Цифровой синтезатор изменяющейся частоты Советский патент 1989 года по МПК H03B23/00 

го

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для получения изменяющихся по произвольному закону частот в различных системах связи, гидролокации, в устройствах вычислительной и измерительной техники.

Цель изобретения - повышение точности аппроксимации произвольной периодической функции изменения частоты.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого цифрового синтезатора, изменяющейся частоты на фиг.2 - схема, поясняюща аппроксимацию сложной функции изменения частоты элементарными кривыми.

Цифровой синтезатор изменяющейся частоты содержит блок 1 хранения ко- да диапазона частот, блок 3 хранения кода начальной частоты, датчик

4кода длительности сигнала, датчик

5кода диапазона частот, датчик 6

кода начальной частоты, первый 7 и второй 8 делители с переменньм коэффициентом деления (ДПКД), первый делитель 9 с дробнопеременным коэффициентом деления (ДДПКД), реверсивный счетчик 10, датчик 11 кода адре- са функции, первый блок 12 памяти, второй делитель 13 с дробно-переменным коэффициентом деления (ДДПКД), блок 14 хранения кода адреса функции второй управляемый коммутатор 15, первый счетчик 16, счетчик 17 прира- щения фазы, второй i .етчик 18, первый управляемый коммутатор 19, вычислитель 20 амплитуд, второй блок 21 памяти, цифроаналоговый преобразователь (ПАП) 22, датчик 23 кода выбора функций, задающий генератор 24.

Блоки 1,2,3,14 могут быть выполнены на основе полупроводниковых пос- тоянных или оперативных запоминающих устройств с произвольной выборкой, куда перед началом работы заносятся соответствующие йоды длительностей, диапазона частот, начальных частот адресов функций, необходимых для формирования аппроксимированной кривой. В качестве датчиков 4,5,6,11 могут быть использованы либо параллельные регистры, либо просто повто- рители сигналов. ДПКД 7,8 могут быть вьтолнены на основе любых пересчетньк схем. ДДПКД 9,13 выполняются либо на основе накапливающего сумматора, либо

0

5 Q

с использованием двоичных умножителей.

Цифровой синтезатор изменяющейся частоты работает следующим образом.

Заданная функция изменения выходной частоты (например, см. фиг.2) разбивается на некоторое п число монотонно-изменяющихся участков. Полученные значения длительности t,, девиации Hi начальной частоты н для каждой монотонной кривой заносятся в блоки 1,2,3 хранения кодов длительности, диапазона частот и начальной частоты. Причем, если заданная функция изменения частоты непрерывна в течение всей длительности Тс изменения сигнала, то в блоке 3 хранения начальной частоты достаточно иметь одно значение начальной частоты f, соответствующее начальному значению функции изменения частоты. Если заданная функция имеет разрывы в некоторых точках t, причем f() f(t.-0), то необходимо хранить столько значений f,- , сколько имеется таких переходов. В блок 14 хранения кода адреса заносятся коды адресов каждого монотонного участка. В блок 12 памяти заносятся коэффициенты К.; по каждой кривой, позволяющие сформировать линейно-ступенчатую аппроксимацию монотонной кривой. В блок 21 памяти заносятся соответствующие управляющие сигналы, позволяющие получить на основе одного набора коэффициентов К,- четыре разных кривых. Счетчик 18, емкость которого равна числу монотонных участков, в исходном состоянии имеет на выходе нулевой код, соответствует выбору первого монотонного участка. В результате на выходах блоков 1,2,3,14 хранения кодов длительности, диапазона частот, начальной частоты И адреса функции устанавливаются коды, необходимые для отработки первого монотонного участка.

Импульсы с выхода ДПКД 8 поступают на ДДПКД 9 и счетчик 16, имеющие одинаковую емкость 2, каждому i-ому линейному участку аппроксимации монотонной кривой соответствует коэффициент Kyj деления на управляющих входах ДПКД 8, который может измениться только через им- пульсов на его выходе. Именно это количество импульсов необходимо для

смены адреса обращения к блоку 12 памяти через управляемый коммутатор 15, определяемого старшими р разрядами счетчика 16. Смена кода на адресных входах блока 12 памяти через постоянное число 2 импульсов обеспечивает аппроксимацию монотонных кривых линейными участками с неравномерный разбиением по времени.

Время t, отработки каждой монотонной кривой определяется поступлением на счетчик 16 2 импульсов, соответствующих установленной длительности . /Щ11КД 9 вьцтает на свой выход g импульсов из 2 импульсов, поступающих на его вход. Таким образом, за время t, на выход ДДПКД 9 поступит число импульсов, соответствующее установленной девиации D.

Длительность t монотонной криво равна сумме длительности t каждого линейного участка

S

г 42 ТэК 21 К

; f

i

Для занесения К . в блок 12 памяти предварительно из условий требуемой точности аппроксимации монотонной кривой определяется средний целочисленный коэффициент Ку(,р

ДПКД 8.

гг -р

2 г: Кс;

jк

Scf

при этом tj 2 Тэ К КГСР: Отработка длительности t; монотонной кривой определяется моментом переполнения счетчика 16. Сигнал переполнения счетчика 16 одновременно поступает на вход управляемого коммутатора 19 и на тактовый вход счетчика 18. Счетчик 18 подсчитывает число импульсов, поступающих на его тактовый вход, и обеспечивает смену адресов блока 21 памяти и блоков 1,2,3,14 хранения кодов длительности диапазона частот, начальной частоты и адреса функции. В результате происходит последовательное формирование каждой монотонной кривой, имеющей свои конкретные параметры по длительности, диапазону частот (девиации), начальной частоте и форме, которые могут отличаться от параметров других монотонньос кривых.

Реверсивный счетчик 10 преобразует входную переменную частоту в выходной код, закон изменения которого соответствует заданному закону изменения выходной частоты.

1и1ПКД 13, счетчик 17 приращения фазы, вычислитель 20 амплитуды и ДАЛ 22 обеспечивают формирование вы- ходного синусоидального сигнала с частотой, определяемой вьфажением

., f. /2 ,

где fc - выходная частота задающего генератора 24 по второму выходуj Q - значение кода, поступающее

с выхода реверсивного 0 у счетчика 10;

2 - емкость ЛППКД 13; 2 - емкость счетчика 17 приращения фазы.

Таким образом, в предложенном циф- 5 ровен синтезаторе изменяющейся частоты возможна аппроксимация функции изменения выходной частоты монотонными кривыми, максимально под бранны- ми по форме к исходной функции, поз

воляет значительно повысить точность аппроксимации функции изменения выходной частоты известного цифрового синтезатора изменяющейся частоты.

Формула изобретения

Цифровой синтезатор изменяющейся частоты по авт.св. № 1197044, о т- личающийся тем,что, с целью повышения точности аппроксимации произвольной периодической функции изменения частоты, в него введены блок хранения кода длительности, блок хранения ксла диапазона частот, блок хранения кода начальной частоты и блок хранения кода адреса функции, первые группы адресных входов которых соединены с соответствующими поразрядными выходами второго счетчика, вторые группы адресных входов - с соответствующими выходами датчика кода выбора функции, а выходы - с входами соответственно датчика кода длительности сигнала, датчика кода диапазона частот, датчика кода начальной частоты и датчика кода адреса функции.

fimoK

Фиг.1

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение точности аппроксимации произвольной периодической ф-ции изменения частоты. Цифровой синтезатор изменяющейся частоты содержит блоки хранения 1,2 и 3 кодов длительности, диапазона частот и начальной частоты, датчики 4,5 и 6 кодов длительности сигнала, диапазона частот и начальной частоты, делители 7 и 8 с переменным коэф. деления, делители 9 и 13 с дробно-переменным коэф. деления, реверсивный счетчик 10, датчики 11 и 23 кодов адреса ф-ции и выбора ф-ций, блоки памяти 12 и 21, блок хранения 14 кода адреса ф-ции, управляемые коммутаторы 15 и 19, счетчики 16 и 18, счетчик 17 приращения фазы, вычислитель 20 амплитуд, ЦАП 22 и задающий г-р 24. В данном синтезаторе обеспечивается аппроксимация ф-ции изменения выходной частоты монотонными кривыми, максимально подобранными по форме к исходной ф-ции. Это позволяет значительно повысить точность аппроксимации ф-ции изменения выходной частоты синтезатора. 2 ил.

Составитель Г, Захарченко Редактор В. Ковтун Техред М.Ходанич Корректор М. Максимишинец

Заказ 7241/53

Тираж 884

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное