Синтезатор сигналов с перестраиваемой частотой

Синтезатор сигналов с перестраиваемой частотой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к радиотехнике . Расширяется частотный диапазон формируемых сигналов. Синтезатор содержит накапливающий сумматор 1, преобразователь кода фазы в амплитуду 2, ЦАП 3, фильтр нижних частот 4, ПгдСВ три блока сравнения кодов (БСК) 5, 9 и 10, блок задания кода (БЗК) 6 числа циклов, триггер 7, блок управления (БУ) 8, счетчик циклов 11, блоки задания нижней и верхней частот диапазона 12 и 13, БЗК 14 приращения частоты и задатчик кода частоты 15, выполненный в виде алгебраического сумматора. В синтезаторе помимо формирования периодически изменяющегося напряжения с постоянной частотой колебаний обеспечивается формирование напряжения с частотой колебаний, изменяющейся по заданному закону. Причем закон изменения частоты колебаний определяется скоростью развертки, т.е. законом (с учетом знака) изменения в широких диапазонах скорости, частоты и времени (числом циклов на каждом временном интервале) работы синтезатора. Цель достигается введением БСК 5, 9 и 10, БЗК 6 и 14, триггера 7, БУ 8 и счетчика циклов 11. 2 ил. i (Л 1ч9 со со 00 со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 03 В 23 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3576431/24-09 (22) 08.04.83 (46) 23.06.86. Бюл. У 23 (71) Минский радиотехнический инс титут (72) В.Н.Мухаметов, А.Е.Леусенко и А.Н.Морозевич (53) 621.373.42(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 465706, кл. Н 03 В 23/00, 22.05.73.

Гнатек Ю.P. Справочник по цифроаналоговым и аналого-цифровым преобразователям. ; М.: Радио и связь, 1982, с. 255-259. (54) СИНТЕЗАТОР СИГНАЛОВ С ПЕРЕСТРАИВАЕМОЙ ЧАСТОТОЙ (57) Изобретение относится к радио" технике. Расширяется частотный диапазон формируемых сигналов. Синтезатор содержит накапливающий сумматор 1, преобразователь кода фазы в амплитуду 2, ЦАП 3, фильтр нижних частот 4, „„SU„„ I 239832 А1 три блока сравнения кодов (БСК) 5, 9 и 10, блок задания кода (БЗК) 6 числа циклов, триггер 7, блок управления (БУ) 8, счетчик циклов 11, блоки задания нижней и верхней частот диапазона 12 и 13, БЗК 14 приращения частоты и задатчик кода частоты 15, выполненный в виде алгебраического сумматора. В синтезаторе помимо формирования периодически изменяющегося напряжения с постоянной частотой колебаний обеспечивается формирование напряжения с частотой колебаний, изменяющейся по заданному закону. Причем закон изменения час- тоты колебаний определяется скоростью развертки, т.е. законом (с учетом знака) изменения в широких диапазонах скорости, частоты и времени (числом циклов на каждом временном интервале) работы синтезатора ° Цель достигается введением БСК 5, 9 и 10, БЗК 6 и 14, триггера 7, БУ 8 и счетчика циклов 11. 2 ил.

1239832

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано нри высокоточных измерениях и проверке измерительной аппаратуры.

Целью изобретения является расши— рение частотного диапазона формируемых сигналов.

На фиг. 1 прдставлена структурная электрическая схема синтезатора сигналов с перестраиваемой частотой; на фиг. 2 — вариант выполнения блока управления.

Синтезатор сигналов с перестраиваемой частотой содержит накапливаю щий сумматор 1, преобразователь 2 кода фазы в амплитуду, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 3, фильтр

4 нижних частот, первый блок 5 сравнения кодов, блок 6 задания кода числа циклов, триггер 7, блок 8 управления, второй блок 9 сравнения кодов, третий блок 10 сравнения кодов, счетчик 11 циклов, блок 12 задания нижней частоты диапазона, блок

13 задания верхней частоты диапазона, блок 14 задания кода приращения частоты, эадатчик 15 кода частоты..

Блок 8 управления содержит кнопку

16 исходного состояния, кнопку "Пуск"

17, элемент ИЛИ 18, триггер 19, элемент И 20, элемент 21 задержки.

Синтезатор сигналов с перестраиваемой частотой работает следующим образом.

По сигналу с кнопки 16 исходного состояния на выходе задания исходного состояния блока 8 управления вырабатывается сигнал по которому счетчик 11 устанавливается в нулевое состояние, на выходах блока 9 задания кода числа циклов формируется код N,заданного числа циклов, на выходах блока 14 задания кода приращения формируется код и f. заданного приращения частоты при i = О, а на выходах задатчика 15 кода частоты формируется код начальной частоты при

i = О, те. код f

На выходах блока 12 задания нижней частоты формируется код f„ выбранной нижней границы частотного дипаэона, на выходах блока 13 задания верхней частоты формируется код выбранной верхней границы частотного диапазона, а на выходе накапли5

ЗО

45 вающего сумматора 1 формируется код t. выбранной начальной фазы при — О, т.е. ч"

Второй 9 и третий l0 блоки сравнения осуществляют постоянное сравнение содержимого f. эадатчика 15

1. кода частоты с кодами f„ v f . На

Ь выхоце третьего блока 10 сравнения сигнал появляется в тот момент времени, когда f оказывается больше f ! в т. е. при f. з f . Ha выходе второго !

8 блока 9 сравнения сигнал появляется, если f. < f„. Положим для определен-! ности, что f = 1 . Тогда после записи в задатчик 15 кода частоты на выходе второго блока 5 сравнения появится сигнал, который устанавливает триггер 7 в нулевое состояние. При этом на. выходе триггера 7 формируется сигнал такого уровня, который, поступая на управляющий вход задатчика

15 кода частоты, "настраивает" его на последующее суммирование кодов, поступающих на информационные входы задатчика 15 кода частоты, т.е ° !

Первый блок 5 сравнения осуществляет постоянное сравнение содержимого N счетчика 11 с. заданным числом И циклов развертки частоты. На выходе первого .блока 5 сравнения формируется сигнал в тот момент времени, когда содержимое счетчика 11 становится равным или больше N, т.е. N ) N

Следовательно, в исходном состоянии на выходе первого блока 5 сравнения сигнал не возникает. Преобразователь

2 осуществляет преобразование кода

=- Ч начальной фазы (аргумента) периодической функции в код ее мгновенного значения У. = 7 . ЦАП 3 осу-! !! ществляет преобразование цифрового кода У, в эквивалентное ему значение напряжения электрического тока U, I

= U . Фильтр 4 нижних частот обеспечивает плавную установку выходного сигнала Ц(г.) = U на выходной шине устройства.

По сигналу "Пуск" с кнопки 17 и под действием тактовых сигналов, которые поступают на тактовый вход блока 8 управления, последний вырабатывает тактовые сигналы "Такты 1" и

"Такты 2". Эти сигналы поступают на тактовые входы накапливающего сумма-. тора 1 и задатчика 15 кода частоты, Последовательность тактовых сигналов, поступающих на тактовый вход задатчика 15 кода ча.стоты, является сдвину1239832

f5

Преобразователь 2 осуществляет преобразование кодов текущего значения фазы периодической функции в коды ее мгновенных значений У.. ЦАП 3

l осуществляет преобразование .цифровых. кодов У. в эквивалентные им значейия напряжения электрического тока Uj.

Фильтр 4 нижних частот осуществляет низкочастотную фильтрацию ступенчато изменяющегося напряжения, образованного совокупностью U. т.е. осущестЬ 30 вляет окончательное формирование периодически изменяющегося напряжения U(t).

Первьщ 9 и второй 10 блоки сравнения осуществляют сравнение текущего значения f. с границами выбранного ! в данном временном отрезке работы устройства диапазона развертки частоты й„ и f . В зависимости от результатов сравнения триггер 7 вырабатывает управляющий сигнал сложения (знак "+ ) или вычитания (знак "- ). что и определяет режим работы задатчика 15 кода частоты. Так как в исходный момент времени принято, что

f; = f, = f то до момента времени (когда f, > f ) в задатчике 15 кода частоты выполняется сложение (увеличение f. до f ). После этого момента ,времени (когда f. > f ) в задатчике в

15 кода частоты выполняется вычита-. : ние (уменьшение значения f. до fg)

I и т.д. Счетчик 11 осуществляет подсчет числа изменений состояния триг,гера 7 — полного числа циклов И развертки (качения) частоты и при достижении этого числа N значения N„,,заданного на данный временной отре-. зок работы устройства, первый блок 5

Каждый из блоков задания кода числа циклов б, задания нижней 12 и верхней 13 частот, блок 14 задания када приращения работает так, что по сигналам, поступающим на его входы из блока 8 управления, формируется сначала код на выходе блока переключателей (при этом можно понимать, что этот управляющий сигнал .формирует оператор путем набора требуемого кода на программном переключателе), а затем этот код переписывается в регистр (переключатели и регистр не показаны) °

Таким образом, введение новых функциональных блоков и связей существенно расширяет возможности известного устройства. В предложенном синтезаторе сигналов с перестраиваемой частотой помимо формирования периодически изменяющегося напряжения с постоянной частотой колебаний обеспечивается формирование напряжения с частотой колебаний, изменяющейся по заданному закону. Причем закон изменения частоты колебаний здесь определяется скоростью развертки, т.е. закотой (на время переходных процессов в накапливающем сумматоре 1) копией последовательности тактовых сигналов, поступающих на тактовый вход накапливающего сумматора i

По этим тактовым сигналам накапливающий сумматор 1 реализует код текущего значения фазы в виде 4 = (2ПЕЕ. + Y,) тпой2Л. Здесь полага— ется, что период воспроизводимой функции нормирован величиной 2 П. Задатчик 15 кода частоты формирует код текущего значения частоты формируемого сигнала в виде f. = fÄ + af. i, - f, где i — номер такта;

lпс(г./t>); r — текущее время св период следования тактовых сигналов (период дискретизации). сравнения вырабатывает сигнал, по которому блок Я управления переводит синтезатор сигналов в исходное состояние для нового временного отрезка работы устройства или останавливает его работу.

Блок 8 управления работает следующим образом.

При нажатии кнопки 16 исходного состояния на выходе задания исходного состояния формируется сигнал, который и обеспечивает установку синтезатора сигналов в исходиое состояние.

Одновременно сигнал с выхода кнопки

16 исходного состояния, проходя через элемент -ИЛИ 18, устанавливает триггер 19 в ноль. При этом сигнал с выхода триггера 19 блокирует прохождение тактовых сигналов через элемент И 20 на первый и второй (через элемент 21 задержки) тактовые выходы.

При нажатии кнопки "Пуск" 17 формируется сигнал, который переводит триггер в единичное состояние, и тактовые сигналы начинают поступать на соответствующие выходы .блока управления. Если в какой-то момент первый блок 5 сравнения сформирует сигнал, то он проходит через элемент ИЛИ 18 и устанавливает триггер 19 в ноль.

1 739832 ном (с учетом знака) изменения в широких диапазонах скорости и чаСтоты и времени (числом циклов на каждом временном интервале) работы устройства.

В отличие от известного в предложенном усapoAcTBp )2яс»»»ирен диапазон изменения скорости развертки (в сторону верхней его границы) и обеспече- )О но постоянство дискретности задания скорости развертки частоты.

Диапазон изменения скоростей в случае использования в качестве зяцатчика )5 кода частоты алгебраичес- .)5 кого сумматора можно обеспечить путем увеличения разрядности алгебраи= ческого c»!)Гматора на » разрядов. Зтс оказывается гораздо проще при реали-, зации,, чем использование В качестве задатчика )5 кода частоты управляемо - го делителя частоты.

Таким образом, преимущество в использовании В качестве эадатчика 15 кода частоты алгебраического сумматора состоит в том, что дискретность задания скорости развертки постоянна во всем диапазоне и скорость развертки пропорциональна коду йЕ. в

| блоке зад-,.=í. èÿ .кода приращения. формула и з»5 б р е т е и и я

Синтезатор сигналов с перестраи- -л

Ваемой частотой „содержащей последовятр »».но сo(-диненные эядятчик кода частоты, накапливающий с укит ор, пр еобразователь кода фазы в амплитуду, пийооангло!".Овый преобразователь и 40 фи»ьт)3 некиих чаcTQT „= . также блоки задания, нижней и верхней частот диапа"-она, .при зто вход задания исходного состояния задатчика кода часто;".ы является ВхОдОм зядяния начальной,»:,частогы синтезатора сигналов с пере-::траиваемой частотой, о т л и ч »з !0--= шийся тем что с целью вясщиоения частотного диаия.",она формируемых .игназ2ов, В него введены блок управ - б

»..-ения, последовательно соединенные блок задания кода числа цикл<2В и перьый блок сравнения кодов, последоВательно соединенные второй блок сравнения кодов, триггер и .счетчик

)-,иклов, третий блок сравнения кодов и био ; задания кода приращения частоты, ири этом задятчик кода частоты выполнен в виде алгебраического сумматора,,входы задания исходного состояния задатчика кода частоты, накапливающего сумматора, блока задания нижней частоты диапазона, блока задания верхней частоты диапазона, счет- ика циклов, блока задания кода приращения че.стоты и блока задания кода чи.ла циклов объединены и подключены к выходу задания исходного состояния блока управления„ сигнальный вход

EOTOPÎÃC ПОДКЛЮЧЕН К ВЫХОД2 ПЕ)2ВОГО блока сравнения, первый и второй тактовые выходы блока управления подключены соответственно к тактовому ьходу накапливающего сумматора и к тактсвому входу задатчика кода частоты, вход приращения кода частоты ктгсрого подключен к выходу блока задания кода приращения частоты, первая груг.па входов второго блока срав-нения кодов и первая группа входов . ретьего блока сравнения кодов объединены и подключены к кодовому выходу эадв.тчика кода частоты, кодовые выходы блока задания нижней частоты ,циапаэона подключены к второй группе вхо„:,ов второго блока сравнения кодов, кодовые выходы блока задания Верхней

;астоты диапазона соединены с второй руипой входов третьего блока сравне.-:ия кодов„ выход которого подключен к второму входу триггера, выход которого также соединен с управляющим

Входом эадатчика кода частоты, а кодовый выход счет.-чика циклов подключен к второй группе входов первого блока

"равнения, при этом тактовый вход зл"кB управления является тактовым входом синтезатора сигналов с перестраивяемой частотой.

1239832

Фс л. сост..

ы2

Составитель Ю.Ковалев

Техред О.Сопко

Корректор . А. Обручар

«1

Редактор А.Шандор

Тираж 816

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3407/55

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Ужгород, ул.Проектная, 4