RU2361358C1 - Digital frequency synthesiser - Google Patents
Digital frequency synthesiser Download PDFInfo
- 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
Links
Images
Abstract
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
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)
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) |
-
2008
- 2008-01-09 RU RU2008100864/09A patent/RU2361358C1/en active
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 |