Цифровой синтезатор частоты

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (11 В 21/02 УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АЭТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 27онный институт(ЦАФ) 10. ВновьМу 1 у1,.,1 с счетчик я к радиозон выходжит г-р 1 относит ет диап ави ики р-во соде .,и после ителей 2 ,п элрегистр оговыи фа ательно(088 Я)стемы., 2 часовИЗ кода часовращат ель фазовой синх- И. Жодзишскодио, 1980,ед.ое р введены счетчик 5 по ,1 с эл-тощ И 717 ов 8,8, суммаство СССР1/02, 24,07 етел14119 4 тор 9 кодов по модулю М, полос о войфильтр 11. Модули коэф. счета 11 ссчетчиков 8 8 к равны М/2где 1 = 11 с - номер счетчика 8,ЦАФ содержит фазорасщепитель, коммутатор, два ЦАП, суммирующий усилитель1ш блоков инверторов, эл-т НЕ,Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах передачи информации для формирования сигналов с дискретно изменя 5емой частотой.Целью изобретения является расширение диапазона выходных частот.На фиг, 1 представлена электрическая структурная схема цифрового синте 10затора частоты на фиг, 2 - пример .выполнения цифроаналогового фазовращателя.Цифровой синтезатор частоты содержит генератор 1 импульсов, 1,2п 15последовательно соединенные делителиф 22 ф 2 частоты на два,и элементов И 3,3 еЗ, элементИЛИ 4, счетчик 5 по модулю М, регистр6 кода частоты, 1,2Е дополнительные элементы И7 ф 1.7112 ф,8, сумматор 9 кодов по модулю М,цифроаналоговый фаэовращатель (ЦАФ)10, полосовой фильтр 11. При этом 25ЦАФ 10 содержит фазорасщепитель 12,коммутатор 13, первый цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 14, второйЦАП 15, суммирующий усилитель 16,1, 2, ,ш блоков инверторов 17172,,17, первый элемент НЕ 18, дешифратор 19, 1(ш) вторых элементов НЕ 20,20(ш).Каждыйиз блоков инверторов 1717217состоит из первого элемента НЕ 21,первого элемента И 22, второго элемента И 23, второго элемента НЕ 24.Цифровой синтезатор частоты рабо-,тает следующим образом.С помощью 1,2п последовательно соединенных делителей 2 ,22240Уформируются импульсные последовательности Г/2, где 1 = 1,2п - порядковый номер последовательно соедидешифратор, 1 (ш) эл-тов НЕ, Каждый из блоков инверторов состоит из двух эл-тов НЕ и двух эл-тов И. Код двух старших разрядов через дешифратор определяет фазы сигнала на выходе коммутатора в соответствии с табл. 2 ил 1 табл,ненных делителей 222 2 и лтактовая частота генератора Сформированные импульсные последовательности подаются на входы соответствующего из п элементов И 332, ,3. При этом обеспечивается несовпадение во времени импульсов, поступающих на входы соответствующих элементов И 3,3 ,,3. Вторые входы каждого иэ элементов И 3,323 соединены с соответствующими выходами и младших разрядов регистра 6, в котором записан код частоты. Если в каком-либо разряде регистра 6 записана единица, то импульсная последовательность с соответствующего элемента И З,Зе. ,3 через элемент И 4 проходит на вход счетчика 5, в результате чего к его содержимому прибавится по модулю М единицы, Вьмоды Е старших разрядов регистра 6 соединены с вторыми входами соответствующих 1,2,,1 с дополнительных элементов И 7 77 . При наличии в каком-либо из 1 разрядов регистра 6 единицы, то импульсы с выхода генератора 1 проходят через соответствующий дополнительный элемент И 7, 72 7 к на вход соответствующего дополнительного счетчика 88 8, Модули коэффициента счета 1,2 .,Е-ого дополнительных счетчиков равны М/21 , где1,2Ы - номер дополнительного счетчика 8,8 8. При этом к содержимому соответствующего дополнительного счетчика 8,828 к прибавится по модулю М/2единица, Выходы счетчика 5, имеющего модуль М, и выходы дополнительных счетчиков 8,8 8 к соединены соответственно с (1+1) входами сумматора 9, осуществляющего суммирование по модулю М,и дЧ Еи2 2 2 М 14119Разрядность счетчиков 5 и дополнительных счетчиков 88 8, раз.ная, поэтому при суммировании их содержимое выравнивается по старшему5разряду. Следовательно, поступлениеимпульса на вход счетчика 5 или навход дополнительного счетчика 8также имеющего модуль М, приводит кприбавлению единицы к содержимомусумматора 9 и соответственно к пово 1роЧ у фазы высокочастотного колебания,поступающего на вход ЦАФ. 10, на дискрет д Ю= 2 н/М. Поступление импульса11на вход дополнительного счетчика 8, 15имеющего модуль М/2, приводит к прибавлению двойки к содержимому сумматора 9 и соответственно к повороту фафазы высокочастотного колебания надва дискрета. В общем случае, поступление импульса на вход дополнительного счетчика 81, имеющего модуль М/2приводит к прибавлению числа 2ксодержимому сумматора 9 и соответственно к повороту фазы на 2дЮ. 25ЦАФ 10 представляет собой М-фазныйфазовращатель и работает следующимобразом.Высокочастотный сигнал, фазой которого необходимо управлять, поступаетна вход фазорасщепителя 12 на выходахкоторого образуется четыре сигнала,имеющие соответственно фазы О, 90,180, 270 . На выходы коммутатора 13проходят два сигнала, соответствую 35щие той четверти круга, в которойдолжна находиться управляющая фаза.Сигналы, с выходов коммутатора 13 поступают на опорные вхсды первого 14 ивторого 15 ЦАП.При положительном знаке кода фазысигналы, поступающие на ш-разрядныевходы ЦАФ 10, проходят через тп блоков инверторов 171717, безискажений. од двух старших р зрядов 4а через дешифратор 19 определяет фазысигнала на выходе коммутатора 13 всоответствии с таблицей,Прямой параллельный код (М) младших разрядных входов поступает на кодовые разряды первого ЦАП 14, обратный.50код через вторые элементы НЕ 2020,,20 на кодовые разряды второгоЦАП 15. Амплитуды сигналов на выходахпервого и второго ЦАП 14 и 15 линейно зависят от текущего значения кода,подаваемого на их разрядные входы, ипропорциональны величине сигнала, подаваемого на их опорные входы, Поэто-144му вектор фазы результирующего колебания на выходе суммирующего усилителя 16 будет принимать дискретные значения в пределах угла 90 . Зависимостьсдвига фазы от кода будет линейной сошибкой не болееЕсли знак кода фазы отрицательныйто сигналы, поступающие на М-разрядные входы ЦАФ 1 О инвертируется, т.е.код, управляющий фазой, меняется наобратный. Это осуществляется при помощи первого элемента НЕ 18 и первого и второго элементов И 22 и 23,первого и второго элементов НЕ 21 и24, каждого из щ блоков инверторов1717.17,. При этом зависимость приращения фазы от приращеннойкода остается прежней, но направление вращения фазы меняется на противоположное.Сигнал с выхода ЦАФ 10 поступаетна полосовой фильтр 11, отфильтровывающий паразитные высокочастотные фазовые флюктуации синтезируемого сигнала. Синтезируемый сигнал будет содержать помимо основной гармоники счастотой Й, паразитные гармоники(при условии, что на вход устройствапоступает гармоническое колебание).Частота основной гармоники определяется средней скоростью изменения управляемой фазы,Обозначим ьГ = Г - Г, где Ггчастота входного гармонического сигнала, и если в одном из старших разрядов ( регистра 6 записана "единица", а в остальных разрядах нули, тогда сдвиг частоты синтезируемого сигнала пропорционален скорости изменения фазы Если "единица". записана только в одном из младших 1,2и-ом разряде регистра 6, при поступлении каждого импульса на вход соответствующего элемента И 3 фаза сдвигается на1один дискрет ь 11, а частота следования импульсов с оставля ет Г /2 , сдвиг частоты составляет В общем случае сдвиг частоты также пропорционален числу (коду частоты), записанному в регистре 6-ею и М.2 Шаг сетки составляет 6 Й = Г/М 2,20 11=2-1,Формула изобретения40 Код стар Фаза сигна"Фаза сигнала ла на вто-, ром выходе ших разрядов на первом выходе коммутатора 13,коммута тора 13,00 0 01 90 180 10 180 270 270 0 ф где К ц - код частоты.Если на вход цифрового синтезатора частоты подать гармоническое коле бание с частотой Г , то на выходе можно сформировать сетку частот в диапазоне где Р - максимальный сдвиг частоты ьГпри максимальном значении кода частоты Кц = 2-1)15 Объем ансамбля формируемых сигналов составляет25 Максимальный сдвиг частоты Г , определяющий ширину диапазона перестройки частоты, составляет ЗО2Р=1---М 2" Таким образом, при фиксированных значениях параметров Г и М диапазон 35 перестройки превосходит диапазон перестройки известного устройства. Цифровой синтезатор частоты, содержащий 1,2и последовательно соединенных делителей частоты на два, генератор импульсов, выход которого подключен к входу первого делителя 45 частоты на два, другие выходы 1,2, ,п-ого делителей частоты на два соединены с первым входом соответственно 1, 2п-го элементов И, выходы каждого из которых подключены к 50 соответствующим входам элемента ИЛИ, регистр кода частоты, 1 .и-й выходы которого соединены с вторыми входами сбответственно 1,2п-го элементов И, и цифроаналоговый фазовращатель, сигнальный вход которогоявляется сигнальным входом цифровогосинтезатора частоты, а знаковый выход регистра кода частоты подсоединенк знаковому входу цифроаналоговогофазовращателя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширениядиапазона выходных частот, между выходом элемента ИЛИ и кодовым входомцифроаналогового фазовращателя введены последовательно соединенные счетчик йо модулю М и сумматор кодов помодулю М, а также введены полосовойфильтр, 1,21 дополнительных элементов И, 1,2. 1 с дополнительныхсчетчиков, при этом первые входы каждого из к дополнительных элементов Иобъединены и подключены к выходу генератора импульсов, вторые входы каждого из 1,2Е дополнительных элементов И подключены соответственнок 1,2Е-му дополнительному выходу регистра кода частоты, а выход1, 2, ,1-го дополнительного элемента И соединен с входом соответственно1,21-го дополнительного счетчика,выходы каждого из 1 с дополнительныхсчетчиков подключены к соответствующему входу сумматора кодов по модулюМ, выход цифроаналогового фазовращателя соединен с входом полосовогофильтра, при этом модули коэффициентов счета 1,21-го дополнительныхсчетчиков равны М/2 , где 3 = 1,2,1411914 КО Фиа 2 Составитель Ю. КовалевРедактор Г, Волкова Техред Л.Олийнык Корректор М. Пожо ФЗаказ Зб 70/53 Тираж 928 Подписное ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5