Основные методы цифрового синтеза сигналов

March 11, 2012 by admin Комментировать »

Существует довольно много методов синтеза синусоидальных сигналов цифровыми методами. Основными являются следующие методы:

1.       Синтез сигналов на основе деления/умножения частоты высокостабильного (опорного) генератора с очисткой сигнала путем фильтрации.

2.       Прямой цифровой синтез сигналов DDS (Direct Digital Synthesizers) путем опроса памяти, хранящей оцифрованные отсчеты сигнала заданной формы, с преобразованием их в аналоговый сигнал с помощью высокоскоростных цифроа- налоговых преобразователей.

Первый способ в настоящее время реализован с помощью целого ряда микросхем синтезаторов частоты. При этом используются как цифровые, так и аналоговые делители и умножители частоты. Как правило, получить достаточно чистый синтезированный сигнал очень трудно. Поэтому широко используются системы фазовой автоподстройки (ФАПЧ) генератора синусоидальных сигналов под синтезированный сигнал, его гармоники или субгармоники. Структурно такие генераторы очень сложны и вряд ли их стоит рассматривать в книге, посвященной не конструированию, а применению генераторов сигналов.

Генераторы на основе цифрового синтезатора частот

Достоинством обычных генераторов синусоидальных сигналов является возможность получения синусоидальной формы выходного сигнала с малыми нелинейными искажениям. А главным недостатком — низкая стабильность частоты. Исключением являются кварцевые генераторы, но они обычно генерируют сигналы только одной частоты — основной или ее гармоники.

Для генерации синусоидальных сигналов с высокой стабильностью частоты используются генераторы на основе цифрового синтезатора частот. Типичная функциональная схема такого генератора показана на рис. 1.26. Основу генератора составляют два генератора. Первый генератор — это высокостабильный опорный генератор эталонной частотыи делитель частоты с фиксированным коэффициентом деления М. Он формирует разрешение по частоте/^/^/М.

Рис. 1.26. Функциональная схема генератора синусоидального сигнала на основе цифрового синтезатора частоты

Второй генератор — это стабилизированный генератор, перестраиваемый в достаточно широких пределах цепью фазовой автоподстройки частоты. Его сигнал делится в Л^раз с помощью делителя с переменным коэффициентом деления ДПКД. Для перестройки делителя используется блок управления. Сигнал с частотой f=fci/Nсравнивается с сигналом с частотой f=jbi/М с помощью импульсного фазового детектора. Его выходной сигнал фильтруется фильтром низких частот и подается на регулирующий элемент, меняющий частоту стабилизированного генератора до тех пор, пока не будет обеспечено условие f^=f2, что соответствует установившейся частоте стабилизированного генератора

Например, если нужно получить частоты от 1 до 2 МГц с шагом в 1 Гц, надо при /эт= 1 МГц иметь М= 1 • 10б и JVot 1 • 10б до 2 • 10б.

Стабилизированный генератор с управляющим элементом может строиться по любой известной схеме, например, ХС-генератора с перестройкой частоты варикапом или электромагнитом. Если нужна перестройка по частоте в широких пределах (например, почти с 0), то можно использовать пару генераторов со смесителем, т. е. генератор на биениях.

Поскольку в генераторах этого типа не используется квантование по амплитуде сигнала, последний является непрерывным и может иметь весьма близкую к синусоидальному форму. Генераторы с функциональной схемой (рис. 1.26) иразными ее вариантами выпускаются в виде специализированных интегральных микросхем частотных синтезаторов.

Источник: Дьяконов В. П.  Генерация и генераторы сигналов / В. П. Дьяконов. — М. : ДМК Пресс, 2009. — 384 е., ил.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты