналоговых преобразователей, сумматор, выход которого соединен с входом фильтра частот, а между и-разрядным выходом сумматора кодов и входом кодового сигнала управления второго и-разрядного цифроаналогового преобразователя введен второй параллельный регистр, при этом выходы первого и второго и-разрядных цифроаналоговых преобразователей подсоединены соответственно к первому и второму входу сумматора, а выход накапливающего сумматора подсоединен к входу блока памяти, выходы сигналов группы выходов из (и - 1) старших разрядов которого поразрядно соединены с соответствующими входами первой группы входов сумматора кодов, вход переноса которого является его входом сигнала логической единицы, выходы сигналов группы выходов из (и - 1) младших разрядов блока памяти поразрядно соединены с соответствующими информационными входами первого параллельного регистра и блока инверторов, выходы которого поразрядно соедине. ны с соответствующими входами второй группы входов сумматора кодов, при этомЗаказ 1905 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101" 5выход первого параллельного регистра соединен с входом кодового сигнала управления . первого и-разрядного цифроаналогового преобразователя, вход старшего разряда которого является его 5 входом сигнала логического нуля, а тактовые входы первого и второго параллельных регистров подсоединены к выходу опорного генератора, информационный вход накапливающего сумматора является входом кодового сигнала управления выходной частотой цифрового синтезатора частот, а напряжение на первом и втором выходе источника опорного напряжения соответственно Е 1 и Е 2 выбраны из соотношения Е 1= , Ег2 и