SU1200390A1

SU1200390A1 - Цифровой генератор спектра

Info

Publication number: SU1200390A1
Application number: SU843685726A
Authority: SU
Inventors: Aleksandr N Krenev; Nikolaj V Povarenkov
Original assignee: Univ Yaroslavskij
Priority date: 1984-01-04
Filing date: 1984-01-04
Publication date: 1985-12-23

Description

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к синтезу аналоговых сигналов цифровым методом, и может быть использовано в устройствах связи и измерительной технике.

Цель изобретения - повышение точности формирования спектра и расширение функциональных возможностей за счет регулирования амплитуд и начальных фаз спектральных составляющих.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Цифровой генератор спектра содержит генератор I тактовых импульсов, фильтр 2 нижней частоты (ФНЧ) и первый цифровой синтезатор 3 частоты (ЦСЧ), состоящий из после- . довательно соединенных датчика 4 кода частоты, сумматора 5, регистра 6, выход которого соединен с вторым входом сумматора постоянного запоминающего устройства и цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 8, выход которого является первым выходом цифрового синтезатора 3 .частоты, первым входом цифрового синтезатора 3 частоты является первый вход регистра 6, вторым выходом первого цифрового синтезатора 3 частоты является выход его регистра 6.

Сумматор 9, блок 10 выделения фазирующего импульса, п аттенюаторов 11, η-1 блоков 12 установки начальной фазы, и п-1 ЦОЧ 3, причем вторые входы каждого из (п-1)-х цифровых синтезаторов 3 частоты соединены через один из (п-1)-х блоков установки начальной фазы с выходом блока 10 выделения фазирующего импульса, вход которого соединен с вторым выходом первого ЦСЧ 3, первые входы цифровых синтезаторов частоты соединены, с выходом генератора 1 тактовых импульсов, выходы каждого ЦСЧ 3 соединены через соответствующий аттенюатор 1I с соответствующим входом сумматора 9, выход которого через ФНЧ 2 соединен с выходом цифрового генератора спектра.

Первый ЦСЧ 3 (ведущий) работает следующим образом.

Исходное состояние ЦСЧ 3 по включении питания может быть произвольным. Это состояние характеризуется некоторым случайным кодом Кв,

1200390 2

который запишется в регистр 6. Сумматор 5 и регистр 6 образуют накал· ливающий сумматор, служащий для адресации постоянного запоминающего уст5 ройства (ПЗУ).. Алгоритм работы накапливающего сумматора определяются по формуле

где К - количество двоичных разрядов накапливающего суммато, ра;

К, - двоичный код, определяю* щий генерируемую частоту;

η - порядковый номер тактового импульса, подаваемого на регистр;

Κφ - выходной разрядный код на20 капливающего сумматора;

^- дробная часть числа х.

Значение К_о на работу генератора не влияет, поэтому, не нарушая общности, можно полагать К_о =0, Таким образом, если при включении цифрового генератора спектра К_о =0, то с выхода регистра 6 на адресные входы ПЗУ 7.поступает нулевой К-разрядный код. Для определенности положим К=3, а - трехразрядный код частоты, поступаемый с выхода датчика 4 кода частоты, равен 001 (|). Тогда. на первую группу входов сумматора 5 воздействует код 001, а на вто35 рую - 000. Первым тактовым импульсом результат сложения этих двух кодов - 001 перепишется в регистр 6. Код с выхода регистра 6 (001) поступает на адресный вход ПЗУ 7 и вторую

40 группу входов сумматора 5. Таким образом, после воздействия синхро- . импульса на вход синхронизации реги-? стра 6 через время задержки регистра 6 на вторую группу входов суммато45 ра 5 воздействует код 001, а на

первой группе останется код 001. Через время задержки сумматора 5 результат сложения этих кодов - 010 с выходов сумматора 5 поступает на

50 вход регистра 6, куда перепишется вторым тактовым импульсом с выхода генератора 1 тактовых импульсов.

Этот процесс продолжается до 7-го тактового импульса, по которому в

55 регистр 6 запишется код 111. Этот код (ΐ 11) сложится в сумматоре 5 с кодом 001, в результате чего получится код 1000. Поскольку накал3

1200390

4

ливающий сумматор 3^х разрядный, то на вход регистра поступит код ООО, который и запишется в него ио восьмому тактовому импульсу. Далее процесс периодически повторится. Если = 2 (010), что имеет место при генерировании удвоенной частоты (первый' ведомый синтезатор 3 частоты), то накопление кодов в накапливающем сумматоре осуществляется с коэффициентом 010, т.е. 000, 010,

100 и т.д.

Как уже отмечалось в ПЗУ 7, занесены одинаковые выборки синусоиды взятые на ее период и представленные в двоичном ΐ-разрядном коде. Для определенности пусть 1=8. Информация, выводимая из ПЗУ ведомых ЦСЧ 3 при К£ =2 и 3, представляет собой коды выборок синусоиды, которые соответствуют удвоенной и утроенной частоте формируемого сигнала. С выхода ПЗУ 7 последовательность кодов поступает на ЦАП 8, где преобразовывается в аналоговый сигнал. В момент появления на выходе регистра 6 кода нуля (000) блок 10 выделения фазирующего синхроимпульса вырабатывает импульс, который используется далее для фазировки ведомых синтезаторов 3.

Работа ведомых синтезаторов 3 в целом аналогична работе ведущих ЦСЧ 3. Отличие состоит в том, что ведомые ЦСЧ. 3 информируются ведущим ЦСЧ 3. Синхронизация заключается в установке и поддержании заданных начальных фаз (т.е. фазового спектра) п-1 ведомых ЦСЧ 3 в моменты времени, соответствующие нулевой текущей фазе ведущего ЦСЧ при прохождении сигналом среднего значения с положительной производной.

В эти моменты времени ведущим ЦСЧ 3 с помощью блока 10 выделения фазирующего синхроимпульса формируется фазирующий синхроимпульс, воздействующий на блоки 12 установки на-, чальной фазы, на входах которых кратковременно появляются заданные коды начальных фаз, которые воздействуют на установочные входы регистров 6 и независимо от их состояний устанавливают на их выходах соответствующие коды начальных фаз.

Так как фазирующие синхроимпульсы вырабатываются каждый период сигнала ведущего синтезатора частоты, исключаются набег ошибки и сбои установки фазы.

Генератор спектра в целом работает следующим образом..

Ведущий синтезатор 3 формирует сигнал с частотой Г_Т/2^К = Г_вед , где - частота генератора тактовых импульсов ГТИ, К - разрядность регистра и сумматора. Эта частота является первой гармоникой выходного сигнала. Его начальная фаза принимается равной нулю. Ведомые синтезаторы 3 формируют сигналы с частотами, равными Г_вед· Р, где Р - номер ведомого генератора.

Таким образом, формируются гармоники. Частоты всех синтезаторов задаются соответствующими датчиками кода частоты и в процессе^ эксплуатации цифрового генератора Спектора не меняются. _;

В момент прохождения ведущим синтезатором 1 частоты.тактовых импульсов нулевой текущей фазы формируется фазирующий синхроимпульс, воздействующий на ведомые синтезаторы 3 и устанавливающий в них заданные начальные фазы. Предварительная установка начальных фаз происходит в блоках 12 установки начальных фаз и может изменяться в процессе эксплуатации генератора.

Аттенюаторы 11 ослабляют сигналы ЦСЧ 3 до. необходимого уровня не внося при этом фазового сдвига. Выходной сигнал формируется в сумматоре 9, на выходе которого включен ФНЧ 2, частота среза' которого близка к частоте (Г_т/2^к)п . ФНЧ 2 служит для фильтрации шума дискретизации, неизбежного при работе цифровых синтезаторов частоты.

Фазирующий синхроимпульс вырабатывается каждый период сигнала ведущего синтезатора частоты и всякий раз подтверждает установленные начальные фазы ведомых синтезаторов 3, что исключает возможность накоплег ния ошибки. Таким образом, изобретение позволяет получить дискретный спектр с раздельной регулировкой амп— · литуд и начальных фаз спектральных составляющих.

1200390

Claims

ЦИФРОВОЙ ГЕНЕРАТОР СПЕКТРА, содержащий генератор тактовых импульсов, фильтр нижних частот и цифровой синтезатор частоты, состоящий из последовательно соединенных датчика кода частоты, сумматора, регистра, выход которого соединен с вторым входом сумматора, постоянно запоминающего устройства и цифроаналогового преобразователя, выход которого является первым выходом цифрового синтезатора частоты, первым входом цифрового синтезатора частоты является второй вход регистра, вторым выходом первого цифрового синтезатора частоты является

выход его регистра, отличающийся тем, что, с целью повышения точности формирования спектра и расширения функциональных возможностей за счет регулировки амплитуд и начальных фаз спектральных составляющих, в него введены сумматор, блок выделения фазирующего импульса, аттенюаторов, п-1 блоков установки начальной фазы и п-1 цифровых синтезаторов частоты, причем вторые входы каждого из (п-1)-х цифровых синтезаторов частоты соединены через один из (п-1)-х блоков установки начальной фазы с выходом блока выделения фазирующего импульса, вход которого соединен с вторым выходом первого цифрового синтезатора частоты, первые входы цифровых синтезаторов частоты соединены с выходом генератора тактовых импульсов, выходы каждого цифрового синтезатора частоты соединены через соответствующий аттенюатор с соответствующим входом сумматора, выход которого через фильтр нижней частоты соединен с выходом цифрового генератора спектра.

с

<о

се

>

1