Цифровой генератор спектра частот

 

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - расширение диапазона формируемых сигналов. Цифровой генератор спектра частот содержит датчик 1 кода частоты , первый регистр 2 памяти, первый блок элементов И 3, первый накапливающий сумматор 4, первый преобразователь 5 кодов, умножитель 6 кодов, фильтр 7 нижних частот, датчик 8 кода приращения частоты , второй регистр 9 памяти, второй блок элементов И 10, второй накапливающий сумматор 11, второй преобразователь 12 кодов и тактовый генератор 13. С помощью датчика 1 кода частоты и датчика 8 кода приращения частоты в первый и второй регистры 2 и 9 заносятся значения требуемого значения нижней частоты формируемого спектра и приращение частоты. Сигналы с первого и второго накапливающих сумматоров 4 и 11 поступают на входы первого и второго преобразователей 5 и 12 кодов, сигналы с выходов которых являются значениями выборок синтезируемых сигналов, которые перемножаются с помощью умножителя 6 кодов и выделяется при помощи фильтра 7. 1 ил. k

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАР СТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

И (21) 4353914/09 (22) 04.01.88 (46) 28.02.91. Бюл. ¹ 8 (71) Ленинградский политехнический институт им. М.И. Калинина (72) Ю.Д. Кочетков и Е.Г. Павловский (53) 621.373.42(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1193763, кл, Н 03 В 19/00. 1983.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1215162, кл. Н 03 В 19/00, 1984. (54) ЦИФРОВОЙ ГЕНЕРАТОР СПЕКТРА ЧАСТОТ (57) Изобретение относится к радиотехнике.

Цель изобретения — расширение диапазона формируемых сигналов. Цифровой генератор спектра частот содержит датчик 1 кода частоты, первый регистр 2 памяти, первый блок элементов И 3, первый накапливаю„„Я „„1631б95 А1 (st)s Н 03 В 19/00

3Е щий сумматор 4, первый преобразователь 5 кодов, умножитель 6 кодов, фильтр 7 нижних частот, датчик 8 кода приращения частоты, второй регистр 9 памяти, второй блок элементов И 10, второй накапливающий сумматор 11, второй преобразователь 12 кодов и тактовый генератор 13, С помощью датчика 1 кода частоты и датчика 8 кода приращения частоты в первый и второй регистры 2 и 9 заносятся значения требуемого значения нижней частоты формируемого спектра и приращение частоты. Сигналы с первого и второго накапливающих сумматоров 4 и 11 поступают на входы первого и второго преобразователей 5 и 12 кодов„сигналы с выходов которых являются значениями выборок синтезируемых сигналов, которые перемножаются с помощью умножителя 6 кодов и выделяется при помощи фильтра 7. 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в устройствах измерительной техники.

Г2X t ll — 1 ал=л л (t+ At) r) Щ (N (2

Цель изобретения — расширение диа- 5 пазона формируемых сигналов.

На чертеже представлена структурная схема цифрового генератора спектра частот, Цифровой генератор спектра частот со- 10 держит датчик 1 кода частоты, первый регистр 2 памяти, первый блок элементов И 3, первый накапливающий сумматор (НС) 4, первый преобразователь 5 кодов, умножитель 6 кодов, фильтр 7 нижних частот, дат- 15 чик 8 кода приращения частоты, второй регистр 9 памяти, второй блок элементов И

10, второй НС 11, второй преобразователь

12 кодов и тактовый генератор 13, Цифровой генератор спектра частот ра- 20 ботает следующим образом.

Перед началом работы с помощью датчика 1 кода частоты в первый регистр 2 заносится число, вычисляемое по формуле

N1 =1+ Af, 2 (1) где f — требуемое значение нижней частоты формируемого спектра; и — количество гармонических составляющих в формируемом спектре; 30

Л f — приращение частоты гармонических составляющих спектра.

С помощью датчика кода приращения частоты 8 во второй регистр 9 записывается число М2, равное 35

2 (2)

По каждому импульсу тактов генератора 13 через соответствующие первый и второй блоки элементов И 3 и 10 производится 40 суммирование содержимого первого,НС 4 с числом N1, занесенным в первый регистр 2, и суммирование содержимого второго НС

11 с числом Nz, занесенным во второй регистр 9. Выходные сигналы первого и второ- 45 го НС 4 и 11 поступают на входы первого и второго преобразователей 5 и 12 кодов, в качестве которых целесообразно использовать постоянные запоминающие устройства, при этом в первом преобразователе 5 50 кодов должны храниться ординаты функции

y1=sln х (О х S 2 л), (3) а во втором преобразователе 12 кодов должны храниться ординаты функции уг = (О:- х 2 к ) . (4) з1пх

Сигналы с выходов преобразователей 5 и 12 кодов являются значениями выборок синтезируемых сигналов вида:

9 п (-я- -- - i )

Эти сигналы перемножаются с помощью умножителя 6 кодов, а качестве которого можно использовать, например, два умножающих цифро-аналоговых преобразователя (не показаны). Первый ЦАП такого умножителя кодов предназначен для формирования опорного напряжения, пропорционального цифровым выборкам сигнала (6), а второй ЦАП, на кодовые входы которого поступают цифровые ординаты первого преобразователя 5 кодов, а опорным напряжением является напряжение с выхода первого ЦАП, формирует на своем выходе синтеэируемый ступенчатый сигнал приближения g(t) заданного полигармонического сигнала

n — 1

g (t ) = $ sinWt . (7)

k =о

С помощью фильтра 7 производится сглаживание формы выходного сигнала, Покажем, что синтезируемая ступенчатая функция g(t) действительно является приближением к заданному полигармоническому сигналу.

Пусть в выражении (7) вк — — (f +kerf), (8) где а — частота k-й гармонической составляющей в синтезируемом полигармоническом сигнале, содержащем и гармонических составляющих; го — период следования импульсов генератора опорной частоты или интервал выборки;

N — максимальное число различных выборок синтеэируемых сигналов g1(t) и 92(с) на выходах первого и второго преобразователей 5 и 12 кодов (значение N определяется емкостью первого и второго НС 4, 11).

С учетом принятых обозначений синтеэируемые ступенчатые функции 91(т) и 92(т) на выходе первого и второго преобразователей 5 и 12 кодов можно записать в виде:.

g1(t) =

= л!л ((1 + Л1) 1) «) . (9)

g2 (t) =

1ч — 1 з!и (n h f j )

Л. — li (), (10)

N ! — О sin(— .hf ° j )

1631695 гдето (1) и 5 (t) — базисные ступенчатые реактфункции иэ N-мерного множества ступенчатых функций, причем: г 1 np ti(t ti+>

1 0 при т tt и t >tl+1

<,t) = (11) г 1 при t(Сt ti+1

1 0 прит ti и t >ti+> (12)

Ступенчатую функцию g(t)=gq(t) gã(t), формируемую на выходе умножителя 6 кодов, в силу ортогональности реактфункций и, учитывая, что ,(()) =q(t) (13)

Формула изобретения

Цифровой генератор спектра частот, содержащий последовательно соединенные датчик кода частоты, первый регистр памяти, первый блок элементов И, первый.накапливающий сумматор, последовательно соединенные датчик кода приращения частоты, второй регистр памяти, второй блок элементов И и второй накапливающий сумматор, умножитель кодов и тактовый генератор, выход которого соединен с управляющими входами первого и второго блоков элементов И, Отл ича ю щий с я тем, что, с целью расширения частотного

40 диапазона формируемых сигналов, введены первый преобразователь кодов, второй преобразователь кодов и фильтр нижних частот, вход которого соединен с выходом умножителя кодов, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу первого преобразователя кодов и выходу второго преобразователя кодов, вход которого соединен с выходом второго накапливающего сумматора, а выход первого накапливающего сумматора подключен к входу первого преобразователя кодов.

Ковалев ентал

Корректор Н.Ревская

Заказ 554 Тираж 444 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно.-издательский комбинат "Патент". r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 представим в следующем виде м — 1 sin (и Л f i } ц(с)= х ! О sin(Af ° i) х sinI (f + " Af) i) tti tt) (t4)

Используя классическое разложение

g(t) в тригонометрический ряд Фурье, нетрудно показать, что начальная часть спектра функции g(t) с тОчнОстью до постоянного . множителя пл

sin пл

N полностью совпадает с синтезируемым полигармоническим сигналом. В ысокочастотные составляющие ступенчатого сигнала д(1) могут быть существенно ослаблены фильтром 12, включенным на выходе умножителя кодов.

Предложенная структура цифрового генератора спектра частот позволяет формировать значение отдельных выборок полигармонического сигнала в течение одного такта тактового генератора 13, Количество гармонических составляющих синтезируемого спектра частот ограничивается только допустимым значением частоты высшей гармонической составляющей и задается путем выбора соответствующего второго преобразователя 12 кодов.

Изменение числа гармонических составляющих в спектре может быть получено путем смены запоминающего устройства

Составитель Ю, Редактор М.Келемеш Техред M.Ìoðã

25 второго преобразователя 12 кодов или его перепрограммирования.

Изменение полосы формируемого спектра производится изменением числа Л f, записываемого в датчик 8 кода приращения частоты, смещение полосы спектра по оси частот осуществляется путем занесения соответствующего числа f в датчик 1 частоты, Таким образом, осуществляется формирование выходного сигнала, представляющего собой спектр частот, и обеспечивается возможностью изменения параметров спектра. При этом обеспечивается формирование выборки выходного сигнала за один такт работы генератора опорной частоты. Это позволяет по крайней мере в и раэ увеличить высшую частоту формируемого спектра. При этом структура цифрового генератора спектра частот упрощается, а путем смены во втором преобразователе 12 кодов запоминающего устройства может быть изменено число гармонических составляющих в спектре без изменения структуры цифрового генератора спектра частот,