20.Цифровые синтезаторы частоты. Цсч по методу прямого синтеза.

3. Цифровые синтезаторы частоты, общий принцип построения

В современных устройствах чаще всего осуществляют построение синтезаторов на основе цифровой схемотехники в виде делителей частоты с переменным коэффициентом деления (ДПКД) и импульсно-фазовых детекторов (ИФД).

3.1. ЦСЧ по методу прямого синтеза

Прямой цифровой синтезатор, ПЦС – синтезатор частот, в котором цифровыми методами непрерывно формируются отсчеты выходного сигнала.

Значения амплитуды сигнала, соответствующие текущей фазе формируемого сигнала, могут вычисляться в синтезаторе или выбираться из соответствующего ЗУ. Такие принципы формирования сигналов применяется соответственно в вычислительных и табличных СЧ.

Обобщенная структура прямого цифрового СЧ

В блоке вычисления фазы, называемом иногда накопителем фазы и реализуемым в виде счетчика времени, с частотой дискретизации fo определяется значение текущей фазы формируемого сигнала в виде цифрового кода.

Значение фазы передается по шине в блок вычисления амплитуды.

В блоке получения амплитуды хранятся данные о значении синусоиды для различных фаз. В соответствии с кодом установки частоты вычисляются текущие значения синусоиды. Частота fвых в импульсной последовательности на выходе ЦАП кратна шагу сетки частот: fвых = k F, где k = 1…N . Для сглаживания на выходе ЦАП включен ФНЧ. Число отчетов синусоиды 2N определяется объемом памяти секции вычисления отсчетов. Если все отсчеты синусоиды считываются с частотой fО = 1/ТО, то период импульсной последовательности на выходе блока ЦАП Т = ТО 2 N. Следовательно, минимальная частота импульсной последовательности

fмин = F = 1/ТО 2 N .

Изменяя число импульсов ОГ, считываемых за период ТО (т.е. число N), можно изменить частоту импульсной последовательности на выходе ЦАП.

Минимальное число импульсов ОГ равно двум, следовательно,

fмакс = 1/2ТО.

Верхняя частота fмакс определяется граничной частотой цифровых микросхем и ЦАП. С повышением этой частоты необходимо увеличивать быстродействие ЦАП.

В блоке получения амплитуды хранятся данные о значении синусоиды для различных фаз. В соответствии с кодом установки частоты вычисляются текущие значения синусоиды. Частота fвых в импульсной последовательности на выходе ЦАП кратна шагу сетки частот: fвых = k F, где k = 1…N . Для сглаживания на выходе ЦАП включен ФНЧ. Число отчетов синусоиды 2N определяется объемом памяти секции вычисления отсчетов. Если все отсчеты синусоиды считываются с частотой fО = 1/ТО, то период импульсной последовательности на выходе блока ЦАП Т = ТО 2 N. Следовательно, минимальная частота импульсной последовательности

fмин = F = 1/ТО 2 N .

Изменяя число импульсов ОГ, считываемых за период ТО (т.е. число N), можно изменить частоту импульсной последовательности на выходе ЦАП.

Минимальное число импульсов ОГ равно двум, следовательно,

fмакс = 1/2ТО.

Верхняя частота fмакс определяется граничной частотой цифровых микросхем и ЦАП. С повышением этой частоты необходимо увеличивать быстродействие ЦАП.