Цифровой синтезатор прямого действия Советский патент 1982 года по МПК H03K23/02 

(54) ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗАТОР ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ

Изобретение относится к технике синтеза частот и мокет быть применено в частотнопреобразуклцих узлиах аппаратуры времени и образцовых частот, измерительных приборов, устройств синхронизации различного назначения, электрических музыкальных , инструментов, а такхе Е технике связи, в том числе в составе синтезаторов частот косвенного действия гетеродинов и возбудителей.

Известны устройства, содеркагцие опорный генератор, дискретные делители, регистры и элемент сравнения кодов 1.

Недостаток известного устройства низкс1я точность измерения.

Наиболее близким к предлагаемому п технической сущности является устройство, содержащее образцовый генератор и накапливающий сумк атор, выход переноса старшего разряда которого соединен через элемент задержки с первым входом блока управления , выходы которого подключены к входам накапливающего сумматора Г2.

Недостаток известного устройства низкая точность измерения.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Эта цель достигается тем, что в цифровой синтезатор прямого действия, содержащий образцовой генератор и накапливающий сумматор, выход переноса старшего разряда которого соединен через элемент задержки с первым входом блока управления, выходы которого подключены к входам накапливакшего сумматора, введен

10 блок переменной задержки импульсов, информационный вход которого соедрннен с выходом переноса старшего fftisряда накапливающего сумматора, установочные входы блока переменной за- .

15 держки соединены с остальными выходами накапливающего сумматора, а второй и третий входа блока управления подключены соответственно к выходу образцового генератора и входной

20 шине подачи кода синтезируемой частоты.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство содерхит накапливакччий

25 сумматор 1, злемент 2 задержки, блок 3 управления, образцовый генератор 4, входная шина 5 подачи кода синтезируемой частоты, блок 6 переменной з-адержки, выходную .лемму 7 выход

30 устройства.

Устройртво работает следуюидим образом.

В исходном состоянии по шине 5 занесен код синтезируемой частоты и в блоке 3 образованы .1 чисел: (1) , (2) где To l/fo;

fg - частота образцового генератору 4; п - число двоичных разрядов

регистра;

символ снятия размерности, используемой для обеспечения корректности выражений по размерности.

После залуска устройства первым же импульсом образцового генератора 4 в накапливающий сумматор 1 заносится код числа N, а каждым последуюшим - код числа N. Так продолжается до Еозникновения на выходе старшего разряда накапливающего сумматора 1 импульса переполнения, который через блок б переменной задержки проходит на выход 7 устройства и через элемент 2 задержки - на первый управляю1-дий вхдя блока 3 управления, подготавливая занесение в сумматор кода числа N( при поступлении очередного импульса образцового генератора 4. Далее каждым импульсом ген.ратора 4 в накапливающий сумматор 1 заносится код числа N до очередного переполнения накапливающего сумматора 1, после чего процессы повторяются циклами.

С цетом (.1) и (2) число в сумматоре в произвольный момент времени можно представить следующим образом:

,3To С Мнач (3) где N - остаток, имевстийся в сумматоре в момент его последнего переполнения;

m - порядковый номер последнего импульса ген ератора 4, если счет начат после последнего переполнения сумматора. Обозначим символами , соответственно целую и дробную части чис ла. Поскольку

ЗТоГ-1 , { то при Т /ТдУ-О переполнение всегда 1 возникает в момент поступления К-го :и пyльca, где независимо о:. значения . При этом в исходное значение ется неизменным, а требуемый коэффициент преобразования частоты (j/F, /Тд будет реализовываться точно.

Если же Ti/Tjp 0 (частоты f и Р не кратны), то значение от цикла к циклу изменяется -в пределах, указанных неравенством (4),а требуемый коэффициент К реализуется с погрешностью. Поскольку занесение

числа N.

в сумматор происходит импульсами с периодом Тр, то любая доля числа 3 Т р в сумматоре соответствует такой же доле времени Тд. Если числа N 1 выразить по фомулам (1) и (2) с использованием одних и тех же единиц времени (например, наносекунд), а квант дТ блока 6 переменной задержки выбрать равным весу младшего разряда этих чисел, то М| дцВсегда будет соответствовать интегральному запаздыванию f импульса переноса относительно соответствующего по номеру импульса идеальной последовательности с перидом Т. . Из (4) следует выражение для пределов измерения запазданания

О Т TO .

Чтобы компенсировать это запаздывание, блок 6 переменной задержки должен иметь исходную задержкуГр Т. Коютенсация запаздывания, равного t достигается установкой в этом блоке задержки dttTQ-c . Когда предельная точность компенсации погрешности не требуется, квант зТ может соответствовать весу одного из более старших разрядов чисел N, N. Однако в лн)бом случае наибольшая мгновенная интегрзшьная нестабильность временного положения выходных импульсов синтез.атора не превосходит лТ . Соответственно мгнвенная нестабильность фазы выходной последовательности не превосходит значения

.. (радиан),

где лТ - квант задержки блока 6

переменной задержки; F. - синтезируемая частота.

Таким образом, выбором ut методическая погрешность синтеза может быть сделана заведомо меньшей погрешности другой природы. Например, если кГц, лТ 1 НС, то из приведенной формулы получаем ifca 6-10 радиан.

Изобретение дает возможность синтезировать периодические последовательности импульсов произвольной чатоты на базе чисто цифровой структуры, выполняемой не цифровых микросхмах. При этом нестабильность фазы выходных импульсов, свойственная известным синтезаторам данного класса, принципиально исключается или, по крайней мере, мокет быть меньше погрешностей Д1)угой- природы.

Формула изобретения

Цифровой синтезатор прямого действия, содержащий образцовый генератор и накапливающий сумматор, выход переноса старшего разряда которого

соединен через элемент задержки с первым входом блока управления, выходы которого подкл эчены к входам накапливакицего сумматора, отличающийся тем, что, с целью повыыения точности измерения, в него введен блок переменной задержки импульсов, информационный вход которого соединен с выходом переноса старшего разряда накапливающего сумматора, установочные входы блока переменной задержки соединены с остгшьными выходами накапливающего сумматора, а второй и третий входы блока управления подключены соответственно к выходу образцового генератора и входной шине подачи кода синтезируемой частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

7

А

ургу