Цифровой синтезатор сигналов

 

Изобретение относится к радиотехнике . Цель изобретения - снижение уровня побочных составляющих в спектре выходного сигнала. Устройство содержит эталонный генератор 1, модулятор 2, накопитель 3, счетчик 4, кодер 5, ЦАП 6, фильтр 7, блок инверторов (БИ)8, цифровой коммутатор (ЦК)9, аналоговый коммутатор (АК)10. АК 10 по команде с выхода счетчика 4, поступающей на его вход управления, обеспечивает переключение поступающих на него по первому и второму сигнальным входам аналоговых сигналов. Когда код Q на выходе счетчика 4 соответствует четному числу, на выход АК 10 проходит сигнал кодера 5. После сглаживания в фильтре 7 формируется гармонический сигнал синтезируемой частоты. Устройство может работать и в том слу;чае, когда код частоты К.., поступающий с выхода модулятора 2, меняется в пределах рабочего диапазона по произвольному закону . Цель достигается введением БИ8, ЦК9 и АК10. 2 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

42 А ((9) (!!) !) у Н 03 С 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3596156/24-09 (22) 26.05.83 (46) 15. 03 . 86. Бюл. У 10 (72) В.Н.Кочемасов, А.Н.фадеев, А.Д,Ревун, Г.Д.Янушевский и В.Ю.Рымынов (53) 621.373.42(088.8) (56), Авторское свидетельство СССР

У 813675, кл. Н 03 В 19/00, 1978.

Патент США N 3657657, кл. Н 03 B 19/00, опублик. 1972. (54) ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗАТОР СИГНАПОВ (57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения — снижение уровня побочных составляющих в спектре выходного сигнала. Устройство содержит эталонный генератор 1, модулятор 2, накопитель 3, счетчик 4, кодер 5, ЦАП 6, фильтр 7, блок инверторов (БИ) 8, цифровой коммутатор (ЦК) 9, аналоговый комму» татор (АК)10. АК 10 по команде с выхода счетчика 4, поступающей на его вход управления, обеспечивает переключение поступающих на него по первому и второму сигнальным входам аналоговых сигналов. Когда код Ч на выходе счетчика 4 соответствует четному числу, на выход АК 1О проходит сигнал кодера 5 ° После сглаживания в фильтре 7 формируется гармонический сигнал синтезируемой частоты. Устройство может работать и в том случае, когда код частоты К ., поступающий с выхода модулятора 2, меняется в пределах рабочего диапазона по произвольному закону. Цель достигается введением БИ8, ЦК9 и АК10. 2 ил.

1218442

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для синтеза частот и формирования сигналов, в;частности,. с частотной и фазовой модуляцией в различных ра-. диотехнических устройствах техники связи и измерительной техники.

Целью изобретения является снижение уровня побочных составляющих в спектре выходного сигнала.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого цифрового синтезатора сигналов; на фиг. 2 — временные диаграммы его работы. 15

Цифровой синтезатор сигналов содержит эталонный генератор 1, модулятор 2, накопитель 3, счетчик 4, кодер 5, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 6, фильтр 7, блок 20 инверторов 8, цифровой коммутатор 9, аналоговый коммутатор 10.

Цифровой синтезатор частот работает следующим образом.

В режиме синтеза частот!эталон- 25 ный генератор 1 вырабатывает последовательность импульсов У (t) (фиг. 2а), которая поступает на тактовый вход накопителя 3. В соответствии с кодом частоты К, формиру- З0 емым модулятором 2, на выходе переполненйя накопителя 3 появляются импульсы Ug(t) (фиг. 2б) М=32, К=7 (где М вЂ” емкость накопителя, .К— число уровней), которые воздействуют на вход двухразрядного счетчика 4, а также осуществляют стробирование

ЦАП 6. В соответствии со значением выходного кода Q счетчика 4 на выходе кодера 5 формируется трехуров- 40 невый сигнал согласно табл. 1 истинности (кривая 2 на фиг. 2в). от моментов изменения полярности идеального сигнала - кривая 1 (фиг. 2в), синтезированный сигнал имеет большой. уровень побочных составляющих. Это связано с тем, что он подвержен паразитной фазовой модуляции, т.е. вместо выборок

S = Sin(— — + Qn) вычисляются выti К

10 борки S„= Sin(2iin/К) . Ошибки дискретизации можно уменьшить, если производить коррекцию выборок согласно алгоритму

Таблица 1

Код

0

0

55

Поскольку моменты перехода через

< нуль кривой 2 (фиг. 2в) отличаются

< . 2«n 21< и

$, = .y(sin --- + QnCos-—

u К к и = 1,2,3,...

Поскольку при К = 4 величина

0 n=23

<и

Cos — — = 1, N = 41-1, f=1,2,3..

-1, n = 4I-3 а фазовые ошибки Q> пропорциональные остаткам кода фазы К, (п) на выходе накопителя 3 в моменты переполнений Q< =7< К (n) /(2М) (фиг . 2г), выражение (1,) упрощается и принимает вид («п - «Кы (n)

s = у (з — — +м — — — -}2 2М

О,п=21, 4 = 1,п=4Х-З (2)

-1,n=4E-1 где К (n) — остаток кода фазы на выЧ оде накопителя 3 в и-й момент его пееполнения.

В тех случаях, когда К (n) ас М это приводит к значительному ослаблению уровня побочных составляющих вблизи основной гармоники частоты Й . Выборки S вычисленные согласно выражению (2), точнее соответствуют отсчетам идеальной синусоиды (кривые 1 и 2 на фиг. 2 д), в результате чего уровень шумов синтезированного сигнала снижается, Для реализации алгоритма (2) в цифровой синтезатор сигналов введены блок инверторов 8, цифровой коммутатор 9 и аналоговый коммутатор 10. Когда число в двоичном коде на выходе счетчика 4 соответствует n = (42-1), цифровой коммутатор 9 пропускает на вход ЦАП 6 инвертированный в блоке инверторов 8

I код К1, (п) с выхода накопителя 3.

Если же число с выхода счетчика 4 в двоичном коде соответствует n =-3 (47-3), на выход цифрового комму- . татора 9 пропускается непосредственl ио код К (и) с выхода накопителя 3. Эти коды после преобразования в аналоговую область и масштабного умножения на и /2М проходят на второй сигнальный вход аналогового коммутатора 10. На первый сигнальный вход аналогового коммутатора 10 поступает трехуровневый сигнал +Ч, О, -Ч. Аналоговый коммутатор 10 по команде с выхода счетчика 4, поступающий íà его вход управления, обеспечивает переключение поступающих на него по первому и второму сигнальным входам аналоговых сигналов. При этом, когда код Q на выходе счетчика 4 соответствует четному числу (п=2У), на выход .аналогового коммутатора 10 проходит сигнал кодера 5, После сглаживания в фильтре 7 формируется гармонический сигнал синтезируемой частоты.

Цифровой синтезатор сигналов может работать и в том случае, когда код частоты .К, поступающий с выхода модулятора 2, меняется в пределах рабочего диапазона по произвольному закону. формула изобретения

Цйфровой синтезатор сигнапов, содержащий накопитель, сигнальный

1218442 вход которого соединен с выходом модулятора, тактовый вход — с выходом эталонного генератора, а выход переполнения — с входом счетчика, кодер, вход которого соединен с выходом счетчика, а также цифроаналоговый преобразователь и фильтр, выход которого является выходом цифрового синтезатора сигналов, о т4 и ч а ю шийся тем. что, с, целью снижения уровня побочных составляющих в спектре выходного сигнала в него введены последовательД но соединенные блок инверторов, вход которого. соединен с кодовым выходом накопителя, и цифровой коммутатор, выход которого соединен с сигнальным входом цифроаналогового преобразователя, аналоговый коммутатор, вход управления которого соединен с выходом счетчика, первый и второй сигнальные входы соединены соответственно с выходом кодера и выходом цифроаналогового преобразователя, а выход - с входом фильтра, при этом второй сигнальный вход цифрового ком мутатора соединен с кодовым выходом накопителя, управляющий входс выходом счетчика, а вход

30, . стробирующего сигнала цифроана .логового преобразователя соеди,нен с выходом переполнения накопителя.

1218442 а

Редактор Т.Парфенова

Заказ 1137/59 Тираж 818 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

gO

1Ю

Ю

Составитель Г.Захарченко

Техред А.Бабинец Корректор М.Максимишинец

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4