RU2237972C2 - Frequency synthesizer - Google Patents
Frequency synthesizer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2237972C2 RU2237972C2 RU2002122500A RU2002122500A RU2237972C2 RU 2237972 C2 RU2237972 C2 RU 2237972C2 RU 2002122500 A RU2002122500 A RU 2002122500A RU 2002122500 A RU2002122500 A RU 2002122500A RU 2237972 C2 RU2237972 C2 RU 2237972C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- trigger
- triggers
- frequency
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manipulation Of Pulses (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике радиосвязи и может быть использовано для формирования частоты гетеродина в радиоприемных устройствах.The invention relates to techniques for radio communications and can be used to generate the local oscillator frequency in radio receivers.
Известно устройство [1], содержащее четыре генератора кодов, мультиплексор, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) и фильтр нижних частот (ФНЧ). Недостаток устройства - низкое значение максимальной частоты формируемых колебаний.A device [1] is known, which contains four code generators, a multiplexer, a digital-to-analog converter (DAC), and a low-pass filter (LPF). The disadvantage of this device is the low value of the maximum frequency of the generated oscillations.
Известно также устройство [2], содержащее входной регистр данных и контроля, фазовый аккумулятор, регистр управления фазой, сумматор, постоянное запоминающее устройство и ЦАП. Недостаток устройства - низкое значение максимальной частоты формируемых колебаний.Also known is a device [2] containing an input data and control register, a phase accumulator, a phase control register, an adder, read-only memory, and a DAC. The disadvantage of this device is the low value of the maximum frequency of the generated oscillations.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство [3], содержащее тактовый генератор, накапливающий сумматор, постоянное запоминающее устройство, ЦАП и ФНЧ.The closest in technical essence to the proposed invention is a device [3] containing a clock generator, accumulating an adder, read-only memory, DAC and low-pass filter.
Недостаток прототипа - низкое значение максимальной частоты формируемых колебаний вследствие ограниченного быстродействия входящих в его состав функциональных элементов.The disadvantage of the prototype is the low value of the maximum frequency of the generated vibrations due to the limited speed of the functional elements included in its composition.
Цель, на решение которой направлено заявляемое устройство, состоит в увеличение диапазона частот формируемых гармонических колебаний.The goal, the solution of which the claimed device is directed, is to increase the frequency range of the generated harmonic oscillations.
Технический результат выражается в повышении быстродействия получения дискретных отсчетов формируемых гармонических колебаний, за счет чего увеличивается максимальное значение синтезируемой частоты.The technical result is expressed in increasing the speed of obtaining discrete readings of generated harmonic oscillations, thereby increasing the maximum value of the synthesized frequency.
Технический результат достигается тем, что в известное устройство, содержащее тактовый генератор и фильтр нижних частот (ФНЧ), выход которого является выходом устройства, согласно изобретению введены N линеек триггеров, N табличных умножителей по модулю, N управляемых фазовращателей, генератор гармонического сигнала, фазовый детектор и устройство выборки и хранения, причем i-ая линейка триггеров содержит mi триггеров m1, m2,... , mN - взаимно простые целые положительные числа), в которой выход j-го триггера соединен со входом (j+1)-го триггера, а выход mi-го триггера - со входом первого (j=1) триггера, при этом тактовые входы всех триггеров подключены к выходу тактового генератора, выход k-го триггера i-й линейки триггеров соединен с (k-1)-м разрядом унитарного кода первого операнда i-го табличного умножителя по модулю, к соответствующим разрядам второго операнда которого подключен унитарный код остатка по модулю mi значения частоты синтезатора, выход i-го табличного умножителя по модулю соединен с первым входом i-го управляемого фазовращателя, причем второй вход первого (i=1) управляемого фазовращателя подключен к выходу генератора гармонического сигнала, выход l-го управляемого фазовращателя соединен со вторым входом (l+1)-го управляемого фазовращателя, а выход N-го управляемого фазовращателя подключен к первому входу фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом генератора гармонического сигнала, а выход фазового детектора - с первым входом устройства выборки и хранения, второй вход которого соединен с выходом тактового генератора, а выход устройства выборки и хранения подключен ко входу ФНЧ.The technical result is achieved by the fact that in the known device containing a clock generator and a low-pass filter (LPF), the output of which is the output of the device, according to the invention, N trigger lines, N modular table multipliers, N controlled phase shifters, harmonic signal generator, phase detector are introduced and a sampling and storage device, the i-th line of triggers contains m i triggers m 1 , m 2 , ..., m N are mutually prime positive integers), in which the output of the jth trigger connected to the input of the (j + 1) th trigger, and the output of the m i th trigger - to the input of the first (j = 1) trigger, while the clock inputs of all the triggers are connected to the output of the clock generator, the output of the k-th trigger i-th the trigger line is connected to the (k-1) -th bit of the unitary code of the first operand of the i-th modulo table multiplier, to the corresponding bits of the second operand of which is connected a unitary code remainder modulo m i of the synthesizer frequency value, the output of the i-th table multiplier is modulo connected to the first input of the i-th controlled phase shifter, and the second input of the first (i = 1) controlled phase shifter is connected to the output of the harmonic signal generator, the output of the l-th the controlled phase shifter is connected to the second input of the (l + 1) -th controlled phase shifter, and the output of the Nth controlled phase shifter is connected to the first input of the phase detector, the second input of which is connected to the output of the harmonic signal generator, and the output of the phase detector is connected to the first input of the sampling device and storage, the second input of which is connected to the output of the clock generator, and the output of the sampling and storage device is connected to the input of the low-pass filter.
Устройство отличается от прототипа новыми элементами: линейкой триггеров, табличными вычислителями, управляемыми фазовращателями, генератором гармонического сигнала и устройством выборки и хранения с соответствующими связями.The device differs from the prototype in new elements: a line of triggers, tabular computers, controlled by phase shifters, a harmonic signal generator, and a sampling and storage device with corresponding connections.
Таким образом, изобретение соответствует критерию "новизна".Thus, the invention meets the criterion of "novelty."
Сущность изобретения заключается в преобразовании цифрового кода числа А в аналоговый гармонический сигнал с частотойThe invention consists in converting a digital code of the number A into an analog harmonic signal with a frequency
где FT - частота тактового генератора; М - фиксированное целое положительное число, на основе применения свойства периодичности гармонической функции, аналогичного свойству арифметических операций по модулю в кольце целых чисел.where F T is the frequency of the clock; M is a fixed positive integer based on the application of the periodicity property of a harmonic function, similar to the property of arithmetic operations modulo in an integer ring.
В заявленном устройстве формирование гармонического колебания X(t)=Ucos(2π fвыхt) осуществляется путем получения его отсчетов в моменты времени t=Δ t· k, кратные тактовой частоте FT=1/Δ t, и выделения с помощью ФНЧ первой гармонической последовательности этих отсчетов.In the claimed device, the formation of harmonic oscillations X (t) = Ucos (2π f out t) is carried out by obtaining its samples at time instants t = Δ t · k, which are multiples of the clock frequency F T = 1 / Δ t, and extracting the first one using the low-pass filter harmonic sequence of these samples.
С учетом (1), дискретные отсчеты гармонического колебания с амплитудой U описываются выражением:In view of (1), discrete samples of harmonic oscillations with amplitude U are described by the expression:
где Where
Так как косинус - функция периодическая, то Since cosine is a periodic function, then
Следовательно k можно формировать в пределах периода Therefore, k can be formed within a period
Произвольное целое неотрицательное число А может быть представлено в коде системы остаточных классов [4]. Система остаточных классов (СОК) относится к числу непозиционных систем счисления, в которой целое число А в диапазоне однозначно кодируется своими остатками аi по основаниям mi:An arbitrary non-negative integer A can be represented in the code of the system of residual classes [4]. The system of residual classes (RNS) refers to the number of non-positional number systems in which the integer A in the range uniquely encoded by its residues a i on the grounds m i :
где [· ] - целая часть числа; m1, m2,... , mN - совокупность взаимно простых целых положительных чисел, называемых основаниями СОК; N - число оснований.Where [· ] - the integer part of number; m 1 , m 2 , ..., m N - a set of mutually prime positive integers called the bases of RNS; N is the number of bases.
Пусть в выражениях (1) и (2) Let in expressions (1) and (2)
Код числа (3) из СОК может быть преобразован в позиционную систему счисления на основании китайской теоремы об остатках [4]:The code of the number (3) from JUICE can be converted into a positional number system based on the Chinese remainder theorem [4]:
где μ i - константа, определяемая из решения сравнения: (Mi· μ i)modmi≡ 1; Mi=M/mi.where μ i is a constant determined from the comparison solution: (M i · μ i ) modm i ≡ 1; M i = M / m i .
Код в СОК результата произведения С чисел А и k определяется путем вычисления отдельных произведений остатков по каждому основанию [4]:The code in the RNS of the result of the product C of numbers A and k is determined by calculating the individual products of the residues for each base [4]:
где ci[k]=(α iχ i)modmi; χ i=(k)modmi; Представим (2) в видеwhere c i [k] = (α i χ i ) modm i ; χ i = (k) modm i ; We represent (2) in the form
Дискретный отсчет, прямо пропорциональный величине может быть сформирован в когерентном модулярном сумматоре [5], включающем в свой состав генератор гармонического сигнала (ГТС), N последовательно соединенных управляемых фазовращателей (УФ1-УФN), фазовый детектор (ФД), при этом вход первого управляемого фазовращателя (УФ1) подключен к выходу ГГС, а выход последнего (УФN) - к первому входу ФД, ко второму входу которого подключен выход ГГС.Discrete reading, directly proportional to the value can be formed in a coherent modular adder [5], which includes a harmonic signal generator (GTS), N series-connected controlled phase shifters (UV 1- UV N ), a phase detector (PD), while the input of the first controlled phase shifter (UV 1 ) is connected to the GHS output, and the output of the latter (UV N ) is connected to the first input of the PD, to the second input of which the GHS output is connected.
Если в управляемых фазовращателях УФi установить сдвиги фазы равные то суммарный набег фаз на выходе УФN в соответствии с (4) будет равенIf in controlled UV phase shifters i set phase shifts equal then the total phase incursion at the output of UV N in accordance with (4) will be equal to
а напряжение на выходе ФД будет прямо пропорционально and the voltage at the output of the PD will be directly proportional
Время формирования напряжения, прямо пропорционального будет определяться частотой ГГС. При использовании ГГС миллиметрового диапазона длин волн с периодом частоты T≈ 10-11С, указанное время будет равно сумме времени задержки в N управляемых фазовращателях (≈ N· T=N· 10-11C) и длительности переходного процесса в ФД(≈ (5-10)T=(5-10)10-11C), то есть менее 1 нс.The time of voltage formation, directly proportional will be determined by the frequency of the GHS. When using a millimeter-wave GHS with a frequency period T≈ 10 −11 C, the indicated time will be equal to the sum of the delay time in N controlled phase shifters (≈ N · T = N · 10 −11 C) and the duration of the transition process in the PD (≈ ( 5-10) T = (5-10) 10 -11 C), i.e. less than 1 ns.
Таким образом, для формирования по формуле (2) k-го дискретного отсчета гармонического колебания с частотой fвых(1), необходимо в соответствии с текущим значением кода числа k в СОК (k=(χ 1,... , χ N)) рассчитать остатки ci[k]=(α iχ i)modmi произведения кода частоты А на номер отсчета k, установить сдвиги фазы в УФi (i=1,N), равные и получить из гармонического колебания с выхода ГГС напряжение в ФД, прямо пропорциональное Thus, for the formation of the kth discrete sample of harmonic oscillation with the frequency f o (1) according to formula (2), it is necessary, in accordance with the current value of the code, of the number k in the RNS (k = (χ 1 , ..., χ N ) ) calculate the residuals c i [k] = (α i χ i ) modm i of the product of the frequency code A and the reference number k, set the phase shifts in UV i (i = 1, N) equal to and get from the harmonic oscillations from the output of the GHS the voltage in the PD, directly proportional
Суммарное время выполнения указанных процедур будет равно:The total execution time of these procedures will be equal to:
где tk - время формирования в коде СОК текущего значения номера отсчета k, tумн. - время умножения двух чисел в СОК; Т - период частоты ГГС.where t k is the time of formation in the RNS code of the current value of the reference number k, t smart. - time of multiplication of two numbers in RNS; T is the period of the GHS frequency.
Пусть остаток числа k по основанию представлен унитарным кодом. В данном коде применяются mi, шин данных, причем, если χ i=0, то на шине нулевого разряда будет логическая “1”, а на остальных “0”, если χ i=1, на шине первого разряда - “1”, а на остальных - “0” и т.д.Let the remainder base k represented by unitary code. In this code, m i , data buses are used, moreover, if χ i = 0, then on the zero-bit bus there will be a logical “1”, and on the remaining “0”, if χ i = 1, on the bus of the first bit - “1” , and on the rest - “0”, etc.
При формировании гармонического колебания в заявляемом устройстве последовательно получают дискретные отсчеты X(Δ t· k) (2) для k=0, 1, 2, 3,... , M-1. Последовательность чисел k в коде СОК будет циклически повторяться по каждому основанию mi.When forming harmonic oscillations in the inventive device, discrete samples X (Δ t · k) (2) are successively obtained for k = 0, 1, 2, 3, ..., M-1. The sequence of numbers k in the SOK code will be cyclically repeated for each base m i .
Например, для m1=2 и m2=3 (М=m1m2=6) получим коды СОК:For example, for m 1 = 2 and m 2 = 3 (M = m 1 m 2 = 6) we obtain the RNS codes:
k=010=(0,0); k=l10=(1,1); k=210=(0,2); k=310=(1,0); k=410=(0,1); k=510=(1,2); k=610=(0,0).k = 0 10 = (0,0); k = l 10 = (1,1); k = 2 10 = (0.2); k = 3 10 = (1.0); k = 4 10 = (0,1); k = 5 10 = (1,2); k = 6 10 = (0,0).
Видно, что для данной совокупности оснований mi период повторения равен m1m2=6, и при увеличении k на 1, остатки по каждому основанию СОК возрастают до значения mi-1, а затем возвращаются в нуль, то есть сформировать возрастающую на 1 последовательность можно с помощью последовательно соединенных двоичных триггеров, тактируемых синхронно, при этом выход последнего триггера в линейке должен быть соединен со входом первого триггера (замкнут в кольцо).It can be seen that for a given set of bases m i, the repetition period is m 1 m 2 = 6, and as k increases by 1, the residues for each base of the RNC increase to m i -1 and then return to zero, that is, form an increasing 1 sequence can be done using sequentially connected binary triggers clocked synchronously, while the output of the last trigger in the line must be connected to the input of the first trigger (closed in a ring).
При включении схемы в первый триггер линейки по каждому основанию mi должна записываться логическая “1”, а в остальные - “0”. С приходом тактирующих импульсов от тактового генератора логическая “1” будет продвигаться по кольцу триггеров, тем самым имитируя возрастание на единицу кода числа k в СОК. Отсюда следует, что время tk в (8) будет равно максимально возможной частоте переключения триггеров (более 400 МГц [3]), то есть tk≈ 2-2,5 нс.When the circuit is included in the first trigger of the line for each base m i , a logical “1” should be written, and “0” in the rest. With the arrival of clock pulses from the clock, the logical “1” will advance along the ring of triggers, thereby simulating an increase in the number of k in the RNC by a code unit. It follows that the time t k in (8) will be equal to the maximum possible switching frequency of the triggers (more than 400 MHz [3]), that is, t k ≈ 2-2.5 ns.
Как уже отмечалось, умножение чисел А и k в СОК производится отдельно по каждому основанию, то есть параллельно.As already noted, the multiplication of the numbers A and k in the RNS is performed separately for each base, that is, in parallel.
Если остаток числа А-α i и остаток числа k-χ i, по основанию mi представлены унитарными кодами, то умножитель этих чисел по данному основанию может быть выполнен в виде матрицы из m
Таким образом, в предлагаемом устройстве время получения дискретного отсчета гармонического колебания на его выходе будет равноThus, in the proposed device, the time to obtain a discrete sample of harmonic oscillations at its output will be equal to
t∑ =2 нс+1нс+N· T+10· T.t∑ = 2 ns + 1 ns + N · T + 10 · T.
Например, при N=6 и Т=10-11 с=0,01 нс, t∑ ≈ 3,16 нс. Следовательно, отсчеты могут формироваться с тактовой частотой FT≤ 1/t∑ ≈ 300 МГц.For example, at N = 6 and T = 10 -11 s = 0.01 ns, t∑ ≈ 3.16 ns. Therefore, samples can be formed with a clock frequency F T ≤ 1 / t∑ ≈ 300 MHz.
Для восстановления гармонического колебания по дискретным отсчетам необходимо иметь не менее двух отсчетов на его периоде. Таким образом, максимальное значение синтезируемой частоты в предлагаемом устройстве может достигать 150 МГц.To restore harmonic oscillation from discrete samples, it is necessary to have at least two samples on its period. Thus, the maximum value of the synthesized frequency in the proposed device can reach 150 MHz.
В прототипе время получения дискретного отсчета гармонического колебания будет складываться из времени сложения двух чисел в позиционном коде в накапливающем сумматоре (tНС) времени выборки числа из постоянного запоминающего устройства (tПЗУ) и времени преобразования числа в напряжение в ЦАП (tЦАП). По данным [3]: tЦАП≈ 10-20 нс; tПЗУ≈ 20 нс; tНС≈ 10 нс.In the prototype, the time to obtain a discrete sample of harmonic oscillation will be the sum of the time the two numbers are added in the position code in the accumulating adder (t NS ), the time the number was taken from the read-only memory device (t ROM ) and the time the number was converted to voltage in the DAC (t DAC ). According to [3]: t DAC ≈ 10-20 ns; t ROM ≈ 20 ns; t NS ≈ 10 ns.
Отсюда, суммарное время формирования отсчета в прототипе: tПР≈ 10+20+10≈ 40 нс, а максимальная синтезируемая частота fmax≈ FT/2=(l/40)/2=12,5 МГц, что почти в 10 раз меньше, чем в предлагаемом устройстве.Hence, the total sample formation time in the prototype: t PR ≈ 10 + 20 + 10≈ 40 ns, and the maximum synthesized frequency f max ≈ F T / 2 = (l / 40) / 2 = 12.5 MHz, which is almost 10 times less than in the proposed device.
Изобретение имеет изобретательский уровень, так как оно для специалиста явным образом не следует из уровня техники.The invention has an inventive step, since it does not explicitly follow from the prior art for a specialist.
Изобретение является промышленно применимым, так как оно может быть использовано в различных областях народного хозяйства.The invention is industrially applicable, as it can be used in various fields of national economy.
На фиг.1 представлена структурная схема синтезатора частоты;Figure 1 presents a structural diagram of a frequency synthesizer;
На фиг.2 представлена структурная схема линейки триггеров где 10.1-10.mi - двоичные триггеры.Figure 2 presents the structural diagram of the line of triggers where 10.1-10.m i are binary triggers.
На фиг.1 представлена структурная схема синтезатора частоты, где 1 - тактовый генератор, 2.1-2.N - линейки триггеров, 3.1-3.N -табличные умножители по модулю, 4 - генератор гармонического сигнала, 5.1-5.N - управляемые фазовращатели, 6 - фазовый детектор, 7 - устройство выборки и хранения, 8 - фильтр нижних частот, 9 - выход устройства.Figure 1 shows the structural diagram of a frequency synthesizer, where 1 is a clock generator, 2.1-2.N are the trigger lines, 3.1-3.N are modular table multipliers, 4 is a harmonic signal generator, 5.1-5.N are controlled phase shifters 6 — phase detector, 7 — sampling and storage device, 8 — low-pass filter, 9 — device output.
Выход тактового генератора 1 (фиг.1) соединен с тактовыми входами линеек триггеров 2.1.-2.N и входом 2 устройства выборки и хранения 7, выходы линеек триггеров 2.1.-2.N подключены ко входам 1 (входам первого операнда) соответствующих табличных умножителей по модулю 3.1-3.N, входы 2 (входы второго операнда) которых соединены с унитарными кодами остатков значения частоты синтезатора, выход генератора гармоничного сигнала 4 соединен со входом 2 управляемого фазовращателя 5.1, выход УФ 5.i i=(1,N-1) - со входом 2 УФ 5.(i+1), выход УФ 5.N - подключен ко входу 1 фазового детектора 6, причем ко входам 1 УФ 5.1.-5.N подключены выходы соответствующих табличных умножителей 3.1.-3.N, а ко входу 2 фазового детектора 6 - выход генератора гармонического сигнала 4, при этом выход фазового детектора 6 соединен со входом 1 устройства выборки и хранения 7, выход которого подключен ко входу ФНЧ 8, а выход ФНЧ является выходом 9 устройства.The output of the clock generator 1 (Fig. 1) is connected to the clock inputs of the rulers of triggers 2.1.-2.N and the input 2 of the device for fetching and storing 7, the outputs of the rulers of triggers 2.1.-2.N are connected to the inputs 1 (inputs of the first operand) of the corresponding table multipliers modulo 3.1-3.N, inputs 2 (inputs of the second operand) of which are connected to unitary codes of residues of the synthesizer frequency value, the output of the harmonic signal generator 4 is connected to input 2 of the controlled phase shifter 5.1, UV output 5.ii = (1, N- 1) - with input 2 UV 5. (i + 1), output UV 5.N - connected to input 1 of the phase detector torus 6, and the outputs of the corresponding table multipliers 3.1.-3.N are connected to the
Рассмотрим работу устройства.Consider the operation of the device.
При включении синтезатора частоты в триггеры 10.1 линии триггеров записывается логическая “1”, а в остальные триггеры - “0”. Это соответствует числу k=0 в коде СОК.When you turn on the frequency synthesizer in the trigger line 10.1 triggers Logical “1” is written, and “0” in other triggers. This corresponds to the number k = 0 in the RNS code.
На вторые входы табличных умножителей по модулю (входы второго операнда) поступает унитарный код остатка номинала синтезируемой частоты по модулю Данный код остатка формируется с учетом значений разрядов позиционного представления значения номинала синтезируемой частоты [4, с.34]: где α p - значения р-го разряда позиционного кода; qp - вес р-то разряда n-разрядного позиционного кода, по следующей формуле:The second inputs of the table multipliers modulo (inputs of the second operand) the unitary code of the remainder of the nominal value of the synthesized frequency is received modulo This code of the remainder is formed taking into account the values of the bits of the positional representation of the nominal value of the synthesized frequency [4, p. 34]: where α p are the values of the pth digit of the position code; q p - p -th weight of the n-bit positional code, according to the following formula:
В табличных умножителях по модулю осуществляется умножение кодов остатков χ i на остатки значения номинала синтезируемой частоты α i по модулю mi. В соответствии со значением результатов умножения ci[k] в управляемых фазовращателях устанавливаются сдвиги фазы После прохождения гармонического сигнала с выхода генератора гармонического сигнала 4 через управляемые фазовращатели на выходе фазовращателя 5.N будет набег фазы, равный В результате обработки сигнала с этим набегом фазы с опорным сигналом с выхода генератора 4 в фазовом детектора 6, на его выходе образуется напряжение, прямо пропорциональное Уровень, равный этому напряжению, с приходом следующего тактирующего сигнала с выхода тактового генератора 1 запоминается в устройстве выборки и хранения 7. Примеры практической реализации устройства выборки и хранения приведены в [3]. Этим же тактирующим сигналом логическая “1” продвигается в триггер 10.2 линеек триггеров тем самым число k в коде СОК увеличивается на 1, и процесс формирования дискретных отсчетов синтезируемого гармонического колебания повторяется аналогично изложенному выше.In table multipliers modulo the codes of residues χ i are multiplied by the residuals of the nominal value of the synthesized frequency α i modulo m i . In accordance with the value of the multiplication results c i [k] in the controlled phase shifters phase shifts are set After passing the harmonic signal from the output of the harmonic signal generator 4 through controlled phase shifters at the output of the phase shifter 5.N there will be a phase advance equal to As a result of processing the signal with this phase incursion with the reference signal from the output of the generator 4 in the phase detector 6, a voltage is generated at its output that is directly proportional The level equal to this voltage, with the arrival of the next clock signal from the output of the
Последовательность дискретных отсчетов с выхода устройства выборки и хранения 7 поступает на вход ФНЧ 8, в котором выделяется первая гармоника, частота которой равна fвых (1). И, наконец, сформированное из последовательных дискретных отсчетов гармоническое колебание поступает на выход 9 синтезатора.The sequence of discrete samples from the output of the sampling and storage device 7 is fed to the input of the low-pass filter 8, in which the first harmonic is allocated, the frequency of which is equal to f o (1). And finally, the harmonic oscillation formed from successive discrete samples goes to output 9 of the synthesizer.
Пример: Пусть m1=2; m2=3 и m3=5; А=3; FT=300 МГц.ПолучаемExample: Let m 1 = 2; m 2 = 3 and m 3 = 5; A = 3; F T = 300 MHz. We get
M=m1· m2· m3=30; fвых=FT· A/M=30 МГц;M = m 1 · m 2 · m 3 = 30; f o = F T · A / M = 30 MHz;
a1=(A)modm1=1; a2=0; a3=3;a 1 = (A) modm 1 = 1; a 2 = 0; a 3 = 3;
μ 1=1; μ 2=1; μ 3=1.μ 1 = 1; μ 2 = 1; μ 3 = 1.
При включении синтезатора частоты в линейках триггеров 2.1-2.3 записывается номер отсчета k=010 в унитарном коде СОК k=(0,0,0). Остатки числа k по основаниям m1, m2 и m3 умножаются на соответствующие остатки α 1, α 2 и α 3 в умножителях 3.1-3.3. Получаем число в коде СОК С[0]=(0 0, 0). В управляемых фазовращателях 5.1-5.3 устанавливаются сдвиги фазы φ 1=0; φ 2=0 и φ 3=0. Соответственно на выходе ФД 6 будет напряжение, прямо пропорциональное X(Δ t· 0)=cos(0)=1, которое с приходом следующего тактирующего сигнала записывается в устройстве выборки и хранения 7. Этим же тактирующим сигналом данные в линейках триггеров 2.1-2.3 продвигаются на один такт, что соответствует номеру отсчета k=110=(1, 1, 1). Это число перемножается по соответствующим основаниям в умножителях 3.1-3.3 с остатками числа А=(1, 0, 3). Получаем: С[1]=(1, 0, 3). В УФ 5.1-5.3 устанавливаются сдвиги фазы φ 2=0; Суммарный набег фазы будет равен . Соответственно с приходом следующего тактирующего сигнала с выхода тактового генератора 1 в устройство выборки и хранения запишется напряжение, прямо пропорциональное Процесс формирования отсчетов будет продолжаться до k=29, а затем повторяться вновь с k=0. Из этой последовательности дискретных отсчетов в ФНЧ 8 формируется гармоническое колебание с частотой fвых=30 МГц.When you turn on the frequency synthesizer in the trigger lines 2.1-2.3, the reference number k = 0 10 is written in the unit code of the RNS k = (0,0,0). The residues of the number k on the bases m 1 , m 2 and m 3 are multiplied by the corresponding residues α 1 , α 2 and α 3 in the factors 3.1-3.3. We get the number in the SOK code C [0] = (0 0, 0). In controlled phase shifters 5.1-5.3, phase shifts are set φ 1 = 0; φ 2 = 0 and φ 3 = 0. Accordingly, the output of PD 6 will be a voltage directly proportional to X (Δ t · 0) = cos (0) = 1, which, with the arrival of the next clock signal, is recorded in the sampling and storage device 7. The data in the trigger lines 2.1–2.3 are the same clock signal. advance by one clock cycle, which corresponds to the reference number k = 1 10 = (1, 1, 1). This number is multiplied for appropriate reasons in the multipliers 3.1-3.3 with the remainders of the number A = (1, 0, 3). We get: C [1] = (1, 0, 3). UV 5.1-5.3 sets phase shifts φ 2 = 0; The total phase advance will be equal to . Accordingly, with the arrival of the next clock signal from the output of the
Данное устройство возможно реализовать на следующих элементах:This device can be implemented on the following elements:
Табличный вычислитель и тактовый генератор на полупроводниковых логических элементах, генератор гармонических сигналов на СВЧ-транзисторах, управляемые фазовращатели на PIN-диодах.A table computer and a clock generator on semiconductor logic elements, a harmonic signal generator on microwave transistors, controlled phase shifters on PIN diodes.
Положительный эффект заключается в том, что предложенный синтезатор частоты, в силу своих возможностей, имеет высокое быстродействие и значительно расширенный диапазон рабочих частот.The positive effect is that the proposed frequency synthesizer, by virtue of its capabilities, has high speed and a significantly expanded operating frequency range.
Источники информацииSources of information
1. Богатырев Ю.К., Станков B.C. Вариационные методы построения высокоэффективных систем вычислительного синтеза частот//Радиоэлектроника (Изв. высш. учеб. заведений). - 2002. - Т.45, №4, с.18-24.1. Bogatyrev Yu.K., Stankov B.C. Variational methods for constructing highly efficient systems for the computational synthesis of frequencies // Radioelectronics (Izv. Vyssh. Ucheb. Institutions). - 2002. - T. 45, No. 4, p. 18-24.
2. Стариков О. Прямой цифровой синтез частоты и его применение//СHIР news. Инженерная микроэлектроника. - 2002. - №3, с.56-64.2. Starikov O. Direct digital synthesis of frequency and its application // СHIP news. Engineering microelectronics. - 2002. - No. 3, p. 56-64.
3. Цифровые радиоприемные системы: Справочник/М.И. Жодзишский, Р.Б. Мазепа, Е.П. Овсянников и др. / Под ред. М.И. Жодзишского. - М.: Радио и связь, 1990. - 208 с.3. Digital radio receiving systems: Handbook / M.I. Zhodzishsky, R. B. Mazepa, E.P. Ovsyannikov et al. / Ed. M.I. Zhodzishsky. - M.: Radio and Communications, 1990. - 208 p.
4. Акушский И.Я., Юдицкий Д.И. Машинная арифметика в остаточных классах. - М.: Сов. радио, 1968. - 440 с.4. Akushsky I.Ya., Yuditsky D.I. Machine arithmetic in residual classes. - M .: Owls. Radio, 1968 .-- 440 p.
5. Овчаренко Л.А. Реализация цифрового трансверсального фильтра в системе остаточных классов//Радиоэлектроника (Изв. высш. учеб. заведений). - 2002. - Т.45, №4, с.50-57.5. Ovcharenko L.A. Implementation of a digital transverse filter in a system of residual classes // Radioelectronics (Izv. Vyssh. Ucheb. Institutions). - 2002. - T. 45, No. 4, p. 50-57.
6. Долгов А.И. Диагностика устройств, функционирующих в системе остаточных классов. - М.: Радио и связь, 1982 - 64 с.6. Dolgov A.I. Diagnostics of devices operating in the system of residual classes. - M .: Radio and communications, 1982 - 64 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002122500A RU2237972C2 (en) | 2002-08-19 | 2002-08-19 | Frequency synthesizer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002122500A RU2237972C2 (en) | 2002-08-19 | 2002-08-19 | Frequency synthesizer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002122500A RU2002122500A (en) | 2004-02-27 |
RU2237972C2 true RU2237972C2 (en) | 2004-10-10 |
Family
ID=33537101
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002122500A RU2237972C2 (en) | 2002-08-19 | 2002-08-19 | Frequency synthesizer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2237972C2 (en) |
-
2002
- 2002-08-19 RU RU2002122500A patent/RU2237972C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЖОДЗИЖСКИЙ М.И., МАЗЕПА Р.Б. и др. / Под ред. М.И. ЖОДЗИЖСКОГО. Цифровые радиоприемные системы. Справочник. - М.: Радио и связь, 1990, с.72. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2002122500A (en) | 2004-02-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1873612A1 (en) | Phase-coherent signal generator | |
US3882403A (en) | Digital frequency synthesizer | |
US6614813B1 (en) | Multiplexed chirp waveform synthesizer | |
US3649821A (en) | Digital multiple-tone generator | |
JPS5923614A (en) | Dimension filter circuit | |
CN106708166A (en) | Signal generator and signal generation method | |
US3984771A (en) | Accurate digital phase/frequency extractor | |
RU2682847C1 (en) | Digital synthesizer with m-shape law of frequency changes | |
US4115867A (en) | Special-purpose digital computer for computing statistical characteristics of random processes | |
EP1077529B1 (en) | Phase modulation having individual placed edges | |
RU2628216C1 (en) | Direct digital synthesizer with frequency modulation | |
RU2237972C2 (en) | Frequency synthesizer | |
RU2239281C2 (en) | Digital harmonic-wave synthesizer | |
RU2566962C1 (en) | Digital computational synthesiser of frequency-modulated signals | |
RU2721408C1 (en) | Digital computer synthesizer with fast frequency tuning | |
RU177630U1 (en) | The device for the formation of a multi-frequency quasi-noise signal | |
CN113835333B (en) | Time-to-digital conversion device and time-to-digital conversion method | |
RU2423782C1 (en) | Digital synthesiser of multiphase signals | |
RU2718461C1 (en) | Digital computing synthesizer of frequency-modulated signals | |
RU2710280C1 (en) | Digital computing synthesizer for double-frequency signals | |
RU2701050C1 (en) | Digital synthesizer of phase-shift keyed signals | |
RU2030092C1 (en) | Digital frequency synthesizer | |
Ryabov | Digital Synthesizers of Frequency-Modulated Signals | |
RU2143173C1 (en) | Digital frequency synthesizer | |
RU2756971C1 (en) | Digital computing synthesizer for information transmission |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090820 |