Цифровой синтезатор частот Советский патент 1982 года по МПК H03K23/00 

1

Изобретение относится к импульсной технике, дискретной автоматике и может быть использовано в цифровых синтезаторах частоты.

Известен синт гзатор частот, сод ержащий генератор опорных импульсов, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, анализатор временного положения выходных импульсов, триггер, блок управления и устройство коррекции, временного положения, импульсов. Устройство позволяет получить импульсную последовательность требуемой частоты, близкую к равномерной последователь ноет и 11 Однако данное устройство позволяет получить лишь частоты, котфые меньше частоты опорного генератора. В устройстве не раскрыта работа анализатора временного положения .выходных импульсов, ксггорый при реализации схемно громоздок и инерционен.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является делитель частоты с гфограммным заданием дробного коэффициента деления, содержащий генератор импульсов, фазосдвига- ющий элемент программный блок, цифро5 вой компаратор, счетчик целого коэффициента, счетчик дробного коэффициента, доии4ратор частоты, переключатель вентилей вьщеления целого импульса, схему ИЛИ, дешифратор дробного коэффициента.

10 Устройство позволяет производить деление частоть с программным заданием дробного коэффициента деления 2 J.

Существенным недостатком известного устройства является отсутствие воз15 можности умножения частоты с программным заданием коэффициента умножения.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства, а 20 именно получение дробных коэффициентов умножения, и деления, а также попучение на Выходе импульсной последовательности с минимальной неравномерностью следования выходных импульсов. 39 Поставленная цель достигается тем, что в цифровой синтезатор частот, содержащий формирователь импульсов, фаао сдвигающую цепочку, четьфе элемента И, элемент ИЛИ, программный блок, дещи(, реверсивный счетчик, генератор опорной частоты, выход котсрого подключен к входу фс мирователя импуль сов. Выход которого соединен с входом фазосдвигающей цепочки, четыре выхода которой подключены к первым входам четьфех элементов И, выходы которых соединены с соответствующими входами элемента .ИЛИ, а вторые входы четьфех элементов И подключены соответственно к четьфем выходам дещифратсра, вход ко торого соединен с выходом реверсивного счетчика, введен блок угфавления фазовы сдвигом, первая группа входов которого подключена к соответствующим выходам фазосдвигающей цепочки и к первым входам элементов И, а втсфая группа входо подключена к соответствующим вь1ходам дещифратора и вторым входам четьфех элементов И, выход блока управления фа зовым сдвигом подключен к входу реверсивного счетчика, а управляющий вход к выходу программного блока, вход котсрого соединен с выходом генератора опорной частоты и входом форм1фователя импульсов, выход элемента ИДИ соединен с выходной щиной. На фиг. I представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - временна диаграмма при уменылении частоты; на фиг. 3 - временная диаграмма гфи увели чении частоты. Синтезатор частот содержит генератор I опорной частоты, формирователь 2 импульсов, фазосдвигающую цепочку 3, первый, второй, третий, четвертый элементы 4, 5, 6 и 7 И, элемент 8 ИЛИ, диии ратор 9, реверсивный счетчик 1О, блок 11 управления фазовым сдвигом; гфограммный. блок 12. Цифровой синтезатор частот работает следующим образом. Если производить переключение. импульсов с фазосдвигающей цепочки в сле дующей последовательности , , Р -2, , и т.д., то частота, фор мируемая на выходе синхронизатора, будет равна FO...--FQ + F,|и ВЫХ О где Fp - частота импульсов опфного генератора; Fyi - частота переключений отводов фазосдвитающей цепочки 2 и - число отводов фазосдвигающей . цепочки. Аналогично при переключениях , . Pxj-2, , частота будет равна вых- о- (.. в синтезаторе частот необходимые переключения осуществляются с помощью первого, второго, третьего и четвертого элементов 4, 5,6 и 7, которые управляются реверсивным счетчиком Ю, на выходе которого стоит дещи4ратор 9 на 4 положения. Подавая на реверсивный счетчик 10 знак и импульсы с частотой F, получаем частоты, соответствующие формулам 1 и 2. Скорость и направление переключений задается программным блоком 12 в соответствии с конкретными требованиями. На программный блок поступает частота генератора 1, из которой формируется последовательность импульсов, поступающих на блок управления фазовым сдвигом, с частотой следования импульсов, соответствующей требуемому отклонению частоты от частоты опорного генератора. Блок 11 управления фазовым сдвигом анализирует в каждый момент времени состояние дешифратора 9 и, 1финяв импульс с программного блока 12, выбирает из числа импульсных последовательностей F1-0, F1-1 ;Р1-2, F1-3 один импульс, который подает на вход реверсивного счетчика iO, фиксируя момент переключения,, который соответствует текущему состоянию дещифратора 9 и знаку. . При реализации блок 11 у1фавления фазовым сдвигом может быть представлен рядом элементов И, на которые поступают с выходов дещифратора 9 импульсные последовательности Р1-О, F1-1, F1-2, Г1-3 и импульсы с выхода программного блока 12. Выходы элементов И блока 11 затем объединяются с помощыо элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом реверсивного счетчика 10. Диапазон измерения частот синтезатора составляет от Fp/2 до 1,5. Временные диаграммы, изображенные на фиг. 2, поясняют работу синтезатора частот при положительном знаке п еключений {уменьшение частоты), а на фиг. 3для отрицательного знака переключений (увеличение частоты); пунктирными линиями обозначены моменты переключения, фиксируемые блоком управления фазовым .9 I сдвигом. На фиг. I изображена схема цифрового синтезатора частот с фазосдвигающей цепочкой 3, имеющей 4 отвода, т.е. сдвиг фаз в этом случае между соседними отводами составляет ЭО. Количество отводов фазосдвигающей цепочки 3 огфеделяется допустимым отклонением от среднего положения выходных импульсов синтезируемых частот. В общем случае отклонение от среднего положения равно : Технический эффект цзедлагаемого устройства заключается fe расш феш1и фун кдшональных возможшстей синтезатора частот, а именно возможности получения дробных коэффициентов деления и умножения в соответствии с фсфмулой bbllC-V-(P«/v,), в пределах от О,5 Fp до 1,5 FO , а такж уменьшение фазового сдвига выходных импульсов относительно среднего положения на величину, л.« 60 ЛЧ---- Формула изобретения Цифровой синтезатсф частот, содержащий форм фрватель импульсов, фазосдвига ющую цепочку, четьфе элемента И, эле.г мент ИЛИ, программный блок, дешифратор, реверсивный счетчик, генератор опор 126 ный частоты, выход которого подключен к входу ф(чэм1фователя импульсов, выход которого соединен с входом фазосдвигак щей цепочки, четьфе выхода которой подключены к первым входам четьфех элек«ентов И, выходы которых соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, а втсрые входы четьфех элементов И подключены соответственно к четьфем выходам дешифратора, вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, отлич ающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введен блок управления фазовым сдвигом, первая группа входов которого подключена к соответствующим выходам (йзосдвигающей цепочки и к входам элементов И, а вторая группа входов подключена к соответствующим выходам детиифратора и вторым входом четьфех элементов И, выход блока управления фазовым сдвигом подключен к входу реверсивного счетчика, а управляющий вход - к выходу программного блока, вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты и входом формирователя импульсов, выход элемента ИЛИ соединен с выходной щнной устройства. Источники информации, тфинятые во внимвнве гфи экспертизе . 1. Авторское свидетельство СССР М 629632, кл. Н 03 К 5/156, 1978. 2. Авторское свидетельство СССР № 62ИО2, кл. Н ОЗ 23/ОО, 1978.

fl-0

fl-1

k

АЛ/

-й k

ft-3

r

5

Iff

7 fe t г f t

фиг. 1