DE3613504C1 - Digital frequency synthesizer - Google Patents

Digital frequency synthesizer

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Publication number
DE3613504C1
DE3613504C1 DE19863613504 DE3613504A DE3613504C1 DE 3613504 C1 DE3613504 C1 DE 3613504C1 DE 19863613504 DE19863613504 DE 19863613504 DE 3613504 A DE3613504 A DE 3613504A DE 3613504 C1 DE3613504 C1 DE 3613504C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
adder
register
period
frequency
increment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE19863613504
Other languages
English (en)
Inventor
Heinrich Dipl-Ing Loeffler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Original Assignee
Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Rohde and Schwarz GmbH and Co KG filed Critical Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority to DE19863613504 priority Critical patent/DE3613504C1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3613504C1 publication Critical patent/DE3613504C1/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K4/00Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions
    • H03K4/02Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having stepped portions, e.g. staircase waveform
    • H03K4/026Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having stepped portions, e.g. staircase waveform using digital techniques

Landscapes

  • Manipulation Of Pulses (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen digitalen Frequenz-Synthesizer laut Oberbegriff des Hauptanspruches.
Ein Synthesizer dieser Art zur Erzeugung einer Sinuswechsel­ spannung ist bekannt (US-Patentschrift 37 35 269). Es ist auch bekannt, auf diese Weise Dreieckspannungen oder Rechteckspan­ nungen zu erzeugen. Dabei können jedoch nur symmetrische Drei­ eckspannungen oder Rechteckspannungen mit einem festen Tast­ verhältnis von 1 : 1 erzeugt werden, d. h. bei einer Dreieck­ spannung ist die Halbperiode mit der ansteigenden Flanke immer gleich groß wie die Halbperiode der anschließenden abfallenden Flanke.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen digitalen Frequenz-Synthe­ sizer zu schaffen, bei dem nicht nur die Frequenz, sondern auch das Verhältnis zwischen den aufeinanderfolgenden Teil­ perioden der Dreieck- bzw. Rechteckspannung beliebig wählbar ist.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Frequenz-Synthesizer laut Oberbegriff des Patentanspruches durch dessen kennzeich­ nende Merkmale gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Synthesizer ist es möglich, an den beiden Inkrementregistern unterschiedliche Zahlen­ inkremente für die aufeinanderfolgenden Teilperioden der zu erzeugenden Dreieck- oder Rechteckspannung einzustellen und damit das Tastverhältnis während einer Periode beliebig einzustellen. Damit können beliebig unsymmetrische Dreieck- oder Rechteckspannungen erzeugt werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeich­ nungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Fig. 1 zeigt das Prinzipschaltbild eines erfindungsgemäßen digital arbeitenden Frequenz-Synthesizers. Dieser besteht aus einem Addierer 1, dem aus einem Taktgenerator 2 eine feste Taktfrequenz f c zugeführt wird. Aus einem Inkrement­ register 4 werden dem Addierer 1 vorbestimmte Zahleninkremente 5 zugeführt, die an einer Einstellvorrichtung 6 entsprechend der gewünschten Ausgangsfrequenz f einstellbar sind. Der Addierer 1 besteht beispielsweise aus einer Summierschal­ tung 7 und einem anschließenden Umschalter 8 in Form einer Exklusiv-Oder-Schaltung 8, über welche der Ausgangswert der Summierschaltung 7 einem Digital-Analog-Wandler 9 zu­ geführt wird. Der Umschalter 8 ist außerdem noch über die Steuerleitung 10 von der Summierschaltung 7 steuerbar und zwar ist die Summierschaltung 7 auf einen vorgegebenen Maxi­ malwert max und einen vorgegebenen Minimalwert min voreinge­ stellt. Der Addierer 1 addiert im Takt der Taktfrequenz f c die vom Inkrementregister 4 zugeführten Zahleninkremente 5, bis der voreingestellte Maximalwert max erreicht ist. Der Digital-Analog-Wandler 9 wandelt diese im Takt der Takt­ frequenz ansteigenden Zahlenwerte in entsprechende analoge Spannungswerte um, so daß am Ausgang 11 eine Treppenspannung 12 entsteht, die der inkrementweise zunehmenden Summe in der Summierschaltung 7 entspricht. Wenn der Maximalwert max erreicht ist wird über die Steuerleitung 10 der Umschalter 8 umgeschaltet und der Addierer 1 wirkt damit dann für die weiterhin zugeführten Inkremente 5 als Subtrahierer, obwohl in dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Summierschaltung 7 weiterhin die zugeführten Inkremente 5 addiert. Über den Umschalter 8 wird also nach Erreichen des Maximalwertes max von Addieren auf Subtrahieren umgeschaltet, in dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch Komplementbildung. Auf diese Weise wird in der anschließenden Teilperiode die treppenförmig ab­ fallende Flanke 13 einer Dreieckspannung am Ausgang des Wand­ lers 9 erzeugt, bis schließlich der voreingestellte Minimal­ wert min der Summierschaltung 7 erreicht wird, woraufhin wieder der Umschalter 8 auf Addieren umschaltet. Auf diese Weise wird also digital eine Dreieckspannung erzeugt, die aus einer ansteigenden ersten Teilperiode 12 und einer ab­ fallenden anschließenden zweiten Teilperiode 13 besteht, diese beiden Teilperioden p i und p d ergeben zusammen eine volle Periode P dieser Dreieckspannung. Da die beim Auf­ summieren erreichten Zahlenwerte max und min des Addierers 1 jeweils den Grenzen der Teilperioden p i und p d entsprechen kann das entsprechende Steuersignal auf der Steuerleitung 10 auch unmittelbar zum Erzeugen einer Rechteckspannung benutzt werden, in diesem Fall ist lediglich eine schaltbare Spannungs­ quelle 14 mit fest eingestellter Amplitude erforderlich, die an den Zeitpunkten max und min jeweils umschaltet.
Gemäß der Erfindung besteht das Inkrementregister 4 aus zwei Einzelregistern 20 und 21, die vorzugsweise als Tri-State- Inkrementregister ausgebildet sind. Die beiden Register 20 und 21 sind unabhängig voneinander über die Einstelleinrich­ tung 6 auf unterschiedliche Zahleninkremente einstellbar. Neben den Einstellknöpfen 22 zum Einstellen der gewünschten Ausgangsfrequenz f ist an der Einstelleinrichtung 6 noch ein zusätzlicher Einstellschalter 23 vorgesehen, an welchem be­ liebige Tastverhältnisse zwischen den aufeinanderfolgenden Teilperioden p i und p d der Gesamtperiode P einstellbar sind. An dem Einstellknopf 23 kann also beispielsweise ein Tastverhältnis p i : p d = 5:95 in Prozent eingestellt werden. Die Einstelleinrichtung 6 enthält einen Mikro­ prozessor, der aus diesen voreingestellten Werten für die Frequenz und für das Tastverhältnis der Dreieck- oder Rechteckspannung jeweils die Zahleninkremente errechnet, die jeweils für die unterschiedlich langen Teilperioden p i und p d nötig sind und deren Summe die der gewünschten Fre­ quenz f entsprechende Gesamtperiodendauer P ergibt. Über den Mikorprozessor der Einstelleinrichtung 6 wird also beispielsweise das eine Register 20 auf ein Inkrement eingestellt, zu dem der Addierer 1 die Zeit p i der ersten Halbperiode benötigt, um ausgehend von seinem vorgegebenen Minimalwert min seinen Maximalwert max zu erreichen. Das andere Register 21 wird auf ein Zahleninkrement einge­ stellt, zu dessen Subtrahierung der Addierer 1 die Zeit p d benötigt, um von seinem Maximalwert max wieder den Minimal­ wert min zu erreichen. Über die zusätzliche Steuerschaltung 24, die über die Steuersignale der Steuerleitung 10 gesteuert ist, wird erreicht, daß das eine Register 20 immer während der Teilperiode p i an den Addierer 1 angeschaltet ist und an diesen das an ihm eingestellte Inkrement abgibt, während in der anschließenden Teilperiode p d das andere Inkrement­ register 21 an den Addierer 1 angeschaltet ist. Auf diese Weise wird die in Fig. 2 dargestellte Treppenkurve erzeugt, deren Gesamtperiodendauer P durch die eingestellte gewünschte Frequenz f bestimmt ist und deren Tastverhältnis p i :p d jeweils bestimmt ist durch die in den beiden Registern 20 und 21 ein­ gestellten unterschiedlichen Zahleninkremente. Über den Wand­ ler 9 wird also eine durch diese Treppenkurve nach Fig. 2 gebildete Dreieckspannung vorbestimmter Frequenz f und mit vorgegebenem Tastverhältnis erzeugt, am Ausgang des Wandlers 14 entsteht eine entsprechende Rechteckspannung ebenfalls mit vorgegebenem Tastverhältnis.

Claims (1)

  1. Digitaler Frequenz-Synthesizer zum Erzeugen einer Dreieck- oder Rechteckspannung vorbestimmter Fre­ quenz (f) mit einem Inkrementregister (4), in wel­ chem der gewünschten Frequenz entsprechende Zahlen­ inkremente (5) einstellbar sind, und mit einem Addierer (1), in welchem diese Zahleninkremente (5) mit dem Takt (T) einer festen Taktfrequenz (f c ) in aufeinanderfolgenden Teilperioden (p i , p d ), welche jeweils durch den Minimalwert (min) bzw. Maximalwert (max) des Addierers (1) bestimmt sind, abwechselnd addiert bzw. subtrahiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß zwei voneinander unabhängig einstellbare In­ krementregister (20, 21) vorgesehen sind und über einen vom Addierer (1) gesteuerten Umschalter (24) während der einen Teilperiode (p i ) jeweils das eine Register (20) und während der darauffolgenden Teil­ periode (p d ) jeweils das andere Register (21) mit dem Addierer (1) verbunden ist.
DE19863613504 1986-04-22 1986-04-22 Digital frequency synthesizer Expired DE3613504C1 (en)

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DE19863613504 DE3613504C1 (en) 1986-04-22 1986-04-22 Digital frequency synthesizer

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DE19863613504 DE3613504C1 (en) 1986-04-22 1986-04-22 Digital frequency synthesizer

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DE3613504C1 true DE3613504C1 (en) 1987-04-02

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DE19863613504 Expired DE3613504C1 (en) 1986-04-22 1986-04-22 Digital frequency synthesizer

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DE (1) DE3613504C1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5852387A (en) * 1994-10-28 1998-12-22 Siemens Aktiengesellschaft Voltage-controlled oscillator that operates over a wide frequency range

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3735269A (en) * 1971-10-29 1973-05-22 Rockland Systems Corp Digital frequency synthesizer

Patent Citations (1)

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