Цифровой синтезатор частоты прямого действия Советский патент 1991 года по МПК H03K23/66 H03K3/84 

8

-

Изобретение может быть использовано в частотоббразующих трактах радиоприемных и радиопередающих устройств., Целью изобретения является повышение точности синтеза номинальных значений любых частот рабочего диапазона. Поставленная цель достигается тем, что в цифровой синтезатор частоты прямого действия, содержащий последовательно соединенные опорный генератор 1, накапливающий сумматор 2, регистр 3 хранения, умножитель 4 кодов,блок 5 управляемой задержки и блок 8 фиксированной задержки, введены последовательно соединенные накапливающий сумматор 6 и триггер 7, выход которого подключен к входу переноса накапливающего сумматора 2, Блок 8 фиксированной задержка включен между выходом переноса накапливающего сумматора 2 и входом блока 5 управляемой задержки. Тактовый вход блока 8 фиксированной задержки соединен с тактовым входом регистра 3 хранения. Выход спорного го -юратора 1 соединен с тактовыми входами накапливающего сумматора 6, триггера 7 и блока 8 фиксированной задержки. 1 ил.

ггЧ1

t

Јр

Qs

м

3

OJ

IF

J

о

м

и

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к цифровым синтезаторам частот, выполненным только на основе цифровых структур, и может быть использовано в частотообразующих трактах радиоприемных и радиопередающих устройств,

Целью изобретения является повышение точности синтеза номинальных значений любых частот рабочего диапазона, находящихся в дробно-рациональном соотношении с частотой опорного колебания.

На чертеже представлена функциональная схема цифрового синтезатора частоты прямого действия.

Цифровой син езатор частоты содержит последовательно соединенные опорный генератор 1, первый накапливающий сумматор 2, регистр 3 хранения, умножитель 4 кодов и блок 5 управляемой задержки и последовательно соединенные второй накапливающий сумматор 6 и триггер 7, выход которого подключен к входу переноса первого накапливающего сумматора 2, а также блок 8 фиксированной задержки, включенный между выходом переноса первого накапливающего сумматора 2 и входом блока 5 управляемой задержки. Вход блока 8 фиксированной задержки соединен с тактовым входом регистра 3 хранения. Выход опорного генератора 1 соединен с тактовыми входами второго накапливающего сумматора 6, триггера 7 и блока 8 фиксированной задержки.

В качестве опорного генератора 1 может быть использован любой кварцевой генератор, на выходе которого включен формирователь импульсов.

Блок 8 фиксированной задержки может быть выполнен на сдвигающем регистре, что позволяет повысить стабильность задержки блока 8 и улучшить шумовые характеристики выходного колебания, для чего его тактовый вход подключен к выходу опорного генератора 1,

Цифровой синтезатор работает следующим образом.

Задачей синтезатора является формирование колебаний с частотой, удовлетворяющей условию fayx - KFC, из опорного колебания с частотой 10 MFC, где Fc - шаг сетки синтезируемых частот; К и М - целые положительные числа; К- код выходной частоты. Для точной установки заданного номинала выходной частоты Вых код К должен суммироваться в синтезаторе по модулю М каждой период опорного колебания. В данном синтезаторе это осуществляется с помощью накапливающих сумматоров 2 и 6

Сумматор 2 для сопряжения с блоком 5 управляемой задержки имеет емкость 2П , где п - число двоичных разрядов управляющего кода блока 5. Емкость b сумматора 6

выбирается из условия b М , где т - показатель степени числа два при разложении числа М на простейшие сомножители. В общем случае при нечетном М m 0. При выборе емкости b предполагается, что m п. Если m п, то b М . На кодовые входы сумматора 2 подается код а К , где символ обозначает операцию выделения целой части числа, меньшей или равной ему. На кодовые входы второго сумматора 6 подается кодС -К- -b (К- К- b- b). Для организации емкости сумматора 6, равной Ь, внутри сумматора 6 на входы дополнения подан постоянный

не зависящий от fBbix код 2q-b. где q выбирается из условия b 2,

Каждый такт частоты f0 генератора 1 код С суммируется с текущим кодом в памяти сумматора 6. При каждом превышении числа b (при переполнении сумматора 6) на выходе переноса формируется импульс переноса, поступающий на D-вход D-триггера 7. Следующий тактовый импульс опорного генератора 1 переводит сигнал переноса на

выход Q триггера 7, т е. на вход переноса сумматора 2. Триггер 7 позволяет исключить влияние задержек при суммировании в сумматоре 6 на общее быстродействие синтезатора. Постоянный сдвиг сигнала переноса сумматора б на один такт частоты f0 не влияет на точность синтезатора. На вход переноса сумматора 2 поступает импульсная последовательность с частотой fn foC/b. Частота следования импульсов на

выходе переноса сумматора 2, имеющего емкость 2П и входной код а, определяется двумя слагаемыми, частотой fn, поделенной на2п, и результатом накопления кода а по модулю 2Г1:

febix fc2 nC/b + f02 na f0(a -b + C)/(b

fc/M ) 3 -(LK-2n m/bj- b + + K- - b IK- 2n m/bj V K/M.

Частота следования импупьсоэ па выходе переноса сумматора 2 рзяна выходной

частоте устройства. Однако из-за того, что нз периоде выходной частоты укладывается, как правило, дробное число периодов колебания опорного генератора 1, последовательность импульсов ча выходе

сумматора 2 во времени расставлена не равномерно, т.е. имеет функциональную фазовую модуляцию Нормированное значение погрешности временного положения ИМПУЛЬСОВ переполнения относительно

импульсов идеально равномерной во времени (гипотетической) последовательности требуемой частоты равно остаточному коду в сумматоре 2 после переполнения. Этот код R переписывается в регистр 3 хранения и поступает на умножитель 4 кодов. В умножителе 4 кодов код R умножается на код кванта погрешности гп . Результат произведения - есть код запаздывания импульса на выходе переноса сумматора 2 относительно импульса гипотетической последовательности. Этот код поступает на управляющие входы блока 5 управляемой задержки. Вместо непосредственного сдвига импульса в сторону опережения, что физически невозможно сделать, в блоке 5 вводится задержка на величину Л1комп - AtM3Kc - R.TVi . Учитывая, что для умножения кодов в умножителе 4 и для подготовки задержки в блоке 5 требуется определенное время, импульс с выхода переноса сумматора 2 задерживается в блоке 8 фиксированной задержки на величину те, которое превышает время срабатывания регистра 3. умножителя 4 и блока 5. Для исключения флуктуации времени TQ задержка формируется цифровым способом и равна целому числу периодов колебания

опорного генератора 1.

Таким образом, на выходе блока 5 управляемой задержки формируется импульсная последовательность по заданному коду выходной частоты с нестабильностью временного положения выходных импульсов, не превышающей гп .Следовательно, в предлагаемом синтезаторе повышается точность синтеза номинального значения выходной частоты при любом (произвольном) шаге сетки выходных частот.

Формула изобретения

Цифровой синтезатор частоты прямого действия по авт. св. №. 1307586, отличающийся тем, что, с целью повышения точности синтеза номинальных значений любых частот рабочего диапазона, в него введены последовательно соединенные второй накапливающий сумматор и триггер, причем тактовые входы второго накапливающего сумматора, триггера и блока фиксированной задержки соединены между собой и подключены к выходу опорного генератора, выход триггера соединен с входом переноса первого накапливающего сумматора, а кодовые входы второго накапливающего сумматора соединены с шиной кода.