SU1737698A1 - Цифровой синтезатор частот - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиотехнике и может быть использовано в радиопередающих и радиоприемных устройствах, а также в измерительной технике дл  синтеза сетки частот и сложных сигналов. Устройство содержит опорный генератор 1, накапливающий сумматор 2, блок пам ти 3, сумматор кодов 4, два параллельных регистра 5, 9, два n-разр дных цифроаналоговых преобразовател  (ЦАП) 6, 10, сумматор 7, фильтр нижних частот 8, блок инверторов 11, источник опорного напр жени  12. Улучшение спектральной частоты выходных сиг- налов происходит в результате преобразовани  кода разр дностью 2(п - 1) на выходе блока пам ти 3 в аналоговый сигнал с помощью блока инверторов 1, сумматора кодов 4 и двух n-разр дных ЦАП 6, 10 с последующим суммированием сигналов с выходов n-разр дных ЦАП 6,10 на сумматоре 7, при этом напр жени  на первом и втором выходе источника опорного напр жени  соответственно EI и Еа выбраны из 2 п - 1 соотношени  EI -. Ј2 . 1 ил. 2п-1 1 w Ј

Description

Лиг,

СО О Ю 00

Изобретение относитс  к области радиотехники и может использоватьс  в радиопередающих , радиоприемных устройствах, а также в измерительной технике дл  синтеза сетки частот и сложных сигналов,

Целью изобретени   вл етс  улучшение спектральной частоты выходного сигнала .

На чертеже изображена структурна  схема предлагаемого цифрового синтезато- ра частот.

Цифровой синтезатор частот содержит соединенные последовательно опорный генератор 1, накапливающий сумматор 2, блок 3 пам ти, сумматор 4 кодов, парал- лельный регистр 5, n-разр дный цифроана- логовый преобразователь 6 (ЦАП), сумматор 7, фильтр 8 нижних частот, соединенные последовательно параллельный регистр 9 и n-разр дный ЦАП 10, а также блок 11 инвер- торов и источник 12 опорного напр жени .

Бпок 3 пам ти поразр дно соединен выходами сигналов группы выходов из (п - 1) младших разр дов с соответствующими информационными входами параллельного регистра 9 и блока 11 инверторов, выходы которого поразр дно соединены с соответствующими входами второй группы входов сумматора 4 кодов. Источник 12 опорного напр жени  подключен соответственно к опорным входам ЦАП 6 и 10, сумматор 7 соответственно соединен вторым входом с выходом п-рэзр дного ЦАП 10.

Параллельные регистры 5 и 9 подсоединены тактовыми входами к выходу опорного генератора 1.

Вход переноса сумматора 4 кодов  вл етс  входом сигнала логической единицы.

Вход старшего разр да п-разр дного ЦАП 10  вл етс  входом сигнала логическо- го нул .

Информационный вход накапливающего сумматора 2  вл етс  входом кодового сигнала управлени  выходной частотой.

Выход фильтра 8 нижних частот  вл етс  выходом синтезатора частот.

Напр жени  на первом и втором выходах EI и Е2 источника 12 опорного напр жени  св заны зависимостью

п - 1

Ei

п - 1

-1

Е2.

Устройство работает следующим образом .55

Последовательность импульсов с частотой fо поступает с выхода опорного генератора 1 на тактовый вход НС 2, имеющего емкость М 2т. Каждый тактовый импульс

увеличивает выходной код НС 2 на величину твых, равную коду требуемой выходной частоты . Таким образом на вход блока 3 пам ти поступает непрерывно измен ющийс  текущий код

Со + i f |

М

вых

где Со начальное состо ние НС 2; . - оператор выделени  целой части числа.

В блоке 3 пам ти содержатс  коды AI мгновенных значений гармонического колебани , соответствующих значени м фаз

-|pl (i 0, 1,2... М-1).

Разр дность каждого слова равна 2п - 2.

Остальные узлы устройства (параллельные регистрам 5 и 9, п-разр дные ЦАП 6 и 10, источник 12 опорного напр жени , блок 11 инверторов, сумматор 4 кодов, сумматор 7 и фильтр 8 нижних частот) выполн ют функции быстродействующего многоразр дного ЦАП, преобразующего коды

Ai 2n 1 AICT - Аыл

с выхода блока 3 пам ти в гармонический сигнал следующим образом. На два одинаковых n-разр дных ЦАП б и 10 от источника 12 подаютс  опорные напр жени 

п - 1

U5

п -1

1

Е , Un E.

На ЦАП 10 подаютс  младшие п - 1 разр ды кода AjMn, на ЦАП 6 - код разности между старшими и младшими разр дами A.JCT .

Указанные коды организуютс  следующим образом. Код, содержащий п - 1 разр д , инвертируетс  в блоке 11 инверторов и поступает на первую группу входов (п - 1)- разр дного сумматора 4 кодов. На вторую группу входов сумматора-4 поступает код AICT, также содержащий п - 1 разр д. На вход переноса сумматора посто нно подана 1. В результате на входе сумматора 4 кодов образуетс  n-разр дный код (его старший разр д - выход переноса сумматора 4 кодов)

Ают + А|мл + 1 + (Aicr - AiM/1),

поступающий на информационные входы параллельного регистра 5. Одновременно на информационные входы параллельного регистра 9 поступает (п - 1)- разр дный код А|мл. Эти коды измен ютс  каждый такт опорной частоты и по каждому импульсу опорного генератора 1 переписываютс  на входы регистров 9 и 5.

Таким образом, на кодовые входы п- разр дного ЦАП 10 поступает код Bsi, составленный из (п - 1)-разр дного кода А|Мл и О в старшем n-м разр де. На выходе ЦАП 10 из опорного напр жени  Us образуетс  напр жение (или ток), пропорциональное коду BSI

U5i 2

I I ГУЕ МЛ

U5B5i

2 2п 1 -1

На кодовые входы п-разр дного-ЦАП 6 поступает код Вт + (А,Ст - А|Мл).

На выходе ЦАП б из опорного напр жени  Uii образуетс  напр жение (или ток), пропорциональное коду Вщ

Uiii 2-nUnBiii |((n-1)AicT- - 2-(п-1)А,мл).

Выходные напр жени  ЦАП 6 и 10 складываютс  в сумматоре 7, на выходе которого образуетс  напр жение

п -1

Д А|мл

А|мл

2п-1 1

-А|мл

,п-1

-1

п-1

ТаккакА мл 2П -1,то .

Таким образом, по каждому коду фазы Ci р , образованному на выходе НС 2, из блока 3 пам ти извлекаетс  (2п - 2)- разр дный код Ai мгновенного значени  гармонического сигнала, который преобразуетс  в аналоговый сигнал на выходе сумматора 7 с ошибкой, не превышающей единицы младшего разр да. Фильтр 8 нижних частот подавл ет высокочастотные составл ющие и на его выходе синтезируетс  квазигармоническое колебание требуемой частоты. Спектральную частоту этого колебани  прин то характеризовать шумом квантовани  мгновенных значений,уровень которого определ етс  формулой

Оша 201д

1

V 6 А ыакс

(ДБ)

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

где А;Макс - число квантований амплитуды синтезируемого колебани .

Claims (1)

1. В предлагаемом устройстве при использовании n-разр дного ЦАП достигнута вели- чина А1макс , т. е. спектральна  чистота выходного колебани  улучшена на 20 ig дБ. Например, при использовании высокочастотного восьмиразр дного ЦАП типа 1118ПА1 выигрыш составл ет 36 дБ. Формула изобретени  Цифровой синтезатор частот, содержащий последовательно соединенные опорный генератор и накапливающий сумматор, блок инверторов, сумматор кодов, первый n-разр дный цифроаналоговый преобразователь , второй n-разр дный цифроаналоговый преобразователь, фильтр нижних частот, отличающий с   тем, что, с целью повышени  спектральной чистоты выходных сигналов, введены блок пам ти, первый параллельный регистр, источник опорного напр жени , первый и второй выходы которого соединены с опорными входами соответственно первого и второго п разр дных цифроаналоговых преобразователей, сумматор , выход которого соединен с входом фильтра частот, а между n-разр дным выходом сумматора кодов и входом кодового сигнала управлени  второго п-разр дного цифроаналогового преобразовател  введен второй параллельный регистр, при этом выходы первого и второго п-разр д- ных цифроаналоговых преобразователей подсоединены соответственно к первому и второму входу сумматора, а выход накапливающего сумматора подсоединен к входу блока пам ти, выходы сигналов группы выходов из (п - 1) старших разр дов которого поразр дно соединены с соответствующими входами первой группы входов сумматора кодов, вход переноса которого  вл етс  его входом сигнала логической единицы, выходы сигналов группы выходов из (п - 1) младших разр дов блока пам ти поразр дно соединены с соответствующими информационными входами первого параллельного регистра и блока инверторов , выходы которого поразр дно соединены с соответствующими входами второй группы входов сумматора кодов, при этом

   выход первого параллельного регистра соединен с входом кодового сигнала управлени первогоп-разр дного цифроаналогового преобразовател , вход старшего разр да которого  вл етс  его входом сигнала логического нул , а тактовые входы первого и второго параллельных регистров подсоединены к выходу опорного генератора, информационный вход накапливающего сумматора  вл етс  входом кодового сигнала управлени  выходной частотой цифрового синтезатора частот, а напр жение на первом и втором выходе источника опорного напр жени  соответственно EI и Ег выбраны из соотношени 

   п П - 1

   Е1 -4-, Е2 .

   п - 1

   - 1