Цифроуправляемые умножители частоты : основы теории, математические модели, исследование, разработка

• Автор: Вахитов, Расуль Радулович
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 234 с. : ил.

Перечень условных обозначений и сокращений
Глава первая. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ СПОСОБОВ И УСТРОЙСТВ УМНОЖЕНИЯ ЧАСТОТЫ
1.1. Общие сведения об умножителях частоты
1.2. Типы умножителей и способы умножения частоты
1.2.1. Аналоговые умножители частоты
1.2.2. Цифровые умножители частоты
1.3. Применение умножителей частоты
Выводы по первой главе и постановка задач исследования
Глава вторая. ЦИФРОУПРАВЛЯЕМЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ НА ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ЦАП
2.1. Способ широкополосного умножения частоты и его математическая модель
2.2. Функциональная схема умножителя частоты
2.3. Функционирование умножителя частоты
2.4. Расчет умножителя частоты для получения заданных гармоник
2.5. Принципиальная схема умножителя частоты
Выводы по второй главе
Глава третья. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СПОСОБА ЦИФРОУПРАВЛЯЕМОГО УМНОЖЕНИЯ
ЧАСТОТЫ
3.1. Реализация моделей в системе МаФСАО
3.2. Реализация моделей в среде Вогіапб Оеірйі
3.3. Оценка спектрального состава выходного сигнала
Выводы по третьей главе

Глава четвертая. РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА СОПРЯЖЕНИЯ
4.1. Функциональная и принципиальная схема устройства сопряжения
4.1.1. Дешифратор адреса
4.1.2. Шинный формирователь
4.1.3. Регистр хранения
4.2. Описание работы устройства сопряжения
4.2.1. Краткое описание стандарта шины IBM PC/XT (АТА)
4.2.2. Временные диаграммы работы интерфейса
4.2.3. Команды вывода и время задержки цифрового сигнала
4.3. Виды погрешностей при преобразовании сигналов
Выводы по четвертой главе
Основные результаты и выводы по работе
Список литературы
Приложение 1. Процедура вывода цифрового кода в порт
Приложение 2. Сведения о внедрении
Приложение 3. Листинг программы «BMF ver. 3.0»

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ
Аналого-цифровой преобразователь АЦП
Амплитудно-частотная характеристика АЧХ
Вольтамперная характеристика ВАХ
Нелинейный элемент НЭ
Постоянное запоминающее устройство ПЗУ
Персональный компьютер ПК
Персональная электронно-вычислительная машина ПЭВМ
Цифро-аналоговый преобразователь ЦАП
Устройство выборки хранения УВХ
Устройство сопряжения УС
Умножитель частоты УЧ
Фазовая автоподстройка частоты ФАПЧ
Фильтр нижних частот ФНЧ
Прямой цифровой синтез (Direct Digital Synthesis) DDS

частоты и разрядностью аккумулятора фазы. При этом шаг перестройки частоты не зависит от ее значения и равен DFout=Fclk/2N.
Из этого соотношения следует еще одно уникальное свойство синтезатора частоты на основе накапливающего сумматора: если увеличить разрядность N, то уменьшится шаг перестройки частоты. Причем особых ограничений здесь нет. Например, если разрядность накапливающего сумматора 32 бита, а тактовая частота составляет 50 МГц, то частотное разрешение составит порядка 0,01 Гц. Увеличение разрядности аккумулятора фазы не требует обязательного увеличения разрядности адреса ПЗУ. Для адресации можно использовать лишь необходимое количество старших разрядов кода фазы. Для уменьшения объема ПЗУ можно использовать свойства симметрии функции sin. В большинстве DDS в ПЗУ содержится только 1/4 периода. Правда, при этом немного усложняется логика формирования адреса.
Таким образом, в DDS аккумулятор фазы формирует последовательность кодов мгновенной фазы сигнала, которая изменяется линейно. Скорость изменения фазы задается кодом частоты. Далее с помощью ПЗУ линейно изменяющаяся фаза преобразуется в изменяющиеся по синусоидальному закону отсчеты выходного сигнала. Эти отсчеты поступают на ЦАП, на выходе которого формируется синусоидальный сигнал, состоящий из «ступенек». Они фильтруются аналоговым ФНЧ, и на его выходе получается синусоидальный сигнал.
Кроме интегрированного ЦАП DDS могут иметь некоторые дополнительные цифровые блоки, выполняющие над сигналом различные дополнительные операции. Эти блоки обеспечивают большую функциональность и улучшенные пользовательские