Преобразователь "код-частота" гармонического сигнала Советский патент 1982 года по МПК H03K13/02 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОД-ЧАСТОТА ГАРМОНИЧЕСКОГО СИГНАЛА

Изобретение предназначено для использования в радиотехнических установках в качестве программноперестраиваемого высокостабиль ного генератора.

Известен преобразователь код-частота, содержащий регистр кода частоты, подключенный к входу накопителя, выход которого соединен с входом вычислителя синуса, выход которого подключен к входу преобразователя код-аналог другой вход которого соединен с выходом тактового генератора и другим входом накопителя, а выход подключен к входу фильтра нижних частот Г13.

Выходной сигнал описанного преобразователя содержит паразитные частотные составляющие, обусловленные неидеальностью преобразователя код-аналог и ограниченной разрядностью вычислителя синуса, причем уровень паразитных составляющих определяется разрядностью вычислителя синуса и преобразователя код-аналог, а их расположение на оси частот определяется соотношением частоты суммирования Р и синтезируемой частоты При синтезе сигнала с частотами близкими к значениям PC , где Кпроизвольное целое число, паразитные составляющие могут находиться сколь угодно близко к частоте синтазируемого сигнала, при этом они попадают в полосу пропускания фильтра нижних частот и проходят через него без ослабления.

Известен также преобразователь код-частота гармонического сигнала,

10 содержащий множительный блок, счетчик, последовательно соединенные регистр кода частоты, накопитель, cyTviMaTOp, вычислитель синуса, преобразователь код-аналог, фильтр

15 нижних частот, последовательно соединенные тактовый генератор, делитель частоты, генератор случайного числа, элемент сравнения и элемент И, причем первый вход множительного

20 блока подключен.к выходу регистра кода частоты, второй вход подключен к выходу генератора случайного числа, а выход соединен с вторым входом сумматора, вход счетчика

25 соединен с выходом тактового генератора, и входом элемента И, вход сброса счетчика соединен с выходом делителя частоты и вторым входом накопителя, а выход соединен

30 с вторым входом элемента сравнения. выход элемента И соединен с вторым входом преобразователя код-аналог. Принцип действия указанного преобразования заключается в вычисл нии и последующем формировании выборок синтезируемого сигнала,- осуществляемых в псевдослучайные моменты времени С23. Применение псевдослучайной часто ты модуляции тактовой частоты вычисления выборок, уменьшая уровень дискретных паразитных частотных сос тавляющих, приводит к распределению их энергии в широком диапазоне частот, т.е. к появлению шумовых компо нентов, спектр которой при достаточ .но большом периоде повторения псевдослучайной последовательности можно считать непрерывным, а соотношение сигнал/шум на выходе преобразователя определяется полосой пропуск ния фильтра низких частот. Цель изобретения - улучшение соо ношения сигнал/шум преобразователя. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь код-часто та гармонического сигнала, содержащий регистр кода частоты, выход которого соединен с первым входом множительного блока, накопитель, вычис литель синуса, выход которого соединен с первым входом преобразовате ля код-аналог, второй вход которого подключен к выходу элемента И, первый вход которого соединен с выходо тактового генератора и счетным вход счетчика, выход которого подключен первому входу элемента сравнения, в ход которого соединен с вторым входом элемента И, введены узкополосны фильтр и кодовый преобразователь и вход которого подключен к выходу регистра кода частоты, а выход - к второму входу элемента сравнения и вюрому ВХОДУ множительного блока, выход которого соединен с первым входом накопителя, выход которого подключен к входу вычислителя синуса, а второй вход - к выходу элемен та И и входу сброса счетчика, приче выход преобразователя код-аналог со динен с входом у кополосного следящего фильтра. Структурная электрическая схема преобразователя код-частоте, гармонического сигнала поясняется чертежом.. Преобразователь содержит регистр 1 кода частоты, накопитель 2, вычис литель 3 синуса, преобразователь 4 код-аналог, тактовый генератор 5, кодовый преобразователь б, логический элемент И 7, счетчик 8, элемент 9 сравнения, цифровой множительный блок 10, узкополосный следящий филь И. Принцип его работы заключается в следующем. Регистр 1предназначен для записи и хранения кода.синтезируемой частоты. Это код ( или его старшие разряды ) преобразуется в кодовом преобразователе б в код определяющий длительность периода суммирования в накопителе 2. Таблица преобразования кодового преобразователя б строится из условий выбора для каждого значения выходного кода такого значения тактовой частоты (периода суммирования в накопителе при котором обеспечивается максимальная разность между частотой синтезируемого сигнала и ближайшей точкой целочисленной fnPT ,г кратности выбранное (гле m и к целые числа), поскольку именно в этих точках дискретные паразитные составляющие могут сколь угодно приближаться к сигналу. Выполнение этого условия позволяет достичь в выходном сигнале преобразователя 4 код-аналог такого расположения паразитных составляющих на оси частот, при котором они отсутствуют вблизи полезного сигнала, что дает возможность эффективно использовать узкополосный следящий фильтр для их подавления. Формирование требуемого периода суммирования в накопителе 2 осуществляется подсчетом заданного кодовым преобразователем б количества периодов колебаний генератора 5 в счетчике 8, обнуление которого осуществляется при равенстве кодов на входах элемента 9 сравнения и поступления очередного счетного импульса на вход логического элемента И 7. В накопителе 2 вычисляется фаза синтезируемого колебания путем суммирования мгновенного значения фазы, соответствующего фронту предыдущего тактового импульса с ее приращением за интервал между тактовыми импульсами. Величина приращения фазы вычисляется в цифровом множительном блоке 10 по коду частоты и требуемому периоду суммирования. В вычислителе 3 синуса значения фазы преобразуются в значении амплитуды и далее в преобразователе 4 код-аналог в аналоговый сигнал, который фильтруется узкополосным следящим фильтром, выполненным, например, на основе системы ФАПЧ. Применение адаптивной обработки сигнала с выбором оптимального по критерию максимального удаления от полезного сигнала паразитных составляющих, значение-тактовой частоты вычисления выборок и следящей фильтрации позволяет улучшить соотношение сигнал/шум на выходе преобразователя по сравнению с прототипом, что расширяет область применения таких показателей. Формула изобретения Преобразователь код-частота гармо ническогЬ сигнала, содержащий регист кода частоты, выход, которого соединен с первым входом множительного блока, накопитель, вычислитель синуса, выход которого соединен с первый входом преобразователя код-аналог, второй вход которого подключен к выходу элемента И, первый вход которого соединен с выходом тактового генератора и счетным входом счетчика, выход которого подключен к первому входу элемента сравнения, выход которого соединен с вторым входом элемента И, отличающийс я тем, что, с целью улучшения соотношения сигнал/шум, в него введены узкополосный фильтр и кодовый преобразователь, вход которого подключен к выходу регистра кода частоты, а выход - к второму входу элемент; сравнения и второму входу множительного блока, выход которого соединен с первым входом накопителя, выход которого подключен к входу вычислителя синуса, а второй вход - к выходу элемента И и входу сброса счетчика, причем выход преобразователя код-аналог соединен с входом узкополосного фильтра. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Зарубежная радиоэлектроника, 1972, 3, с.60, рис.4. 2. Авторское свидетельство СССР по заявкё№2783€44/21,кл.Н 03 К 13/02, 18.06.79 (прототипК