Синтезатор сигналов с перестраиваемой частотой

(51 3 В 23 00 ННЫЙ НОМИТЕТ СССРЗОБРетений и ОткРытий ГОСУД АРС ПО ДЕЛАМ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН 5 Бюл. У 23 адиотехнич и инс в, А.Е.Л во СС по цифровым преобсвязь аналоговым и аналогоразователям. ; М.: Рад1982, с. 255-259. С ПЕРЕСТРАя к радио" отный диапаСинтезатор умматор 1, в амплитуастот 4,К АВТОРСКОМУ СВИ(54) СИНТЕЗАТОР СИГНАЛОВ ИВАЕМОЙ ЧАСТОТОЙ (57) Изобретение относит технике. Расширяется час зон формируемых сигналов содержит накапливающий с преобразователь кода фазду 2, ЦАП 3, фильтр нижн три блока сравнения кодов (БСК) 9 и 10, блок задания кода (БЗК) б числа циклов, триггер 7, блок управления (БУ) 8, счетчик циклов 11, блоки задания нижней и верхней частот диапазона 12 и 13, БЗК 14 приращения частоты и задатчик кода частоты 15, выполненный в виде алгебраического сумматора. В синтезаторе помимо формирования периодически изменяющегося напряжения с постоянной частотой колебаний обеспечивается формирование напряжения с частотой колебаний, изменяющейся по заданному закону. Причем закон изменения час- тоты колебаний определяется скоростью развертки, т.е. законом (с учетом знака) изменения в широких диапазонах скорости, частоты и времени (числом циклов на каждом временном интервале) работы синтезатораЦель достигается введением БСК 5, 9 и 1 О, БЗК 6 и 14, триггера 7, БУ 8 и счетчика циклов 11. 2 ил.ЬРИзобретение относится к радиотехнике и может быть использовано нривьсокоточных измерениях и проверкеизмерительной аппаратуры.Целью изобретения является расши -рение частотного диапазона формируемых сигналов.На фиг. 1 прдставлена структурнаяэлектрическая схема синтезатора сигналов с перестраиваемой частотой; нафиг. 2 - вариант выполнения блокауправления,Синтезатор сигналов с перестраиваемой частотой содержит накапливающий сумматор 1, преобразователь 2кода фазы в амплитуду, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП)3, фильтр4 нижних частот, первый блок 5 сравнения кодов, блок 6 задания кодачисла циклов, триггер 7, блок 8 управления, второй блок 9 сравнения кодов, третий блок 10 сравнения кодов,счетчик 11 циклов, блок 12 заданиянижней частоты диапазона, блок13 задания верхней частоты диапазона,блок 14 задания кода приращения частоты, эадатчик 15 кода частоты.Блок 8 управления содержит кнопку16 исходного состояния, кнопку "Пуск"17, элемент ИЛИ 18, триггер 19, элемент И 20, элемент 21 задержки.Синтезатор сигналов с перестраиваемой частотой работает следующимобразом,По сигналу с кнопки 16 исходногосостояния на выходе задания исходного состояния блока 8 управления вырабатывается сигнал по которому счетчик 11 устанавливается в нулевое состояние, на выходах блока 9 заданиякода числа циклов формируется кодИ ,заданного числа циклов, на выходах блока 14 задания кода приращенияформируется код ь Й заданного приращения частоты при= О, а на выходах задатчика 15 кода частоты Формируется код начальной частоты при= О, т.е. код й,К,При этом задатчик 15 кода частотывыполнен в виде алгебраического сумматора. На выходах блока 12 задания нижней частоты формируется код Й выбранной нижней границы частотного дипаэона, на выходах блока 13 задания верхней частоты формируется кодвыбранной верхней границы частотного диапазона, а на выходе накапли 1 О 15 20 25 ЗО 35 40 45 вающего сумматора 1 формируется код Ч выбранной начальной фазы при - О, т.е, ч"Второй 9 и третий 10 блоки сравнения осуществляют постоянное сравнение содержимого Г эадатчика 151.кода частоты с кодами Г и Г , На выхоце третьего блока 10 сравнения сигнал появляется в тот момент времени, когда Е оказывается большевт. е. при Г. 3 Г . На выходе втортоблока 9 сравнения сигнал появляется, если Г. ( й. Положим для определенности, что Г = 1 . Тогда после записи в задатчик 15 кода частоты на выходе второго блока 5 сравнения появится сигнал, который устанавливает триггер 7 в нулевое состояние. При этом на. выходе триггера 7 формируется сигнал такого уровня, который, поступая науправляющий вход задатчика 15 кода частоты, "настраивает" его на последующее суммирование кодов, поступающих на информационные входы задатчика 15 кода частоты, т.е. Первый блок 5 сравнения осуществляет постоянное сравнение содержимого И счетчика 11 с заданным числом И циклов развертки частоты. На выходе первого блока 5 сравнения формируется сигнал в тот момент времени, когда содержимое счетчика 11 становится равным или больше М , т.е. М ) М Следовательно, в исходном состоянии на выходе первого блока 5 сравнения сигнал не возникает. Преобразователь 2 осуществляет преобразование кода=: Ч, начальной Фазы (аргумента) периодической функции в код ее мгновенного значения У. = У , ЦАП 3 осуществляет преобразование цифрового кода 1, в эквивалентное ему значение напряжения электрического тока П,= У Фильтр 4 нижних частот обеспечивает плавную установку выходного сигнала П(г) = П на выходной шине устройства. По сигналу "Пуск" с кнопки 17 и под действием тактовых сигналов, которые поступают на тактовый вход бло. ка 8 управления, последний вырабатывает тактовые сигналы "Такты 1" и "Такты 2". Эти сигналы поступают на тактовые входы накапливающего сумма-. тора 1 и задатчика 15 кода частоты, Последовательность тактовых сигналов, поступающих на тактовый вход задатчика 15 кода частоты, является сдвину1239832 10 15 20 той (на время переходных процессовв накапливающем сумматоре 1) копиейпоследовательности тактовых сигналов,поступающих на тактовый вход накапливающего сумматора 1,По этим тактовым сигналам накапли.вающий сумматор 1 реализует код текущего значения Фазы в виде М =(2 ПЕЕ + У ) тпой 2 Л. Здесь полага -ется, что период воспроизводимойфункции нормирован величиной 2 Г, Задатчик 15 кода частоты формирует кодтекущего значения частоты формируемого сигнала в виде Е. = Г + лй. д,1, где- номер такта;пс(г./г. ); с - текущее время сдпериод следования тактовых сигналов(период дискретизации). Преобразователь 2 осуществляетпреобразование кодов текущего значения фазы периодической функции в коды ее мгновенных значений У., ЦАП 3осуществляет преобразование .цифровыхкодов У, в эквивалентные им значейиянапряжения электрического тока У 1.Фильтр 4 нижних частот осуществляетнизкочастотную Фильтрацию ступенчатоизменяющегося напряжения, образованного совокупностью Ц., т.е. осущест 30вляет окончательное Формирование периодически изменяющегося напряжения Ц(С),Первьщ 9 и второй 10 блоки сравнения осуществляют сравнение текущегозначения Г. с границами выбранногов данном временном отрезке работыустройства диапазона развертки частоты й и Г . В зависимости от результатов сравнения триггер 7 вырабатывает управляющий сигнал сложения(знак "+ ) или вычитания (знак "- ).что и определяет режим работы задатчика 15 кода частоты. Так как в исходный момент времени принято, чтоГ; = 1, = Е, то до момента времени(когда Г,1 ) в задатчике 15 кодафчастоты выполняется сложение (увеличение 1. до Й ). После этого момента,времени (когда Г,Е ) в задатчикер15 кода частоты выполняется вычита-.:ние (уменьшение значения Е. до Г,)и т.д. Счетчик 11 осуществляет подсчет числа изменений состояния триг,гера 7 - полного числа циклов Б развертки (качения) частоты и при достижении этого числа И значения И,,заданного на данный временной отре-.зок работы устройства, первый блок 5 сравнения вырабатывает сигнал, по которому блок Я управления переводит синтезатор сигналов в исходное состояние для нового временного отрезка работы устройства или останавливает его работу.Блок 8 управления работает следующим образом.При нажатии кнопки 16 исходного состояния на выходе задания исходного состояния формируется сигнал, который и обеспечивает установку синтезатора сигналов в исходиое состояние. Одновременно сигнал с выхода кнопки 1 б исходного состояния, проходя через элемент ИЛИ 18, устанавливает триггер 19 в ноль. При этом сигнал с выхода триггера 19 блокирует прохождение тактовых сигналов через элемент И 20 на первый и второй (через элемент 21 задержки) тактовые выходы.При нажатии кнопки "Пуск" 17 формируется сигнал, который переводит триггер в единичное состояние, и так. товые сигналы начинают поступать на соответствующие выходы .блока управления. Если в какой-то момент первый блок 5 сравнения сформирует сигнал, то он проходит через элемент ИЛИ 18 и устанавливает триггер 19 в ноль. Каждый из блоков задания кода числа циклов б, задания нижней 12 и верхней 13 частот, блок 14 задания када приращения работает так, что по сигналам, поступающим на его входы из блока 8 управления, формируется сначала код на выходе блока переключателей (при этом можно понимать, что этот управляющий сигнал .Формирует оператор путем набора требуемого кода на программном переключателе), а затем этот код переписывается в регистр (переключатели и регистр не показаны)Таким образом, введение новых функциональных блоков и связей существенно расширяет возможности известного устройства. В предложенном синтезаторе сигналов с перестраиваемой частотой помимо формирования периодически изменяющегося напряжения с постоянной частотой колебаний обеспечивается формирование напряжения с частотой колебаний, изменяющейся по заданному закону. Причем закон изменения частоты колебаний здесь определяется скоростью развертки, т.е. зако ном (с учетом знака) изменения в широких диапазонах скоростй и чаСтоты и времени (числом циклов на каждом ВрРменном интервалР) работы устройства.В отличие от известного в предложенном устроистве расюирРН диапазон изменения скорости развертки (в сторону верхней его границы) и обеспече О но постоянство дискретности задания скорости развертки частоты.Диапазон изменения скоростей вслучае использования в качестве зацатчика 15 кода частоты алгебраичес- )5кого сумматора можно обеспечить путем увеличения разряДности алгебраи"ЧЕСКОГО СуММатора На ь раэрядОВ, Зтооказывается гораздо проще при реали-,зации чем использование В качествезадатчика 5 кода частоты управляемо -го делителя частоты,Таким образом, преимущество В использовании в качестве эадатчика 15 кода частоты алгебраического суммато.ра состоит в том, что дискретность задания скорости развертки постоянна во всем диапазоне и скорость развертки пропорциональна коду ьГ, в ЗО блоке задания кода приращения.ФормчпаиздбретенияСинтезатор сигналов с перестраи- Зз ВаЕсОЙ ЧНСТОТОЙ, СОЦЕРжаЩЕЙ ПОСЛЕдов .Трду. но соединенные задатчик кода частоты, накаплиВающий сумматор пре" образователь када Фазы в амплитуду, ыисьсон иапо"О"-",ьвй пр Рб РР РовасИль и 41 фильтр нвкних частот., а также олоки задания нижней и верхней частот диапазона, .при зто вход задания исходного состояния задатчика кода частоты является ВхОдОм задания начальнОЙ лф,"частоты синтезатора. сигналов с пере страиваемой частотой., о т л и ч а ющ и и с я ТРМ что с целью васщиоения частотного,циапазона формируемых сигналов. В него введень 1 блок управ" .бНия, последовательно соединенные блок задания кода числа циклов и первый блок сравнения кодов, последовательно соедиценные второй блок сравнения кодов триггер и .счетчик циклов, третий блок сравнения кодов и бпок задания кода приращения частоты, при этом задатчик кода частотыВыполнен в виде алгебраического сумматора, ,входы задания исходного состояния задатчика кода частоты, накапливающего суячатора, блока задания нижней частоты диапазона, блока задания верхней частоты диапазона, счетчика циклов, блока задания кода приращения частоты и блока задания кода чи ла циклов объединены и подключенык выходу задания исходного состоянияблока управления сигнальный входкоторого подключен к вь,ходу первогоблока сравнения, первый и второйтактовые выходы блока управленияподключены соответственно к тактовому ьходунакапливающего сумматора и к тгктсвому входу задатчика кода частоты, вход приращения кода частоты которого подключен к выходу блока задания кода приращения частоты, первая группа входов второго блока срав-. нения кодов и первая группа входов .ретьего блока сравнения кодов объединены и подключены к кодовому выходу эадетчика кода частоты, кодовые выходы блока задания нижней частоты ,циапаэона подключены к второй группе Входов второго блока сравнения кодов, кодовые выходы блока зацания Верхней частоты диапазона соединены с второй группой входов третьего блока сравнения кодов Выход которого подключен к второму входу триггера, выход которого также соединен с управляющим Входом адач чика кода частоты 9 а ко ловый выход счетчика циклов подключен к Второй группе входов первого блока сравнения, при этом тактовый вход злока управления является тактовым входом синтезатора сигналов с пере страиваРмой частотой1239832 Фсл. сост ы ставитель Ю.Ковалевхред О.Сопко дактор А.Шандор ректор . А. 816ного котений и акаэ 3407/5 Тираж ВНИИПИ Государстве по делам изобр 13035, Москва, Ждписное итета откры Рауш я наб. оизводст о-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектна