Синтезатор частот

 

Изобретение относится к радиотехнике и обеспечивает возм1;жность управления фазой выходного сигнала. Синтезатор частот содержит накапливакядий сумматор 1, мультиплексор 2, триггер 3, преобразователи кодов (ПК) 4, 8, ЦАП 5, фильтр 6 нижних частот, блок злементов НЕ 7, сумматоры 9, 10 кодов, блок ключей 11 и переключатель 12. На накапливающий сумматор 1 поступают числа айв. Ж 8 необходим для формирования требуемой зависимости фазы выходного сигнала от внешнего модулирующего кода (t). На выходе сумматора 9 формируется ступенчатая функция, имеющая разрывы. Для их устранения служат сумматор IО и блок ключей 11. Импульс переполнения сумматора 9 открывает блок ключей 11 и через него на сумматор 10 поступает инверсное число в, а на вход переноса - 1. При этом на интервале переполнения сумматора 9 устраняются разрывы. Через мультиплексор 2, ЦАП 5 и 6 i нижних частот сигнал проходит на вы (Л ход. Мультиплексор 2 управляется импульсами, формируемыми триггером 3. Полярность импульсов управления изменяется при помощи переключателя 12 . На его управляющий вход подается сигнал З.нак . 2 ил. фиг.1

Л0„„1262685 А 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5 4 Н 03 В 19/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ll0 делАм изОБРетений и ОткРытий

t матор 1 поступают числа а и в. ПК 8 необходим для формирования требуемой зависимости фазы выходного сигнала от внешнего модулирующего кода +(t). На выходе сумматора 9 формиру ется ступенчатая функция, имеющая разрывы. Для их устранения служат сумматор 10 и блок ключей 11. Импульс переполнения сумматора 9 открывает блок ключей 11 и через него на сумматор 10 поступает инверсное число в, а на вход переноса — "1".

При этом на интервале переполнения сумматора 9 устраняются разрывы. Через мультиплексор 2, ЦАП 5 и фильтр 6 нижних частот сигнал проходит на выход. Мультиплексор 2 управляется импульсами, формируеьыми триггером 3.

Полярность импульсов управления изменяется прн помощи переключателя 12.

На его управляющий вход подается сигнал "Знак". 2 ил. (21) 3903723/24-09 (22) 19.04.85 (46) 07.10.86. Бюл. N - 32 (72) В.И. Козлов (53) 621 .373 ° 42(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР.

9 1117839, кл. Н 03 1. 7/18, 05.07.82.

Авторское свидетельстве СССР Ф 1162014, кл. Н 03 В 19/00, 28.10.83.,54) СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТ (57) Изобретение относится к радиотехнике и обеспечивает возм;важность управления фазой выходного сигнала.

Синтезатор частот содержит накапливающий сумматор 1, мультиплексор 2, триггер 3, преобразователи кодов (ПК) 4, 8, ЦАП 5, фильтр 6 нижних частот, блок элементов НЕ 7, сумматоры 9, 10 кодов, блок ключей ll и переключатель 12. На накапливающий сумОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;ц

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 12

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в приемопередающей и измерительной аппаратуре.

Целью изобретения является обес, печение воэможности управления фазой выходного сигнала.

На фиг. 1 представлена электрическая структурная схема синтезатора частот; на фиг. 2 — пример выполнения второго преобразователя кодов.

Синтезатор частот содержит накапливающий сумматор 1, мультиплексор 2, триггер З,первый преобразователь 4 кодов, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 5, фильтр 6 нижних частот; блок 7 элементов НЕ, второй преобразователь 8 кодов, первый сумматор 9 кодов, второй сумматор 10 кодов, блок 11 ключей„ переключа1тель 12. При этом второй преобразователь 8 кодов содержит первый, второй, третий и четвертый сумматоры 1316 кодов, первый, второй, третий, четвертый и пятый мультиплексоры 1721, блок 22 инверторов.

Синтезатор частот работает следующим образом.

Под действием тактовых импульсов

6(t), следующих с опорной частотой

f„, содержимое накапливающего сумматора 1, имеющего в общем случае переменную емкость в, изменяется на величину а. Числа в и а задаются соответственно на первом и втором числовых входах синтезатора частот.

Поступая на первый сумматор 9, функция a(t) суммируется в нем с модулирующим воздействием а . Диапа Р зон возможных значений а выбирает4 ся из условия получения импульсов переполнения р(й). Минимальное значение а„ не должно .быть менее q-Ь+а, ибо в противном случае первый сумматор 9 может не переполниться. С другой стороны, а не должно превышать значения q-а, так как при нарушении последнего условия первый сумма- . тор 9 постоянно будет переполнен, Здесь q = 2 — емкост:ь первого сумп матора 9, .выполненного в виде и-разрядного двоичного сумматора. Моду1лирующее воздействие, таким образом, должно удовлетворять условию q-а»»> q — Ь + а. Сдвиг момента переполнен ния первого сумматора 9 пропорционален изменениям числа а . Особенность технической реализации принципа уп62685

55 равления моментом переполнения первого сумматора 9 заключается в том, что емкость Ь накапливающего сумматора 1 отличается от емкости первого сумматора 9, а именно Ъ (

1 (q-b), чем и устраняются отмеченные разрывы в сформированной таким образом функции а (t).

Последняя йередается на один из входов мультиплексора 2, на другой вход которого поступает функция а (t) = à (t) + Ь + 1, получаемая с помощью первого преобразователя 4 и блока элементов НЕ 7. Первый преобразователь 4, как следует из выражения для а (t), представляет собой сумматор с блоком элементов НЕ на том входе, на который подается функция а (t), причем вход переноса сумматора соединяется с шиной логической единицы. Мультиплексор 2 управляется импульсами q(t), формируемыми триггером 3 со счетным входом.

Триггер 3 переключается импульсами переполнения p(t) первого сумматора 9. Полярность импульсов q(t) может изменяться с помощью переключателя 12, для чего входы последнего „ соединены с прямым и инверсным выходами триггера 3, а управляющий вход— с шиной "Знак", на которую подается соответствующий логический уровень.

I

В результате переключений триггера 3 на выход мультиплексора 2 поочередно проходят функции а (t) и à (t), преобразуемые далее с помощью ПАП 5 в аналоговые эквиваленты. Таким образом формируется числовая функция

g(t) и соответствующая ей аналоговая .G(t). Функция представляет собой чередование восходящих и нисходящих участков, сопрягающихся друг с друroM таким образом, что среднее значение Сs(t), выделяемое фильтром 6, является периодической функцией с т 1 262 частотой f = f а /2Ь. Высокочастотная пилообразная составляющая Сд(1.), спектр которой сосредоточен вблизи опорной частоты Г, легко подавляется фильтром 6, так как на практике

>) f . Несложно также выделить пер— л вую гармонику сигнала С (t), если верхнюю частоту f среза фильтра 6 с выбрать из условия 3f„è f > f (втос рая и другие четные гармоники сигна— ла Gz (t ) отсутствуют) .

В качестве блока 11 ключей и переключателя 12 можно использовать мульдч =П ip, где К вЂ” количество сумматоров (количество мультиплексоров на единицу больше) .

Технически доли числа b образуются за счет сдвига этого числа на разряд вправо при подключении к следующему сумматору более младшего разряда.

Мультиплексоры независимо от разряда коммутируют число Ь.

Блок 22 инверторов необходим для обеспечения работоспособности устройства в области малых значечий числа Ч . При = О, например, число на выходе сумматора 16 также равно нулю. Если выход сумматора 16 связать непосредственно с входом первого сумматора 9, последний не будет переполняться, и работа синтезатора частот нарушится. При наличии блока 22 инверторов число а в этом случае

М оказывается максимальным и равным

q-1, что гарантирует переполнение первого сумматора 9. Однако из-эа ограничений на максимальное значение числа а, по меньшей мере самый уУ младший разряд числа должен быть значащим, чтобы число, формируемое на выходе сумматора 16 второго преобразователя 8, было не менее а-1. То есть необходимо выполнить условие

Ь/2 о а — 1, или, учитывая, что a»l, Ь/а > 2

С увеличением Ч число а может убыМ вать, как определенр выше, лишь до значения а = q, — Ь +a. Фактичесч кое !!инимальное число а (когда

V во всех разрядах кода !. присутствуют единицы) равно а, =ц -1-(Ь2+Ъ/4+ ... + Ь/2 + ... +

+ b/2 ) = q-1 — (Ь вЂ” Ь/2 ). Сравнивая выражения для а и а, нахоe v ч,;„ дим, что а > а при условии

К + 2 = m c log (2Ь/(a+1)3, г где m — количество разрядов числа

Ч (включая знаковый разряд) .

Таким образом, максимально возМОЖНОЕ КОЛИЧЕСТВО ПОЗИЦИЙ МНОГОПОЗИ» ционной фазовой телеграфии, ограни-! чиваемое как максимально, так и ми- . .нимально допустимыми значениями мотиплексоры.

Величина фазового сдвига пилообразной ступенчатой функции а (t) за—

2 висит от приращения да модулирующеЧ го цифрового сигнала à (t) и равна дч = 2П а а /Ь. Сдвиг фазы функции

G (t), а следовательно, и выходного сигнала С (t), в два раза меньше (за

8 счет увеличения периода вдвое) и равен д Ч =v à /h . При изменениях д а и P в пределах числа b фаза выходного сигнала получает приращения в пределах П радиан. Поскольку полярность функции G„(t) может устанавливаться подачей соответствующего логического уровня на шину "Знак", пределы управления фазой расширяются до полного периода, т. е. — 1 - дМ -. !!

Второй преобразователь 8 необходим для формирования требуемой зави,симости фазы выходного сигнала от внешнего модулирующего кода Ф(). Применительно к режиму многопозицион35 ной фазовой телеграфии реализации второго преобразователя 8 приведена на фиг. 2. При этом сумматор 13 обеспечивает сложение кодов двух младших разрядов кода, сумматоры 14 и 15 обеспечивают сложение промежуточных разрядов кода, а сумматор. 16 обеспечивает сложение старших разрядов кода. Соответственно мульти- плексоры !7-21 являются мультиплексорами младшего (k+1)-разряда, промежуточных разрядов и старшего разряда.

Код а во втором преобразователе 8 формируется в результате суммирования 1/2 долей числа Ь с помощью но- 50 следовательно включенных сумматоров 13-16. Соответствующая доля попадает в соответствующий сумматор через соответствующий мультиплексор, если цифра ц . числа Ч на управляющем

I входе мультиплексора имеет значение, равное единице. Старший разряд числа

Ч изменяет сумму a„H b/2, 685 4 что вызывает сдвиг фазы, равный !!/?, второй — соответственно на Ь/4 и !1/4, i-й — на Ь/2 и !/2 и т.д. Следовательно, суммарный сдвиг фазы может быть выражен в виде

i 12626 дулирующего воздействия а, одинакоУ во равно

K+1 — 2 = 2 Ь/а. ох

В рассмотренном случае использования предельных возможностей второго 5 преобразователя 8 (в смысле формирования максимального количества позиций фазовой телеграфии) мультиплексор 17 и соответствующая ему шина

Ф„,могут отсутствовать и тогда число

Ь/2 постоянно подается на один из входов сумматора 13. В общем же случае младшими разрядами кода Ч устанавливают начальное значение кода а ч удовлетворяющее описанным выше ограничениям, а старшие разряды используют для получения многопозиционной фазовой телеграфии.

Практически второй преобразователь 8 выглядит, как правило, значительно проще, чем на фиг. 2, отражающей общин случай. Например, для обеспечения 8-позиционной фазовой телеграфии с дискретностью изменения фазы, равной 11 /4, кроме блока 22 инверторов потребуются лишь сумматоры 15 и 16 и мультиплексоры 20 и 21.

Для осуществления 4-позиционной фазо— вой телеграфии необходим сумматор 16 и мультиплексор 21. 30

При использовании изобретения в режиме фазовой модуляции от второго преобразователя 8 остается только блок 22 инверторов и сумматор 16, на один из входов которого непосредст- 35 венно поступает число Ф(t), аппроксимирующее соответствующий аналоговый . процесс, а на другой — постоянное число а,, удовлетворяющее условию

a > а — 1 где а — верхнее значе-40

Ale x Э г о.х ние диапазона изменения числа а.

Таким ббразом, предлагаемый синтезатор частот обеспечивает практически безынерционное управление фазой сигнала с высокой точностью, опреде- 45 ляемой разрядностью ЦАП 5. Например, при 10-разрядном ЦАП погрешность не превьппает + П/2 = 0,003 радиан

0,2

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 50

Синтезатор частот, содержащий последовательно соединенные первый пре85 ь обр азов атель кодов, мультиплексор, цифроаналоговый преобразователь и фильтр нижних частот, триггер и на— капливающий сумматор, тактовый вход, первый и второй кодовые входы которого являются соответственно тактовым, первым и вторым числовыми входами синтезатора частот, при этом второй сигнальный вход мультиплексора соединен с первым входом первого преобразователя кодов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью обеспечения возможности управления фазой выходного сигнала, в него введены последовательно соединенные второй преобразователь кодов, первый и второй сумматоры кодов, последовательно соединенные блок элементов НЕ и блок ключей, а также переключатель, выход которого соединен с управляющим входом мультиплексора, первый и второй сигнальные входы переключателя соедииены соответственно с прямым и инверсным выходами триггера, вход которого объединен с управляющим входом блока ключей и подключен к выходу пе реполнения первого сумматора кодов, первый вход второго, преобразователя кодов объединен с входом блока элементов НЕ и подключен к первому кодовому входу накапливающего сумматора, выход блока элементов НЕ соединен с вторым входом первого преобразователя кодов, группа выходов старших разрядов блока ключей подключена к соответствующим входам второй группы входов второго сумматора кодов, вход переноса и выход которого соответственно соединены с выходом младшего разряда блока ключей и вторым сигнальным входом мультиплексора, вход млад- . шего разряда блока ключей является входом логической "1" синтезатора частот, выход накапливающего сумматора подключен к второму входу первого сумматора кодов, при этом управ- ляющий вход переключателя и второй вход второго преобразователя кодов являются соответственно входом управления знаком и входом управления величиной фазового сдвига выходного сигнала синтезатора частот.

Составитель В. Ковалев

Редактор В. Иванова ТехредИ.Попович Корректор Л. Патай

Заказ 5444/56 Тираж 8)6 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

113035, Москва, Ж-35, Раужская наб., д. 4/5

Производственно- полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4