Цифровой синтезатор прямого действия

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (n>947971

Союз Советских

Социалистических

Республии (61)Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11,03.80 (2! ) 2891230/18-21 (и)м хл э

Н 03 K 23/02 с присоединением заявки МГосударственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (%3) УДН621. 374. .44(088.8) Опубликовано 30.07.82. Бюллетень Nо 28

Дата опубликования описания 300782 (72) Автор изобретения

В.A.Èâàíîâ (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗАТОР ПРЯМОГО

ДЕЙСТВИЯ

Изобретение относится к технике синтеза частот и может быть применено в частотнопреобразующих уэлсах аппаратуры времени н образцовых частот, измерительных приборов, устройств синхронизации различного назначения, электрических музыкальных инструментов, а также в технике связи, в том числе в составе синтезаторов частот косвенного действия гетеродинов и возбудителей.

Известны устройства, содержащие опорный генератор, дискретные делителит регистры н элемент сравнения кодов 11).

Недостаток известного устройства— низкая точность измерения.

Наиболее близким к предлагаемому пр технической сущности является устройство, содержащее образцовый генератор и накапливающий сум4атор, выход переноса старшего разряда которого соединен через элемент задержки с первым входом блока yrpasления, выходы которого подключены к входам накапливающего сумматора Г23.

Недостаток известного устройства— низкая точность измерения.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

2 ь l

Эта цель достигается тем, что в цифровой синтезатор прямого действия, содержащий образцовый генератор и накапливающий сумматор, выход переноса старшего разряда которого соединен через элемент задержки с первым входом блока управления, выходы которого подключены к входам накапливающего сумматора, введен блок переменной задержки импульсов, информационный вход которого соединен с выходом переноса старшего разряда накапливающего сумматора, установочные входы блока переменной задержки соединены с остальными выходами накапливающего сумматора, а второй и третий входы блока управления подключены соответственно к выходу образцового генератора и входной. шине подачи кода синтезируемой частоты.

На чертеже изображена схема устройства..

Устройство содержит накапливающий сумматор 1, элемент 2 задержки, блок

3 управления, образцОвый генератор 4, входная шина 5 подачи кода синтезируемой частоты, блок б переменной задержки, выходную .лемму 7 выход устройства.

947971

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии по шине 5 занесен код синтеэируемой частоты

F и в блоке 3 образованы коды чисел: 5

N = )To((E )

М 1=2"- jTi (1)T0((2) где ТО=1/ о Т = /Л * частота образцового генератора 4; 10

n — число двоичных разрядов регистра; символ снятия размерности, используемой для обеспечения КорреКТНосТН выражений 15 по размерности.

После запуска устройства первым же импульсом образцового генератора 4 р накапливающий сумматор 1 заносится код числа N, а каждым последующим — код числа N„. Так продолжается до возникновения на выходе старшего разряда накапливающего сумматора 1 импульса переполнения, который через блок б переменной задержки проходит на выход 7 устройства и через элемент 2 задержки — на первый управляющий вход блока 3 управления, подготавливая занесение в сумматор кода числа N при поступлении очередного импульса образцового генератора. 4. Далее каждым импульсом гене.Ратора 4 в накапливающий сумматор 1 заносится код числа N„ до очередногс переполнения накапливающего сумматора 1, после чего процессы повторяют- З5 ся циклами.

С цетом (1 ) и (2)число в сумматоре в произвольный момент времени можно представить следующим образе м: 40

N=2 -)Т; (+ к13та t )!Нац ) (3) где N „- остаток, имевшийся в сумматоре в момент его последнего переполнения;

m — порядковый номеР госледнего 45 импульса генератора 4, если счет начат после последнего переполнения сумматора.

Обозначим символами (f, () соответственно целую и дробную части чис-50 ла. Поскольку

0<мнач с 1то((4) тс при (Т; /Т 07 =0 переполнение всегда возникает в момент поступления К-го ил)пульса, где К=-Т;/T> независимо от, значения Noae . При этом в каждом целе исходное значение Мндчсохраняется неизменным, а требуемый коэффициент преобразования частоты K=f0 /F„

=Т; /То будет реализовываться точно.

Если же (Т; /T+0 (частоты fo u

F íå кратны), то значение NEE 1Eот цйкла к циклу изменяется в пределах, укаэанных неравенством (4),а требуемый коэффициент К реализуется с погрешностью. Поскольку занесение 65 числа Н „в сумматор происходит имгульсами с гериодом Тс, то любая доля числа ) Т, (в сумматоре соответствует такой же доле времени Тц.

Если числа NÄ H N1 выразить по формулам (1) и (2) с использованием сдних н тех же единиц времени (например, наносекунд), а квант д блока 6 переменной задержки выбрать равйым весу младшего разряда этих чисел, то К„с, всегда будет соответстнсщ вовать интегральному запаздыванию

7, имгульса переноса относительно соответствующего по номеру импульса идеальной госледовательности с периодом Т;. Из (4) следует выражение для пределов изл:ерения. запаздавания

0 (Т(Т

Чтсбы компенсировать это запаздывание, блок б переменной задержки должен иметь и сходнук з аде ржку 7 Т.

Компенсация запаздывания, равного Г достигается установкой в этом блоке задержки d 4 = Г - . Когда

О гредельная точность компенсации погрешности не требуется, квант д Т может соответствовать весу одного из более старших разрядов чисел й„, N<. Однако в любом случае наибольшая мгновенная интегральная нестабильность временного положения выходных импульсов синтезатора не превосхсдит вГ . Соответственно мгновенная нестабильность фазы выходной последовательности не гревосходит значения, д Ч1 =д . 1=.. 0 и (радиан), max где dt — квант задержки блока б переменной задержки;

F. — синтезируемая частота.

Таким образом, выбором d ь методическая погрешность синтеза может быть сделана заведомо меньшей погрешности другой природы. Например, если F„ =1 кгц, л С =1 нс, то из приведенной формулы получаем Ч б-10 Ь радиан.

Изобретение дает возможность синтезировать периодические последовательности импульсов произвольной "частоты на базе чисто цифровой структуры, выполняемой на цифровых микросхемах. При этом нестабильность оазы выходных импульсов, свойственная известным синтезаторам данного клааса, принципиально исключается или, по крайней мере, может быть меньше погрешностей другой. природы.

Формула изобретения

Цифровой синтезатор прямого действия, содержащий образцовый генератор и накагливающий сумматор, выход переноса старшего разряда которого

947971

Составитель Л.Воронина

Техред Л. Пекарь Корректор А.Дзятко

Редактор И.Ковальчук

Заказ 5666/78 Тирая 959

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал IIIIII "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 соединен через элемент задержки с первым входом блока управления, выходы которого подклвчены к входам накапливающего сумматора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в 5 него введен блок переменной задержки импульсов, информационный вход которого соедйнен с выходом переноса старшего разряда накапливающего сумматора, установочные входы блока пе- Ip ременной задержки соединены с остальными выходами накапливающего сумматора, а второй и третий входы блока управления подключены соответственно к выходу образцового генератора и входной шине подачи кода синтезируемой частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 600467, кл. G ОI R 23/00, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

9 334643, кл. Н 03 К 23/02, 1972.