Цифровой синтезатор частот прямого действия

 

Изобретение может быть использовано в частотно-преобразующих узлах аппаратуры времени и образцовых частот . Цель изобретения - повьшение точности и расширение частотного диапазона . Синтезатор содержит сумматор 1, образцовый генератор 3, блок 7 фиксированной задержки, блок В управляемой задержки и шины 2 и 9 кода синтезируемой частоты и выходную. Для достижения поставленной цели в устройство введены регистр 4 хранения , умножитель 5 кодов, шина 6 кода кванта погрешности и образованы новые функциональные связи. 1 ил. § (Л со о «vj ел 00 О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (50 4 Н 03 К 23/66 з с ) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3991141/24-21 (22) 18.12.85 (46) 30.04.87. Бюл. М - 16 (72) В.А, Иванов, А.Л. Косогор и А.Ф. Сушонков (53) 621.374.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(- 334643, кл. Н 03 К 23/40, 1970.

Авторское свидетельство СССР

У 947971, кл. Н 03 К 23/02, 1980.

0 (54) ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТ ПРЯ-

МОГО ДЕЙСТВИЯ (57) Изобретение может быть использовано в частотно-преобразующих узлах аппаратуры времени и образцовых частот. Цель изобретения — повышение точности и расширение частотного диапазона. Синтезатор содержит сумматор 1, образцовый генератор 3, блок

7 фиксированной задержки, блок 8 управляемой задержки и шины 2 и 9 кода синтезируемой частоты и выходную.

Для достижения. поставленной цели в устройство введены регистр 4 хранения, умножитель 5 кодов, шина 6 кода кванта погрешности и образованы новые функциональные связи. 1 ил.

Поскольку занесение кодов ) Г (в

3 сумматор 1 происходит импульсами с

5п периодом Т, то любая доля R/Jf числа в сумматоре 1 соответствует

O такой же доле bt/Т времени Т, т.е.

R dt

Е Т о откуда

1 13О75

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к цифровым синтезаторам частот, выполненным только на основе цифровых структур, может быть использовано в частотнопреобразующих узлах аппаратуры времени и образцовых час".от, средств уп-" равления шаговым приводом и средств измерений.

Цель изобретения — повышение точ- 10 ности и расширение частотного диапазона (при одновременном сохранении фазовой стабильности).

На чертеже приведена электричесir кая структурная схема устройства. ->

Цифровой синтезатор частот прямого действия содержит сумматор 1 (накапливающего типа), информационный вход которого соединен с шиной 2 кода синтезируемой частоты, вход зани- 20 си — с выходом образцового генератора 3, выход — с информационным входом регистра 4 хранения, входы первого операнда умножителя 5 кодов соединены с шиной 6 кода кванта погрешности, входы второго операнда — с выходом регистра 4 хранения, вход записи которого соединен с выходом переноса сумматора 1 и через блок 7 фиксированной задержки — с входом блока 8 управляемой задержки, выход которого соединен с выходной шиной 9, управляющий вход — с выходом умножителя 5 кодов.

Сумматор 1 имеет и двоичных раз- 35 рядов, т.е. его переполнение наступает при достижении суммой занесенньтх чисел значения 2". Образцовый генератор 3 работает на частоте gf j= — 2" где символ1 (означает снятие 40 размерности с числа. Например,)f )— безразмерное число, равное значению частоты Е, Значение синтезируемой частоты Г находится в пределах

0 ) Р (с 2" где à — целое. Задерж- 45

J (3 J ка блока 7 фиксированной задержки выбрана так что c, > <+ c. +, где С,„, — соответственно время занесения кода в регистр 4 хранения, время образования в умножителе 5 кодов кода произведения и время срабатывания блока 8 управляемой задержки по цепям управления.

На шину б кода кванта погрешности постоянно подан код, соответствующий значению кванта погрешности которое выражено н тех же единицах, что и величины задержки. блока 8 управляемой задержки, например в наносекундах или пикосекундах. Максимальная задержка блока 8 выбрана так, что dt, Т, где Т = 1/f — период следованйя выходных импульсов образцового генератора 3. Звенья блока 8 управляемой задержки выбраны в соответствии с двоичной системой счисления, например, 2 ; 2 ; 2,...,2 нс, о < g V, где K выбрано из условия 2 «1 То(, где Т измеряется также в наносекундах.

Устройство работает следующим образом.

После включения генератора 3 в сумматор 1 с частотой fo заносятся коды числа gF (. Так продолжается

1 до возникновения на выходе переноса сумматора 1 импульса, который задерживается на время с блоком 7, которое достаточно, чтобы код остатка R образованного в сумматоре 1 при его переполнении, переписался в регистр 4, было образовано произведение d t

= R ь„ (единиц времени) в умножителе 5 и звенья блока 8 были включены для получения коМпенсирующей задерж 8„, bt которая вносится при прохождении второго импульса блока 8 на шину 9.

Если отношение Е /Г = К есть целое число, т.е. целым является отноД шение емкости 2 сумматора к заносимому коду $F>(то при каждом переполнении значение остатка R не изменяется (в частном случае равно нулю).

Поэтому блоки 7, 8 вносят одно и то же значение задержки. В этом случае на шине 9 имеем строго периодическую последовательность импульсов.

Если f и F не кратны, то при каждом переполнении значение остатка

Р. различно и нахоцится в пределах

О =К- Г;t-1.

1 с „= — — -- $ единиц времени1, gF ff кт

6t = — -. = R ñ 1единиц времени) (П

) 1

13075

Фор мул а из обретения

t! р о (р H< н)

Составитель А.Соколов

Техред М. Ходанич Корректор Н. Король

Редактор Н. Рыбченко

Заказ 1641!55

Тираж 902 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1 где „= — — — — — квант погрешности, и Р,.) ( выраженный в единицах времени.

Из последнего выражения видно,что код остатка R образующегося в сумма- 5 торе I при его переполнении, есть нормированное значение погрешности временного положения импульса переполнения относительно его положения в идеально периодической (гипотетической) последовательности R = .= Ьt/üä 1 квантов погрешности). Отсюда ясно, что для компенсации запаздывания любого импульса необходимо ввести опережение на М = КС единиц времени. Для этого число (любое)

R должно быть пересчитано в единицы времени в умножителе 5 и введено в блок 8, где устанавливается задержкомп Мя м 6М. Таким образом, теоретическое значение наибольшей нестабильности временного положения выходных импульсов не превышает значения кванта „, т.е. задержка звена блока 8 с минимальной задержкой.

Мгновенная нестабильность фазы синтезируемой последовательности не превышает значения

Когда предельная точность компенсации не требуется, то квант, „„ за- 35 держки блока 8 можно выбрать соответствующим весу более старшего разряда кода остатка R. В этом случае разрядность регистра 4 и разрядность умножителя 5 по входу от регистра 4 40 также ограничена со стороны младших разрядов сумматора t, а нестабиль86 4 ность фазы находится в пределах

0 ь с„„„Г 271радиан1. Например, при

F; 1О кГц, с„„„= 10 нс получим hq "4

= б. 10Г радиан.

При выборе числа звеньев задержки блока 8 и числа разрядов с выхода сумматора 1, выходной код которых используется для вычисления кода ) ( управления звеньями блока 8, следует иметь в виду, что каждый дополнительный разряд уменьшает нестабильность фазы в два раза.

Цифровой синтезатор частот прямого действия, содержащий образцовый генератор, сумматор, выход переноса которого соединен с входом блока фиксированной задержки, блок управляемой задержки, выход которого соединен с выходной шиной, и шину кода синтезируемой частоты, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности и расширения частотного диапазона, в него введены умножитель кодов, регистр хранения и шина кода кванта погрешности, которая соединена с входом первого операнда умножителя кодов, вход второго операнда которого соединен с выходом регистра хране-. ния, выход — с управляющим входом блока управляемой задержки, вход которого соединен с выходом блока фиксированной задержки, вход которого соединен с входом записи регистра хранения, информационный вход которого соединен с выходом сумматора, информационный вход которого соединен с шиной кода синтезируемой частоты, вход записи — с выходом образцового генератора.