Цифровой синтезатор частот

 

Изобретение относится к радиотехнике . Цель изобретения - расширение частотного диапазона синтезируемых колебаний. Синтезатор содержит блок установки 1 частоты, накопитель 2, блок вычисления 3 выборок, ЦАП 4, аналоговый ключ 5, блок коммутируемых фильтров 6, опорный генератор 7, элемент задержки 8, дешифратор 9, блок вычисления 10 коррекции и преобразователь 11 код - время. ЦАП 4 формирует выборки синтезируемого монического колебания, длительность которых равна тактовому интервалу, С помощью блока вычисления 10, преобразователя 11 и ключа 5 формируются короткие выборки синтезируемого колебания , что обеспечивает стабилизацию уровня выходного сигнала в широком диапазоне частот. При этом к моменту открывания ключа 5 переходные процессы в ЦАП 4 заканчиваются и тем самым в выходном сигнале синтезатора устраняются помеховые шумы ЦАП 4, 1 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (ski 4 H 03 В 19/00 е ф(Р " ци щ g

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ ЕНИЯ1 . „13

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (54) ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТ (21) 4201694/24-09 (22) 02.03.87 (46) 23.10.88. Вюл. М 39 (72) Н.А.Михайлов и Ю.M.Ðîìàíoâ (53) 621,373.42 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 813677, кл. H 03 В 19/00, 07.06.79.

Авторское свидетельство СССР

У 849414, кл. Н 03 В 19/00, 17.05.79. (57) Изобретение относится к радиотехнике ° Цель изобретения — расширение частотного диапазона синтезируемых колебаний. Синтезатор содержит блок установки 1 частоты, накопитель

2, блок вычисления 3 выборок, ЦАП 4, „„SU„„1432722 А1 аналоговый ключ 5, блок коммутируемых фильтров 6, опорный генератор 7, элемент задержки 8, дешифратор 9, блок вычисления 10 коррекции и преобразователь 11 код " время. ЦАП 4 формирует выборки синтезируемого гармонического колебания, длительность которых равна тактовому интервалу. С помощью блока вычисления 10, преобразователя 11 и ключа 5 формируются короткие выборки синтеэируемого коле» бания, что обеспечивает стабилизацию уровня выходного сигнала в широком диапазоне частот. При этом к моменту открывания ключа 5 переходные процессы в ЦАП 4 заканчиваются и тем самым

CJ в выходном сигнале синтезатора устраняются помеховые шумы ЦАП 4. 1 ил.

1432722

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемных и радиопередающих устройствах.

Цель изобретения — расширение частотного диапазона синтеэируемых частот.

На чертеже представлена электрическая структурная схема цифрового синтезатора частот.

Цифровой синтезатор частот содержит блок 1 установки частоты, накопитель 2, блок 3 вычисления выборок, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 15

4, аналоговый ключ 5, блок б коммутируемых фильтров (БКФ), опорный генератор 7, элемент 8 задержки, дешифратор 9, блок 10 вычисления коррекции (БВК), преобразователь 11 код — вре- 20 мя.

Цифровой синтезатор частот работает следующим образом. Весь диапазон рабочих частот разбит на 1 поддиапазонов, каждый из ко- 25 торых имеет ширину, равную половине тактовой частоты 0,5 f>. В блоке 1 установки устанавливается двоично кодированное значение синтезируемой частоты fc

- (a+i)

A = =А)+А =(а„2 +

0,5Г, 1

-(в+1) о

+а ° 2 +...+а,, 2 )+(а„2 + (м- )

+а„+, 2 +...+а „.,„, ° 2 )„ где A,A — соответственно дробная и целая части отношения значения синтеэируемой частоты к половине значения тактовой частоты опорного генератора 7.

Таким образом, код А„ определяет значение частоты формируемого колебания внутри каждого поддиапазона, а код А — номер диапазона формируемых колебаний.

Коды а „а < ..., а „поступают на вход накопителя 2 по модулю N(N=2 ), 50 на выходах которого в каждый тактог выййчомент времени t <=2T- формируf

1 Т ется число В„=Ь, 2 +Ь „2 +...+Ъ „, 2" по алгоритму

55 о

В („„)=b„+A,+ „2, где r=0,1,2»., В процессе работы в блоке 3 вычисления код с выхода накопителя 2 преобразуется в код амплитуды, который затем в ЦАП 4 преобразуется в аналоговую величину. На выходе ЦАП 4 формируются выборки синтезируемого гармонического колебания, длительность которых равна тактовому интервалу Т. С помощью аналогового ключа

5, который открывается на короткое время о импульсами, поступающими с преобразователя 11 код — время, фор" мируются короткие выборки синтезируемого колебания длительностью Г. Спектральная плотность дискретной последовательности коротких выборок формируемого гармонического колебания определяется выражением

s in н 7 f - ) Е г(1) Т " f (g I< О /(2Г(КФй -nf, )j) где S =7IU d ) 2 A (f+f -ngj — спек(g) o - c, тральная плотность аналогового гармонического колебания;

U — амплитуда формируемого колебания; д (...") — дельта-функция.

Спектр дискретной последовательности коротких выборок имеет сложную структуру. Помимо основной составляющей с частотой fc в нем содержатся составляющие с частотами nf +f (n=1, 2,3...,).

БКФ 6 содержит набор фильтров, настроенных на каждый поддиапазон формируемых гармонических колебаний, и набор высокочастотных выключателей (не показаны). Код номера поддиапазона (старшие разряды а„, ° ..,а „, блока 1 установки поступает на вход дешифратора 9 и преобразуется в нем в позиционный код, под воздействием которого включается один из высокочастотных выключателей БКФ б, и на выход цифрового синтезатора частот подается сигнал с фильтра, соответствующий данному поддиапаэону. Множиsin ))t, f тель Н„„(1 = — „в выражении для спектральной плотности формируемого гармонического колебания можно рассматривать как передачточную характеристику аналогового ключа 5. Поскольку длительность выборок на вы1432722

1 Йт

55 ходе аналогового ключа 5 меньше тактового интервала Т, передаточная характеристика аналогового ключа 5 уже первоначально имеет .меньшую амплитудную неравномерность по сравнению с передаточной характеристикой ЦАП 4, Для стабилизации уровня выходного сигнала в широком диапазоне частот служат аналоговый ключ 5, BBK 10 и преобразователь 11 код — время.

Сущность стабилизации уровня выходного сигнала состоит в следующем.

При изменении длительности выборок передаточная характеристика аналогового ключа 5 также изменяется. На

"нулевой" частоте длительность формируемых выборок „ минимальная. С повышением значения формируемой часто ты длительность выборок увеличивается и достигает максимального значения т на верхней частоте f рабочего диЬ в апазона. При этом длительность выборок изменяется так, что значение передаточной характеристики аналогового ключа 5 на синтезируемой частоте постоянно во всем рабочем диапазоне частот. Максимальная длительность выборок формируемого сигнала выбирается из условия получения максимального значения передаточной характеристики аналогового ключа 5 на верхней частоте рабочего диапазона. Данному условию соответствует длительность выбор 1 рок = -f. и значение передаточной

2 в характеристики аналогового ключа 5 соответствует при этом

Длительность выборок для других значений синтезируемых частот находится из условия Н ()=Н AK(f 1 и с

Ь определяется из выражения

"(f )== arcsin (— ) .

1 ° с

7f в о

Формирование кодов длительности выборок осуществляется БВК 10, который может иметь различные выполнения.

Более предпочтительным выполнение

БВК 10 в виде постоянного запоминающего устройства, в котором хранятся коды длительности выборок для различных значений частоты. В процессе работы кодированное значение синтезируемой частоты А подается на вход

БВК 10, который и формирует соответствующий данному значению частоты код длительности выборок. Преобразователь

11 код — время по каждому тактовому импульсу с выхода опорного генератора 7 формирует короткие импульсы, длительность которых определяется кодами с выхода БВК 10.

В связи с тем, что ЦАП 4 имеет определенное время установления выход ного напряжения, а также то, что при цифроаналоговом преобразовании возникают помеховые выбросы, синхронизация накопителя 2 и блока 3 вычисления осуществляется тактовыми импульсами, задержанными элементом 8 задержки на время c . При этом к моменту открывания аналогового ключа 5 переходные процессы в ЦАП 4 заканчиваются и тем самым в выходном сигнале цифрового синтезатора частот устраняются помеховые шумы ЦАП 4.

Количество управляющих разрядов преобразователя 11 код — время и количество уровней квантования по частоте рабочего диапазона частот и, следовательно, объем блока памяти

БВК 10 не зависят от верхней синтезируемой частоты, а определяются толь-, ко максимальной нестабильностью выходного уровня сигнала.

Таким образом, цифровой синтезатор частот расширяет рабочий диапазон формируемых колебаний, при этом обеспечивается стабилизация уровня выходного сигнала во всем диапазоне рабочих частот при меньших аппаратурных затратах, Формула изобретения

Цифровой синтезатор частот, содержащий последовательно соединенные блок установки частоты и блок вычисления коррекции, последовательно соединенные накопитель, блок вычисления выборок и цифроаналоговый преобразователь, а также опорный генератор, при этом вход синхронизации блока вычисления выборок объединен с входом синхронизации накопителя, кодовые входы которого подключены к соответствующим кодовым выходам младших разрядов блока установки частоты, о т— л и ч а ю шийся тем,. что, с це1 лью расширения частотного диапазона синтезируемых колебаний, введены дешифратор, элемент задержки и последо" вательно соединенные преобразователь

1432722

Составитель Ю. Ковалев

Техред М.Дидык Корректор В.Гирняк

Редактор И.Горная

Заказ 5461/52 Тираж 929 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 код - время, аналоговый ключ и блок коммутируемых фильтров, управляющие входы которого подключены к соответствующим выходам дешифратора, входы которого соединены с соответствующими кодовыми входами старших разрядов блока установки частоты, управляющие входы преобразователя код — время подключены к соответствующим выходам блока вычисления коррекции, сигнальный вход аналогового ключа соединен с выходом цифроаналогового преобра5 зователя, синхрониэирующий вход преобразователя код — время объединен с входом элемента задержки и подключен к выходу опорного генератора, а выход элемента задержки соединен с входом синхрониэации накопителя.