Цифровой синтезатор изменяющейся частоты

 

ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗАТОР ИЗМЕНЯЮЩЕЙСЯ ЧАСТОТЫ, содержащий последовательно соединенные датчик кода длительности сигнала и первый делитель частоты с переменным коэффициентом деления, последовательно соединенные Датчики кода диапазона частот , первый делитель частоты с дробно-переменным коэффициентом деления, реверсивный счетчик, второй делитель частоты с дробно-переменным коэффициентом деления, счетчик приращения фазы, вычислитель амплитуд и цифроаналоговый преобразователь, задающий генератор, первый и второй выходы которого соединены соответственно с тактовым входом первого делителя частоты с переменным коэффициентом деления и с тактовым входом второго делителя частоты с дробно-переменным коэффициентом деления, а также датчик кода начальной частоты, выходы которого подключены к соответствующим установочным входам реверсивного счетчика,о тличающийся тем, что, с целью получения произвольной монотонной функции изменения выходной частоты, введены последовательно соединенные блок памяти, второй делитель с переменным коэффициентом деления и счетчик, а также датчик адреса функции, выходы которЮго подключены к первой группе входов блока Пс1мяти, при этом выход первого делителя частоты с переменным коэффициентом деления соединен с тактовым входом второго делителя частоты с переменным коэффициентом деления, выход которого также подключен к тактовому входу первого делителя частоты с дробно-переменным коэффици- , ентом деления, выход разряда пере- j полнения счетчика подключен к входу j предварительной установки реверсив- i ного счетчика, а выходы старших | разрядов счетчика соединены с i Ч второй группой входов блока памяти. ND а ND

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (9 (В

В(Я) Н 03 В 23 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВЪГ (21) 3511260/18-09 (22) 17.11.82 (46) 07.08.84. Вюл. Р 29 (72) B.С.Григорьев, B.Ю.Капустин, П.A.Ãàäÿöêèé и С.В.Попов (71) Таганрогский радиотехнический институт им. В.Д.Калмь1кова (53) 621.373.42(088.8) (56) 1. Шапиро Д.Н., Паин А.A.

Основы теории синтеза частот. N.

"Радио и связь", 1981, с. 192-198.

2. Патент ФРГ Р 2241810, кл. Н 03 В 23/00, 23.09.76(прототип). (54)(57)ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗАТОР ИЗМЕНЯЮЩЕЙСЯ ЧАСТОТЫ, содержащий последовательно соединенные датчик кода длительности сигнала и первый делитель частоты с переменным коэффициентом деления, последовательно соединенные датчики кода диапазона частот, первый делитель частоты с дробно-переменным коэффициентом деления, реверсивный счетчик, второй делитель частоты с дробно-переменным коэффициентом деления, счетчик приращения фазы, вычислитель амплитуд и цифроаналоговый преобразователь, задаю" щий генератор, первый и второй выходы которого соединены соответственно с тактовым входом первого делителя частоты с переменным коэффициентом деления и с тактовым входом второго делителя частоты с дробно-переменным коэффициентом деления, а также датчик кода начальной частоты, выходы которого подключены к соответствующим установочным входам реверсивного счетчика,отличающийся тем, что, с целью получения произвольной монотонной функции изменения выходной частоты, введены последовательно соединенные блок памяти, второй делитель с переменным коэффициентом деления и счетчик, а также датчик адреса функции, выходы которого подключены к первой группе входов блока памяти, при этом выход первого I . делителя частоты с переменным коэффициентом деления соединен с тактовым входом второго делителя частоты с переменным коэффициентом деления, выход которого также подключен к тактовому входу первого делителя час- Я тоты с дробно-переменным коэффициентом деления, выход разряда переполнения счетчика подключен к входу предварительной установки реверсивного счетчика, а выходы старших разрядов счетчика соединены с второй группой входов блока памяти.

110 72б2

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для получения изменяющейся по произвольному закон частоты в системах связи, гидролокации и н устройствах вычислительной техники. 5

Известен цифровой синтезатор измевяющейся частоты, содержащий последовательно соединенные опорный генератор, блок вычисления фазы, блок памяти, цифроаналоговый преоб-, 10 ,разователь и фильтр нижних частот, а также блок установки частоты 13.

Однако известный цифровой синтезатор измевяющейся частоты не позноляет получить произвольного закона 15 изменения выходной частоты.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является цифровой синтезатор изменяющейся частоты, содержащий последовательно соединенные датчик кода длительности сигнала и первый делитель частоты с переменным коэффициентом деления, последовательно соединенные датчик кода .диапазона частот, первый делитель частоты с дробно-переменным коэффициентом деления, реверсивный счетчик, второй делитель частоты с дробно-переменным коэффициентом деления,счетчик приращения фазы,вычислитель амплитуд и цифроаналоговый З0 преобразователь, задающий генератор, первый и второй выходы которого соединены соответственно с тактовым .входом первого делителя частоты с переменным коэффициентом деления и 35 с тактовым входом второго делителя частоты с дробно-переменным коэффициентом деления, а также датчик кода начальной частоты, выходы которого подключены к соответствующим 40 установочным входам реверсивного счетчика 23.

Известный цифровой синтезатор изменяющейся частоты формирует на выходе только линейно-частотно-модулированный сигнал, так как задающий генератор выдает иа вход реверсивного счетчика частоту, неизменную во всем временном интервале синтеза выходного сигнала.

Цель изобретения — получение 50 произвольной монотонной функции изменения выходной частоты.

Цель достигается тем, что в цифровой синтезатор изменяющейся частоты, содержащий последовательно соединенные датчик кода длительности сигнала и первый делитель частоты с переменным коэффициентом деления, последовательно соединенные датчик кода диапазона частот, первый дели- . 60 тель частоты с дробно-переменным коэффициентом деления, реверсивный счетчик, второй делитель частоты с дробно-переменным коэффициентом деления, счетчик приращения фазы, g5 вычислитель амплитуд и цифроаналоговый преобразователь, задающий генератор, первый и второй выходы которого соединены соответственно с тактоным входом первого делителя частоты с переменным коэффициентом деления и с тактовым входом второго делителя частоты с дробно-переменным коэффициентом деления, а также датчик кода начальной частоты, выходы которого. подключены к соответствующим установочным входам реверсивного счетчика, введены последовательно соединенные блок памяти, второй делитель частоты с переменным коэффициентом деления и счетчик, а также датчик адреса функции, выходы которого подключены к первой группе входов блока памяти, при этом выход первого делителя частоты с переменным коэффициентом деления соединен с тактовым. входом второго делителя частоты с переменным коэффиц.-ентом деления, выход которого также подключен к тактовому входу первого делителя частоты с дробно-переменным коэффициентом деления, выход разряда переполнения счетчика подключен к входу предварительной установки реверсивного счетчика, а выходы старших разрядов счетчика соединены с второй группой входов блока памяти.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Цифровой синтезатор изменяющейся частоты содержит датчик 1 кода длительности сигнала, первый делитель 2 частоты с переменным коэффициентом деления (ДПКД), датчик 3 кода диапазона частот, первый делитель 4 частоты с дробно-переменным коэффициентом деления(ДДПКД), датчик 5 кода начальной частоты, реверсивный счетчикб, второй делитель 7 частоты с дробно-переменным коэффициентом деления (ДДПКД}, счетчик 8 приращения фазы, вычислитель 9 амплитуд, цифроаналоговый преобразователь(ЦАП )10, задающий генератор 11, второй делитель 12 частоты с переменным коэффициентом деления(ДПКД), счетчик 13, блок 14 памяти и датчик 15 адреса функции.

Цифровой синтезатор изменяющейся частоты работает следующим образом.

При помощи датчика 1 кода длительности, датчика 3 кода диапазона, датчика 5 кода начальной частоты и датчика 15 адреса функции устанавлинаются необходимые значения соответственно кода длительности сигнала диапазона изменения частоты Д, начальной частоты т ц и код адреса требуемой функции изменения частоты из набора занесенных в блок 14 памяти.

Импульсы с выхода второго ДПКД 12 поступают одновременно на первый

1107262

ДДПКД 4 и на вход счетчика 13, имеющих равную емкость 2R . Каждому ъ -му линейному участку аппроксимации выбранной функции изменения частоты соответствует коэффициент деления на управляющих входах второго ДПКД 12 К 1 5 который может изменяться только через 2 Р импульсов на его выходе, где р — число старших разрядов счетчика 13, соединенных с блоком 14 памяти и определяю- 10 щих число линейных участков аппроксимации.

Именно это количество импульсов необходимо для смены адреса обращения к блоку 14 памяти. 15

Смена кода по второй группе входов блока 14 памяти через постоянное число импульсов 2 обеспечивает аппроксимацию функции линейными участками с равномерным разбиением по частоте на Д/2 и неравномерным разбиением по времени на

Действительно время отработки длительности ь одиночного сигнала определяется поступлением на счетчик

13 и первый ДДПКД 4 2 импульсов, из которых на выход первого ДДПКД 4 поступает толькос импульсов, соответствующих установленному диапазону изменения частоты Д, следовательно, на каждый 2ь выходных им- З0 пульсов первого ДДПКД 4 приходится

+ Д2 выходных импульсов.

Ь ительность каждого i --го линейного участка аппроксимации функции (интервал времени, за который на 35 выходе второго ДПКД 12 появляется

2 Г импульсов) пропорциональна периоду Т частоты на первом выходе задающего генератора 11, коэффициентам деления К„первого ДПКД 2 и второго 40

ДПКД 12 К

Х-„= 2 т„к„к,. ь

Длительность сигнала ь -это сумма всех зъ

2,,ККДк;.

Для занесения Kq в блок 14 памяти предварительно из условий требуемой точности аппроксимации функции определяется средний целочисленный 50 коэффициент К, второго ДПКД 12 р lP

К1 — — 2, т К при этом

В = 2 т„к„к,, !

Так как все 9 участков аппроксимации имеют равное приращение по частоте Д/2, то коэффициенты К- можно определять как целочисленные 60 отношения интервалов . Отработка длительности сигнала определяется моментор переполнения счетчика 13 через 2 импульсов на его входе, в результате чего импульс переполнения сбрасывает реверсивный счетчик б в начальное состояние по входу предустановки.

Первоначально установленное в . реверсивном счетчика 6 число Ъ, ., соответствующее начальной-частоте на каждом ъ -м линейном участке аппроксимации функции, изменяется на величину с /2 и за время полной отработки на величину с,, причем частота поступления импульсов в реверсивный счетчик б с выхода первого ДДПКД 4 зависит от крутизны линейного участка аппроксимации функции (от коэффициента КД. ч, =(4А k;) Я /Й -f ñ /2 ê, к„.;Импульсы частоты синхронизации У поступают с второго выхода зада-ющего генератора 11 на тактовый вход второго ДДПКД 7 емкостью 2", частота на его выходе 2+=f -9./, где 3. — текущее значение числа в реверсивном счетчике б. Счетчик 8 приращения фазы емкостью 2 подсчитывает число импульсов, поступающих на его вход, полное его заполнение соответствует. отсчету периода

2s синусоиды выходной частоты „,.

Вычислитель 9 амплитуды преобразует непрерывно нарастающие числа счетчика 8 приращения фазы в текущее цифровое значение амплитуды, которые преобразуются ЦАП 10 в непрерывный выходной сигнал с частотой вью = у./2 = S a./2 е.

Соответственно начальная и конечная выходные частоты определяются как ax. =6 /

@„„, =Г(йн q„)/ диапазон изменения частоты через параметры цифрового синтезатора выра,жается зависимостью

Коэффициенты К р выбираются из условий обеспечения необходимой точности аппроксимации исходной функции изменения частоты. Чем больше

Р„ >+ тем больше участков аппроксимации и точнее границы их смены по отношению к исходной кривой изменения частоты. Емкость 2 первого ДДПКД 4 определяется верхним значением диапазона частот, устанвливаемым датчиком

3 кода диапазона.

Емкость 2" второго ДДПКД 7 определяется исходя из требуемого шага . дискретного приращения частоты, равной минимальной выходной частоте щ = « 2 ", при этом величина го, как

1107262

Составитель Ю. Ковалев

Редактор р.цицика Техред М. Гергель Корректор .Тяско

Заказ 5774/41 Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, москва, ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 правило, берется равной 6-8 для обеспечения требуемой спектральной чистоты сигнала на выходе ЦАп 10.

При занесении в блок памяти по второй группе входов (адресам участков ) одних и тех же коэффициентов

К =К > обеспечивается частный случай синтеза линейного частотомодулированного сигнала. Таким образом, обеспечивается получение произволь. ной монотонной функции изменения выходной частоты.