Цифровой синтезатор частот Советский патент 1981 года по МПК H03B19/00 

(54) ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТ

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в цифровых синтезаторах частот, основанных на вычислении выборок синусоиды. Известен цифровой синтезатор частот, содержащий последовательно соединенные блок установки частоты, накопитель, блок вычисления выборок, цифроаналоговый преобразователь и фильтр, а также опорный генератор, выход которого подключен к входам синхронизации накопителя и блока вычисления выборок Пз. Однако известный цифровой синтеза тор частот не имеет стабилизации уровня выходного.сигнала в диапазоне рабочих частот. , Цель изобретения - обеспечение стабилизации уровня выходного сигнала в До1апазоне рабочих частот. Поставленная цепь достигается тем что в цифровой синтезатор частот, со держащий последовательно соединенные блок установки частоты, накопитель. блок вычисления выборок, цифроаналоговый преобразователь и фильтр, а также опорный генератор, выход Которого подключен к выходам, синхронизации накопителя и блок вычисления выборок, в него введены пйследовательно соединенные блок вычисления коррекции и блок цифровой регулировки уровня, при этом входы блока вычисления коррекции соединены с соответствукщими выходами блока установки частоты, а вход блока цифровой регулировки уровня соединен с выходом фильтра. На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого синтезатора. . Цифровой синтезатор частот содерт житопорный генератор 1, блок 2 установки частоты, накопитель 3, блок 4 вычисления выборок, цифроаналоговый преобразователь 5, фильтр 6, блок 7 цифровой регулировки,уровня, блок 8, вычисления коррекции. 38 Цифровой синтезатор частот работае следующим образом. В блоке 2 устанавливается двоично кодированное значение синтезируемой частоты ...+а„.(N-целое число), Число А представляет обой отношение синтезируемой частоты 0 (0- к одной четвертой значения частоты опорного генератора 1 f5/4, т.е« (й5А$1). Это число поступает на вход накопителя 3, на выходе которого в каждый тактовый момент времени , ,253,... ( - длительность тактового интервала) формируется число В 2+Ь 2 + ..,+tj,.2 по следующему алгоритму: , которое пропорционально фазе синтезируемого колебания. В блоке 4 число В преобразуется в соответствующ1по цифровую выборку синусоидЫр которая затем преобразуется в аналоговую величину в цифроаналоговом преобразователе (ЦАП) 5. Ступенчатый сигнал с выхода ЦАП 5 сглаживается фильтром 6, Поскольку передаточная характеристика ЦАП 5 имеет вид ). () то уровень выходного сигнала с§шжает ся с увеличением значения синтезируемой частоты. Для устранения этого нежелательного эффекта служит бл 8 и блок 7. Блок 8 может иметь различную конс рукцию, например его роль может выпо нять запоминающее устройство, в кото ром хранятся отдельные выборки передаточной характеристики ЦАП 5 ) Более предпочтительным оказываетс выполнение блока 8 в виде устройства работающего по алгоритму D 1-CA 1де С J2) Число 2°+d-2+.., ( М - целое на выходе блока 8 пропорционально передаточной характеристике ДАЛ 5, Выходы блока 8 подключены к входа блока 7, для компенсации падения уро ня выходного сигнала. В качестве бло ка 7 целесообразно использовать операционный усилитель и множительный ЦАП, В результате уровень выходного сигнала блока 7 остается постоянным в полосе частот. При отсутствии цепи стабилизации уровня выходного сигнала устройства и синтезе максимальной частоты уровень выходного сигнала снижается на 10% по сравнению с уровнем на нулевой частоте. При стабилизации уровня с помощью блока 8 и блока 7 отдичие уровня выходного сигнала на частоте f от его уровня на нулевой частоте определяется так. Алгоритм.(2) представляет собой два первых члена разложения в ряд Тэйлора передаточной функции ЦАП Нцс|п(€). н....( 3/ 5J Поскольку ряд (З)- знакопеременной, то при использовании только двух первых членов 2 погрешность вычислений не превосходит величины g(jr//i)l( в случае синтеза максимальной частоты t погрешность алгоритма (2) равна ета% л|-5Т 0,003. Таким образом, при использовании предагагаемого цифрового синтезатора частот уровень выходного сигнала отличается не более чем на 0,3% от уровня на нулевой частоте. Формула изобретения Цифровой синтезатор частот, содержащий последовательно соединенные блок установки частоты, накопитель, блок вычисления выборок, цифроаналоговый преобразователь и фильтр, а также опорный генератор, выход которого подключен к входам синхронизации накопителя и блока вычисления выборок, отличающийся тем, что, с целью стабилизации уровня выходного сигнала в диапазоне рабочих частот, в него введены последовательно соединенные блок вычисления коррекции и блок цифровой регулировки уровня, при зтом входы блока вычисления коррекции соединены с соответствующими выходами блока установки частоты, а вход блока цифровой регулировки уровня соединен с выходом фильтра. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Тирней и др. Цифровые синтезаторы частоты. Зарубежная радиоэлектроника, 1972, № 3, с. 59-69 (прототип) .