Цифровой синтезатор частот

 

с

„т» И.; (t 9) « - (1 l) <5ц5 Н 03 В 19/00

ГОСУ/ЗВЕРСТВЕ! НЬ! Й КОУИТст

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМИ.1

ПРИ ГКНТ СССР

OHИ АНИЕ ИЗС)БРЕТЕНИЯ

»»= (07}

Цу л нои вой

/ . ... Т) СОЮЗ ГОВЕTCKViX

4 СОЦИИГ.1СТИЧЕСКИХ

j РЕСПУБЛИК /

"ъ - %

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 476124:"/09 (22) 23,11Л ". (46) 07,01.О2. Бюл. hþ 1 (71) Н;звучно-г;"..-0ÐËÂ0ÄñT!i- ннОе 05h„.,i:! Hc """ им.),: . инте; на (72)!.", Н Гур-.;вин и IO.À.Íèi èTèé (б; ) 021,37А- 0а" ") (5i. j,»,;;торс:;..:. е C:",;!1" тел-..còi о СССР и 10 .-:1."30, ." л. Н йЗ 8 "/" ;i, О?,07 (,2. .";вто, :-,:.;а . с-.. ц,ете,; тво СССР к+97Л1л, с л, Н 03 В 10/0", 12.01.01(пp".Tîтип), ! ХС РГ, .ОЙ СЛ !Т.:.." : i ОР Ч,СТОТ /:. .Л . . ТЕНИ Ol НССИ. C" К ("-! И010r".ßli! Е. !

» ИЗ;:0»" Т" i!Я П0- !:3iE, .!!Е СП":.К Pu .

1 ". Сгот:: o -.ëcднык кл:-:бгний. Ll, ..» р:зсинтеватор частот с гержит Ген ратоp

1 опорной частоты, О-триггер 2, гаере!-!й Генератор линейно из;-.,вившегося напря:»кения (Г)ИН) 3, второй ГЛИН 4, ко .".и.: ротор 5, блок 6 установки )астоты, накапливаюяч1 суммаго г, регистр 8 намя i и, выч»нотсг,:ü 9 кодс з. ц ..;noензлоговый прсо зр:госат ль

10, исто ннк 11 пос-оянного ;;;. р.". Кения.

Первый н второй ГЛЛНы ". и 4 обраяугот уг1равляс !ое ус ройство 33", :; 0!, .»лпускаЮТСЯ П г,1 0 -». -"1,сЕННО И В P. >i> ",В а Е И CO

Ev,естн0 о K Г-1пасатсром н ис . 0"в !--гк:»0. 4 11

Обесн:= ни в l0T калибро онный с,",=»lг иt .пульс:l пер полнен ;л íакопли ч 00 -.га сумматор"" 7 з сторону зопггдг;:" . ия, а вели",» <а l.:рияда опоpно:о колссзния, на которуго н= обксДи. "о слвин}Th и ни1.с перепОлнсния, задается коГo.- на Рыкове нлкаплива.се его сумматора 7. 1 з.n, -лы, 3 нл.

1 104705

Я(=: i p

fA-- Fo 0, xf = {0 — Sf)/Q.

Изг, ретен; е olf,осится к сздиотехнике и можсг быть использовано в «риемопереда(ощих рад юустройствах и в змврительной тех ике, Целью иэс бретения являегся улучшение с(fe.".Tpà)(lг ной (ñòî1û е ыходных ко.fe ба((ИУ, На фиг,1 изобр жена эгектрическая струк1ур (ая схема f. :.<(>ðoeoão г;инт;.затора частот; на фиг.2 — пр,;:ср вып.)лнен я генератцра линейно из.-ò":ня ощ гс "я напряжения; на фиг.З вЂ” ьреме- ные д агр".ììf( работы генераторов лине.,но и=-:.леня(оце(ос я н а и о."- я: е н и я .

Цифг ооой син)езатоо со(.(-гжит гонера(ор 1 uf орной -:астогы, Г-тр .гг о 2, первый генератор лин".éffo измен((юи(егося напряжения (!ЛИН) 3, второй ГЛИН 4, компаратор 5, блок 6 установки кеда 6 частоты, накапливающий сумматор {HC) 7, регистр О памяти, вычита".ель 9 кодов, цифроаналоговый преобразователь(ЦАП) 10, источник постоянного напряжения {(ПН) 11.

Первый v, второй ГЛИН 3 v, 4 состоят из управляемого резистора 12, электронного ключа 13, конденсатора 14.

Цифровой синтезатор частот работает следующим образом.

Пусть частота генератора 1 где Fo — шаг сетки выходчых частот;

Р— натуральное число, равное емкости

НС 7, выходная чистота синтезатора где С(цифровой код выходной частоты на

8Ux04e блока б )cze808((v, Koq3.

Код Q требуемой выход ой1 частоты поступает на НС 7 и на вход ЦАП 10. Напряжение с его выходов, пропорциональное О, равное по величине и противоположное по знаку, поступает соответств "нно на вторые входы первого и второго ГЛИН 3 и 4 в качестве напряжения питания схемы, причем на второи вход первого ГЛИН 3 поступает напряжение положительной полярности с первого выхода ЦАП 10, а на второй вход второго ГЛИН 4 — напряжение отрицательной полярности с второго выхода ЦАП 10.

Оба напряжения равны по величине и противоположны по знаку, С частотой fo в НС 7 осуществляется сложен(е чисел Q. При поп полнении НС 7, т.е. когда I-a сумма кисел О n eâ!.ñìò емкость Р НС 7, (3 его выход гезникает сигнал пеРепсл((еиил (чиг.эс). по котоРомУ в регистре О фиксируется код -(исла Sf, записанно(о в НС 7 в мoмe((г пере )urfffе((ия, 3а

Р Tef,Toe опорной частоты ге(:,ера.ора 1 на выходе НС 7 произойд(:l 0 перепо. (((ений, и

Одно временно импульс переполнения с выхода НС 7 постуг(ит íà D-вход D-триггера

10 2, импульс на выходе которого (фиг.Зв} появится строго в момент прихода тактового импульса с выхода генсрoTope 1, те(л самьпл искл юча ется временна)(и естаоил ьность ил1 пульсе() переполнс:(ия с выхсда НС7, появ15 ляющаяся вследствие разного времени су(л(лирования чи er! 0. Код Sf на ьыходе НС

7 вычислг:ется по фор;луле где I — номер такта; (x} — операция выделения дробной части числа х, (х) = x — (х);

25 (х) — операция выделения целой части числа х.

Код S(показывает, на какую часть периода To = 1/fo необходимо сдвинуть импульс переполнения с выхода HC 7 в сторону one30 режения, при этом

35 Первый ГЛИН 3, второй ГЛИН 4, компаратор 5 и ИПН 11 прсдназначены для калиброванного сдвига импульса переполчения в сторону запаздывания, Поэтому код текущей задержки xl в данном случае необходи40 мо вычислять по формуле

Эта формула показывает, что цифровой

45 код задержки является функцией номера 0 синтезируемсй часто1ы.

Эту операцию производит вычита1ель 9 кодов, первый ГЛИН 3 и второй ГЛИН 4 запускаются одновременно, но в г(ротиво50 фазе (фиг.Зг). Для этого на вход опорного напряжения первого ГЛИН 3 подается отрицательное напряжение — Е, от ИГ1Н 7, а на вход опорного напряже((ия второго ГЛИН 4 подается положительное напряжение +Ел

55 от ИПН 11.

Одновременно f(a второй вход первого

ГЛИН 3 подается положительное напряжен(1е ч-Ец с первого выхода ЦИ1 10, а на второй вход второго ГЛИН 4 подается

1704265 отрицательное напряжение -Ец с второго выхода ЦАП 10, причем оба напряжения равны по Величине и противоположны по

Знаку.

HaflpRæåíèÿ, формируемые на выходе 5 пе)„- ...о ГЛИН 3 и второго ГЛИН 4. поступают нл Вх .„- кпмпаратора 5. При равенстве напряжений на ь = .Кодах на выходе компаратора 5 воспроизводится перепад напряжения (г, иг.3д), 10

При изменении кода управлЕния х на

0 — 1 выходе выч.лтателя 9 кодов от до 0

0 — 1 (Я изменяется ст 0 до ) изменение интервала -„-смени зэдержкл составит Величи),у сн,>.: зависимости ст значения кода Q на Bh! o„--: б;;Ока 5 установки кода, Нелин Aность пер;o«,о ГЛИН 3 и второго ГЛИН 4 так)ке í В,".илет н вре;- .«задержки. Дейст- 20 вительно, если Выходное напряжение nàpBoro ГЛИ)13

Ц;(т) =-Ff-f + (г+ Ец) (11 — ехp(-g jp)), 25 а выходнс= напряжение сторого ГЛИН 4

U>Iт) = "= ) + Е ;) ехр,-тз/r) — Еп, то прл рэв,:; тв=.. напряжений Ui и Ор 30

Е3 = «а I."",5).

Брем-, задержки не является функцией но:.;.-„-.-. Q выход «Ой чэ"тоты, что г.о- 35 зволлст с >:! Тезиpo BT > сетку эстот В сколь угод О ш). Ком д эп."зо .е значений; Соя "е

ТОГО, ИЗ . .:- -, НИЕ ТЗ НЕ ЗОВ СИТ OT НЕЛИНСйиости псрэ >го л второго ГЛИН 3 и 4.

На пр к гик; llер ий и второй ГЛИН 3 и 40

4, всегд"- о,;ладают То;; или иной степе,ью нелинейности.

B llB.=Tñ.ящсе вре:.,л при длительности изме fcf-и напр«жени р=-бочего участка перво о и Второго ГЛИН 3 и 4 100 — 200 нс 45 удастся де .тигнуть н "линейности ка)>дого

ГЛИН 3 и порядка 1 -., что ограничивает величлну получаемого Выигрыша, эта ьеличина не превышает 40 дБ.

Данная структура цифрового синтеза- 50 торэ час1от позволяет на той же элементной базе при существующей нелинейности первого и Второго ГЛИН 3 и 4 дополнительно компенсировать влияние нелинейности каждого из ГЛИН 3 и 4 не менее чем на 20 55 дБ.

Таким образом, б)агодаря компенсации вли.-н м нелинейности первого и GToporo ГЛИН 3 и 4 полвл"-ется возможность синтеза выходной частоты с результирующим уровнем помеховых составляющих, уменьшенным до Величлны минус 80-90 дБ, т,с, с более высоким качеством выходного колебания.

Формула изобретения

1. Цифровой синтезатор частот, содержащий последовательно соединенные генератор опорной частоты, О-три гер, первый генератор линейно изменяющегося напряжения и компаратор, последовательно соединенные блок установки кода частоты, накапливающий сумматор и регистр памяти, цифроаналоговый преобразователь, по разрядные входы которого подключен к соответствующим поразрядным выходам блока установки кодз частоты, э псрвый Выход цифроаналогово) о преобрэзо"ателя соединен с вторым входом первого генератора линейно изменя ещеf oc«напрлже !!" я, выход генератора опорной частоты подключен к тактовому входу f-f".Капливающего суммэторз, Выход переноса которого соединен с D-Входом 0-триггера и с тактовым ьходо.л регистра памяти, о т л и ч а юшийся тем, что, с цель: ) повышения спектральной чи "тоты Выходных колебаний, ВВсдсны Вычитатель кодов, ВтО,)Ой Генсрэ тор линейно из;.еня)ощегосл HBã «)f:Bfif)«и исто-)ник постоянного напр«)кения, Выходы сигналов отриц;.Тел. ной и поло)",ительной полярности которо-r) подкл;Олены к входу, опор; oro напрл) ения cooTBròoT ";нно п;-0 во;О генератора линейно и;f.;Bf-f«ëùåãooÿ напряжения и второго генератора линейно изменяioщегocя напряжения, первый и Второй )ходы и выход которого соединены cooTBGTcTBBfrf!o с Выходом D-триl гера, с вторым г.ыходом цифроэнала, o!oão преобразователя и с Вторым Входом ко)лпараторэ, кодовый Выхо вычитателл кодов под.л Очен к кодовым Входам первсго и второго генераторов линейно изменл;Ощегосл напряжения, а первый и второй рззрядные входи вычитатсля кодов соединены соответственно с разрядным выходом рсгистрэ памяти и с разрядным вь)ходом блока установки частоты.

2. Синтезатор по п,1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что каждый из генераторов линейно изменяющегося напряжения содержит последовательно соединенные упрэвляемblé резистор и конденсатор, параллельно которому включен электронный ключ, вход управления которого лвллстся первыМ входом генератора линейно изменяющегося напряжения,управляющий входупрзвляемого резистора является кодовым входом генератора линейно изменяющегося напряжения, первый вход управляемого резисто3704265 рз и второй вкгтд гонденсатора яал;ются соотеетстее,гно вторым входон и входом ог орного на ряженкг гене,;::атсра линейно и314еняюи егосй канрйьемий, первий вход конденсатора иа iAQTGA вскором генератора линейно иа.е.ивщегосл награхения, 1704205

НЕр!

1Г

1 ф (.

Редактор М.Янкович

Заказ 69 Тираж Подписное

ВНИИП 1 Государственно;о комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 »

1 ! ! (! !

Составитель Ю.Ковалев

Техред M.Moðãåíòàë Корректор Л.Пат й