RU2361358C1 - Digital frequency synthesiser - Google Patents

Digital frequency synthesiser Download PDF

Info

Publication number
RU2361358C1
RU2361358C1 RU2008100864/09A RU2008100864A RU2361358C1 RU 2361358 C1 RU2361358 C1 RU 2361358C1 RU 2008100864/09 A RU2008100864/09 A RU 2008100864/09A RU 2008100864 A RU2008100864 A RU 2008100864A RU 2361358 C1 RU2361358 C1 RU 2361358C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
adder
low
sequence
reference voltage
input
Prior art date
Application number
RU2008100864/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Павлович Зюзенков (RU)
Вячеслав Павлович Зюзенков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Рязанское конструкторское бюро "Глобус" (ОАО "РКБ "Глобус")
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 Открытое акционерное общество "Рязанское конструкторское бюро "Глобус" (ОАО "РКБ "Глобус") filed Critical Открытое акционерное общество "Рязанское конструкторское бюро "Глобус" (ОАО "РКБ "Глобус")
Priority to RU2008100864/09A priority Critical patent/RU2361358C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2361358C1 publication Critical patent/RU2361358C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radio engineering.
SUBSTANCE: invention relates radio engineering and may be used in transmitting, receiving and measuring devices to synthesise frequency network and generate discrete data transmission signals. The digital synthesiser contains accumulating adder, digit-to-analog converter, low-frequency filter and converter to convert sequence of saw-tooth pulses in the sequence of rectangular short pulses, inverter, switch, adder and reference voltage source.
EFFECT: reduced divisibility interferences and improved spectral purity of output signal.
2 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиопередающих, радиоприемных и радиоизмерительных устройствах для синтеза сетки частот и формирования сигналов передачи дискретной информации.The invention relates to radio engineering and can be used in radio transmitting, receiving and radio measuring devices for the synthesis of a frequency grid and the formation of transmission signals of discrete information.

Известно устройство, описанное в книге [Гнатек Ю.Р. Справочник по цифроаналоговым и аналого-цифровым преобразователям. М.: Радио и связь, 1982, с.25 5-259], содержащее последовательно соединенные накапливающий сумматор, цифроаналоговый преобразователь и фильтр низких частот, при этом первый и второй кодовые входы и тактовый вход накапливающего сумматора являются соответственно первым и вторым кодовыми входами и тактовым входом синтезатора частот. Недостатком этого устройства является наличие помех дробности, обусловленное несоответствием отсчетов фазы отсчетам амплитуды, т.е. множеству значений фазы соответствует ограниченное количество значений амплитуды. Наличие этих помех объясняет низкую спектральную чистоту выходного сигнала.A device is described in the book [Gnatek Yu.R. Handbook of digital-to-analog and analog-to-digital converters. M .: Radio and communication, 1982, p.25 5-259], containing a series-accumulating accumulator, a digital-to-analog converter and a low-pass filter, while the first and second code inputs and the clock input of the accumulating adder are respectively the first and second code inputs and clock input of the frequency synthesizer. The disadvantage of this device is the presence of noise fragmentation due to the mismatch of the phase samples to the amplitude samples, i.e. the set of phase values corresponds to a limited number of amplitude values. The presence of this interference explains the low spectral purity of the output signal.

Известно также устройство по авторскому свидетельству (АС) №1363423, Н03В 19/00, SU, содержащее последовательно соединенные накапливающий сумматор, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), фильтр низких частот (ФНЧ) и преобразователь последовательности пилообразных импульсов в последовательность прямоугольных коротких импульсов. Недостатком этого устройства также является наличие значительных помех дробности при выходных частотах, близких к уменьшенному в десять и менее раз значению входной тактовой частоты (см. фиг.1, в), и, следовательно, низкую спектральную чистоту выходного сигнала.A device is also known according to copyright certificate (AC) No. 1363423, Н03В 19/00, SU, containing a series-connected accumulating adder, a digital-to-analog converter (DAC), a low-pass filter (low-pass filter) and a converter of a sawtooth pulse sequence into a sequence of rectangular short pulses. The disadvantage of this device is also the presence of significant noise fragmentation at output frequencies close to a ten-fold or less reduction in the value of the input clock frequency (see Fig. 1, c), and, therefore, low spectral purity of the output signal.

Наиболее близким аналогом является устройство по [АС №1363423, Н03В 19/00, SU].The closest analogue is the device according to [AC No. 1363423, H03B 19/00, SU].

Для уменьшения помех дробности и улучшения спектральной чистоты выходного сигнала предложен цифровой синтезатор сигналов, содержащий: последовательно соединенные накапливающий сумматор, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), фильтр низких частот (ФНЧ) и преобразователь последовательности пилообразных импульсов в последовательность прямоугольных коротких импульсов, отличающийся тем, что в него введены последовательно соединенные инвертор, ключ и сумматор, выход которого соединен с входом фильтра низких частот, а вход инвертора соединен с тактовым входом накапливающего сумматора, а также источник опорного напряжения, соединенный с аналоговым входом ключа.To reduce the fragmentation noise and improve the spectral purity of the output signal, a digital signal synthesizer is proposed, comprising: a series-connected storage adder, a digital-to-analog converter (DAC), a low-pass filter (low-pass filter) and a sawtooth-pulse train to a rectangular short pulse train, characterized in that it introduced a series-connected inverter, key and adder, the output of which is connected to the input of the low-pass filter, and the input of the inverter is connected inen with a clock input of the accumulating adder, as well as a reference voltage source connected to the analog input of the key.

На фиг.2 приведена схема устройства. На фиг.1 - временные диаграммы его работы.Figure 2 shows a diagram of a device. Figure 1 - timing diagrams of his work.

На фиг.2 изображены:Figure 2 shows:

1 - накапливающий сумматор,1 - accumulating adder,

2 - цифроаналоговый преобразователь,2 - digital-to-analog Converter,

3 - фильтр низких частот,3 - low pass filter,

4 - преобразователь последовательности пилообразных импульсов в последовательность прямоугольных коротких импульсов,4 - Converter sequence sawtooth pulses in a sequence of rectangular short pulses,

5 - инвертор,5 - inverter

6 - ключ,6 - key

7 - сумматор,7 - adder,

8 - источник опорного напряжения.8 - voltage reference source.

Цифровой синтезатор сигналов содержит: накапливающий сумматор 1, ЦАП 2, фильтр 3 низких частот, преобразователь 4 последовательности пилообразных импульсов в последовательность прямоугольных коротких импульсов, инвертор 5, ключ 6, сумматор 7, источник опорного напряжения 8.The digital signal synthesizer contains: an accumulating adder 1, a DAC 2, a low-pass filter 3, a converter 4 of a sawtooth pulse sequence into a sequence of rectangular short pulses, an inverter 5, a key 6, an adder 7, a reference voltage source 8.

Синтезатор частот работает следующим образом.The frequency synthesizer works as follows.

Последовательность импульсов f(t) типа меандр (фиг.1, а) поступает на тактовый вход накапливающего сумматора 1. Накапливающий сумматор 1 имеет емкость b, задаваемую с помощью цифрового кода на одном из входов. Содержимое накапливающего сумматора 1 увеличивается с каждым тактом на величину а, задаваемую на другом входе. При переполнении накапливающего сумматора 1 его содержимое уменьшается на величину b. Дальнейшее приращение в следующем цикле происходит, начиная с остатка, образованного при переполнении.The pulse sequence f (t) of the meander type (Fig. 1, a) is fed to the clock input of the accumulating adder 1. The accumulating adder 1 has a capacitance b specified by a digital code on one of the inputs. The contents of the accumulating adder 1 increases with each step by a value specified at the other input. When the accumulating adder 1 overflows, its contents decrease by a value of b. Further increment in the next cycle occurs, starting from the remainder formed during overflow.

Предположим, что накапливающий сумматор 1 имеет емкость b=37, увеличение суммы с каждым тактом происходит на величину а=10, при этом начальное значение кода равно 12.Suppose that the accumulating adder 1 has a capacity of b = 37, the amount increases with each cycle by a = 10, while the initial value of the code is 12.

Код напряжения с выхода накапливающего сумматора 1 преобразуется в ступенчатое напряжение с помощью ЦАП 2 (см. фиг.1, в - ступенчатая линия). Содержащаяся в этом напряжении высокочастотная составляющая отфильтровывается с помощью ФНЧ 3 (см. фиг.1, в - непрерывная линия). На выходе преобразователя 4 (содержащего, например, пороговое устройство и формирователь коротких импульсов по фронту) получим короткие импульсы, возникающие в моменты пересечения непрерывного сигнала (фиг.1, в) с заданным порогом (на фиг.1 не показаны). При этом колебательность линейно нарастающего напряжения говорит об изменении временного положения выходного импульса и, следовательно, об ухудшении спектральной чистоты выходного сигнала.The voltage code from the output of the accumulating adder 1 is converted into a step voltage using the DAC 2 (see Fig. 1, c - step line). The high-frequency component contained in this voltage is filtered off using the low-pass filter 3 (see Fig. 1, c - continuous line). At the output of the converter 4 (containing, for example, a threshold device and a shaper of short pulses along the edge), we obtain short pulses that occur when the continuous signal intersects (Fig. 1 c) with a predetermined threshold (not shown in Fig. 1). In this case, the oscillation of the ramp voltage indicates a change in the temporal position of the output pulse and, therefore, a deterioration in the spectral purity of the output signal.

Инвертор 5 формирует напряжение, показанное на фиг.1, б, поступающее на управляющий вход ключа 6. В моменты времени, соответствующие высокому уровню напряжения, ключ 6 коммутирует на вход сумматора 7 значение постоянного напряжения, поступающего с источника опорного напряжения 8. В функцию сумматора 7 входит суммирование с различным весом опорного напряжения со ступенчатой функцией ЦАП2 таким образом, что добавочный импульс с выхода ключа 6 по уровню должен соответствовать половине младшего разряда ЦАП2 (см. фиг.1, г - ступенчатая линия). ФНЧ3 отфильтровывает паразитную высокочастотную составляющую ступенчатого сигнала, и в результате получается сигнал, показанный на фиг.1 г (непрерывная линия).The inverter 5 generates the voltage shown in figure 1, b, supplied to the control input of the key 6. At times corresponding to the high voltage level, the key 6 commutes to the input of the adder 7 the value of the constant voltage coming from the source of the reference voltage 8. The function of the adder 7 includes summing with a different weight of the reference voltage with a step function of the DAC2 so that the additional pulse from the output of the key 6 in level should correspond to half of the least significant bit of the DAC2 (see figure 1, d - step line). The low-pass filter 3 filters out the stray high-frequency component of the step signal, and the result is the signal shown in Fig. 1 g (continuous line).

Как видим, колебательность линейно нарастающего напряжения существенно меньше, чем на фиг.1 в, что говорит о улучшении спектральной чистоты выходного сигнала синтезатора.As you can see, the oscillation of the ramp voltage is significantly less than in figure 1 in, which indicates an improvement in the spectral purity of the output signal of the synthesizer.

Приведенный на фиг.2 синтезатор позволяет получить в два раза больше точек в периоде формируемого сигнала и на один разряд больше, чем в ступенчатой функции на выходе ЦАП2 и, тем самым, значительно повысить спектральную чистоту формируемого сигнала.The synthesizer shown in figure 2 allows you to get twice as many points in the period of the generated signal and one bit more than in the step function at the output of the DAC2 and, thereby, significantly increase the spectral purity of the generated signal.

Таким образом, введение коммутируемого источника опорного напряжения позволяет при том же быстродействии и разрядности ЦАП повысить спектральную чистоту выходного сигнала синтезатора.Thus, the introduction of a switched reference voltage source makes it possible to increase the spectral purity of the synthesizer output signal with the same speed and bit depth of the DAC.

Все элементы устройства могут быть выполнены на стандартной элементной базе и не имеют каких-либо особенностей, кроме источника опорного напряжения. Наилучший вариант, когда в качестве источника опорного напряжения используется вывод конечного резистора (младшего разряда) матрицы формирования разрядов ЦАП.All elements of the device can be performed on a standard elemental base and do not have any features, except for a voltage reference source. The best option is when the output of the final resistor (low-order) of the DAC discharge matrix is used as the reference voltage source.

Claims (1)

Цифровой синтезатор частот, содержащий последовательно соединенные накапливающий сумматор и цифроаналоговый преобразователь, последовательно соединенные фильтр низких частот и преобразователь последовательности пилообразных импульсов в последовательность прямоугольных коротких импульсов, отличающийся тем, что в него введены источник опорного напряжения, последовательно соединенные инвертор, ключ и сумматор, выход которого соединен с входом фильтра низких частот, при этом вход инвертора соединен с тактовым входом накапливающего сумматора, аналоговый вход ключа соединен с выходом источника опорного напряжения, а сумматор суммирует с различным весом опорное напряжение со ступенчатой функцией цифроаналогового преобразователя. A digital frequency synthesizer comprising a series-connected accumulating adder and a digital-to-analog converter, a series-connected low-pass filter and a converter of a sawtooth pulse sequence to a sequence of rectangular short pulses, characterized in that a reference voltage source, an inverter, a key and an adder are connected in series, the output of which connected to the input of the low-pass filter, while the input of the inverter is connected to the clock input of the accumulating the adder, the analog input of the key is connected to the output of the reference voltage source, and the adder sums the reference voltage with a step function of a digital-to-analog converter with a different weight.
RU2008100864/09A 2008-01-09 2008-01-09 Digital frequency synthesiser RU2361358C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008100864/09A RU2361358C1 (en) 2008-01-09 2008-01-09 Digital frequency synthesiser

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008100864/09A RU2361358C1 (en) 2008-01-09 2008-01-09 Digital frequency synthesiser

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2361358C1 true RU2361358C1 (en) 2009-07-10

Family

ID=41045929

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008100864/09A RU2361358C1 (en) 2008-01-09 2008-01-09 Digital frequency synthesiser

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2361358C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10090845B1 (en) Fraction-N digital PLL capable of canceling quantization noise from sigma-delta modulator
ATE357013T1 (en) DIRECT DIGITAL FREQUENCY SYNTHESIZER FOR A CELLULAR CORDLESS COMMUNICATIONS SYSTEM BASED ON FAST FREQUENCY HOPPING SPREAD SPECTRUM TECHNOLOGY
CN105122650A (en) Synthesizer method utilizing variable frequency comb lines
US20100245160A1 (en) Fmcw signal generation circuit
US9071195B2 (en) Method and system for signal synthesis
RU2212757C2 (en) Device for generating analog signals using digital-to-analog converters, primarily for direct digital synthesis
US11804847B2 (en) Fractional frequency synthesis by sigma-delta modulating frequency of a reference clock
Egan Advanced frequency synthesis by phase lock
US6914935B2 (en) Fractional N synthesizer with reduced fractionalization spurs
RU2361358C1 (en) Digital frequency synthesiser
US8791849B1 (en) Digital clock update methodology for multi-Nyquist constructive interference to boost signal power in radio frequency transmission
US20080129565A1 (en) Apparatus for and method of sigma-delta modulation
Samarah A 320 mhz digital linear frequency modulated signal generator for radar applications using fpga technology
RU18215U1 (en) DIGITAL FREQUENCY SYNTHESIS
WO2009056835A1 (en) Precision oscillator
RU2504891C1 (en) Method of generating output frequency of direct synthesis digital synthesiser
CN111010173B (en) Adaptive fractional frequency synthesizer burr removal system and method
Mikkelsen Fractional-N PLL-Based Frequency Synthesis through Sigma-Delta Modulation of the Reference Clock Frequency
RU2468525C1 (en) Device for generation of spectrally efficient signals
RU21259U1 (en) DIGITAL FREQUENCY SYNTHESIS
RU2250560C1 (en) Digital signal synthesizer
KR100638894B1 (en) Programable frequency divider using sigma-delta modulator
SU813679A1 (en) Dicital frequency synthesizer
SU930734A1 (en) Digital frequency-shift keyer
RU2007843C1 (en) Frequency synthesizer