Цифровой синтезатор частоты Советский патент 1981 года по МПК H03B21/02 

(54) ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТЫ

I

Изобретение относится к радиоте.хнике i может использоваться для получения множества различных частот, включая частоты, которые не являются кратными опорной частоте, в устройствах вычислительной и измерительной техники.

Известент цифровой синтезатор частоты, содержащий последовательно соединенные генератор опорной частоты, делитель частоты, генератор кода числа, накапливаюпдий сумматор и формирователь дополнительного кода, последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь и фильтр ниж-них . Частот, а также частотный селектор, выходы которого подключены к информационным входам генератора кода числа, при этом выход делителя частоты соединен с управляющим входом накапливающего сумматора 1.

Однако данный синтезатор частоты имеет относительно небольщой диапазон синтезируемых частот.

Цель изобретения - расширение диапазона синтезируемых частот.

Для достижения цели в цифровой синтезатор частоты, содержащий последовательно соединенные генератор опорной частоты, делитель частоты, генератор кода числа, накапливающий сумматор и формирователь дополнительного кода, последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь и фильтр нижних частот, а также частотный селектор, выходы которого подключены к информационным входам генератора кода числа, при этом выход делителя частоты соединен с управляющим входом накапливающего сумматора, между выходом старшего разряда накапливающего сумматора и входами цифроаналогового преобразователя введены последовате.тьно соединенные кольцевой распределитель, формирователь прямого кода и коммутатор, между выходом младщего разряда кольцевого распределителя и знаковым входом цифроана15 логового преобразователя введен триггер, при этом выход младщего разряда кольцевого распределителя соединен также с управляющим входом формирователя дополнительного кода, выход второго разряда кольцевого распределителя соединен с второй группой входов коммутатора, третья группа входов которого подключена к разрядным выходам формирователя дополнительного кода, а информационные входы

формирователя прямого кода соединены с выходами накапливающего сумматора.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства.

Цифровой синтезатор частоты содержит генератор 1 опорной частоты, делитель 2 частоты, частотный селектор 3, генератор 4кода числа, накапливающий сумматор 5, кольцевой распределитель б, формирователь 7 прямого кода, формирователь 8 дополнительного кода, коммутатор 9, триггер 10, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 11, фильтр 12 частот (ФНЧ).

Цифровой синтезатор частоты работает следуюндим образом.

С помощью частотного селектора 3 устанавливается число К, определяющее значение выходной частоты синтезатора. Генератор 4 кода числа обеспечивает генерирование числа К в двоичном коде с частотой синхронизации и его пересылку на информационные входы п-разрядного накапливающего сумматора 5. Частота fc получается как. результат деления опорной частоты to генератора 1 опорной частоты на желаемый коэффициент деления делителя 2 (фиг. 2 а). Двоичное число К поступает непосредствеп но на одни входы накапливающего су.мматора 5. При непрерывной работе синтезатора на выходе накапливающего су.мматора 5 результирующие значения чисел обновляются с частотой синхронизации ft. (фиг. 2 б). Число с выхода накапливающего сум.матора 5 поступает па формирователи прямого и дополните.льного ко.аов 7 и 8. При переполнении накапливающего сумматора 5 сигнал переполнения (фиг. 20) с его старшего разряда поступает на кольцевой распределитель 6. Предположим, что в исходном состоянии первый разряд кольцевого распределителя 6 находится в состоянии, отличном от остальных (фиг. 2 г, d и е). Тогда до первого переполнения накапливающего сумматора 5 выход первого разряда кольцевого распределителя 6 обеспечивает прохождение на коммутатор 9 прямого кода накапливающего сумматора 5 1-:ерез формирователь 7, от первого до второго переполнения накапливающего сумматора 5, выход второго разряда кольцевого распределителя 6 обеспечивает установку всех элементов коммутатора 9 в единичное состояние, от второго до третьего переполнения накапливающего сумматора 5 выход третьего разряда распределителя б обеспечивает прохождение на коммутатор 9 дополнительного кода наканливающего сумматора 5 через формирователь 8 дополнительного кода (фиг. 2 з). Таким образом, за один цикл работы кольцевого распределителя 6 на выходе коммутатора 9 формируется последовательность чисел, графическое изображение величин которых дает трапецию

СО ступенчатыми приращениями (фиг. 2 з). Сигнал третьего переполнения накапливающего сумматора 5 возвращает кольцевой распределитель 6 в исходное состояние (фиг. 2 г) и процесс формирования цифровых величин по огибающей трапеции на выходе коммутатора 9 повторяется (фиг. 2 з) С выхода коммутатора 9 цифровая информация поступает на цифроаналоговый преобразователь 11, на выходе которого формируется аналоговый трапецеидальный сигнал со ступенчатыми приращениями (фиг. 2 и), полярность которого изменяется при изменении состояния триггера 10 при каждой установке кольцевого распределителя б в исходное состояние (фиг. 2 г и ж. Изменением исходного состояния кольцевого распределителя 6 и триггера 10 можно устанавливать произвольную начальную с дискретностью, равной я/З. При установке накапливающего сумматора 5 в исходное состояние, отличное от нуля (одно из ( 1) состояний), можно установкть произвольную начальную фазу выходного сигнала с дискретностью 71/3 2 . Си1т-1ал с выхода цифроаналогового нреобразователя 11 через фильтр 12 нижних частот постунает на выход синтезатора. Параметры фильтра 12 определяются необходимой рабочей полосой синтезатора с требования.ми к спектральной чистоте выходного сигнала. Частота выходного сигнала 1 пропорциональна синхронизирующей частоте fc, числу К частотного селектора 3 и обратно пропорциональна емкости накапливающего сумматора 5

fsbiy. Кме/б2,

при этом общее количество дискретных частот не превышает Кт. 2 - 1, так как на вь:ходе частотного селектора 3 число К не может превышать значения емкости накапливающего сумматора 5.

Предлагаемый синтезатор частоты позволяет значительно расщирить диапазон синтезируемых частот.

Формула изобретения

Цифровой синтезатор частоты, содержащий последов тельно соединенные генератор опорной частоты, делитель частоты, генератор кода числа, накапливающий сумматор и формирователь дополнительного кода, последовательно соединенные пифроаналоговый гфеобразователь и фильтр нижних частот, а также частотный селектор, выходы которого подключены к информационным входам генератора кода числа, при этом выход делителя частоты соединен с управляющим входом накапливающего сумматора, отличающийся тем, что, с целью рас1пирения диапазона синтезируемых частот, между выходом старшего разряда накапливающего сумматора и входами цифроаналогового преобразователя введены последовательно соединенные кольцевой распределитель, формирователь прямого кода и коммутатор, между выходом младшего разряда кольцевого распределителя и знаковым входом цифроаналогового преобразователя введен триггер, при этом выход младшего разряда кольцевого распределителя соединен также с управляюш,им входом формирователя дополнительного кода, выход второго разряда кольцевого распределителя

соединен с второй группой входов коммутатора, третья группа входов которого подключена к разрядным выходам формирователя дополнительного кода, а информационные входы формирователя прямого кода соединены с выходами накапливаюшего сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Тирней и др. Цифровые синтезаторы частоты. «Зарубежная радиоэлектроника, 1972, jVo 3, с. 57 - 67 (прототип).

а Н Н И r-j Н 1 1 1 1 I II111I г I н н г г- rJ . I I 1 -4мц

, Г7

. juiaui i

ц I rJ ц i

, ,1 Щ ll.l

и

MIIIHiliiinilllliiilllllllllllllL

-Ь

г.

z

f н н п 1 njij ri Нп Нм ,. I г I I 1I 1 i I I I i