Цифровой синтезатор частот прямого действия — SU 1307586 (original) (raw)
(19 03 К 23/66 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ИДЕТЕЛЬСТВУ Н АВТОРСКОМ ССР70.Р80. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(56) Авторское свидетельствоВ 334643, кл. Н 03 К 23/40,Авторское свидетельство СУ 947971, кл. Н 03 К 23/02,(54) ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТ ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ(57) Изобретение может быть использвано в частотно-преобразующих узлахаппаратуры времени и образцовых чатот. Цель изобретения - повышениеточности и расширение частотного диапазона. Синтезатор содержит сумматор 1, образцовый генератор 3, блок7 фиксированной задержки, блок 8 управляемой задержки и шины 2 и 9 кодасинтезируемой частоты и выходную.Для достижения. поставленной цели вустройство введены регистр 4 хранения, умножитель 5 кодов, шина 6 кода кванта погрешности и образованыновые функциональные связи, 1 ил.8 б Поскольку занесение кодовРвсумматор 1 происходит импульсами с50 периодом Т , то любая доля к/ 1 Гчисла в сумматоре 1 соответствуеттакой же доле 1/Т времени Т, т.е.Е 61Г То откуда 1 13 О 75Изобретение относится к импульсной технике, а именно к цифровым синтезаторам частот, выполненным только на основе цифровых структур, может быть использовано в частотнопреобразующих узлах аппаратуры времени и образцовых частот, средств уп-"равления шаговым приводом и средствизмерений,Цель изобретения - повышение точности и расширение частотного диапазона (при одновременном сохранениифазовой стабильности),На чертеже приведена электричесгкая структурная схема устройытва.Цифровой синтезатор частот прямого действия содержит сумматор 1 (накапливающего типа), информационныйвход которого соединен с шиной 2 кода синтезируемой частоты, вход залси - с выходом образцового генератора 3, выход - с информационным входомрегистра 4 хранения, входы первогооперанда умножителя 5 кодов соединены с шиной б кода кванта погрешности, входы второго операнда - с выходом регистра 4 хранения, вход записикоторого соединен с выходом переноса сумматора 1 и через блок 7 фиксированной задержки - с входом блока 8управляемой задержки, выход которого соединен с выходной шиной 9, управляющий вход - с выходом умножителя 5 кодов.Сумматор 1 имеет и двоичных разрядов, т.е. его переполнение наступает при достижении суммой занесенных чисел значения 2", Образцовыйгенератор 3 работает на частоте й 1=- 2" где символ 1 означает снятие 40размерности с числа. Например,й-безразмерное число, равное значениючастоты Г , Значение синтезируемойчастоты Р находится в пределах0 1 Р Гс 2" где Р - целое, Задерж1ка блока 7 фиксированной задержки выбрана так что с с+сс +7 с где С,с, - соответственно время занесения кода в регистр 4 хранения, времяобразования в умножителе 5 кодов кода произведения и время срабатыванияблока 8 управляемой задержки по цепям управления,На шину б кода кванта погрешности постоянно подан код, соответствующий значению кванта погрешности которое выражено в тех же единицах, что и величины задержки. блока 8 управляемой задержки, например в наносекундах или пикосекундах. Максимальная задержка блока 8 выбрана так, что Ь 1 ,Т , где Т = 1/Йв - период следованйя выходных импульсов образцового генератора 3. Звенья блока 8 управляемой задержки выбраны в соответствии с двоичной системой счисления, например, 2 ; 2 ; 2 . 2 нс,оК где К выбрано из условия 2 "1 То, где Т измеряется также в наносекундах.Устройство работает следующим образом.После включения генератора 3 в сумматор 1 с частотой Го заносятся коды числа 1 Р. Так продолжается до возникновения на выходе переноса сумматора 1 импульса, который задерживается на время с блоком 7, которое достаточно, чтобы код остатка К, образованного в сумматоре 1 при его переполнении, переписался в регистр 4, было образовано произведениег. = К с единиц времени в умножителе 5 и звенья блока 8 были включены для получения коМпенсирующей задержки ко - 68 маке- ЬС которая и вносится при прохождении второго импульса блока 8 на шину 9.Если отношение Е /Р = К есть целое число, т,е, целым является отноОшение емкости 2 сумматора к заносимому коду 1 Р , то при каждом переполнении значение остатка Р не изменяется (в частном случае равно нулю). Поэтому блоки 7, 8 вносят одно и то же значение задержки, В этом случае на шине 9 имеем строго периодическую последовательность импульсов.Если й и Р не кратны, топри каждом переполнении значение остатка Р. различно и нахоцится в пределах ОйсР -1.13075 Фор мул а изобретения 30 4оЬЯмак,= - 21 радианСоставитель А.СоколовТехред М. Ходанич Корректор Н.Король Редактор Н,Рыбченко Заказ 164155 Тираж 902 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035,Москва, Ж, Раушская наб д,4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 1где Т = ----- квант погрешности,Р, З,Гвыраженный в единицах времени.Из последнего выражения видно,что код остатка К, образующегося в сумма торе 1 при его переполнении, есть нормированное значение погрешности временного положения импульса переполнения относительно его положения в идеально периодической (гипотетической) последовательности К = .= Ьййп квантов погрешности. Отсюда ясно, что для компенсации запаздывания любого импульса необходимо ввести опережение на Ь = Ю единиц времени. Для этого число (любое) К должно быть пересчитано в единицы времени в умножителе 5 и введено в блок 8, где устанавливается задержка дС комп 8 мак 11. Таким образом, теоретическое значение наибольшей нестабильности временного положения выходных импульсов не превышает значения кванта ь, т.е. задерж ка звена блока 8 с минимальной задержкой.Мгновенная нестабильность фазы синтезируемой последовательности не превышает значения Когда предельная точность компенсации не требуется, то квант ,задержки блока 8 можно выбрать соответствующим весу более старшего разряда кода остатка К, В этом случаеразрядность регистра 4 и разрядностьумножителя 5 по входу от регистра 4 40также ограничена со стороны младшихразрядов сумматора 1, а нестабиль 86 4ность фазы находится в пределах 0 ьц) сГ 27 радиана. Например, при Г; 1 О кГц, ц= 10 нс получим 6"- 4:б 1(г радиан.При выборе числа звеньев задержки блока 8 и числа разрядов с выхода, сумматора 1, выходной код которых используется для вычисления кодаТ управления звеньями блока 8, следует иметь в виду, что каждый дополнительный разряд уменьшает нестабильность фазы в два раза. Цифровой синтезатор частот прямого действия, содержащий образцовый генератор, сумматор, выход переноса которого соединен с входом блока фиксированной задержки, блок управляемой задержки, выход которого соединен с выходной шиной, и шину кода синтезируемой частоты, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности и расширения частотного диапазона, в него введены умножитель кодов, регистр хранения и шина кода кванта погрешности, которая соединена с входом первого операнда умножителя кодов, вход второго операнда которого соединен с выходом регистра хране-. ния, выход - с управляющим входом блока управляемой задержки, вход которого соединен с выходом блока фиксированной задержки, вход которого соединен с входом записи регистра хранения, информационный вход которого соединен с выходом сумматора, информационный вход которого соединен с шиной кода синтезируемой частоты, вход записи - с выходом образцового генератора.