RU2137287C1 - Frequency synthesizer - Google Patents

Frequency synthesizer Download PDF

Info

Publication number
RU2137287C1
RU2137287C1 RU97120989A RU97120989A RU2137287C1 RU 2137287 C1 RU2137287 C1 RU 2137287C1 RU 97120989 A RU97120989 A RU 97120989A RU 97120989 A RU97120989 A RU 97120989A RU 2137287 C1 RU2137287 C1 RU 2137287C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
adders
output
register
input
frequency
Prior art date
Application number
RU97120989A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Л.Н. Колесникова
О.В. Мякишев
Original Assignee
Омский научно-исследовательский институт приборостроения
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Омский научно-исследовательский институт приборостроения filed Critical Омский научно-исследовательский институт приборостроения
Priority to RU97120989A priority Critical patent/RU2137287C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2137287C1 publication Critical patent/RU2137287C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering; radio transmitting and receiving devices. SUBSTANCE: frequency synthesizer has series-connected first register and multiplier, series-connected standard generator and synchronizing unit, first multiplexer, storage unit, series- connected second register, digital-to-analog converter, and low- frequency filter, N input multiplexers, N first adders, N second adders, and N third registers. Accuracy of synthesizer output frequency depends on that of standard generator even at adder capacity and reference signal frequency other than multiples due to correction of adder capacity during each of its operating cycles. EFFECT: simplified design, improved accuracy of output signal frequency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиопередающих и радиоприемных устройствах. Известен синтезатор частот, содержащий опорный генератор, накопительный сумматор, элемент задержки, мультиплексор, два сумматора кодов, три регистра частоты, перемножитель кодов, преобразователь кодов, цифроаналоговый преобразователь, фильтр нижних частот [1]. The invention relates to radio engineering and can be used in radio transmitting and receiving devices. A known frequency synthesizer containing a reference generator, a storage adder, a delay element, a multiplexer, two code adders, three frequency registers, a code multiplier, a code converter, a digital-to-analog converter, a low-pass filter [1].

Данный синтезатор слишком сложен и не обеспечивает достаточную точность частоты выходного сигнала. This synthesizer is too complicated and does not provide sufficient accuracy of the output signal frequency.

Известны синтезаторы частот, в которых для повышения точности используются различные схемные решения [2]. Frequency synthesizers are known in which various circuit solutions are used to increase accuracy [2].

Используемые для повышения точности схемные решения либо сложны, например, схема десятичного сумматора, где за счет последовательного соединения двоичных сумматоров снижается быстродействие схемы, либо вообще не могут обеспечить точность не хуже точности опорного генератора. The circuit solutions used to increase accuracy are either complex, for example, a decimal adder circuit, where the circuit speed decreases due to the serial connection of binary adders, or they cannot provide accuracy no worse than the accuracy of the reference generator.

Известен цифровой синтезатор частот, содержащий генератор тактовых импульсов, делитель частоты, блок формирования кода частоты, формирователь управляющего кода, два накопителя фазы, умножитель кодов, блок суммирования, распределитель импульсов, три регистра памяти, блок постоянной памяти, коммутатор, ЦАП и фильтр нижних частот [3]. A well-known digital frequency synthesizer containing a clock generator, a frequency divider, a frequency code generation unit, a control code generator, two phase storage devices, a code multiplier, an accumulation unit, a pulse distributor, three memory registers, a read-only memory unit, a switch, a DAC and a low-pass filter [3].

Данный синтезатор не позволяет получать точное значение частоты выходного сигнала. This synthesizer does not allow you to get the exact value of the frequency of the output signal.

Известен синтезатор сигналов с заданным законом изменения фазы, содержащий два делителя частоты, блок формирования кодов фазы и частоты, N-1 комбинационных сумматора, N преобразователей кода, N дополнительных регистров памяти, элемент задержки, коммутатор, регистр памяти, ЦАП, фильтр нижних частот, блок формирования кодов фазы, синхронизатор, опорный генератор [4]. A well-known signal synthesizer with a predetermined law of phase change, containing two frequency dividers, a phase and frequency code generation unit, N-1 combination adders, N code converters, N additional memory registers, a delay element, a switch, a memory register, a DAC, a low-pass filter, phase code generation unit, synchronizer, reference generator [4].

Данный синтезатор не обеспечивает достаточную точность частоты выходного сигнала. This synthesizer does not provide sufficient accuracy for the output frequency.

Задача изобретения - упрощение устройства и повышение точности частоты выходного сигнала. The objective of the invention is to simplify the device and improve the accuracy of the frequency of the output signal.

Для этого в синтезатор частот, содержащий последовательно соединенные первый регистр и умножитель, последовательно соединенные опорный генератор и блок синхронизации, первый мультиплексор, блок памяти, последовательно соединенные второй регистр, цифроаналоговый преобразователь и фильтр нижних частот, введены N вторых мультиплексоров, N первых сумматоров, N вторых сумматоров и N третьих регистров, причем первые входы N первых сумматоров соединены с соответствующими выходами умножителя, вторые входы N первых сумматоров соединены между собой и с выходом N-го третьего регистра, выход каждого из N первых сумматоров подключен к первому входу соответствующего второго сумматора, выход переноса каждого из N первых сумматоров соединен с управляющим входом соответствующего второго мультиплексора, выходы N вторых мультиплексоров соединены с вторыми входами соответствующих вторых сумматоров, выход каждого из которых подключен к входу соответствующего третьего регистра, выход каждого из N третьих регистров соединен с соответствующим входом первого мультиплексора, выход первого мультиплексора соединен с входом блока памяти, выход блока памяти соединен с входом второго регистра, выходы блока синхронизации соединены с тактовыми входами N третьих регистров, управляющими входами первого мультиплексора и с тактовым входом второго регистра, при этом первые входы N вторых мультиплексоров соединены между собой и являются входом сигнала "логический 0", вторые входы N вторых мультиплексоров соединены между собой и являются входом, на который подается добавочный код. For this purpose, N second multiplexers, N first adders, N are introduced into the frequency synthesizer, which contains the first register and the multiplier connected in series, the reference oscillator and the synchronization unit, the first multiplexer, the memory unit, the second register, the digital-analog converter and the low-pass filter, connected in series second adders and N third registers, with the first inputs of the N first adders connected to the respective outputs of the multiplier, the second inputs of the N first adders connected between battle and with the output of the Nth third register, the output of each of the N first adders is connected to the first input of the corresponding second adder, the transfer output of each of the N first adders is connected to the control input of the corresponding second multiplexer, the outputs of the N second multiplexers are connected to the second inputs of the corresponding second adders , the output of each of which is connected to the input of the corresponding third register, the output of each of the N third registers is connected to the corresponding input of the first multiplexer, the output of the first m the lithlexer is connected to the input of the memory block, the output of the memory block is connected to the input of the second register, the outputs of the synchronization block are connected to the clock inputs of the N third registers controlling the inputs of the first multiplexer and the clock input of the second register, while the first inputs of the N second multiplexers are interconnected and are the input signal is "logical 0", the second inputs of the N second multiplexers are interconnected and are the input to which the additional code is supplied.

Предлагаемое техническое решение соответствует критерию изобретения "новизна", т. к. отличается от прототипа наличием новых функциональных элементов и новых связей между элементами. The proposed solution meets the criteria of the invention of "novelty", because it differs from the prototype by the presence of new functional elements and new relationships between the elements.

На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства. In FIG. 1 shows a structural electrical diagram of the proposed device, FIG. 2 - time diagrams of the operation of the device.

Синтезатор содержит последовательно соединенные первый регистр 3(РГ1) и умножитель 2 (УМ), последовательно соединенные опорный генератор 1 (ОГ), блок 4 синхронизации (БС), первый мультиплексор 5 (МХ1), блок 6 памяти (БП), второй регистр 7 (РГ2), цифроаналоговый преобразователь 8 (ЦАП) и фильтр 9 нижних частот (ФНЧ), N вторых мультиплексоров 10-1, 10-2,...10-N (МХ2), N первых сумматоров 11-1, 11-2,...11-N (СМ1), N вторых сумматоров 12-1, 12-2,. . . 12-N (СМ2) и N третьих регистров 13-1, 13-2,...13-N (РГ3), причем первые входы N первых сумматоров соединены с соответствующими выходами умножителя, вторые входы N первых сумматоров соединены между собой и с выходом N-го третьего регистра, выход каждого из N первых сумматоров подключен к первому входу соответствующего второго сумматора, выход переноса каждого из N первых сумматоров соединен с управляющим входом соответствующего второго мультиплексора, выходы N вторых мультиплексоров соединены со вторыми входами соответствующих вторых сумматоров, выход каждого из которых подключен к входу соответствующего третьего регистра, выход каждого из N третьих регистров соединен с соответствующим входом первого мультиплексора, выход первого мультиплексора соединен с входом блока памяти, выход блока памяти соединен с входом второго регистра, выходы блока синхронизации соединены с тактовыми входами N третьих регистров, управляющими входами первого мультиплексора и с тактовым входом второго регистра, при этом первые входы N вторых мультиплексоров соединены между собой и являются входом сигнала "логический 0", вторые входы N вторых мультиплексоров соединены между собой и являются входом, на который подается добавочный код. The synthesizer contains serially connected first register 3 (RG1) and multiplier 2 (UM), serially connected reference generator 1 (OG), synchronization unit 4 (BS), first multiplexer 5 (MX1), memory unit 6 (PSU), second register 7 (РГ2), digital-to-analog converter 8 (DAC) and low-pass filter 9 (low-pass filter), N second multiplexers 10-1, 10-2, ... 10-N (МХ2), N first adders 11-1, 11-2 , ... 11-N (CM1), N of the second adders 12-1, 12-2 ,. . . 12-N (СМ2) and N third registers 13-1, 13-2, ... 13-N (РГ3), the first inputs of the N first adders connected to the corresponding outputs of the multiplier, the second inputs of the N first adders connected to each other and the output of the Nth third register, the output of each of the N first adders is connected to the first input of the corresponding second adder, the transfer output of each of the N first adders is connected to the control input of the corresponding second multiplexer, the outputs of the N second multiplexers are connected to the second inputs of the corresponding second adders, the output each of which is connected to the input of the corresponding third register, the output of each of the N third registers is connected to the corresponding input of the first multiplexer, the output of the first multiplexer is connected to the input of the memory block, the output of the memory block is connected to the input of the second register, the outputs of the synchronization block are connected to the clock inputs of N third registers controlling the inputs of the first multiplexer and with the clock input of the second register, while the first inputs of the N second multiplexers are interconnected and are the signal input "logical 0", the second inputs of the N second multiplexers are interconnected and are the input to which the additional code is supplied.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Как известно, в прямых цифровых синтезаторах частоты формирование сигнала заданной частоты осуществляется путем вычисления в тактовые моменты времени кода линейно нарастающей фазы, преобразования кода фазы в код амплитуды синусоидального колебания, цифроаналогового преобразования и низкочастотной фильтрации. As is known, in direct digital frequency synthesizers, the formation of a signal of a given frequency is carried out by calculating a linearly increasing phase code at clock times, converting a phase code into a code for the amplitude of a sinusoidal oscillation, digital-to-analog conversion, and low-pass filtering.

Выходная частота прямого цифрового синтезатора равна

Figure 00000002

где Fо - частота опорного сигнала,
A - код частоты,
P - коэффициент деления (определяется емкостью сумматора).The output frequency of the direct digital synthesizer is
Figure 00000002

where F about the frequency of the reference signal
A is the frequency code,
P - division ratio (determined by the capacity of the adder).

Для пояснения работы устройства представим схему устройства, состоящую из параллельных трактов суммирования - N блоков формирования суммы (БФС), каждый из которых состоит из второго мультиплексора 10-1, 10-2,...10-N и последовательно соединенных первого сумматора 11-1, 11-2,...11-N, второго сумматора 12-1, 12-2, ...12-N и третьего регистра 13-1, 13-2,...13-N. To explain the operation of the device, we will present a device diagram consisting of parallel summation paths — N sum forming units (BFS), each of which consists of a second multiplexer 10-1, 10-2, ... 10-N and a series-connected first adder 11- 1, 11-2, ... 11-N, the second adder 12-1, 12-2, ... 12-N and the third register 13-1, 13-2, ... 13-N.

На вторые входы первых сумматоров 11-1, 11-2,...11-N всех N БФС поступает код с выхода третьего регистра 13-N N-го БФС, а на первые входы первых сумматоров 11-1, 11-2,...11-N всех N БФС с умножителя 2 поступают коды, кратные коду A (A, 2A, 3A,...). В каждом из БФС емкость первого сумматора 11-1, 11-2,...11-N равна P - коэффициенту деления. N-ый БФС, код с выхода третьего регистра 13-N которого поступает непосредственно на вторые входы первых сумматоров 11-1, 11-2,...11-N всех N БФС, выполняет функцию накапливающего сумматора, работающего с шагом NA. The second inputs of the first adders 11-1, 11-2, ... 11-N of all N BFS receive a code from the output of the third register 13-N of the N-th BFS, and the first inputs of the first adders 11-1, 11-2, ... 11-N of all N BPSs from the multiplier 2, codes are multiples of the code A (A, 2A, 3A, ...). In each of the BFS, the capacity of the first adder 11-1, 11-2, ... 11-N is equal to P - division coefficient. The N-th BFS, the code from the output of the third register 13-N of which goes directly to the second inputs of the first adders 11-1, 11-2, ... 11-N of all N BFS, performs the function of an accumulative adder operating in steps of NA.

Суммирование происходит одновременно на всех БФС, отличаются они лишь кодом, поступающим с умножителя 2 на первые входы первых сумматоров 11-1, 11-2,...11- N. По окончании процесса суммирования производится одновременная запись в третьи регистры 13-1, 13-2,... 13-N всех N БФС кодов, которые являются промежуточными между NA отсчетами кода фазы и составляют в сумме последовательный набор текущих фаз выходного сигнала устройства, а код, записанный в третий регистр 13-N N-го БФС, кроме того и исходным кодом для следующего цикла суммирования. Summation occurs simultaneously on all BFS, they differ only in the code coming from the multiplier 2 to the first inputs of the first adders 11-1, 11-2, ... 11- N. At the end of the summation process, simultaneous recording is made in the third registers 13-1, 13-2, ... 13-N of all N BFS codes that are intermediate between the NA samples of the phase code and add up to a sequential set of the current phases of the output signal of the device, and the code recorded in the third register 13-N of the Nth BFS, in addition, the source code for the next summation cycle.

Вернемся к формуле (1). Let us return to the formula (1).

Выходная частота стандартных высокостабильных генераторов, как правило, кратна 1 МГц, емкость сумматора равна степени числа 2. The output frequency of standard highly stable oscillators, as a rule, is a multiple of 1 MHz, the capacity of the adder is equal to the power of 2.

При некратности чисел в числителе и знаменателе дроби реальное значение частоты на выходе устройства, получаемое делением этих чисел, не точно соответствует требуемому значению частоты, т.к. результат деления - число не целое. If the numbers in the numerator and denominator of the fraction are multiple, the real value of the frequency at the output of the device obtained by dividing these numbers does not exactly correspond to the required frequency value, because the result of division is the number is not an integer.

Представим емкость накапливающего сумматора как сумму двух чисел - одно из них кратно коду требуемой частоты А, а другое дополняет это число до значения, являющегося степенью числа 2:
N = К • А + Д, (2)
где К - целое число,
Д - добавочный код.
Imagine the capacity of the accumulating adder as the sum of two numbers - one of them is a multiple of the code of the required frequency A, and the other complements this number to a value that is a power of 2:
N = K • A + D, (2)
where K is an integer
D is the extension code.

Для получения значения выходной частоты с точностью опорного генератора предлагается корректировать емкости сумматоров. To obtain the value of the output frequency with the accuracy of the reference generator, it is proposed to adjust the capacitance of the adders.

В каждом из N БФС при отсутствии сигнала переноса на выходе первого сумматора 11-1, 11-2,...11-N на второй вход соответствующего второго сумматора 12-1, 12-2,..,12-N через соответствующий второй мультиплексор 10-1, 10-2,... 10-N поступает сигнал "логический 0" и код с выхода соответствующего второго сумматора 12-1, 12-2, . . .12-N проходит на соответствующий третий регистр 13-1, 13-2,...13-N. In each of the N BFS in the absence of a transfer signal at the output of the first adder 11-1, 11-2, ... 11-N to the second input of the corresponding second adder 12-1, 12-2, .., 12-N through the corresponding second the multiplexer 10-1, 10-2, ... 10-N receives the signal "logical 0" and the code from the output of the corresponding second adder 12-1, 12-2,. . .12-N goes to the corresponding third register 13-1, 13-2, ... 13-N.

При переполнении любого из первых сумматоров 11-1, 11-2,...11-N, которое может произойти после проведения очередной записи кода в третьи регистры 13-1, 13-2,...13-N и, как следствие, смене кода на вторых входах первых сумматоров 11-1, 11-2,...11-N, на выходе переноса соответствующего первого сумматора 11-1, 11-2,...11-N появляется сигнал, которым управляя соответствующим вторым мультиплексором 10-1, 10-2,...10-N подключает на второй вход соответствующего второго сумматора 12-1, 12-2,...12-N добавочный код Д, и на вход соответствующего третьего регистра 13-1, 13-2,...13-N для новой записи поступает код равный сумме остатка на выходе каждого из переполненных первых сумматоров 11-1, 11-2,...11-N из очередного цикла и добавочного кода Д. По окончании процесса суммирования полученное значение суммы записывается в соответствующий третий регистр 13-1, 13-2,...13-N, сигнал переноса на выходе переноса каждого из переполненных первых сумматоров 11-1, 11-2,...11-N пропадает и соответствующий второй мультиплексор 10-1, 10-2,...10-N вновь подключает на второй вход соответствующего второго сумматора 12-1, 12-2,...12-N сигнал "логический 0". Сигналы переполнения первых сумматоров 11-1, 11-2,... 11-N в каждом из ФКС формируются независимо друг от друга. When any of the first adders 11-1, 11-2, ... 11-N is overflowed, which may occur after the next recording of the code in the third registers 13-1, 13-2, ... 13-N and, as a result , changing the code at the second inputs of the first adders 11-1, 11-2, ... 11-N, at the transfer output of the corresponding first adder 11-1, 11-2, ... 11-N, a signal appears that controls the corresponding second the multiplexer 10-1, 10-2, ... 10-N connects to the second input of the corresponding second adder 12-1, 12-2, ... 12-N the additional code D, and the input of the corresponding third register 13-1, 13-2, ... 13-N for a new post entry a code equal to the sum of the remainder at the output of each of the overflowed first adders 11-1, 11-2, ... 11-N from the next cycle and the additional code D drops. At the end of the summation process, the resulting value of the sum is written into the corresponding third register 13-1, 13-2, ... 13-N, the transfer signal at the transfer output of each of the crowded first adders 11-1, 11-2, ... 11-N disappears and the corresponding second multiplexer 10-1, 10-2, .. .10-N reconnects the logic 0 signal to the second input of the corresponding second adder 12-1, 12-2, ... 12-N. Overflow signals of the first adders 11-1, 11-2, ... 11-N in each of the FCC are formed independently of each other.

Общее необходимое количество параллельно включенных ФКС определяется собственным быстродействием каждого из них. The total required number of parallel-connected FCCs is determined by their own speed of each of them.

В умножителе 2 формируются коды чисел кратных А. Коды этих чисел формируются на основе типовых схем умножения или же с использованием дополнительных сумматоров. Так коды 2А, 4А, 8А,... получаются простым сдвигом исходного кода А на 1, 2, 3,... разряда, а коды ЗА, 5А, 6А,... получают суммированием (2А + А), (4А + А), (4А + 2А),... на нескольких дополнительных сумматорах (могут входить в состав схемы умножителя, на чертеже не показаны). In multiplier 2, codes of multiples of A. are generated. Codes of these numbers are generated on the basis of typical multiplication schemes or using additional adders. So codes 2A, 4A, 8A, ... are obtained by simply shifting the source code A by a 1, 2, 3, ... digit, and codes ZA, 5A, 6A, ... are obtained by summing (2A + A), (4A + A), (4A + 2A), ... on several additional adders (may be part of the multiplier circuit, not shown in the drawing).

Блок 4 синхронизации, на вход которого подается сигнал опорного генератора 3, вырабатывает тактовые сигналы для записи во второй регистр 7 и N третьих регистров 13-1, 13-2,...13-N, а также управляющие сигналы для первого мультиплексора 5, обеспечивая при этом высокую точность вырабатываемых сигналов (не хуже точности опорного генератора). Выходные сигналы блока 4 синхронизации приведены на фиг. 2б - фиг. 2ж, на фиг. 2а - входные сигналы, поступающие с опорного генератора 3. Сигналы, приведенные на фиг. 2б, используются для записи кодов в N третьих регистров 13-1, 13-2,...13-N всех N ФКС, сдвинутые по времени относительно них и распределенные по количеству ФКС сигналы поступают на управляющим вход первого мультиплексора 5 (фиг. 2г - фиг. 2ж), сдвинутые относительно управляющих сигналов первого мультиплексора 5 сигналы поступают на тактовый вход второго регистра 7 (фиг. 2в). На фиг. 2з показаны значения кодов отсчетов синусоидальной функции для случая N = 4, приведенные к аналоговому виду. Block 4 synchronization, the input of which is the signal of the reference generator 3, generates clock signals for recording in the second register 7 and N of the third registers 13-1, 13-2, ... 13-N, as well as control signals for the first multiplexer 5, while ensuring high accuracy of the generated signals (no worse than the accuracy of the reference generator). The output signals of the synchronization unit 4 are shown in FIG. 2b - FIG. 2g, in FIG. 2a - input signals coming from the reference generator 3. The signals shown in FIG. 2b are used to write codes to N third registers 13-1, 13-2, ... 13-N of all N FCCs, time-shifted relative to them and distributed by the number of FCC signals are fed to the control input of the first multiplexer 5 (Fig. 2d - Fig. 2g), shifted relative to the control signals of the first multiplexer 5, the signals are fed to the clock input of the second register 7 (Fig. 2B). In FIG. 2h shows the values of the codes of samples of the sinusoidal function for the case N = 4, reduced to analog form.

Сформированные значения кодов с выхода первого мультиплексора 5 подаются непосредственно на блок 6 памяти, выполненный на программируемом постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ), и определяют адрес выборки кода амплитуды синусоиды из блока 6 памяти. В ПЗУ записан период синусоиды, с количеством выборок равным емкости сумматора (Р-Д). Оставшаяся часть ПЗУ не программируется и не используется. При этом каждому коду на выходе первого мультиплексора 5 соответствует точное значение огибающей синусоиды. The generated code values from the output of the first multiplexer 5 are fed directly to the memory unit 6, executed on a programmable read-only memory (ROM), and determine the address of the selection of the amplitude code of the sinusoid from the memory unit 6. A period of a sinusoid is recorded in the ROM, with the number of samples equal to the capacity of the adder (RD). The rest of the ROM is not programmed or used. In this case, each code at the output of the first multiplexer 5 corresponds to the exact value of the envelope of the sinusoid.

Код амплитуды поступает на входы цифроаналогового преобразователя 8, на выходе которого получается многоуровневое ступенчатое напряжение, из которого с помощью фильтра 9 нижних частот выделяется сигнал формируемой частоты. The amplitude code is supplied to the inputs of the digital-to-analog converter 8, at the output of which a multilevel step voltage is obtained, from which a signal of the generated frequency is extracted using a low-pass filter 9.

Сравним предложенное устройство с известными. Compare the proposed device with the known.

В известном устройстве [1] используется корректировка емкости накапливающего сумматора путем введения добавочного кода, но в результате дальнейших преобразований появляется погрешность, приводящая к неточности выходного сигнала. In the known device [1], the capacity of the accumulating adder is adjusted by introducing an additional code, but as a result of further transformations an error appears, leading to inaccuracy of the output signal.

Обоснуем сказанное. Justify what has been said.

Рассмотрим часть схемы известного устройства [1] (сумматор 8, регистр 9, умножитель 10, преобразователь 11 кодов, ЦАП 12 и ФНЧ 13). Преобразование кодов, сформированных на выходе накапливающего сумматора 2, в коды многоуровневого ступенчатого напряжения осуществляется после дополнительного вычитания (сумматор 8) и умножения (умножитель 10) на дополнительное число L, что объясняется тем, что в преобразователе 11 кодов записаны значения кодов для каждого из Р = 2n значений синусоиды, а на выходе накапливающего сумматора 2 появляются коды, представляющие собой долю периода синусоиды, описанную значением (P-B).Consider a part of the circuit of the known device [1] (adder 8, register 9, multiplier 10, converter 11 codes, DAC 12 and low-pass filter 13). The conversion of the codes generated at the output of the accumulating adder 2 into multilevel step voltage codes is carried out after additional subtraction (adder 8) and multiplication (multiplier 10) by an additional number L, which is explained by the fact that the code values for each of P are recorded in the code converter 11 = 2 n values of the sine wave, and at the output of the accumulating adder 2 codes appear, which are a fraction of the period of the sine wave described by the value (PB).

Величина L = Р/(Р-В) (в описании известного устройства [1] в этой формуле допущена опечатка) - это масштабный коэффициент и в общем случае не целое число. Но код на выходе накапливающего сумматора 2 это целое число, адрес выборки преобразователя 11 кодов тоже целое число, поэтому в каждом случае результат умножения необходимо округлить до целого числа, отбросив дробную часть, что неизбежно приведет к погрешности в выборе мгновенных значений амплитуды выходного сигнала, а следовательно к ухудшению спектральных характеристик выходного сигнала, к снижению его точности. The value L = P / (P-B) (a typo is made in the description of the known device [1] in this formula) is a scale factor and, in the general case, is not an integer. But the code at the output of accumulating adder 2 is an integer, the sample address of the code converter 11 is also an integer, therefore, in each case, the multiplication result must be rounded to an integer, discarding the fractional part, which will inevitably lead to an error in the choice of instantaneous values of the output signal amplitude, and therefore, to a deterioration in the spectral characteristics of the output signal, to a decrease in its accuracy.

Поясним вышесказанное конкретным примером. Let us explain the above with a concrete example.

Допустим, необходимо разработать синтезатор частот с шагом сетки частот 5 Гц, частота опорного генератора 1,25 МГц, точность частоты выходного сигнала должна быть не хуже точности опорного генератора. Максимально необходимая емкость накапливающего сумматора определяется при A = 1, fвых. = 5 Гц и будет равна 1250000/5=250000. Ближайшее большее число, являющееся степенью числа 2, это 262144 = 218, т.е. для реализации поставленных условий необходим восемнадцатиразрядный накапливающий сумматор. Добавочный код B равен 262144-250000=12144. Теперь для известного устройства [1] определим значение числа L = 262144/(262144-250000)=1,048576. Предложенный расчет подтвердил неточность процедуры умножения в известном устройстве [1].Suppose you need to develop a frequency synthesizer with a frequency grid spacing of 5 Hz, the frequency of the reference oscillator is 1.25 MHz, the accuracy of the frequency of the output signal should be no worse than the accuracy of the reference oscillator. The maximum required capacity of the accumulating adder is determined at A = 1, f out . = 5 Hz and will be equal to 1250000/5 = 250000. The next largest number, which is a power of 2, is 262144 = 2 18 , i.e. to implement the conditions set, an eighteen-bit accumulating adder is required. Additional code B is 262144-250000 = 12144. Now for the known device [1], we determine the value of the number L = 262144 / (262144-250000) = 1,048576. The proposed calculation confirmed the inaccuracy of the multiplication procedure in the known device [1].

Рассмотрим известные устройства [3] и [4]. Схемы названных устройств достаточно похожи - в них используется две группы сумматоров - накапливающий сумматор для формирования кода частоты, комбинационный сумматор для формирования промежуточных отсчетов кода фазы. Consider the known devices [3] and [4]. The circuits of these devices are quite similar - they use two groups of adders - an accumulating adder for generating a frequency code, a combinational adder for generating intermediate samples of the phase code.

Некратное в общем виде соотношение частоты опорного генератора и емкостей сумматоров не позволяет получать точное значение частоты. Если для повышения точности выходного сигнала ввести ограничение емкости, то делать это нужно для обоих групп сумматоров, что в известных устройствах не предусмотрено. In general, the ratio of the frequency of the reference generator and the capacitance of the adders is not possible to obtain the exact value of the frequency. If, to increase the accuracy of the output signal, a capacity limitation is introduced, then this must be done for both groups of adders, which is not provided for in known devices.

Кроме того, предложенное в известном устройстве [3] умножение исходного кода частоты на n возможно лишь в случае, если соотношение Fвых и Fо достаточно велико и результат умножения остается заведомо меньше емкости накапливающего сумматора.Furthermore, proposed in the known device [3] the multiplication of source frequency n is only possible if the ratio F O and F of sufficiently large and the multiplication result is clearly lower than the capacity of the accumulator.

Преимущество предлагаемого устройства по сравнению с известным состоит в том, что за счет коррекции емкости сумматоров в каждом цикле его работы точность выходной частоты синтезатора частот даже при некратных значениях емкости сумматора и частоты опорного сигнала определяется точностью частоты опорного генератора, а предложенная схема сумматоров позволяет получать предельное быстродействие схемы более простым способом. The advantage of the proposed device in comparison with the known one is that due to the correction of the capacity of the adders in each cycle of its operation, the accuracy of the output frequency of the frequency synthesizer even with multiple values of the capacity of the adder and the frequency of the reference signal is determined by the accuracy of the frequency of the reference generator, and the proposed adder circuit allows to obtain circuit performance in a simpler way.

Claims (1)

Синтезатор частот, содержащий последовательно соединенные первый регистр и умножитель, последовательно соединенные опорный генератор и блок синхронизации, первый мультиплексор, блок памяти, последовательно соединенные второй регистр, цифроаналоговый преобразователь и фильтр нижних частот, отличающийся тем, что в него введены N вторых мультиплексоров, N первых сумматоров, N вторых сумматоров и N третьих регистров, причем первые входы N первых сумматоров соединены с соответствующими выходами умножителя, вторые входы N первых сумматоров соединены между собой и с выходом N-го третьего регистра, выход каждого из N первых сумматоров подключен к первому входу соответствующего второго сумматора, выход переноса каждого из N первых сумматоров соединен с управляющим входом соответствующего второго мультиплексора, выходы N вторых мультиплексоров соединены с вторыми входами соответствующих вторых сумматоров, выход каждого из которых подключен к входу соответствующего третьего регистра, выход каждого из N третьих регистров соединен с соответствующим входом первого мультиплексора, выход первого мультиплексора соединен с входом блока памяти, выход блока памяти соединен с входом второго регистра, соответствующие выходы блока синхронизации соединены с тактовыми входами N третьих регистров, управляющими входами первого мультиплексора и с тактовым входом второго регистра, при этом первые входы N вторых мультиплексоров соединены между собой и являются входом сигнала "логический 0", вторые входы вторых мультиплексоров соединены между собой и являются входом, на который подается добавочный код. A frequency synthesizer comprising a series-connected first register and a multiplier, series-connected a reference oscillator and a synchronization unit, a first multiplexer, a memory unit, series-connected a second register, a digital-to-analog converter and a low-pass filter, characterized in that N second multiplexers, N first adders, N second adders and N third registers, with the first inputs of the N first adders connected to the corresponding outputs of the multiplier, the second inputs of the N first adders with are interconnected with the output of the N-th third register, the output of each of the N first adders is connected to the first input of the corresponding second adder, the transfer output of each of the N first adders is connected to the control input of the corresponding second multiplexer, the outputs of the N second multiplexers are connected to the second inputs of the corresponding second adders, the output of each of which is connected to the input of the corresponding third register, the output of each of the N third registers is connected to the corresponding input of the first multiplexer , the output of the first multiplexer is connected to the input of the memory block, the output of the memory block is connected to the input of the second register, the corresponding outputs of the synchronization block are connected to the clock inputs of the N third registers controlling the inputs of the first multiplexer and the clock input of the second register, while the first inputs of the N second multiplexers are connected between themselves and are the input of the signal "logical 0", the second inputs of the second multiplexers are interconnected and are the input to which the additional code is supplied.
RU97120989A 1997-12-16 1997-12-16 Frequency synthesizer RU2137287C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97120989A RU2137287C1 (en) 1997-12-16 1997-12-16 Frequency synthesizer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97120989A RU2137287C1 (en) 1997-12-16 1997-12-16 Frequency synthesizer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2137287C1 true RU2137287C1 (en) 1999-09-10

Family

ID=20200130

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97120989A RU2137287C1 (en) 1997-12-16 1997-12-16 Frequency synthesizer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2137287C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0102784B1 (en) Method and apparatus for sine function generation
JPS5923614A (en) Dimension filter circuit
US3732409A (en) Counting digital filters
WO1995030202A1 (en) Digital frequency synthesizer
JPH03253108A (en) Direct digital synthesizer and signal generation
RU2137287C1 (en) Frequency synthesizer
US4192008A (en) Wave digital filter with multiplexed arithmetic hardware
JPH0126204B2 (en)
RU2721408C1 (en) Digital computer synthesizer with fast frequency tuning
RU2030092C1 (en) Digital frequency synthesizer
RU2119238C1 (en) Frequency synthesizer
SU1737698A1 (en) Digital frequency synthesizer
RU90915U1 (en) DIGITAL FREQUENCY SYNTHESIS
RU2239281C2 (en) Digital harmonic-wave synthesizer
RU2262190C1 (en) Digital frequencies synthesizer
RU2097828C1 (en) Programmable digital filter
SU1149395A1 (en) Frequency divider-synthesizer
SU1200390A1 (en) Digital spectrum generator
SU1385238A2 (en) Signal generator with specified phase change law
SU1020839A1 (en) Harmonic oscillator
SU920725A1 (en) Frequency multiplier
SU1610599A1 (en) Frequency synthesizer
SU886190A1 (en) Digital two-phase generator of sinusoidal signals
SU1385239A1 (en) Signal generator with specified phase change law
SU1681375A1 (en) Digital frequency synthesizer

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20111217