Цифровой синтезатор частот с расширенным частотным диапазоном

 

Изобретение относится к электронно-вычислительной технике, радиотехнике и может использоваться в радиолокации, адаптивных системах связи с широкополосными сигналами. Достигаемый технический результат - расширение диапазона синтезируемых частот. Цифровой синтезатор частот с расширенным частотным диапазоном содержит генератор тактовых импульсов, блок задержки, блок постоянного запоминания, счетчик с предварительной установкой, накопитель, цифроаналоговый преобразователь, счетчик частоты, ждущий мультивибратор, фильтр нижних частот и два полосовых фильтра. 1 ил.

Изобретение относится к электронно-вычислительной технике и радиотехнике, предназначено для синтеза частотно-модулированных сигналов и может использоваться в радиолокации, адаптивных системах связи с широкополосными сигналами.

Известны цифровые синтезаторы частот, содержащие генератор тактовых импульсов и блок задержки, два блока постоянного запоминания, счетчик с предварительной установкой, два регистра памяти, два накопителя, преобразователь кодов, цифроаналоговый преобразователь, фильтр нижних частот, формирователь импульсов [1].

Наиболее близким техническим решением (прототипом) к предлагаемому является цифровой синтезатор частот, содержащий два блока постоянного запоминания, два накопителя, два регистра памяти, счетчик с предварительной установкой, преобразователь кодов, цифроаналоговый преобразователь, фильтр нижних частот, генератор тактовых импульсов и блок задержки [2].

Однако известные цифровые синтезаторы частот имеют ограниченный диапазон рабочих частот.

Положительный эффект - расширение диапазона синтезируемых частот - достигается за счет того, что в цифровой синтезатор частот, содержащий последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и блок задержки, блок постоянного запоминания, счетчик с предварительной установкой, накопитель, последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь и фильтр нижних частот, выход которого является аналоговым выходом всего устройства, а его входом является адресный вход блока постоянного запоминания, причем новым является то, что введены счетчик частоты, ждущий мультивибратор, первый и второй полосовые фильтры, причем вход ждущего мультивибратора также является входом цифрового синтезатора частот, а выход подключен к входам установки счетчика частоты, счетчика с предварительной установкой и к входу сброса накопителя, последовательно соединены блок постоянного запоминания, счетчик частоты, накопитель, цифроаналоговый преобразователь, выход последнего соединен с входами первого и второго полосовых фильтров, выходы которых также являются аналоговыми выходами всего устройства, а его входом также является информационный вход счетчика с предварительной установкой, выход последнего подключен к входу последовательного переноса счетчика частоты, а выходы блока задержки подключены к соответствующим тактовым входам счетчика частоты, накопителя и цифроаналогового преобразователя.

Цифровой синтезатор частот (см. чертеж) содержит: 1 - генератор тактовых импульсов, 2 - блок задержки, 3 - блок постоянного запоминания, 4 - счетчик частоты, 5 - накопитель, 6 - цифроаналоговый преобразователь, 7 - фильтр нижних частот, 8 - первый полосовой фильтр, 9 - второй полосовой фильтр, 10 - счетчик с предварительной установкой, 11 - ждущий мультивибратор.

Цифровой синтезатор частот работает следующим образом.

На адресный вход блока постоянного запоминания 3 выставляется адрес кода начальной частоты С_i, на информационный вход счетчика с предварительной установкой 10 - код D_k, который будет определять коэффициент деления счетчика 10 и скорость изменения частоты цифрового синтезатора частот.

Генератор тактовых импульсов 1 и блок задержки 2 служат для синхронизации счетчика частоты 4, накопителя 5, цифроаналогового преобразователя 6.

С приходом импульса запуска t_зап код С_i записывается во входной регистр счетчика частоты 5, а код D_k - в счетчик с предварительной установкой 10. Далее с каждым тактовым импульсом код А на выходе счетчика частоты 5 будет изменяться следующим образом:

Этот код А поступает на вход накопителя 5, информация на выходе которого будет изменятся по формуле

Код суммы S с выхода накопителя 5 подается на цифроаналоговый преобразователь 6, где происходит цифроаналоговое преобразование сформированного частотно-модулированного сигнала пилообразной формы.

Фильтр нижних частот 7 пропускает на выход только первую гармонику синтезированного сигнала. Если принять, что ω₀=C_i - начальная частота первой гармоники ЧМ сигнала, l/D_k=ω’ - скорость изменения циклической частоты, Δt=T - длительность тактового интервала, то тогда на выходе ФНЧ 7 будет присутствовать ЛЧМ-сигнал

где U₀ - амплитуда сигнала.

Первый полосовой фильтр 8 настроен таким образом, чтобы пропустить только вторую гармонику ЛЧМ-сигнала

Второй полосовой фильтр 9 настроен на выделение только третьей гармоники ЛЧМ-сигнала

Таким образом, цифровой синтезатор частот позволяет синтезировать три когерентных сигнала и в три раза увеличить диапазон рабочих частот по сравнению с существующими цифровыми синтезаторами.

Литература

1. Патент РФ №2149503, МПК H 03 L 7/18. Цифровой синтезатор частот. Рябов И.В., Рябов В.И., Голуб Д.В. Заявл. 13.04.1999, опубл. 20.05.2000, бюл. №14.

2. Патент РФ №2058659, МКИ Н 03 В 19/00. Цифровой синтезатор частот. Рябов И.В., Фищенко П.А. Заявл. 23.09.1993, опубл. 20.04.1996, бюл. №11 (прототип).

Формула изобретения

Цифровой синтезатор частот, содержащий последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и блок задержки, блок постоянного запоминания, счетчик с предварительной установкой, накопитель, последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь и фильтр нижних частот, выход которого является аналоговым выходом всего устройства, а его входом является адресный вход блока постоянного запоминания, отличающийся тем, что введены счетчик частоты, ждущий мультивибратор, первый и второй полосовые фильтры, причем вход ждущего мультивибратора также является входом цифрового синтезатора частот, а выход подключен к входам установки счетчика частоты, счетчика с предварительной установкой и к входу сброса накопителя, последовательно соединены блок постоянного запоминания, счетчик частоты, накопитель, цифроаналоговый преобразователь, выход последнего соединен с входами первого и второго полосовых фильтров, выходы которых также являются аналоговыми выходами всего устройства, а его входом также является информационный вход счетчика с предварительной установкой, выход последнего подключен к входу последовательного переноса счетчика частоты, а выходы блока задержки подключены к соответствующим тактовым входам счетчика частоты, накопителя и цифроаналогового преобразователя.

РИСУНКИ

Рисунок 1