Цифровой синтезатор частоты Советский патент 1988 года по МПК H03B19/00 

чениц частоты

Ф1/г.1

лаооретение относится к радиотехнике и может быть использовано в измерительной технике, а также в радиопередающих устройствах в качестве синтезатора низких частот.

Целью изобретения является расширение диапазона выходных частот и повышение спектральной чистоты выходных сигналов,

На фиге изображена структурная электрическая схема цифрового синтезатора частоты; на фиг,2 - времен- iibie диаграммы, поясняющие работу цифрового синтезатора частоты,

Цифровой синтезатор частоты содержит опорный генератор 1, пассивный цифровой синтезатор (ПЦС) 2, делитель 3 с переменньм коэффициентом де аения (ДПКД), формирователь 4 кода адреса, блок 5 постоянного запоминания, дифроаналоговый преобразователь (НАЛ) 6, фильтр 7 нижних частот, управляемый ключ 8, второй 9 и первый 10 регистры сдвига,

Цифровой синтезатор частоты работает следующим образом, I

Сигнал переключения частоты

(фиг,2) обнуляет первый регистр 10

сдвига и одновременно записывает код

выходной частоты во второй регистр 9 сдвига. По окончании сигнала переключения частоты второй регистр 9 сдвига переходит в режим работы последовательного сдвигающего регистра. Совпадение логических на инверсном выходе старшего разряда второго регистра 9 сдвига (фиг,26) и на шине сигнала переключения частоты (фиг,2о) открывает управляемый ключ 8, Каждый импульс опорного генератора 1 (фиг,2о проходя через управляемый ключ 8 на тактовый вход второго регистра 9 сдвига, сдвигает код, записанный в нем на один разряд (т,е, удваивает код) до тех пор, пока на инверсном выходе старшего разряда второго регистра 9 сдвига не возникает логический О, закрываивдий управляемый ключ 8 (фиг,2 6), Число импульсов К (фиг,2, К 4), прошедших через управляемый ключ 8, фиксируется первым регистром 10 сдвига следующим образом. Первый импульс записывает логическую 1 в младший разряд (фиг,2й), вто- рой импульс - в следующий разряд (фиг,2е) и т,д. (фиг.). Выходы всех разрядов, начиная с К+1 (для выбранного примера - с пятого), ос0

5

0 5

0

5 0 5 д5

таются в состоянии логического О (фиг,2й). Следовательно, коэффициент деления ДПКД 3 устанавливается равным 2 В результате управляющий код, поступаюш 1й с разрядного выхода второго регистра 9 сдвига на управляющий разрядный вход 1ЩС 2, увеличивается в 2 раз и одновременно в 2 раз увеличивается коэффициент деления ДПКД 3, Число двоичных разрядов ДПКД 3 выбирается таким образом, чтобы для рабочего диапазона частот всегда выполнялось неравенство К п (где п - разрядность ДПКД 3 и регистра 10 сдвига; К - разрядность второго регистра 9 сдвига),

ПЦС 2 на своем выходе синтезирует частоту ровно в выше заданной выходной частоты с относительной стабильностью и точностью, определяемыми опорным генератором I, Эта частота делится в 2 раз в ДПКД 3 и далее в 2 раз с помощью формирователя 4 кода,адреса. На периоде выходной частоты укладывается точно различных состояния ДПКД 3 и формирователя 4, Коды амплитуд, соответствующих каждому из этих состояний, записаны в блоке 5 постоянного запоминания и последовательно извлекаются при изменении кода на его разрядных входах, ПАП 6 преобразует указанные коды в аналоговое напряжение, фильтр 7 нижних частот осуществляет подавление гармоник вида f tf.. ,,.й f

Т ОЫ Ч т

Таким образом, на выходе синтезируется многоступенчатый сигнал, аппроксимирующий синусоиду заданной частоты,

Особенностью предлагаемого устройства является постоянство длительности аппроксимирующих ступенек в широком диапазоне выходных частот, обусловленное независимостью частоты квантования на входах ЦАП 6 от величины К, При снижении выходной частоты цифрового синтезатора в 2 раз, в ДПКД 3 в работу включается К дополнительных разрядов, что приводит к увеличению числа ступенек аппроксимации и позволяет сохранить частоту квантования постоянной. Поэтому для фильтрации гармоник вида f tf „. йf,

I Tjb

достаточно одного неперестраиваемого фильтра нижних частот, обеспечивающего подавление 30-40 дБ на частоте на порядок, превышаюп ий верхнюю частоту рабочего диапазона. Уровень нелинейных искажений (гармоник) определяется параметрами ЦАП 6 и числом ступеней аппроксимации. Побочные спектральные составляющие возникают только в ПЦС 2 (из-за некратности его выходной частоты с частотой опоного генератора 1) и дополнительно

„rn + K+i

ослабляются в Z раз при делении частоты в ДПКД 3 и формирователе 4.

Формула изобретения

Цифровой синтезатор частоты, содержащий последовательно соединенные опорный генератор и пассивный цифровой синтезатор, последовательно соединенные формирователь кода адреса, блок постоянного запоминания, цифро- аналоговый преобразователь и фильтр нижних частот, а также управляемый ключ, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона выходных частот и повышения спектральной чистоты выходных сигналов, в него введены последовательно соединенные первый регистр сдвига и делитель с переменным коэффициентом деления, выход переноса которого подключен к тактовому входу формирователя кода адреса, а также второй регистр сдвига, разрядный выход которого подключен к управляющему разрядному входу пассивного цифрового синтезатора, тактовые входы первого регистра сдвига и второго регистра сдвига объединены и подключены к вы- ходу управляемого ключа, инверсный

выход старшего разряда второго регистра сдвига подключен к первому управляющему входу управляемого ключа, к сигнальному входу которого подключен выход опорного генератора,

тактовый вход делителя с переменньм коэффициентом деления подключен к выходу пассивного цифрового синтезатора, разрядный выход делителя с переменным коэффициентом деления подключен к другому разрядному входу блока постоянного запоминания, второй управляющий вход управляемого ключа, вход записи второго регистра сдвига и вход обнуления первого регистра сдвига объединены и являются входом сигнала переключения частоты, разрядный вход второго регистра сдвига является входом сигнала кода вы- . ходной частоты цифрового синтезатора

частоты.

Изобретение относится к радиотехнике и м.б. использовано в измерительной технике,.а также в радиопередающих устр-вах. Целью изобретения является расширение диапазона выходных частот и повьшение спектральной чистоты выходных сигналов. Цифровой синтезатор частоты содержит опорный г-р 1, пассивный цифровой синтезатор 2, формирователь 4 кода адреса, блок постоянного запоминания 5, ЦАП 6, фильтр 7 нижних частот, управляемый ключ 8, В устр-во введены делитель с переменкьм коэффициентом деления (ДПКД) 3, регистры 10 и 9. Особенностью устр-ва является постоянство длительности аппроксимирующих ступенек в широком диапазоне выходных частот, обусловленное независимостью частоты квантования на входах ПАП 6 от величины К, где К - число импульсов. Действительно при снижении выходной частоты цифрового , синтезатора в 2 раз в ДПКД 3 в работу включается К дополнительных разрядов, что приводит к увеличению числа ступенек аппроксимации и позволяет сохранить частоту квантования постоянной. 2 ил. (Я с

а ЛЛЛЛГШПЛЛЛ

ЛЛЛЛ