SU1411914A1 - Цифровой синтезатор частоты - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиотехнике и расшир ет диапазон выходных частот. Устр-во содержит г-р 1 импульсов, 1,...,п последовательно соединенных делителей 2,...,2„ частоты на два, 1,...,п эл-тов И 3,..., 3„, эл-т ИЛИ 4, регистр 6 кода частоты , цифроаналоговый фазовращатель (ЦАФ) 10. Вновь введены счетчик 5 по модулю М, 1,...,k эл-тов И 7,,...,7к 1,...,k счетчиков 8,,...,8ц, сумма

Description

Изобретение относитс  к радиотехнике и может быть использовано в системах передачи информации дл  формировани  сигналов с дискретно измен - емой частотой.

Целью изобретени   вл етс  расширение диапазона выходных .

На 4иг. 1 представлена электрическа  структурна  схема цифрового синте затора частоты} на фиг. 2 - пример .выполнени  цифроаналогового фазоврада- тел . .

Цифровой синтезатор частоты содержит генератор 1 импульсов, 1,2,...,п последовательно соединенные делители 2, 2J,...,2„ частоты на два. 1,2,... п элементов И 3,3,...,3„, элемент ИЛИ 4, счетчик 5 по модулю М, регистр 6 кода частоты, 1,2,...,k дополните- льные элементы И 7,, 7 ,. . . ,7 , 1,2, ...,k дополнительные счетчики 8,,8j, ...,8к, сумматор 9 кодов по модулю М, цифроаналоговый фазовращатель (ЦАФ) 10, полосовой фильтр 11. При этом ЦАФ 10 содержит фазорасщепитель 12, коммутатор 13, первый цифроаналоговый преобразователь (ЦАЦ) 14, второй ЦАП 15, суммирующий усилитель 16, 1,2, ...,га блоков инверторов 17 ...,17„, первый элемент НЕ 18, дешифратор 19, 1,..,,(т-2) вторых элементов НЕ 20,,...,20(ш-2).Каждый из блоков инверторов 17 , 17 ,..., 17 состоит из первого элемента НЕ 21, первого элемента И 22, второго элемента И 23, второго элемента НЕ 24.

Цифровой синтезатор частоты рабо-, тает следующим образом.

С помощью 1,2,...,п последовательно соединенных делителей 2,2j,...,2 формируютс  импульсные последовательности f|,/2 где i 1,2,... ,п - пор дковый номер последовательно соеди 17j,

5 0 5

0

5

0

ненных делителей 2, f тактова  частота генератора 1.

Сформированные импульсные последовательности подаютс  на входы соответствующего из п элементов И 3,3, ...,3. При этом обеспечиваетс  несовпадение во времени импульсов, поступающих на входы соответствующих элементов И 3,3,...,3„. Вторые входы каждого из элементов И 3,,3.,...,3 соединены с соответствующими выходами п младших разр дов регистра 6, в котором записан код частоты. Если в каком-либо разр де регистра 6 записана единица, то импульсна  последовательность с соответствующего элемента И 3,,3,...,3„ через элемент И 4 проходит на вход счетчика 5, в.результате чего к его содержимому прибавитс  по модулю М единицы. Выходы k старших разр дов 1зегистра 6 соединены с вторыми входами соответствующих 1,2, ...,k дополнительных элементов И 7 , 7 ,.. ., 7,{ . При наличии в каком-либо из k разр дов регистра 6 единицы, то импульсы с выхода генератора 1 проход т через соответствующий дополнительный элемент И 7,7j,...,7 на вход соответствующего дополнительного счетчика 8, ,8j,,... ,8ц. Модули коэффициента счета 1,2,...,k-oro дополнительных счетчиков равны М/2 , где j 1,2,...,k-- номер дополнительного счетчика 8,8,...,8. При этом к содержимому соответствующего дополнительного счетчика 8,8,...,8к прибд- витс  по модулю M/2J единица. Выходы счетчика 5, имеющего модуль М, и выходы дополнительных счетчиков 8,8,...,8ц соединены соответственно с (k+1) входами сумматора 9, осуществл ющего суммирование по модулю М.

- 14П9

Разр дность счетчиков 5 и дополнительных счетчиков 8 , ,8 2, .,. ,8 , разна , поэтоьгу при суммировании их содержимое выравниваете по старшему

5

разр ду. Следовательно, поступление

импульса на вход счетчика 5 или на вход дополнительного счетчика 8, также имеющего модуль М, приводит к прибавлению единицы к содержимому ю сумматора 9 и соответственно к повоп фазы высокочастотного колебани , поступающего на вход ЦАФ 10, на дискрет 44 2 Й /М. Поступление импульса на вход дополнительного счетчика 8, 15 имеющего модуль М/2, приводит к прибавлению двойки к содержимому сумматора 9 и соответственно к повороту фа- фазы высокочастотного колебани  на два дискрета. В общем случае, поступ- 20 ление импульса на вход дополнительного счетчика 8j, имеющего модуль приводит к прибавлению числа к содержимому сумматора 9 и соответственно к повороту фазы на . 25

ЦАФ 10 представл ет собой М-фазный фазовращатель и работает следующим образом.

Высокочастотный сигнал, фазой которого необходимо управл ть, поступает зо на вход фазорасщёпител  12 на выходах которого образуетс  четыре сигнала, имеющие соответственно фазы О, 90, 180, 270°, На выходы коммутатора 13 проход т два сигнала, соответствующие той четверти круга, в которой должна находитьс  управл юща  фаза. Сигналы, с выходов коммутатора 13 поступают на опорные вхсды первого 14 и второго 15 ЦАП. .Q

При положительном знаке кода фазы сигналы, поступающие на га-разр дные входы ЦАФ 10, проход т через m блоков инверторов 1 7, , 1 72 , ..., 17„, без искажений. Код двух старших разр дов через дешифратор 19 определ ет фазы сигнала на выходе коммутатора 13 в соответствии с таблицей.

Пр мой параллельный код (М-2) младших разр дных входов поступает на кодовые разр ды первого ЦАП 14, обратный код через вторые элементы НЕ 20,20, ...,20. на кодовые разр ды второго ЦАП 15. Амплитуды сигналов на выходах первого и второго ЦАП 14 и 15 линейно завис т от текущего значени  кода, подаваемого на их разр дные входы, и ,пропорциональны величине сигнала, подаваемого на их опорные входы, Поэто35

45

..50

9

5

5 0 5

о Q

5

14

му вектор фазы результирующего колебани  на выходе суммирующего усилител  16 будет принимать дискретные значени  в пределах угла 90°. Зависимость сдвига фазы от кода будет линейной с ошибкой не более 4°.

Если знак кода фазы отрицательный то сигналы, поступающие на М-разр д- ные входы ЦАФ 10 инвертируетс , т.е. код, управл ющий фазой, мен етс  на обратный. Это осуществл етс  при помощи первого элемента НЕ 18 и первого и второго элементов И 22 и 23, первого и второго элементов НЕ 21 и 24 , каждого из m блоков инверторов 17,17,..., 17. При этом зависимость приращени  фазы от приращенной кода остаетс  прежней, но направление вращени  фазы мен етс  на противоположное .

Сигнал с выхода ЦАФ 10 поступает на полосовой фильтр 11, отфильтровывающий паразитные высокочастотные фазовые флюктуации синтезируемого сигнала . Синтезируемый сигнал будет содержать помимо основной гармоники с частотой fp паразитные гармоники (при условии, что на вход устройства поступает гармоническое колебание). Частота основной гармоники определ етс  средней скоростью изменени  управл емой фазы.

Обозначим л f, где f - частота входного гармонического сигнала , и если в одном из старших разр дов (j) регистра 6 записана единица , а в остальных разр дах нули, тогда сдвиг частоты синтезируемого сигнала пропорционален скорости изменени  фазы

Z M- М

Д f и 10- п

й

45

..50

Если единица, записана только в одном из младших 1,2,...,п-ом разр де регистра 6, при поступлении каждого импульса на вход.соответствующего элемента И фаза сдвигаетс  на один дискрет Ч, а частота следовани  импульсов составл ет „/2 , сдвиг частоты составл ет

д г

fh лМ fn 2

В общем случае сдвиг частоты также пропорционален числу (коду частоты ) , записанному в регистре 6

if (М-2),

где К jj - код частоты. I, Если на вход цифрового синтезатора частоты подать гармоническое колебание с частотой f, то на выходе можно сформировать сетку частот в диапазоне

f,-F. f,+ F

где F - максимальный сдвиг частоты л (при максимальном значении кода частоты Кц -1)

F fn

М.2

Шаг сетки составл ет f .2. /

Объем ансамбл  формируемых сигналов составл ет

N .

Максимальный сдвиг частоты F , определ ющий ширину диапазона перестро ки частоты, составл ет „ и -

F h MTJ

Таким образом, при фиксированных значени х параметров „ и М диапазон перестройки превосходит диапазон перестройки известного устройства.

Claims (1)

1. Формулаизобретени 

   Цифровой синтезатор частоты, содержащий 1,2,...,п последовательно соединенных делителей частоты на два генератор импульсов, выход которого подключен к входу первого делител  частоты на два, другие выходы 1,2, ...,п-ого делителей частоты на два соединены с первым входом соответственно 1,2,..,,п-го злементов И, выходы каждого из которых подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, регистр кода частоты, 1,...,п-й выходы которого соединены с вторыми уходами соответственно 1,2,...,п-го

   15

   й

   4119146

   элементов И, и цифроаналоговый фазовращатель , сигнальный вход которого  вл етс  сигнальным входом цифрового синтезатора частоты, а знаковый выход регистра кода частоты подсоединен к знаковому входу цифроаналогового фазовращател , отличающий- с   тем, что, с целью расширени 

   JO диапазона выходных частот, между выходом элемента ИЛИ и кодовым входом цифроаналогового фазовращател  введены последовательно соединенные счетчик по модулю М и сумматор кодов по модулю М, а также введены полосовой фильтр, 1,2,...,k дополнительных элементов И, 1,2,..,,k дополнительных счетчиков, при этом первые входы каждого из k дополнительных элементов И объединены и подключены к выходу генератора импульсов, вторые входы каждого из 1,2, ... ,k дополнительных элементов И подключены соответственно к 1,2,...,k-My дополнительному выходу регистра кода частоты, а выход 1,2,...,k-ro дополнительного элемента И соединен с входом соответственно 1,2,...,k-ro дополнительного счетчика, выходы каждого из k дополнительных счетчиков подключены к соответствующему входу сумматора кодов по модулю М, выход цифроаналогового фазовращател  соединен с входом полосового фильтра, при этом модули коэффициентов счета 1,2,...,k-ro дополнительных

   35 счетчиков равны М/2- , где j 1,2, ...,k - номер дополнительного счетчика .

   20

   25

   30

   Фив.