Цифровой синтезатор частоты

 

Изобретение Относится к радио- - технике и повышает спектральную чистоту синтезируемых сигналов путем уменьшения макс, мощности паразитных фазовых флюктуации. Устр-во содержит цифроаналоговьш фазовращатель 1, г-р 2 импульсов, делители 3-1 - 3-п частоты , шифратор 4, эл-ты И 5-1 - 5-п, эл-т ИЛИ 6, накопительный сумматор 7. Фазовращатель 1 содержит фазорасширитель, коммутатор, два ЦАП, реверсивный счетчик, два счетных триггера, дешифратор, суммирующий у-ль. I табл. 2 ил.

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 Н 03 В 21/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 4097520/24-09 (22) 24.07.86 (46) 07.01.88. Бюл. 11 1 (72) А. В. Гартвич, П. П. Загнетов, М. С. Леонов и Г. А. Мелешков (53) 621.373.42(088.3) (56) Алешин В. Г. и др. Конспект лекций по курсу "Радиопередающие устройства. Синтезаторы частоты". М.: Издво МЗИ 1978, с. 34-38.

Авторское свидетель=тво СССР

М 1286086, кл. Н 03 В 21/02, 17.01.85. (54) ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТЫ

„„SU„„1365345 А 1 (57) Изобретение относится к радио-". технике и повышает спектральную чистоту синтезируемых сигналов путем уменьшения макс. мощности паразитных фазовых флюктуаций. Устр-во содержит цифроаналоговый фазовращатель 1, г-р

2 импульсов, делители 3-1 - 3-п частоты, шифратор 4, эл-ты И 5-1 — 5-п, эл-т ИЛИ 6, накопительный сумматор

7. Фазовращатель 1 содержит фазорасширитель, коммутатор, два ЦАП, реверсивный счетчик, два счетных триггера, дешифратор, суммирующий у-ль. 1 табл.

2 ил.

1365345

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиосистемах передачи информации для формирования сигналов с дискретно изменяемой частотой.

Целью изобретения является повышение спектральной чистоты синтезируемых сигналов путем уменьшения максимальной мощности паразитных фазовых флюктуаций.

На фиг. 1 представлена электрическая структурная схема цифрового синтезатора частоты; на фиг. 2пример выполнения цифроаналогового фазовращателя.

Цифровой синтезатор частоты содержит цифроаналоговый фазовращатель (ЦАФ) !1, генератор 2 импульсов, делители 3-1, 3-2,...,3-п частоты, шифратор 4, элементы И 5-1, 5-2,...,5-п, элемент ИЛИ 6, накопительный сумматор (НС) 7. При этом фазовращатель 1 содержит фазорасширитель 8, коммутатор 9, первый цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 10, второй ЦАП 11, реверсивный счетчик 12, первый счетный триггер 13, второй счетный триггер 14, дешифратор 15, суммирующий усилитель 16, Цифровой синтезатор частоты работает следующим образом.

С помощью последовательно соединенных и делителей частоты 3,,...,3„ формируются импульсные последовательности с частотами где i = l...,,n — порядковый номер делителя частоты

3-1, 3-2,...,3-п;

f„ — тактовая частота генератора 2.

Сформированные импульсные последовательности подаются на входы соответствующих элементов И 5-1,...,5-п

5-(и+1) и на.тактовый вход НС 7. При этом обеспечивается несовпадение во времени импульсов, поступающих на различные элементы И 5-1,...,5-(п+1).

В шифраторе 4 хранится код частоты.

Выходы и старших разрядов шифратора

4 соединены с первыми входами соот-. ветствующих элементов И 5-1 ° .,5(и+1). Если в каком-то разряде шифратора 4 записана "Лог. 1", то импульсная последовательность проходит с соответствующего делителя 3-1,..., 3-и частоты через соответствующий

2 элемент И 5-1,...,5-(n+1) на вход элемента ИЛИ 6 и далее на тактовый вход ЦАФ 1. Выходы m младших разря5 дов шифратора 4: соединены с m pasрядными входами НС 7, который выполнен в виде накопительного сумматора по модулю 2".

При поступлении импульса на тактовый вход НС 7 код, записанный в

m младших разрядах шифратора 4, прибавляется по модулю 2 к коду, записанному в НС 7. При переполнении НС

7 на его выходе формируется импульс переполнения, который стробируется в элементе И 5-(n-1) и через элемент

ИЛИ 6 поступает на тактовый вход

ЦАФ 3 и поворачивает фазу высокочастотного колебания на дискрет а ф

20 Сигнал, поступающий с выхода знако-. вого-разряда шифратора 4 на знаковый вход ЦАФ 1, управляет направлением вращения фазы.

ЦАФ 1 работает следующим образом.

25 Высокочастотный сигнал поступает на вход фазорасширителя 8, на выходах которого образуются четыре сигнала, имеющие соответственно фазы 0, 90, 180 и 270 . Эти четыре сигнала по30 ступают на входы коммутатора 9, на выходы которого проходят два сигнала, соответствующие той четверти, в которой должна находиться управляемая фаза. Сигналы с выходов коммутатора

9 поступают на опорные входы первого и второго ЦАП 10 и 11. Импульсы уп".равления фазой поступают с тактового входа ЦАФ 1 на тактовый вход реверсивного счетчика 12, на знаковый вход которого поступает сигнал управления направлением счета со знакового входа ЦАФ 1. Прямой параллельный код реверсивного счетчика 12 по« ступает на кодовые входы первого

ЦАП 10, обратный параллельный кодна кодовые входы второго ЦАП 11. Амплитуды сигналов на выходах первого и второго ЦАП 10 и 11 линейно зави- сят от текущего значения кода, подаваемого на их кодовые входы, поэтому фаза результирующего колебания на вьиоде суммирующего усилителя 16 скачкообразно смещается по хорде в пределах угла 90 . Первый 33 и второй 14 счетные триггеры формируют код, управляющий коммутатором 9 через дешифратор 15 и обеспечивающий выбор пары ортогональных сигналов с фазорасширителя 8. Дешифратор 15 обеспе1365345 чивает дешифрацию разрядов первого

13 и второго 14 счетных триггеров в соответствии с таблицей.

Код с тригг

Фаза сиг на перво ходе комму тора 9, 00

01

180

180

270

270

Зависимость сдвига фазы высокочастотного колебания от времени представляет собой ступенчатую функцию, возрастающую или убывающую в зависимости от знака кода частоты.

Сдвиг df синтезируемой частоты относительно входного сигнала ЦАФ 1 равен

dg

sign КФ Гт 2 1

2 1! код частоты с выхода шифратора 4; средняя частота следования импульсов f на тактовом входе ЦАФ 1. где К

f т о — э, + F3ý где F -- сдвиг частоты при максимальном значении кода частоты

К =2 «1

F = — . „ (2 — I)i2 ". где n - количество разрядов шифратора 4 с учетом знакового

n n.+ш+ 1. .Тогда .сдвиг синтезируемой частоты

4f К

Г ь

211 2

Если на вход ЦАФ 1 подать гармоническое колебание с частотой f,, то на выходе ЦАФ 1 формируется сетка частот в диапазоне Шаг, сетки составляет

21 л (м х 2

Объем ансамбля формируемых сигналов составляет

1 ю

N=2

Э

Спектр сигнала содержит помимо

10 основной гармоники на частоте f +

+ d f посторонние гармоники, обусловленные паразитными фазовыми флюктуациями. Для сигналов, код частоты которых является степенью двух, мощность паразитных фазовых флюктуаций зависит от величины дискрета фазы

hip. Для остальных сигналов мощность паразитных фазовых флюктуаций меньше, 20

Это обеспечивается sa счет того, что импульсные последовательности, формируемые различными делителями

3,,...,3„, сдвинуты во времени так, что импульсы, относящиеся к различным последовательностям, не совпадают.

При этом в ЦАФ 1 фаза высокочастотного колебания изменяется одновременно только на один дискрет. Эа счет этого обеспечивается лучшее приближение ступенчатого закона изменения фазы к линейному и уменьшение мощности паразитных фазовых флюктуаций. Дополнительное уменьшение мощности паразитных фазовых флюктуаций сигнала обеспечивается за счет подключения к ш младшим разрядам шифратора 4 НС 7. Дпя уменьшения мощности, паразитных фазовых флюктуаций при заданном Н целесообразно уменьшить

40 п. Однако уменьшение и может привести к уменьшению максимального сдвига частоты F. Чтоы этого не происходило, количество делителей п должно выбираться из условия

45 tnc

log

2 где С „— время срабатывания НС 7; — время срабатывания делит.еля 3-1,...,3-п, 50 Каждый из делителей частоты 31,...,3-п могут быть выполнены на ос« нове счетного триггера (не показано) и формирователя импульса фиксированной длительности, выход которого яв55 ляется вторьм выходом делителя частоты НС 7 может быть выполнен с использованием комбинационного сумматора и двух регистров памяти (не показано), используемых для хранения и

1365345

Формула изобретения (1 m c log

Составитель 10. Ковалев

Редактор Г. Волкова Техред M.Ходанич Корректор M. Иаксимишинец

Тираж 928 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6656/55

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

5 перез аписи содержимого комбинационного сумматора.

Цифровой синтезатор частоты, содержащий и последовательно соединенных делителей частоты, генератор импульсов, выход которого подключен к входу первого делителя частоты, п элементов И, первые входы каждого из п элементов И подключены к соответствующему управляющему выходу шифратора, и цифроаналоговый фазовращатель, сигнальный вход и выход которого соответственно являются входом и выходом цифрового синтезатора частоты, о т л и ч а ь шийся тем, что, с целью повышения спектральной частоты синтезируемых сигналов путем уменьшения мощности паразитных фазовых флюктуаций, введены последовательно соединенные накопительный сумматор, (n+1)-й элемент И и элемент

ИЛИ, выход которого подключен к тактовому входу цифроаналогового фазо-, вращателя, первый вход накопительного сумматора объединен с вторым входом (и+1)-го элемента И и подключен к первому выходу п-ro делителя частоты, второй вход накопительного сум5 матора объединен с вторым входом п-ro элемента И и подключен к второму вы ходу n-ro делителя частоты, вторые выходы 1,2,...,(п-1)-х делителей частоты соединены соответственно с вторыми входами 1, 2,...,(п-1)-х элементов И, выходы 1,2,...,n-x элементов И подключены соответственно к

1,2,...,н-м входам элемента KR 1, 2,...,m-е разрядные входы накопительного сумматора соединены соответственно с 1,2,...,m-ми разрядными выходами шифратора, знаковый выход ко-. торого подключен к знаковому входу цифроаналогового фазовращателя IIpH этом количество синтезируемых сигналов М связано с количеством делителей частоты п и числом кодовых разрядных входов накопительного сумматора m соотношением

g Ь п