Цифровой синтезатор частот Советский патент 1992 года по МПК H03B19/00 

XI СХ

is

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиопередающих устройствах и при построении измерительных генераторов.

Целью изобретения является повышение спектральной чистоты выходных колебаний.

На чертеже,приведена блок-схема цифрового синтезатора частот,

Цифровой синтезатор частот содержит генератор 1 опорной частоты, блок 2 устаноаки кода частоты, накапливающий сумматор (НС) 3, регистр 4 памяти, первый цифроаналогоаый преобразователь (ЦАП) 5. второй.ЦАП 6, D-триггер 7, генератор 8 линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН), первый компаратор 9, триггер 10, первый фильтр 11 нижних частот, второй компаратор , частотно-фазовый детектор (Ч ФД) 13, второй фильтр 14 нижних частот.

Цифровой синтезатор частот работает следующим образом.

Код требуемой выходной с выходов блока 2 установки поступает на НС 3 и на выходы второго ЦАП 6.

С ЧИСТОТОЙ следования импульсов с выхода гзибратора 1 в НС 3 осуществляется сложение накопленного числа с числом М, соответствующим коду на выходе блока 2 установки.

Через К периодов импульсов генератора 1 происходит переполнение НС 3, на его выходе переполнения появляется импульс, который поступает на, управляющий вход регистра 4 и на р-вход D-трйггера7. В регистре 4 фиксируется код числа Р, оставшегося в НС 3 после егО переполнен т. Первый ЦАП 5 преобразует код этого числа в напряжение, поступающее на первый вход первого компаратора 9. На второй вход первого компаратора 9 поступают импульсы пилообразной формы с выхода ГЛИН 8, длительность которых точно равна периоду следования импульсов опорной частоты, а Положение определяется импульсами с Qвыхода Ь-триггера 7, задержанными по, отношению к импульсам переполнения на один период опорной частоты. При совпадений уровней напряжений на обоих входах первого компаратора 9 он вырабатывает импульсы, длительность которых изменяется в процессе работы синтезатора. Триггер 10 работает в счетном режиме, необходимом для получения на входе первого фильтра 11 симметричных импульсов. С выхода второго ЦАП 6 напряжение, определяемое кодом, поступающим не его входы с соответствующих поразрядных выходов блока 2установки, подается на вход второго компаратора 12. На другой его вход поступают импульсы от ГЛИН 8. При совпадении уровней напряжения на обоих входах второго компаратора

12он вырабатывает короткий импульс. ЧФД

13сравнивает моменты прихода импульсов от второго компаратора 12 с моментами прихода импульсов с инверсного б-выхода D-триггера 7. Напряжение с выхода ЧФД 13 поступает на вход второго фильтра 14, ас его выхода - на вход управления крутизной линейного уча1СТка импульсов ГЛИН 8.

Поскольку временной интервал между импульсами с Q-выхода D-триггера 7, которые запускают ГЛИН 8, и импульсами с инверсного Q-выхоДа D-триггера 7, которые поступают на другой вход ЧФД 13, равен одному периоду импульсов генератора 1 опорной частоты, то в стационарном состоянии значение крутизны линейного участка выходного Напряжения ГЛИН 8 будет таким, что за временной интервал, равный периоду импульсов генератора 1, импульсы ГЛ ИН 8 будут точно достигать значения напряжения на выходе второго ЦАП 6.

При Этом изменение параметров ГЛИН 8 под действием различных дестабилизирующих факторов не будет сказываться на работе цифрового синтезатора частоты, поскольку ЧФД 13 постоянно анализирует и, по мере надобности, регулирует крутизну л,инейных участков выходных импульсов ГЛИН 8.

При смене кода синтезируемой частоты блока 2 установки ЧФД 13 изменит свое выходное напряжение таким образом, чтобы крутизна линейных участков выходных импульсов ГЛИН 8 соответствовала новому значению выходного напряжения второго ЦАП 6.

В качестве ЧФД 13 наиболее целесообразно использовать частотно-фазовый детектор с тремя устойчивыми состояниями.

Если подобрать параметры второго фильтра 14 таким образом, чтобы переходный процесс при см,ене кода синтезируемой частоты в кольце автоматического регулирования, включающем в себя ГЛИН 8, второй компаратор 12, ЧФД 13 и второй фильтр 14,заканчивался за несколько интервалов регулирования, то кольцо автоматического регулирования крутизны ГЛИН 8 практически на ухудшит динамические характеристики цифрового синтезатора частоты, зато в значительной степени улучшит его спектральные характеристики, в частности степень подавления дискретной помехи в спектре выходного сигнала.

Формулам зоб р ете н и я Цифровой синтезатор частот, содержащий последовательно соединенные генера тор опорной частоты, D-триггер, генератор линейно изменяющегося напряжения, первый компаратор, триггер м фильтр нижних частот, последовательно соединенные накапливающий сумматор, регистр памяти и первый цифроаналоговый преобразователь, вЫхЬд которого подклю чен к BTOpoi y входу первого компаратора, блок установки кода частоты, кодовый выход которого подключен к кодовому входу второго цифроаналогового преобразоватё ля и к кодовому входу накапливающего сумматора, сигнальный вход которого соединен с выходом генератора опорйС1й

частоты, выход переполнения накапливающего сумматора подключен к р-входу 0триггера и к управляющему входу регистра памяти, отличающий с я тем, что, с целью повышений спектральной чистоты выходных колебаний, между выходом второго цифроаналогового преобразователя и вторым входом генератора линейно изменяющегося напряжения введены после0довательно соединенные второй компаратор, частотно-фазовый детектор и второй фильтр нижних частот, при зтом второй вход частотно-фазового детектора подключен к второму выходу О-триггера, а

5 второй вход второго компаратора соединен с выходом генератора линейно изменяющегося напряжения.