Синтезатор частот – Синтезатор частот — Википедия

3 Цифровой синтезатор частот

3.1 Структурная схема синтезатора частот

К техническим
характеристикам современных
телекоммуникационных устройств
предъявляются жесткие требования.
Быстрое развитие цифровой техники
привело к необходимости обеспечения
широкой полосы рабочих частот и высокой
стабильности частоты. Для удовлетворения
этих возросших требований было разработано
целое семейство устройств. Разработаны
методы, обеспечивающие получение многих
частот из одной опорной, обладающей
требуемой стабильностью и точностью
установки. Устройства, которые решают
данные задачи, получили название цифровых
синтезаторов частот.

В цифровых
синтезаторах частоты используется
принцип обратной связи. Такой метод
известен под названием фазовой
синхронизации. Анализ систем косвенного
синтеза основывается на рассмотрении
устойчивости и области захвата частоты
петли ФАПЧ вместо исследования побочных
составляющих выходного колебания. При
использовании этого метода широко
применяются ГУН, программируемые
делители частоты и фазовые дискриминаторы.

Цифровой синтезатор
частоты представляет собой систему
фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ).

Рисунок 3.1 –
Структурная схема цифрового синтезатора
частоты

где, ОКГ – опорный
кварцевый генератор;

ДЧ – делитель
частоты;

ФД – фазовый
детектор;

ДПКД – делитель
с переменным коэффициентом деления;

ГУН – генератор,
управляемый напряжением;

ФНЧ – фильтр
нижних частот.

Для заданного по
условию приемопередатчика СВЧ ЦРС
необходимы два синтезатора частоты
(т.е. для приемника и передатчика). Они
по своей структуре будут одинаковы, а
отличаться будут только их ДПКД.

3.2 Выбор микросхем и расчет коэффициентов деления

3.2.1 Расчет коэффициентов деления

Предположим, что
частота опорного кварцевого генератора
(ОКГ) равна 10 МГц ().
Делитель частоты (ДЧ) уменьшает частоту
ОКГ до частоты сравнения, которую выберем
равной 2 МГц ().
В этом случае коэффициент деления
делителя частоты равен:

Частота сравнения
ОКГ поступает на один из входов фазового
детектора, который выполняет математическую
операцию перемножения входных сигналов.
На второй вход фазового детектора через
делитель с переменным коэффициентом
деления (ДПКД) поступает сигнал от
генератора, управляемого напряжением
(ГУН).

Необходимо
обеспечить частоту выходного сигнала
. В этом случае значение коэффициента
деления делителя с переменным коэффициентом
деления равно

Частота ГУН
отличается от заданного значения
на величину ошибки.
Частота на выходе ДПКД будет равна:

(3.1)

В этом случае на
входы фазового детектора поступают
колебания двух различных частот:
– с делителя частоты и ()
– с ДПКД.

Сигнал с делителя
частоты:

(3.2)

Сигнал с ДПКД:

(3.3)

Фазовый детектор
выполняет математическую операцию
перемножения входных сигналов. В
результате перемножения на выходе
фазового детектора формируется сигнал
суммарной и разностной частоты:

(3.4)

И сигнал ошибки:

(3.5)

Верхняя частота
полосы пропускания фильтра нижних
частот значительно меньше
,
поэтому на выходе ФНЧ выделяется только
сигнал ошибки. Этот сигнал усиливается
и поступает на управляющий вход ГУН,
изменяя частоту ГУН таким образом, чтобы
сигнал ошибки был равен нулю. В этом
случае частота выходного сигнала ДПКД
равна.

В стационарном
режиме частота ГУН всегда равна:

(3.6)

Если значение
увеличить на 1,
выходная частота станет равной

(3.7)

Таким образом
изменение коэффициента деления ДПКД
на целое число единиц приводит к изменению
частоты выходного сигнала ГУН на величину
.
Это означает, что частота выходного
сигнала синтезатора частоты может
принимать только дискретные значения,
кратные частоте сравнения (говорят, что
на выходе формируется сетка частот с
шагом).

Время перестройки
частоты выходного сигнала ГУН в основном
определяется переходными процессами
в ФНЧ и приблизительно равно:

(3.8)

Выходной сигнал
цифрового синтезатора частоты имеет
некоторую паразитную частотную модуляцию,
обусловленную наличием в спектре
реального фазового детектора спектральных
составляющих
,
2и т.д. Наиболее опасной является
спектральная составляющая,
так как для нее коэффициент передачи
ФНЧ больше, чем для составляющих 2,
3и т.д.

С выхода ФНЧ
спектральная составляющая
поступает на управляющий вход ГУН, что
приводит к частотной модуляции выходного
сигнала ГУН синусоидальным напряжением
с частотой.

Наличие частотной
модуляции приводит к появлению в спектре
выходного сигнала ГУН спектральных
составляющих (),
что недопустимо, так как частоты ()
отведены для работы других радиопередающих
средств. В соответствии с требованиями
стандартов, уровень побочных излучений
не должен превышать,
т.е. составлятьот мощности ГУН частоты.
Для обеспечения такого малого уровня
побочных излучений в спектре выходного
сигнала ГУН необходимо использовать
фазовые детекторы с малым уровнем
спектральных составляющихи значительное ослабление, вносимое
ФНЧ на частоте.

При этом к полосе
пропускания ФНЧ предъявляются
противоречивые требования: увеличение
полосы пропускания приводит к уменьшению
времен перестройки частоты выходного
сигнала, но при этом увеличивается
значение коэффициента передачи ФНЧ на
частоте сравнения, что приводит к
увеличению уровня побочных составляющих
в спектре выходного сигнала.

Уменьшение
коэффициента передачи на частоте
может быть обеспечено применением
фильтров более высокого порядка. Однако,
ФНЧ более высокого порядка, обеспечивая
меньшее значение коэффициента передачи
на частоте,
вносит больший фазовый сдвиг. Максимальный
фазовый сдвиг ФНЧ второго порядка
составляет 180°, ФНЧ третьего порядка –
270° и т.д. Это приводит к тому, что обратная
отрицательная связь, реализуемая в
схеме ФАПЧ в области нижних частот,
может превратиться в положительную
обратную связь и при выполнении условия
баланса амплитуд в петле ФАПЧ возникают
колебания самовозбуждения. Поэтому
применение в цепи обратной связи ФАПЧ
ФНЧ второго порядка и более высоких
порядков требует анализа устойчивости
схемы ФАПЧ.

studfiles.net

Лекция 7 Синтезаторы частот

ЛЕКЦИЯ
7

СИНТЕЗАТОРЫ
ЧАСТОТЫ В ПЕРЕДАЮЩИХ УСТРОЙСТВАХ

План
лекции:

  1. Основные
    понятия синтеза частот

  2. Параметры
    систем синтеза частот

  3. Классификация
    систем синтеза частот

  4. Принципы
    действия различных типов синтезаторов

1 Основные
понятия теории синтеза частот

Для
переноса модулированного сигнала на
требуемую частот для передачи необходимо
сформировать колебание с частотой,
лежащей в рабочем диапазоне передатчика.

В
передающих устройствах для формирования
требуемых частот могут использоваться
синтезаторы
частот
.

Современные
системы синтеза частот работают в
диапазоне частот от долей герц до
десятков гигагерц. Они используются в
аппаратуре различного назначения,
заменяя в ней простые автогенераторы.

Синтезом
частот

‑ называют процесс получения одного
или нескольких колебаний с нужными
номинальными значениями частоты из
конечного числа исходных колебаний
путем преобразования частот, т.е. с
помощью таких операций над колебаниями,
при которых происходит сложение,
вычитание частот и (или) умножение и
деление их на рациональные числа.

Комплекс
устройств, осуществляющих синтез частот,
называют системой
синтеза частот
.
Если система синтеза частот выполнена
в виде конструктивно самостоятельного
устройства, то ее называют синтезатором
частот
.

2 Параметры
систем синтеза частот

Показатели,
позволяющие оценить качество формирования
выходного колебания (чистоту его
спектральной линии, т.е. отличие его от
моногармоники). Как техническое устройство
любая ССЧ характеризуется рядом
эксплуатационно-технических характеристик.

Основными
эксплуатационно-техническими
характеристиками ССЧ, используемых в
возбудителях радиопередатчиков и в
качестве гетеродинов радиоприемников,
являются:

    1. Диапазон
      частот рабочих частот синтезатора,
      ;

    2. Диапазон
      перекрытия по частоте
      ;

    3. Шаг
      сетки частот рабочего колебания.

    4. Частота
      опорного генератора.

Совокупность
номинальных значений частот, которые
могут быть получены на выходе системы
синтеза частот и следуют друг за другом
через заданный интервал, называют сеткой
частот
.

Интервал
между соседними номинальными значениями
частоты, входящими в сетку частот,
называют шагом
сетки частот
.
B настоящее время ,в радиопередающей и
радиоприемной аппаратуре широко
используются системы синтеза частот с
шагом сетки
Гц, где а ‑ целое положительное или
отрицательное число или нуль. Кроме
того получили распространение системы
с шагом сетки

Гц.

3 Классификация
систем синтеза частот

Колебания,
являющиеся исходными в процессе синтеза
частот, получают от высокостабильных
источников, которые называют опорными
генераторами

(OГ1,
ΟΓ2,
…, ОГn
на рис. 1). Частоты колебаний этих
генераторов (f01,
f02,
…,
fon
на рис. В1)
называют опорными частотами, точнее,
первичными опорными частотами. Современные
системы синтеза частот работают, как
правило, от одного опорного генератора
(рис. B.2).
Такие системы называют одноопорными
(когерентными)
.
При двух и более опорных генераторах
системы называют многоопорными
(некогерентными)
.

При
этом речь может идти об одном колебании,
частота которого способна принимать
любое из этих значений (см. рис. B.1a),
или нескольких одновременно существующих
колебаниях (см. рис. B.1б).
Первый случай встречается в возбудителях
радиопередатчиков гетеродинах
радиоприемников, второй — в многоканальной
аппаратуре с частотным разделением
каналов.

Обычно
в одноопорных системах синтеза частот
сначала устройство, называемое датчиком
опорных частот (ДОЧ) или, точнее, датчиком
вторичных опорных частот, формирует
вспомогательные колебания, частоты
которых называют вторичными опорными
частотами. Затем устройство, называемое
датчиком сетки частот (ДСЧ),
вырабатывает из этих вспомогательных
колебаний нужные выходные колебания,
частоты которых образуют сетку. Некоторые
колебания подаются на выход непосредственно
от ДОЧ (см. рис. B.2).

Все
типы ССЧ делят на два класса:

Системами
активного синтеза частот

или, сокращенно, системами
активного синтеза называют системы
когерентного синтеза частот, в которых
фильтрация колебания синтезируемой
частоты осуществляется с помощью
активного фильтра в виде фазовой
автоподстройки частоты (ФАПЧ).

Системами
пассивного синтеза частот

или, сокращенно, системами пассивного
синтеза называют системы когерентного
синтеза частот, в которых фильтрация
колебания синтезируемой частоты
осуществляется без применения ФАПЧ.

Системы
того и другого классов могут быть
выполнены целиком на аналоговых
элементах или с применением цифровой
элементной базы.

4 Пример
работы синтезаторов на базе аналогового
пассивного синтеза частот

Ha
рис. 1.4 представлена структурная схема
простейшей системы пассивного синтеза,
построенной на аналоговой элементной
базе. Колебание опорного генератора
(ОГ), имеющее частоту f0
(первичная
опорная частота), подается на вход
датчика опорных частот. B
датчике опорных частот (ДОЧ)
с помощью умножителя и делителя частоты
вырабатываются два других колебания с
частотами
и(вторичные опорные частоты), которые
подаются на входы двух генераторов
гармоник (ΓΓ1
и
ΓΓ2).

Каждый
из генераторов гармоник состоит из
формирователя импульсов (ФИ1
и
ФИ2)
и перестраиваемого полосового фильтра.
Первый преобразует входное квазигармоническое
колебание в последовательность очень
коротких (по сравнению с периодом этого
колебания) импульсов той же частоты
(равными соответственно
и).
Спектр этой последовательности содержит
множество высших гармоники; фильтр
настраивают на нужную из них и выделяют
ее. B результате на выходах генераторов
гармоник получают квазигармонические
колебания с частотами

и

.

Оба
эти колебания подают на сумматор частот,
состоящий из смесителя
(См)
и перестраиваемого полосового фильтра.
Последний выделяет из спектра выходного
продукта смесителя квазигармоническое
колебание с нужной частотой

Смеситель
обычно реализуется в виде балансного
модулятора.

Пример.
Пусть
,,

может принимать значения 1, 2, 3, a

— значения 20, 21, 22, …, 39, то система имеет
диапазон частот с шагом сеткиот

до

Пассивный
цифровой синтез частот

B
системах пассивного цифрового синтеза
формирование требуемой частоты
осуществляются цифровой обработкой
сигналов, и только на выходе системы
используют аналоговый фильтр.

Структурная
схема ССЧ на базе пассивного цифрового
синтеза частот представлена на рис.
1.8.

Рис.
1.8. Структурная схема одного из
вариантов
системы пассивного цифрового
синтеза

Опорный
генератор формирует высокостабильное
колебание с опорной частотой, используемой
для получения требуемой частоты на
выходе синтезатора. Это опорное колебание
преобразуется в последовательность
прямоугольных импульсов в формирователе
импульсов (ФИ) путем ограничения по
уровню сверху и снизу сформированного
колебания. На выходе делителя частоты
с переменным коэффициентом деления
(ДПКД) последовательность импульсов на
входе преобразуется в последовательность
импульсов, которая следует с частотой,
определяемой коэффициентом деления.
Коэффициент деления
N

можно устанавливать равным любому
целочисленному значению в пределах от
N1 до
N2.

Его значение определяется счетно-решающим
устройством исходя из частоты,
установленной на пульте управления
частотой. Счетчик на базе триггера
формирует цифровые импульсы с требуемой
скважностью. Полосовой фильтр (ПФ)
восстанавливает из этой последовательности
импульсов гармоническое колебание с
необходимой частотой.

Рассмотрим
пример. Пусть, например, требуется
синтезировать сетку частот от 20 до 25
кГц с шагом 1 кГц. При этом частота
опорного генератора соответствует 1
МГц.

В
этом случае можно использовать
коэффициенты деления N=25
(1 000 000/25 = 40 000) и
N=
20 (1 000 000/20 = 50 000), при которых будут
формироваться частоты 40 кГц и
50 кГц с
шагом 2 кГц. В счетчике можно сформировать
на базе этих частот поток прямоугольных
импульсов со скважностью, равной 2, и
частотой, которая может принимать все
нужные значения. Наконец, можно с помощью
полосового фильтра, имеющего частоты
среза 20 кГц (нижнюю) и 30 кГц (верхнюю),
выделить нужные колебания, подавив
высшие гармоники.

studfiles.net

Общие принципы построения синтезаторов частот — КиберПедия

Цифровой синтезатор частоты – это схема комбинационного синтеза выходной частоты на основе набора высокостабильных опорных частот внутренних гетеродинов. Синтезатор частот позволяет точно установить частоту настройки приемника без участия сигнала принимаемой станции, т.е. независимо от его уровня и колебаний по амплитуде и фазе. поскольку частота современных радиовещательных передатчиков поддерживается постоянной с высокой точностью, настройка приемника при помощи синтезатора частот оказывается стабильной.

Наиболее распространены в бытовых радиоприемных устройствах цифровые синтезаторы частот с частотной автоподстройкой (ЧАП), работающие по методу косвенного синтеза . Структурная схема подобного устройства показана на Рисунок. 8.

Из стабильной опорной частоты кварцевого генератора путем деления частоты образуются стробирующие импульсы, открывающие на строго определенное время счетчик импульсов. Число импульсов, поступающих на счетчик, определяется частотой местного гетеродина. Образовавшийся сигнал поступает в виде двоичного кола на цифровой компаратор и сравнивается с сигналами от регистров установки частоты. При совпадении кодов регистра и счетчика на выходе отсутствует сигнал ошибки. В противном случае сигнал ошибки подается на ЦАП, формирующий управляющее напряжение, используемое для подстройки гетеродина.

 

Рисунок.8. Структурная схема цифровые синтезаторы частот с частотной автоподстройкой (ЧАП).

 

Синтезаторы частоты крупными фирмами выпускаются в виде монокристалла, готового для установки в схему всеволнового приемника . Примером такой микросхемы может служить цифровой синтезатор частоты TC914OP японской фирмы Sansui , который помимо перестройки частоты гетеродина также вырабатывает постоянное напряжение для управления смещением варикапов контуров преселектора, а также позволяет подавать напряжение смещения на диапазонные варикапы

Цифровые синтезаторы частот

Синтезатор частот — устройство для генерации электрических гармонических колебаний с помощью линейных повторений (умножением, суммированием, разностью) на основе одного или нескольких опорных генераторов. Синтезаторы частот служат источниками стабильных (по частоте) колебаний в радиоприёмниках, радиопередатчиках, частотомерах, испытательных генераторах сигналов и других устройствах, в которых требуется настройка на разные частоты в широком диапазоне и высокая стабильность выбранной частоты. Стабильность обычно достигается применением фазовой автоподстройки частоты или прямого цифрового синтеза (DDS) с использованием опорного генератора с кварцевой стабилизацией. Синтез частот обеспечивает намного более высокую точность и стабильность, чем традиционные электронные генераторы с перестройкой изменением индуктивности или ёмкости, очень широкий диапазон перестройки без каких-либо коммутаций и практически мгновенное переключение на любую заданную частоту.


 

Структурная схема цифрового синтезатора частот

В отличие от традиционных (аналоговых) решений, цифровые синтезаторы используют цифровую обработку для получения требуемой формы выходного сигнала из базового (тактового) сигнала. Сначала с помощью фазового аккумулятора создаётся цифровое представление сигнала, а затем генерируется и сам выходной сигнал (синусоидальной или любой другой желаемой формы) посредством цифро-аналогового преобразователя (ЦАП).Скорость генерации цифрового сигнала ограничена цифровым интерфейсом, но весьма высока и сопоставима с аналоговыми схемами. Цифровые синтезаторы также обеспечивают довольно малый уровень фазовых шумов. Однако основным достоинством цифрового синтезатора является исключительно высокое разрешение по частоте (ниже 1 Гц), определяемое длиной фазового аккумулятора. Главные недостатки – ограниченный частотный диапазон и большие искажения сигнала. В то время как нижняя граница рабочего диапазона частот цифрового синтезатора находится близко к нулю герц, его верхняя граница, в соответствии с теоремой Котельникова, не может превышать половины тактовой частоты..

Другая серьезная проблема – высокое содержание нежелательных спектральных составляющих из-за ошибок преобразования в ЦАП. С этой точки зрения цифровой синтезатор ведёт себя как частотный смеситель, генерирующий побочные составляющие на комбинационных частотах. В то время как частотное местоположение этих составляющих можно легко вычислить, их амплитуда гораздо менее предсказуема. Как правило, искажения более низкого порядка имеют наиболее высокую амплитуду. Тем не менее, искажения высокого порядка также приходится учитывать при разработке архитектуры конкретного синтезатора. Амплитуда паразитных спектральных составляющих увеличивается и с увеличением тактовой частоты, что также ограничивает диапазон генерируемых частот. Практические значения верхней границы диапазона находятся в районе от нескольких десятков до нескольких сотен мегагерц при уровне дискретных спектральных продуктов -50…-60 дБн. Очевидно, прямое умножение выходного сигнала частотного синтезатора невозможно из-за дальнейшей деградации спектрального состава.


 

cyberpedia.su

Синтезатор частот Википедия

Синтезатор частот — устройство для генерации электрических гармонических колебаний с помощью линейных повторений (умножением, суммированием, разностью) на основе одного или нескольких опорных генераторов. Синтезаторы частот служат источниками стабильных (по частоте) колебаний в радиоприёмниках, радиопередатчиках, частотомерах, испытательных генераторах сигналов и других устройствах, в которых требуется настройка на разные частоты в широком диапазоне и высокая стабильность выбранной частоты. Стабильность обычно достигается применением фазовой автоподстройки частоты или прямого цифрового синтеза (DDS) с использованием опорного генератора с кварцевой стабилизацией. Синтез частот обеспечивает намного более высокую точность и стабильность, чем традиционные электронные генераторы с перестройкой изменением индуктивности или ёмкости, очень широкий диапазон перестройки без каких-либо коммутаций и практически мгновенное переключение на любую заданную частоту.

Аналоговые синтезаторы[ | ]

Основной функцией абсолютно любого синтезатора является преобразование опорного сигнала (reference) в требуемое количество выходных сигналов. Аналоговые синтезаторы (Direct Analog Synthesizers) реализуются путём смешения отдельных базовых частот с их последующей фильтрацией. Базовые частоты могут быть получены на основе низкочастотных (кварцевые и ПАВ-резонаторы) или высокочастотных (диэлектрический, сапфировый, волноводный, керамический резонаторы) генераторов посредством умножения, деления или фазовой автоподстройки частоты.

Главным преимуществом аналоговых синтезаторов является чрезвычайно высокая скорость переключения, лежащая в микро или даже наносекундном диапазоне. Ещё одно преимущество: использование компонентов (например, смесителей) с исключительно малым уровнем собственных шумов по сравнению с источниками базовых частот. Т.е., шумы аналогового синтезатора определяются в основном шумами используемых базовых источников и могут быть весьма низкими.

Основной недостаток указанной топологии – ограниченные диапазон и разрешение по частоте. Количество генерируемых сигналов можно увеличить, введя большее число базовых частот и/или смесительных каскадов. Однако такой подход требует большего числа компонентов и, следовательно, усложняет систему. Эффективным решением является использование цифрового синтезатора (Direct Digital Synthesizer – DDS) для увеличения минимального частотного шага, требуемого от аналоговой части.Еще одна серьезная проблема – множество нежелательных спектральных составляющих, которые генерируют смесительные каскады. Они должны быть тщательно отфильтрованы. Необходимо также обеспечить изоляцию переключаемых фильтров. Существует немало различных схем организации смесителей и фильтров, все они, как правило, требуют большого числа компонентов для обеспечения малого частотного шага и широкого диапазона частот. Таким образом, хотя аналоговые синтезаторы и предлагают исключительно высокую скорость перестройки и малые шумы, их использование ограничено из-за довольно высоких стоимостных характеристик.

Цифровые синтезаторы[ | ]

В отличие от традиционных (аналоговых) решений, цифровые синтезаторы используют цифровую обработку для получения требуемой формы выходного сигнала из базового (тактового) сигнала. Сначала с помощью фазового аккумулятора создаётся цифровое представление сигнала, а затем генерируется и сам выходной сигнал (синусоидальной или любой другой желаемой формы) посредством цифро-аналогового преобразователя (ЦАП).Скорость генерации цифрового сигнала ограничена цифровым интерфейсом, но весьма высока и сопоставима с аналоговыми схемами. Цифровые синтезаторы также обеспечивают довольно малый уровень фазовых шумов. Однако основным достоинством цифрового синтезатора является исключительно высокое разрешение по частоте (ниже 1 Гц), определяемое длиной фазового аккумулятора. Главные недостатки – ограниченный частотный диапазон и большие искажения сигнала. В то время как нижняя граница рабочего диапазона частот цифрового синтезатора находится близко к нулю герц, его верхняя граница, в соответствии с теоремой Котельникова, не может превышать половины тактовой частоты. Кроме того, реконструкция выходного сигнала невозможна без фильтра нижних частот, ограничивающего диапазон выходного сигнала приблизительно до 40% тактовой частоты.

Другая серьезная проблема – высокое содержание нежелательных спектральных составляющих из-за ошибок преобразования в ЦАП. С этой точки зрения цифровой синтезатор ведёт себя как частотный смеситель, генерирующий побочные составляющие на комбинационных частотах. В то время как частотное местоположение этих составляющих можно легко вычислить, их амплитуда гораздо менее предсказуема. Как правило, искажения более низкого порядка имеют наиболее высокую амплитуду. Тем не менее, искажения высокого
порядка также приходится учитывать при разработке архитектуры конкретного синтезатора. Амплитуда паразитных спектральных составляющих увеличивается и с увеличением тактовой частоты, что также ограничивает диапазон генерируемых частот. Практические значения верхней границы диапазон

ru-wiki.ru

Синтезатор частоты Википедия

Синтезатор частот — устройство для генерации электрических гармонических колебаний с помощью линейных повторений (умножением, суммированием, разностью) на основе одного или нескольких опорных генераторов. Синтезаторы частот служат источниками стабильных (по частоте) колебаний в радиоприёмниках, радиопередатчиках, частотомерах, испытательных генераторах сигналов и других устройствах, в которых требуется настройка на разные частоты в широком диапазоне и высокая стабильность выбранной частоты. Стабильность обычно достигается применением фазовой автоподстройки частоты или прямого цифрового синтеза (DDS) с использованием опорного генератора с кварцевой стабилизацией. Синтез частот обеспечивает намного более высокую точность и стабильность, чем традиционные электронные генераторы с перестройкой изменением индуктивности или ёмкости, очень широкий диапазон перестройки без каких-либо коммутаций и практически мгновенное переключение на любую заданную частоту.

Аналоговые синтезаторы[ | ]

Основной функцией абсолютно любого синтезатора является преобразование опорного сигнала (reference) в требуемое количество выходных сигналов. Аналоговые синтезаторы (Direct Analog Synthesizers) реализуются путём смешения отдельных базовых частот с их последующей фильтрацией. Базовые частоты могут быть получены на основе низкочастотных (кварцевые и ПАВ-резонаторы) или высокочастотных (диэлектрический, сапфировый, волноводный, керамический резонаторы) генераторов посредством умножения, деления или фазовой автоподстройки частоты.

Главным преимуществом аналоговых синтезаторов является чрезвычайно высокая скорость переключения, лежащая в микро или даже наносекундном диапазоне. Ещё одно преимущество: использование компонентов (например, смесителей) с исключительно малым уровнем собственных шумов по сравнению с источниками базовых частот. Т.е., шумы аналогового синтезатора определяются в основном шумами используемых базовых источников и могут быть весьма низкими.

Основной недостаток указанной топологии – ограниченные диапазон и разрешение по частоте. Количество генерируемых сигналов можно увеличить, введя большее число базовых частот и/или смесительных каскадов. Однако такой подход требует большего числа компонентов и, следовательно, усложняет систему. Эффективным решением является использование цифрового синтезатора (Direct Digital Synthesizer – DDS) для увеличения минимального частотного шага, требуемого от аналоговой части.Еще одна серьезная проблема – множество нежелательных спектральных составляющих, которые генерируют смесительные каскады. Они должны быть тщательно отфильтрованы. Необходимо также обеспечить изоляцию переключаемых фильтров. Существует немало различных схем организации смесителей и фильтров, все они, как правило, требуют большого числа компонентов для обеспечения малого частотного шага и широкого диапазона частот. Таким образом, хотя аналоговые синтезаторы и предлагают исключительно высокую скорость перестройки и малые шумы, их использование ограничено из-за довольно высоких стоимостных характеристик.

Цифровые синтезаторы[ | ]

В отличие от традиционных (аналоговых) решений, цифровые синтезаторы используют цифровую обработку для получения требуемой формы выходного сигнала из базового (тактового) сигнала. Сначала с помощью фазового аккумулятора создаётся цифровое представление сигнала, а затем генерируется и сам выходной сигнал (синусоидальной или любой другой желаемой формы) посредством цифро-аналогового преобразователя (ЦАП).Скорость генерации цифрового сигнала ограничена цифровым интерфейсом, но весьма высока и сопоставима с аналоговыми схемами. Цифровые синтезаторы также обеспечивают довольно малый уровень фазовых шумов. Однако основным достоинством цифрового синтезатора является исключительно высокое разрешение по частоте (ниже 1 Гц), определяемое длиной фазового аккумулятора. Главные недостатки – ограниченный частотный диапазон и большие искажения сигнала. В то время как нижняя граница рабочего диапазона частот цифрового синтезатора находится близко к нулю герц, его верхняя граница, в соответствии с теоремой Котельникова, не может превышать половины тактовой частоты. Кроме того, реконструкция выходного сигнала невозможна без фильтра нижних частот, ограничивающего диапазон выходного сигнала приблизительно до 40% тактовой частоты.

Другая серьезная проблема – высокое содержание нежелательных спектральных составляющих из-за ошибок преобразования в ЦАП. С этой точки зрения цифровой синтезатор ведёт себя как частотный смеситель, генерирующий побочные составляющие на комбинационных частотах. В то время как частотное местоположение этих составляющих можно легко вычислить, их амплитуда гораздо менее предсказуема. Как правило, искажения более низкого порядка имеют наиболее высокую амплитуду. Тем не менее, искажения высокого
порядка также приходится учитывать при разработке архитектуры конкретного синтезатора. Амплитуда паразитных спектральных составляющих увеличивается и с увеличением тактовой частоты, что также ограничивает диапазон генерируемых частот. Практические значения верхней границы диапаз

ru-wiki.ru

Цифровые синтезаторы частоты

Содержание

Введение

1. Прямые цифровые синтезаторы частоты (DDS)

2. Цифровые синтезаторы частоты с косвенным синтезом (ФАПЧ)

Заключение

Список литературы

Введение

Радиопередающие устройства (РПдУ) применяются в сферах телекоммуникации, телевизионного и радиовещания, радиолокации, радионавигации. Стремительное развитие микроэлектроники, аналоговой и цифровой микросхемотехники, микропроцессорной и компьютерной техники оказывает существенное влияние на развитие радиопередающей техники как с точки зрения резкого увеличения функциональных возможностей, так и с точки зрения улучшения ее эксплуатационных показателей. Это достигается за счет использования новых принципов построения структурных схем передатчиков и схемотехнической реализации отдельных их узлов, реализующих цифровые способы формирования, обработки и преобразования колебаний и сигналов, имеющих различные частоты и уровни мощности.

В области телекоммуникаций и вещания можно выделить следующие основные непрерывно возрастающие требования к системам передачи информации, элементами которых являются РПдУ:

— обеспечение помехоустойчивости в перегруженном радиоэфире;

— повышение пропускной способности каналов;

— экономичность использования частотного ресурса при многоканальной связи;

— улучшение качества сигналов и электромагнитной совместимости.

Стремление удовлетворить этим требованиям приводит к появлению новых стандартов связи и вещания. Среди уже известных GSM, DECT, SmarTrunk II, TETRA, DRM и др.

1.
Прямые цифровые синтезаторы частоты (DDS)

Прямые цифровые синтезаторы частоты (DDS) появились на рынке изделий микроэлектроники в начале 90-х годов, и с тех пор их популярность неизменно возрастает. Это объясняется их уникальными свойствами, недоступными обычным синтезаторам частот косвенного синтеза. Диапазон перестройки такого синтезатора может быть непрерывным от долей Гц до десятков МГц, при этом точность установки частоты и шаг перестройки составляет сотые доли Гц, а скорость перестройки частоты измеряется наносекундами (и при этом нет разрыва фазы). Многие из имеющихся синтезаторов способны формировать квадратурные сигналы с высочайшей точностью сдвига фазы между ними во всем рабочем диапазоне, а также обеспечивают цифровую частотную и фазовую манипуляцию (возможен и линейный переход к следующему значению частоты или фазы), а также цифровую квадратурную амплитудную модуляцию.

Вместе с тем, таким синтезаторам свойственны все недостатки цифровых устройств обработки сигналов: шум квантования, наложение спектров цифрового сигнала, ограниченная верхняя рабочая частота и пр.

Рис.2.4.1.1.

Рассмотрим работу структуры DDS, показанную на рис.2.4.1.1. Такая структура (за исключением ЦАП) называется генератором с цифровым управлением (NCO). Выпускаются и микросхемы NCO, в состав которых не входит, по сравнению с DDS, только ЦАП.

Сердцем такой структуры является фазовый аккумулятор, в котором сумматор фазы каждый такт задающего генератора прибавляет к текущему значению фазы число, записанное в регистре приращения фазы. Полученное новое значение фазы сохраняется в регистре текущего значения фазы. Таким образом, фаза постоянно линейно возрастает. Разрядность аккумулятора фазы велика (например, 32 разряда), но конечна, поэтому периодически происходят его переполнения, в результате которых цифровое значение фазы обнуляется, как показано на рис.2.4.1.2. Текущее значение фазы из регистра подается к перекодировочной таблице синусов, которая из себя представляет обыкновенное ПЗУ. В таком ПЗУ значения фазы являются адресами ячеек, где записаны соответствующие каждой фазе мгновенные значения синусоиды. В результате на выходе перекодировочной таблицы появляются цифровые отсчеты мгновенных значений синусоиды, которые быстродействующий ЦАП превращает в колебание тока синусоидальной формы. Разумеется, на выходе такого ЦАП устанавливают фильтр, который выделяет синусоидальное колебание нужной частоты (основной частоты или одного из высокочастотных «образов»).

Рис.2.4.1.2.

Пусть в регистре приращения фазы записано число М
, разрядность аккумулятора фазы равна n
, а частота задающего генератора F
т. При этом очевидна формула, определяющая выходную частоту синтезатора:

F
вых = (М*
F
т) / 2n
.

Итак, шаг по частоте здесь равен Fт / 2n , что при n = 32 и тактовой частоте 50 МГц приводит к значению шага 0.01 Гц.

Наивысшая синтезируемая частота DDS обычно бывает равна 0.4F
т. Это обусловлено требованиями к фильтрации побочных продуктов синтеза («образов» сигнала). Для того, чтобы сменить рабочую частоту, необходимо только записать новое значение приращения фазы (оно имеет смысл кода частоты) в регистр приращения. Смена частоты произойдет с нового отсчета без разрыва фазы.

Необходимо отметить, что для адресации перекодировочной таблицы используются не все разряды аккумулятора фазы, а только часть старших (например, 12). Это не ведет к существенному ухудшению точности синтеза синусоиды, но уменьшает емкость перекодировочной таблицы. Разрядность кода фазы должна быть на 2-3 разряда больше разрядности ЦАП, т.к. дальнейшее увеличение разрядности не приводит к снижению шумов из-за эффекта квантования ЦАП. Разрядность ЦАП и определяет уровень побочных составляющих выходного сигнала DDS (см. спектр сигнала DDS на рис.2.4.1.3):

— 50 дБ относительно несущей для 8-разрядного ЦАП,

— 60 дБ относительно несущей для 10-разрядного ЦАП,

— 70 дБ относительно несущей для 12-разрядного ЦАП.

Для уменьшения отдельных паразитных частотных составляющих можно их «размыть», добавив к фазовой информации псевдослучайный сигнал (шумовой). При этом, конечно, общий шум возрастает, а его отдельные компоненты понижаются.

Рис.2.4.1.3.

Структурная схема одного из самых простых DDS AD9830 показана на рис.2.4.1.4. От типовой структуры DDS, рассмотренной нами выше, он отличается наличием встроенных средств для частотной и фазовой манипуляции. Чтобы упростить двухпозиционную частотную манипуляцию (2-FSK), введен еще один регистр частоты, а выбор синтезируемой частоты осуществляется сменой бита на соответствующем выводе синтезатора. Для осуществления четырехпозиционной фазовой манипуляции введены 4 регистра сдвига фазы и дополнительный сумматор сдвига фазы, который прибавляет значение сдвига фазы, записанное в одном из регистров, к выходному коду аккумулятора фазы. Выбор конкретного регистра осуществляется сменой битов на двух выводах синтезатора. Этот DDS работает с максимальной тактовой частотой 50 МГц, имеет только параллельную загрузку данных, потребляет 250 мВт от источника +5 В. Его свободный от паразитных составляющих динамический диапазон составляет 72 дБ.

Рис.2.4.1.4.

Приведем список некоторых (не всех) дополнительных возможностей современных DDS (AD983x, AD985x и др.).

· Встроенный умножитель тактовой частоты с ФАПЧ.

· Дополнительный сумматор для сдвига фазы.

· Дополнительные регистры для частотной манипуляции.

· Средства для осуществления сглаженной частотной манипуляции с программируемой скоростью перестройки частоты.

· Дополнительные цифровые квадратурные амплитудные модуляторы для синтеза с амплитудно-фазовыми видами модуляции (AM, N-QAM, SSB и др.).

· Выходы квадратурных ВЧ сигналов.

· Фильтры предкоррекции x / sin(x) для компенсации частотного ската АЧХ ЦАП.

· Дополнительный компаратор в системе умножения частоты опорного сигнала для уменьшения его фазовых шумов («jitter»).

· Последовательный и параллельный регистры загрузки данных.

Рис.2.4.1.5.

В качестве примера приведем структурную схему DDS AD7008, имеющую встроенные средства квадратурной цифровой амплитудной модуляции (с цифровыми перемножителями квадратурных сигналов) и цифровое объединение квадратур перед подачей их на ЦАП.

Для более подробного изучения возможностей современных DDS рекомендуем обратиться к материалам по ИМС AD9850-AD9854.

2.
Цифровые синтезаторы частоты с косвенным синтезом (ФАПЧ)

Несмотря на то, что прямые цифровые синтезаторы активно вытесняют традиционные косвенные синтезаторы из их традиционных областей применения, последние остаются непревзойденными по ряду параметров и вряд ли когда-нибудь будут заменены на DDS полностью. В табл.2.4.2.1 даны сравнительные характеристики этих двух типов синтезаторов частоты.

Табл.2.4.2.1.

Таким образом, синтезаторы с косвенным синтезом (на основе петли ФАПЧ) незаменимы в ОВЧ-СВЧ-генераторах, гетеродинах высокочувствительных приемников и передатчиков, к которым предъявляются жесткие требования по чистоте спектра сигнала.

mirznanii.com

ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТЫ | Техника и Программы

В. Гавриленко

В настоящее время промышленность выпускает синтезаторы частоты, в которых реализован метод прямого или косвенного синтеза. Сущность прямого синтеза заключается в получении необходимой частоты путем выполнения операций умножения и деления частот гармонических составляющих высокостабильной частоты опорного генератора. При косвенном синтезе частота генератора, управляемого напряжением (ГУН), уменьшается делителем с переменным коэффициентом деления (ДПКД) в требуемое количество раз. С выхода делителя частота подается на один из входов частотно-фазового детектора, на другой вход которого поступает сигнал с частотой, равной шагу изменения частоты синтезатора, полученной из частоты опорного генератора. Выходной сигнал частотно-фазового детектора проходит через фильтр нижних частот (ФНЧ) и управляет частотой ГУН. Последняя изменяется до тех пор, пока частота на выходе ДПКД не станет равна шагу изменения частоты синтезатора и не достигает заданного значения, определяемого коэффициентом деления.

Большинство описанных методов хотя и дают возможность получать высокостабильные частоты, но обладают недостатками, практически не позволяющими основной массе радиолюбителей конструировать такие синтезаторы частоты. И прежде всего это сложность реализации подобной конструкции из-за трудоемкости настройки, наличия большого количества фильтров, моточных изделий. Прибор, схема которого описана ниже, разработан по методу цифрового синтеза и свободен от этих недостатков.

Для пояснения метода цифрового синтеза вспомним, как работает аналого-цифровой преобразователь частоты. Для преобразования аналогового сигнала синусоидальной формы в дискретный через определенные интервалы времени берутся выборки этого аналогового сигнала. Другими словами, мгновенное значение сигнала измеряется в момент выборки и преобразуется в цифровой код (число). Затем сигнал последовательности чисел с аналогоцифрового преобразователя (АЦП) подается на цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), который преобразует числа в соответствующий уровень напряжения. Для «сглаживания» ступенек, образующихся при смене чисел, сигнал с выхода ЦАП подается на фильтр низких частот (ФНЧ). В процессе цифрового синтеза осуществляется по сути дела операция, обратная той, которая происходит в АЦП. В результате формируется последовательность импульсов напряжения, величины которых равны мгновенному значению синтезируемого сигнала, соответствующего данному значению текущей фазы. Эти импульсы подаются на ФНЧ, формирующий синусоидальную форму синтезируемого сигнала. Для упрощения фильтра количество импульсов на период частоты синтезируемого сигнала выбирается не менее пяти.

Описываемый цифровой синтезатор частоты имеет следующие технические характеристики.

1.  Период частоты выходного сигнала формируется не менее чем по пяти выборкам.

2.   Диапазон синтезируемых частот 0,1 Гц…20 кГц.

3.   Шаг изменения частоты 0,1 Гц.

4.  Стабильность синтезируемых частот равна стабильности опорной частоты, стабилизированной кварцем.

Цифровой синтезатор частоты может быть использован:

в качестве высокостабильного прибора с высокой точностью установки частоты для настройки музыкальных инструментов или другой звукозаписывающей или звуковоспроизводящей аппаратуры;

в качестве генератора качающейся частоты с высокой степенью линейности измерения частоты от управляющего кода;

как одноголосный электромузыкальный инструмент, при этом код частоты формируют с помощью шифратора, на вход которого подаются сигналы с клавиатуры инструмента;

как составная часть синтезатора, предназначенного для синтеза более высоких частот.

Функциональная схема синтезатора приведена на рис. 1 и включает в себя следующие узлы:

GI — генератор опорной частоты, стабилизированной кварцем;

D1 — накопитель фазы;

D2 — вычислитель мгновенных значений синусоидального колебания;

Рис. 1. Функциональная схема цифрового синтезатора частоты

D3 — цифро-аналоговый преобразователь;

U1 — фильтр нижних частот.

Накопитель фазы D1 представляет собой многоразрядный накапливающий двоичный сумматор, на вход которого подается число К, определяющее синтезируемую частоту. Содержимое накопителя увеличивается на величину К через интервалы времени, равные периоду частоты генератора опорной частоты. Двоичные числа на выходе накапливающего сумматора изменяются циклически от нуля до N — емкости накапливающего сумматора и соответствуют изменению текущей фазы от нуля до 360°. За время цикла формируется один период синтезируемой частоты. Чем больше число К, тем короче время цикла и, следовательно, короче период синтезируемой частоты. Изменяя это число, можно менять и синтезируемую частоту.

Двоичные числа, определяющие момент выборок на периоде синусоидального колебания, подаются с накопителя фазы на вычислитель мгновенных значений D2, в качестве которого используется постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), где записаны заранее вычисленные значения выборок. Числа с выхода ПЗУ для преобразования в аналоговую форму подают на ЦАП. Оттуда сигнал поступает на ФНЧ U1, на выходе которого образуется выходной сигнал синтезатора.

Синтезируемую частоту определяют как / = КА/, где Af=fo/N — шаг изменения частоты синтезатора. При этом период частоты на выходе синтезатора формируе?ся по N/К выборкам. Емкость накапливающего сумматора N = 2n, где п — количество его двоичных разрядов. Задаваясь максимальной синтезируемой частотой и шагом изменения частоты, можно по приведенным выше формулам рассчитать частоту опорного генератора и количество разрядов в накапливающем сумматоре.

Принципиальная схема синтезатора показана на рис. 2. Необходимая частота опорного генератора равна 104,8576 кГц, но из-за отсутствия кварцевого резонатора на эту частоту был использован кварц на частоту 1048,576 кГц и делитель на десять. Кварцевый генератор выполнен на микросхемах DD1.1 и DD1.2, а делитель — на микросхеме DD2.

Рис. 2. Принципиальная схема цифрового синтезатора частоты

Для двадцатиразрядного накапливающего сумматора использованы микросхемы DD3, DD4, DD7 — DD10, DD16 — DD19. Он состоит из пяти сумматоров и пяти четырехразрядных регистров. Тактовый сигнал регистра подается с делителя частоты DD2 опорного генератора. Каждый сумматор позволяет складывать два четырехразрядных числа. На входы В сумматора поступают сигналы с выходов регистров, на другие входы А — сигналы восемнадцатиразрядных чисел К (код частоты), определяющие синтезируемую частоту.

В синтезаторе использовано ПЗУ DD6—КР556РТ5 емкостью 512 восьмиразрядных чисел. Для увеличения точности задания текущей фазы в ПЗУ записаны выборки одной четверти периода синусоиды, а не целого периода, что эквивалентно увеличению емкости ПЗУ в четыре раза.

Для формирования полного периода синусоиды по записанным в ПЗУ выборкам используются одиннадцать старших разрядов накапливающего сумматора (выходы регистров DD4, DDIO и DDI9). Из них девять младших разрядов используют для формирования адреса ПЗУ. Сигналы этих разрядов поступают на адресные входы ПЗУ через сумматоры по модулю два (микросхемы DD1I, DD20, DD5.4). Эти сумматоры используют, в качестве инверторов кода адреса при формировании второй и четвертой четверти периода. Управляет инверторами сигнал разряда накапливающего сумматора DD4 (14).

Восьмиразрядные числа с выхода ПЗУ DD6 поступают через сумматоры по модулю два DD12, DD21 на ЦАП DD13. Эти сумматоры служат инверторами чисел с ПЗУ для формирования второй половины периода синусоиды. Управление ими осуществляется старшим разрядом накапливающего сумматора DD4 (13). Для согласования частоты синтезируемого сигнала по уровню полупериодов используют инвертируемый сигнал старшего разряда накапливающего сумматора, который подают на вход старшего разряда ЦАП DD1 (4). В качестве ЦАП используют микросхему К572ПА1Б, которая работает совместно с операционным усилителем DD14 К544УД2А. Для устранения влияния переходных процессов, возникающих во время смены разрядов кода, на качество синтезируемого сигнала выходной сигнал операционного усилителя DD14 подают на вход ФНЧ через ключ DD15. Этот ключ подключает выход усилителя ко входу ФНЧ во второй половине периода частоты опорного генератора, когда переходной процесс практически закончен. Таким образом, импульсы, поступающие на ФНЧ, оказываются в два раза короче, чем длительность импульсов на выходе ОУ ЦАП, что приводит к уменьшению уровня сигнала на выходе ФНЧ в два раза. С этим приходится мириться, так как использование ключа DD15 значительно повышает качество сигнала. Характеристическое сопротивление ФНЧ равно 2 кОм, поэтому для его согласования с источником сигнала включен резистор R15. ФНЧ нагружен на резистор R16.

Содержимое ПЗУ вычисляется по формуле

где entier(x)—целая часть числа X; т — адрес ПЗУ, который изменяется от нуля до 511.

Вычисленные величины мгновенных значений отсчетов на четверти периода синусоидального колебания приведены для компактности в шестнадцатиричной системе счисления в таблице. При пользовании таблицей следует помнить, что в этой системе счисления символам А, В, С, D, Е, F соответствуют числа 10, 11, 12, 13, 14, 15. Два старших разряда адреса ПЗУ приведены в левом вертикальном столб-

Таблица

Содержимое ПЗУ микросхемы КР556РТ5 (1/4 SIN)

це, младший разряд в первой строке таблицы. Для примера определим содержимое ячейки ПЗУ с адресом 254. Этот адрес в шестнадцатиричной системе счисления записывается как FE. На пересечении строки F и столбца Е записано ВЗ, что соответствует числу 179 в десятичной системе счисления. Следовательно, по адресу 254 ПЗУ записано число 179.

Как уже упоминалось, синтезируемая частота задается восемнадцатиразрядным двоичным числом К. Так при К= 1 частота на выходе синтезатора равна 0,1 Гц, а при 7(=200 000 — 20 кГц. На рис. 3 показана схема задания частоты. Для удобства пользования синтезатором и упрощения схемы индикации частоту в синтезаторе устанавливают с помощью шести переключателей ПП10-хВ. Каждый переключатель имеет десять положений (от нуля до девяти), и в его окне видна только одна цифра, соответствующая данному положению. Сигнал на выходах каждого переключателя (выводы А, В, О, Е) представляет собой четырехразрядное двоичное число, а на выходах всех переключателей — значение частоты в двоично-десятичном коде. Для управления частотой синтезатора двоично-десятичный код, набранный с помощью переключателей, необходимо преобразовать в двоичный. Это делают двоично-десятичный счетчик, выполненный на микросхемах DD1, DD2, DD7, DD8, DD13, DD14, двоичный счетчик на микросхемах DD4, DD10, DDI5, а также регистры DD5, DD6, DDI1, DD12 и DD16. На микросхеме DD3 выполнен генератор тактовых сигналов. Для того чтобы процесс преобразования двоично-десятичного кода в двоичный на самой высокой частоте не превышал одной секунды, частота генератора выбрана равной 400…500 кГц.

Двоично-десятичный счетчик работает в режиме вычитания, а двоичный — в режиме сложения. Разрешение на запись информации с переключателей S1 —S6 двоично-десятичные счетчики получают по сигналу «WR» (1), поступающему с триггера DD9.2 (12). Этим же сигналом производится установка двоичных счетчиков. На счетные входы двоичнодесятичных счетчиков, соединенных параллельно, поступают сигналы тактового генератора с выхода элемента DD3.3 (10). Эти же сигналы инвертируются элементом DD3.4 (11) и подаются на вход двоичного счетчика и триггера DD9.I. Сигналы триггера DD9.1 управляют работой регистров DD6 — DD5, DD11 — DDI2, DD16.

В целом устройство задания кода частоты работает следующим образом. После того как сигналом триггера DD9.2 запишется информация переключателей S1 —56 в десятичные счетчики, а двоичные счетчики установятся в «0», начинается процесс одновременного заполнения этих счетчиков импульсами тактового генератора. Как только десятичный счетчик заполнится (все его декады установятся в нулевое положение), появится сигнал на выводе 7 микросхемы DD14, который разрешит работу триггера DD9.1. Переключившись, этот триггер даст разрешение на запись и хранение информации двоичного счетчика в регистре. Эта информация в двоичном коде будет соответствовать положениям переключателей, записанным в начале процесса в десятичном счетчике. Следующим импульсом тактового генератора производится переключение триггера DD9.2, так как на его «£>» вход поступил сигнал разрешения с триггера DD9.1 (1). Вновь произойдет запись информации переключателей в десятичные счетчики, а двоичный счетчик установится в «0». Процесс преобразования повторится.

Принципиальная схема стабилизированного источника питания не приводится, так как не представляет особого интереса.

Цифровой синтезатор выполнен на трех платах из фольгированного стеклотекстолита. На одной плате размером 205X 120 мм монтируют синтезатор, на другой плате такого же размера — устройство задания частоты. На третьей плате размером 195X65 мм монтируют элементы блока питания. Все платы синтезатора размещены в корпусе из фольгированного стеклотекстолита размером 300 X X 200X80 мм. Органы управления синтезатором расположены на его лицевой панели.

Если прибор собран правильно, он начинает работать сразу после подачи на него питающего напряжения.

Микросхемы серии 561 полностью сохранят свою работоспособность при напряжении источника питания +5.В. Это дало возможность обойтись одним источником питающего напряжения и отказаться от применения преобразователей уровня между ИМС серии 561 и ПЗУ.

Налаживание прибора сводится лишь к настройке опорного кварцевого генератора. Необходимую

Рис. 4. Внутренний вид цифрового синтезатора частоту генератора устанавливают подбором емкости конденсаторов С1 и С2.

Внутренний вид цифрового синтезатора приведен на рис. 4.

В заключение следует сказать, что при использовании более быстродействующих ИМС можно построить цифровой синтезатор на более высокие частоты.

Лучшие конструкции 31-й и 32-й выставок творчества радиолюбителей /Сост. В. М. Бондаренко.— М.: ДОСААФ, 1989,— 112 с., ил.

nauchebe.net