SU1584065A1

SU1584065A1 - Цифровой синтезатор частоты

Info

Publication number: SU1584065A1
Application number: SU884428782A
Authority: SU
Inventors: Михаил Федорович Кудряшов; Сергей Николаевич Гертель
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4149
Priority date: 1988-05-23
Filing date: 1988-05-23
Publication date: 1990-08-07

Abstract

Изобретение относитс к радиотехнике и может быть использовано дл формировани сетки частот. Целью изобретени вл етс уменьшение уровн дискретных паразитных составл ющих в спектре выходного сигнала. Синтезатор содержит накопительный сумматор (НС) 1, генератор 2 случайных чисел, сумматоры 3 и 4, блок 5 пам ти, ЦАП 6 и ФНЧ 7. Текуща фазова ошибка ε на выходе НС 1 имеет квазипериодический характер и в зависимости от кода управлени A дискретные паразитные составл ющие отсто т от несущего колебани на частоты, кратные шагу перестройки частоты синтезатора. Путем периодического добавлени случайного числа X в сумматор 4 можно нарушить периодичность фазовой ошибки, разрушив дискретный характер сигнала, т.е. происходит уменьшение уровн дискретных паразитных составл ющих благодар увеличению их количества при неизменной суммарной мощности. 1 ил.

Description

СЛ

С

+ /С

сл со

4 О

сл

Изобретение относитс к радиотехнике и может использоватьс дл формировани сетки частот,

Целью изобретени вл етс уменьшение уровн дискретных паразитных состав- л ющих в спектре выходного сигнала.

На чертеже приведена структурна электрическа схема цифрового синтезатора частот.

Цифровой синтезатор частот содержит накопительный сумматор 1, генератор 2 случайных чисел, первый 3 и второй 4 сумматоры , блок 5 посто нной пам ти, цифроаналоговый преобразователь 6 и фильтр 7 нижних частот.

Цифровой синтезатор частот работает следующим образом.

На накопительный сумматор 1 поступает n-разр дный двоичный код синтезируемой частоты А ai2° + аа21 + ... + 3n2n 1, пропорциональный отношению синтезируемой fc и тактовой fr частот(А N fc/fl ,N 2П) С частотой тактовых импульсов fr в накопительном сумматоре 1 вычисл етс текуща фаза выходного сигнала.

На выходах накопительного сумматора 1 в каждый тактовый момент времени tx - , К 0, 1, 2, 3 (Т 1/fj - длительность тактового периода) формируетс код фазы Bk синтезируемого колебани по следую- щему алгоритму: Вк+1 Вк+ А, при этом Во начальное состо ние накопительного сумматора 1. 1-разр дный коде выхода старших разр дов накопительного сумма гора 1, Причем I 2, обычно 1 3-8, поступает на первый сумматор 3, а m-разр дный код с выхода младших разр дов на второй сумматор 4, на второй вход которого поступает m-разр дный код от генератора 2 случайных чисел.

Генератор 2 случайных чисел с тактовой частотой fr формирует случайные числа X в диапазоне 0 X (2ш-1). Сигнал с выхода переноса второго сумматора 4 поступает на второй вход первого сумматора 3,1 разр д- ный код фазы с выхода первого сумматора 3 поступает на вход блока 5 посто нной пам ти, из которого выбираетс число, про1 порциональное амплитуде выходного сигнала при данной фазе. С помощью цифроаналогового преобразовател 6 выбранное число преобразуетс в напр жение . Дл выделени первой гармоники после цифроаналогового преобразовател 6 включаетс фильтр 7 нижних частот.

В случае цифрового синтеза колебаний имеет место ухудшение спектральной чистоты выходного сигнала, обусловленное шумами квантовани фазы, Эти шумы

определ ютс разр дностью числа поступающего на вход блока 5 посто нной пам ти. Если емкость накопительного сумматора 1 определ етс n-разр дным числом, а дл блока 5 посто нной пам ти используетс только 1-разр дный выход старших разр дов накопительного сумматора 1, то m-разр дный выход младших разр дов (m n-l) образуют текущую фазовую ошибку Ј , котора распределена в диапазоне 0 . Эта ошибка имеет квазипериодический характер и в зависимости от кода управлени А дискретные паразитные составл ющие отсто т от несущего колебани на частоты кратные шагу перестройки частоты синтезатора . Путем периодического добавлени случайного числа X в сумматор 4 можно нарушить периодичность фазовой ошибки, разрушив таким обоазом дискретный характер образующего спектра.

Генератор 2 случайных чисел с тактовой частотой формирует случайные числа X из равномерно распределенного р да в ди- апазоне 0 X 2т. т-разр дные числа X и г суммируютс в m-разр дном втором сумматоре 4, сигнал переноса которого суммируетс с 1-разр дным числом на разр дном выходе старших разр дов накопительного сумматора 1. На выходе второго сумматора 4 сигнал равен нулю, если X ч F 2т, или О Х 2т -f. так как X 0 Следовательно , на выходе первого сумматора 3 код текущей фазы имеет ошибку, определ емую младшими разр дами накопительного сумматора 1. Эта ошибка, (pi - - Ј .

На выходе переноса второго сумматора 4 по вл етс сигнал, равный единице, если X - е 2т или 2т X 2т-Ј (так как X 2т) .Следовательно, к коду текущей фазы накопительного сумматора 1 определ емого его разр дным выходом старших ра з р дов, т. е. к 1-разр дному числу подсум- мировэна единица. В этом случае код текущей , фазы на выходе первого сумматора 3

имеет ошибку, равную (рг - 2т - с , так как X случайное число с равномерным распределением , веро тность того, что на выходе переноса второго сумматора 4 сигнал равен нулю, равна

Рул

2т -Ј

Ј

2т 2т

Фазова ошибка в этом случае р - - г .

Веро тность того, что на выходе переноса второго сумматора 4 по вл етс сигнал , равный единице:

пГП

Фазова ошибка в этом случае

.

Математическое ожидание фазовой ошибки (т.е. ее средн величина)

м (Р) + Р2 РР2

-гР-2 гЖ2т-0- о.

Это означает, что средн величина фа- зокой ошибки на выходе второго сумматора 3 равна нулю, что соответствует точному вычислению текущей фазы. А тот факт, что фа.юва ошибка в моменты прихода тактовых импульсов мен етс по случайному закону , представл ет собой вление фазового шума. Таким образом, происходит уменьшение уровн дискретных паразитных составл ющих благодар увеличению их количества при неизменной суммарной мощности.

Claims

Формула изобретени Цифровой синтезатор частоты, содержащий последовательно соединенные блок посто нной пам ти, цифроаналоговый преобразователь и фильтр нижних частот, накопительный сумматор, отличающийс тем, что, с целью уменьшени уровн дискретных паразитных составл ющих в спектре выходного сигнала, введены первый и

второй сумматоры и генератор случайных чисел, при этом разр дный выход старших разр дов накопительного сумматора соединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом

переноса второго сумматора, разр дный выход младших разр дов накопительного сумматора соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом генератора случайных

чисел, тактовый вход которого соединен с тактовым входом накопительного сумматора , а выход первого сумматора соединен с входом блока посто нной пам ти.