Цифровой синтезатор частот Советский патент 1991 года по МПК H03B19/00 

Изобретение относятся к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемных устройствах, предназначенных для приема сложных многочастотных сигналов.

Целью изобретений является повышение фазовой стабильности формируемых частот.

На фиг, 1 представлена структурная электрическая схема цифрового синтезатора частот ; на фиг.2 - схема формирователя опорных частот; на фиг. 3 - схема блока синхронизации.

Цифровой синтезатор частот содержит накопительный сумматор 1, преобразователь 2 кодов, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 3, фильтр 4 нижних частот, формирователь 5 кода частоты, первый регистр 6 кода, блок 7 ключей, второй регистр 8 кода, генератор 9 тактовой частоты, управляемый делитель 10 частоты, формирователь 11 опорных частот (ФОЧ), блок 12 синхронизации.ФОЧ 11 (фиг. 2) содержит формирователь 13 импульсов, фазовращатель 14, первый элемент И 15, второй элемент И 16, третий элемент И 17, четвертый элемент Л 18, первый элемент ИЛИ 19, пятый элемент И 20, шестой элемент И 21, седьмой элемент И 22, восьмой элемент И 23, второй элемент ИЛИ 24, регистр 25 кода, дешифратор 26, счетчик 27. Блок 12 синхронизации содержит первый 28 и второй 29 0-триггеры,

Цифровой синтезатор частот при формировании, например, гетеродинных частот pa6oTaet следующим образом.

Гетеродинные частоты должны вырабатываться как сумма

Fretj FCI + Fm ,(1)

где Ргет| - гетеро : .ная частота для текучей компоненты многочастотного сигнала;

FCJ - текущая частота компоненты многочастотного сигнала;

i - порядковый номер частотных компонент;

Fnp - промежутчная частота, на которой работает супергетеродинный приемник.

Частоты компонент, составляющие многочастотный сигнал, обычно формируется по закону

с - . FKСУ

FclмГ (2)

где щ - код, определяющий номер компоненты;

FK - опорная частота канала;

М - коэффициент пропорциональности.

Опорная частота канала, как правило,

является функцией некоторой переменной

Sj, что позволяет в некоторых пределах из. менять ее с тем, чтобы при передаче информации по каналам связи можно было отстраиваться от внешних помех, з том числе и создаваемых другими аналогичными станциями, Формула образования опорных час- тот каналов имеет вид

FK F0(1--1) ,(3)

где Fo частота опорного генератора;

Sj - целые числа, определяющие вели- чину отклонения опорной частоты канала от частоты опорного генератора; j - Номер частотного канала. Промежуточную частоту при цифровом методе формирования гетеродинных частот можно вырабатывать по формуле

ЕFo Р

Fnp const ,

где Р - целое число.

Подставив в выражение (1) значение FCI согласно выражению (2) и значение Fnp согласно выражению (4), с учетом выражения (3) получим

5

г-

ггет|

П| FK

м

+

PFC М

+

( Ml + Р ) FK

М

4--Р-Ј°SjM

PF

SjtvT

о

(5)

0

5

0

5

0

5

Импульсная последовательность генератора 9 с частотой F0 поступает на управляемый делитель 10 и ФОЧ 11. Управляемый делитель 10 имеет коэффициент деления Sj, который задается программно и определяет значение опорной частоты канала. ФОЧ 11 формирует непосредственно канальную частоту FK вычитания из частоты F0 генератора 9 частоты, поступающей с управляемого делителя 10, реализуя тем самым выражение (3), причем частота FK должна иметь минимальную временную девиацию импульсов, чтобы не расширять спектр на выходе всего устройства. Этому требованию удовлетворяет ФОЧ 11, приведенный на фиг. 2.

Импульсная последовательность с выхода ФОЧ 11 поступает на накопительный сумматор 1 в качестве синхронизирующей частоты и на блок 12 синхронизации. На информационный вход накопительного сумматора 1 поступает код с формирователя 5, который формируется из кода числа щ + Р, записанного в первый регистр 6, и кода числа Р, записанного во второй регистр 8. При этом код числа Р поступает на вход формирователя 5 через блок 7 ключей, которые открываются только в момент времени, определяемый блоком 12 синхронизации.

Сигнал с выхода накопительного сумматора 1 поступает на вход преобразователя 2 кодов, который преобразует этот сигнал в

, соответствующие заданной форме выходного сигнала. ЦАП 3 соды с выхода преобразова геля 2 слдо. ч а ч -j готовый сигнал, а фильтр 4 ЕИДЭ/.ОГ первую гармонику частоты выходила с.,ч,лз.

Если блок ключей закрыт, то Формирователь 5 транслирует значение кода частоты щ + Р, записанное в первый регистр б, на вход накопительного сумматора 1, который с приходом каждого импульсз сг ФОЧ 11 увеличивает сзос чча - ение н в шчнну кода, поступающего с фор ирозаг лл 5, При этом суммиооаанче производится по моду- лю М 2П. где п - количество разрядов исколи тельного сумг атгоа 1, т.е переполнение сумматора не уч1/гь заетсл

В результате на в1 хопе накопительного сумматора 1 формируется л нарастающее пилооосРЗмоч значение юдов

, Ру ( ГМ, -г Р ) ,

( j , соотвзго-ау Ощее леоаому слагаемому з (51.

Втооос слэ: аамое а формуле (5j формируется когда о.кро- час ся блок 7 глючей - значение Р, записанное ьо втопои регистр 8, поступает на второй вход формирователя 5, с вьхицс- которого ал орэичесхгя сумма кодов первого А второго ojrncTpos 6 и 3 поен/плат d РХОД якопителъного Сумматора 1.

Поскольку ттсрое слагаемое должно быть пролорциоюльчо частота Fc (s не FK которой сиьчро -ч-змруетс 3 накопительный суммсиор 1J, п цифровой синтезатор частоты введен лок 12 синхронизацчи, который управляется импульсами ипрзБляеп -то делителя 10 и ьэ кзхдый приводя щи импульс вырабатывает сисюб. синхронизированный частотой FK, который на один период работы накопительного суг.)мз1ора 1 открывает блок 7 ключей

При непрерывной заботе цифрового синтеза гора гетеридим- ыу «астог, та.мм образом, формируетсг часге а, соответствую- а;ая выражению (Ь)

Программно изменяв Sj и п, можно соогветствй но задавать опорную частоту канала и выставлять требуемое значение гетеродинной чаггот для приема текущей компоненты многоччстогного сигнала.

Блок 12 синхронизации может быть выполнен в змде двух последовательно включенных D-триггеров 28, 29, которые в исходном состоянии обнулены (фиг. 3).

На синхронизирующий вход первого D- фиггерз 28 поступают импульсы с выхода управляемого делителя 10 (Рд), ка вход D постоянно подается логическая 1. После

окончания очередного импульса частоты . -,и.г л.тер /8 герсчодиг в единичное

, .- - . тсрОи iCT/nj. T г Ь ЗХОД D РГО10

0

f 1

, J . S -ч.1. . v,(.-r часто

- ,3i ЧХОС|( J OUU1t ВлОД

.oc с L-fH epa . и П л j,-4henv фронту ; fci- C : ч с о . осто.ппе при :iOv на v«H3cpci ом выходе второго D триг- г°рг с-1 пс - ОГГР -огиче С.а и 0 , которой of iiv Ј г .,р D sp-rrcp Г8 тем :, . joo. O й устэкчв 1.- р и f,cr ,-ipf и 0 Сгеду . гк ЙВТМРЗЙТ r егчу зиД )С-ронгу :р.г 2Р в исходное , , г сим s един;ичном Г, тпоогп D-триг-ера 9 из каждый

.ьс. Рд сЬорммсуется

.роч - зирова - Нып гастотсй F4 i, по дли- .1 - лг савкь й переходу ее следование. 0 г-.-ь-i, тоступаа -т сток и раз расхождение F, Зсплса ihorc в иа регистр 6, на фэрл-мрсвзтепь 5

° 11 чз опорной имгчл1-счой по- ч г 017- е1ь, формпроваiель 13 им- и фазовращатель 14 вырабатывают .А-уре | пульсные посчэдсвагельносш, с - одна от носителм-io другой на 90°

i1 апзом втоооп тсетче и

nt,-- ,M .. , 1Ј пр(- ЗВС ,ЧОММ га

тлх последовательностей, лр 1 этом ,. лемЭ - т ИЛИ 19 форм cycrcs; опор- г- - гсгетр гналэ Рч, а на еторо элементе 1 Г i 2 - вспо --огательнзя имгутьсная го- т ройгт пмюгть с выходов пятого шесто- осльмсго ч восьмого элемсктэп И 20 - 23, т чгаг TC°f yei Cft для спьчо ьизацпи ре и г. /ь i- f.v.n./4oCb котоспй оперожакч по iis ЈCC импупьсь.1 FtS , -.гупьеь с управтяел-oto делите/1Я 10 по. едоеат-ечь о поступают ьз РХОД счетчп- кэ эшис огтор 26 в соответствии с ко- -. : т ч и 1с 8 2 в ы о з б а т ы в я с т v- PV if4iHi0 согнаны, 1;о- 0рые поступают iio ri- Covau ioHHbie входы регистра 25 Зэ- 5 в регистр 25 производится по заднему Фр т./ .W scco Bc OiVorprenbHCfi им г/ i гноч последовате,1сijcc i г,ри з ом пртмохоа -т оачоцре енное пеоекпючение ими.лесных 1ос едсва.зг.оностей а пео- 0 во,1 р-,оглг и че зерюм тах t/i 5 ;о, пятом, иестол седьмом и веса- о%, i-;isr eHT2x И ГО - 2J с ссхрлчсни eri феЗО9ыч соотношении между Гк и имПу. ЕСПОМОГЗТЭЛЬНС Й ИмПулЬСНОЙ

5 ,олаг°льности. Все ка, Ј лю- еьи, . .сдлт после окончена oчepeд oгo и,--т. сьс й последователь -I Ciч, которая kG t т ,с- стоя ьй выход yi р-;йстра ис т г .- появление лохны имп льссч

3 момент коммутации на выходе первого элемента ИЛИ 19, формирующей FK. происходит увеличение периода следования импульсов на 90° и, следовательно, уменьшение выходной частоты в соответствии с выражением

Ъ-Ро-Ь

Формула образования опорных частот каналов согласно (3) имеет вид

с -с f 1 Ч - с ° FK-F0(1 sj)-F0 -§jт.е. получаем, что для использования ФОН 11 требуется, чтобы управляемый делитель 10 имел коэффициент деления 4F0

F -

S|

Таким образом, обеспечивается получение точных значений гетеродинных частот, повышается их фазовая стабильность и обеспечивается быстрая смена частота. Формула изобретения Цифровой синтезатор частот, содержащий последовательно соединенные накопи0

5

0

тельный сумматор, преобразователь кодов, цифроаналоговый преобразователь и фильтр нижних частот, последовательно соединенные генератор тактовой частоты и управляемый делитель частоты, последовательно соединенные первый регистр кода и формирователь кода частоты, выход которого подключен к первому входу накопительного сумматора, последовательно соединенные второй регистр кода и блок ключей, выход которого подключен к второму входу формирователя кода частоты, о т- лмчающийся тем, что, с целью повышения фазовой стабильности формируемых частот, между выходом генератора тактовой частоты и управляющим входом блока ключей введены последовательно соединенные формирователь опорных частот и блок синхронизации, второй вход которого соединен с вторым входом формирователя опорных частот и подключен к выходу управляемого делителя частоты, при этом второй вход накопительного сумматора подключен к выходу формирователя опорных частот.

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение фазовой стабильности формируемых гетеродинных частот. Цифровой синтезатор частот содержит накопительный сумматор 1, преобразо- ватель 2 кодов, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 3, фильтр 4 нижних частот, формирователь 5 кода частоты, первый регистр 6 кода, блок ключей 7, второй регистр 8 кода, генератор 9 тактовой частоты, управляемый делитель 10 частоты, формирователь 11 опорных частот (ФОЧ), блок 12 синхронизации. Импульсная последовательность с выхода ФОЧ 11 используется в накопительном сумматоре 1 в качестве синхронизирующей частоты. Сигналы с выхода накопительного сумматора 1 в преобразователе 2 кодов преобразуются в коды, соответствующие заданной форме выходного сигнала. Блок 12 синхронизации на каждый приходящий импульс вырабатывает строб, который на один период роаботы накопительного сумматора 1 открывает блок ключей 7. 3 ил.

Фм.2

FK

1

Фиг.З