デジタル周波数変換器。スキーム、説明

無線電子工学および電気工学の百科事典
無料のライブラリ / 無線電子および電気機器のスキーム

デジタル周波数コンバーター。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

無料のテクニカルライブラリ

安定した繰り返し率のパルスは通常、必要な（ほとんど整数の）回数だけ周波数を下げる分周器を使用して水晶発振器信号から形成されます。ただし、必要な水晶振動子がないために、初期周波数と必要周波数の比が整数でない場合が多く、分数変換係数の分周器を使用する必要があります[1、2]。確かに、それらが形成する振動の周期は一定ではありませんが、一部のデバイスではこれは重要ではありません。

読者には、同様のデバイスの別のバージョンが提供されます。その動作原理は次のとおりです。発電機信号の周波数 f が必要な値 f の合計であると想像すると、₀ と絶対誤差 df から周波数 f を取得します。₀ 減算演算を実行するだけで十分です: f₀=f-df. 実際には、繰り返し周波数 f のパルスのシーケンスから、最も近い整数に四捨五入された番号 n=f/df の各パルスを削除することになります。たとえば、f=10147 kHz の場合、af₀=10000 kHz、次に df =147 Hz、n=10147/147=69,27、つまり 69。したがって、元のシーケンスから 69 番目ごとのパルスを除外すると、f が得られます。₀=ff/69=10147-10147/69=9999,943 kHz。この場合、削除されたパルス数の丸めによる相対誤差は -5,7*10 に等しくなります。^-6 発生器を調整することで簡単に除去できます。

この方法を実装する周波数変換器のブロック図を図1に示します。 1.カウンタD2、デコーダD2、およびリセットおよびロックパルスジェネレータG1は、変換係数nの分周器を形成します。水晶発振器Ｇ１から番号ｎのパルスが到着すると、信号がデコーダＤ２の出力に現れ、それが発振器Ｇ２をオンにする。それによって生成された単一のパルスは、D2キーの入力の2つに到達し、それをブロックすると同時に、カウンターD3をゼロに設定します。遅延線ＤＴ１は、水晶発振器Ｇ１のパルスを、分周器ノードの動作の遅延と同じかそれよりわずかに長い時間遅延させる。これにより、スイッチD1の入力で信号を同時に受信できるようになり、ジェネレータG1のパルス幅が十分である場合、番号nのパルスがシーケンスから除外されます。その後、コンバータの新しい動作サイクルが始まります。

デジタル周波数変換器
図。 1

n=10143,57で繰り返し周波数f=68kHzの水晶発振器パルスコンバータの概略図を図に示します。 2. 水晶発振器は、[1.1] で説明されている回路に従って DD3 素子上に作成されます。要素 DD1.2 はバッファ要素です。カウンタはマイクロ回路 DD2、DD3 で作成され、デコーダは要素 DD4 で作成されます。水晶発振器パルスが DD1.4 スイッチに通過する際の遅延は、R2C2 回路によって提供されます。図に示されている定格の遅延時間 (t=R2С2) は約 16 ns です。明示的なリセットおよびブロッキングパルス発生器はありません。その機能は、適切に接続された要素 DD1.3 とマイクロ回路 DD2 ～ DD4 によって実行されます。

デジタル周波数変換器
図。 2

コンバータの動作は、図に示すタイミング図で示されます。 3. ジェネレータの 2 番目のパルス (図 4、a) がカウンタ DD68 とデコーダ DD3 の入力に到着するまでに、デコーダのすべての入力 (図 1、c ～ e) で遅延付きでレベル 3 が設定されます。ターンオン時間 (t_h.DD4) レベル 0 が出力に現れ (図 3、e)、DD1.4 キーの入力の XNUMX つに影響を与えます。時間 t の遅れにより、t にほぼ等しい_h.DD4、ジェネレータの 68 番目のパルスは同時にキーのもう一方の入力に到着しますが (図 3、b)、キーが閉じているため (図 3、h)、デバイスの出力には伝わりません。遅延時間t後_h.DD1.3スイッチされ、要素 DD1.3 がカウンタ DD0、DD2 の R3 入力でスイッチされ、レベル 1 が表示され (図 3、g)、リセット時間 tz.reset の後、カウンタはゼロに設定されます。その結果、スイッチング時間 t 後、_h.DD4 デコーダ DD4 の出力にレベル 1 が再び表示され (図 3、e)、キーが開きます。

デジタル周波数変換器
図。 3

キーブロッキングパルスの持続時間は、合計遅延時間 t によって決まります。_h.DD1.3+t_リセット+t_h.DD4 前述のケースでは約 60 ns です。これは、シーケンスから約 50 ns の持続時間のパルスを削除するのに十分です。

デコーダ入力をカウンタ出力に接続するための 10143,57 つのオプション (n = 67、68、70、71 に対応) について、繰り返し周波数 f = 3 kHz の水晶発振器パルスから得られる出力信号の周波数値は、次のようにまとめられています。表は、df がデコーダ出力のブロッキング繰り返し周波数パルスです (測定には Ch33-10000 周波数計を使用しました)。ご覧のとおり、必要な周波数値 (71 kHz) に最も近い周波数値は、n = 1 で得られます (コンデンサ CXNUMX を選択することで、さらに周波数を下げることができます)。
パルス数 周波数、kHz
f₀ df
67 9 992.17 151.4
68 9 994.4 149.17
70 9 998,67 144,9
71 10 000,7 142,87

水晶発振器のパルスの持続時間がブロックパルスよりも長い場合、除外されたパルスの一部がデバイスの出力に伝わり、必要な周波数の信号を受信するプロセスが中断されます。この欠点を解消する最も簡単な方法は、ジェネレータからのパルスのデューティサイクルを増やすことです。デューティサイクルコンバータは、図に示す回路に従って作成できます。 4 に示されており、[4] で説明されています。

デジタル周波数変換器
図。 4

その動作のタイミング図を図に示します。 5. デバイスは周波数変換器の要素 DD1.1 と DD1.2 の間に接続されます。この場合、要素 DD1.2 の出力のパルスは、水晶発振器の任意の周波数で要素 DD5.1 ～ DD5.3 の合計遅延時間 (45...55 ns) に等しい持続時間を持ちます。

デジタル周波数変換器
図。 5

説明した周波数コンバータには、広範な追加機能があります。完全なカウンタとデコーダを使用すると、2 ～ 256 番目のパルスごとにブロックすることができます。つまり、除算係数を 2 から 1+1/256 に変更し、カウンタの容量を変更し、複数のコンバータを直列に組み込むことで、正確な値を取得できます。低周波数を最低コストで実現します。

このデバイスは、入力周波数を XNUMX つの成分に「スプリッター」として使用できます。₀ そしてDF。この場合、デコーダの出力から取得されたパルスは一定の繰り返し周期を持ち、水晶発振器信号の分周係数は f/df に等しくなります。カウンタ出力とデコーダ入力間に論理スイッチを設けることで、バイナリコード信号を用いてデバイスの除算係数を直接制御し、コード周波数変換器や周波数変調器などに使用できます。

このコンバータは、加算演算 f を実装することで、分数周波数乗算 (整数倍ではない) にも正常に使用できます。₀=f+df。これを行うには、番号 n=f/df の各パルスを 2 つの部分に「カット」し、元のシーケンスに追加のパルスを追加する必要があります。所望の動作モードを得るのは非常に簡単です。遅延回路 R2C4 を、DD12 デコーダの出力からのパルスが DD1.4 素子のピン 70 に供給される回路に転送するだけで十分です。この場合、ブロッキングパルスはジェネレータパルスより少なくとも 100 ～ 155 ns 短くなければなりません (K1.2 シリーズマイクロ回路の場合)。発電機のパルス持続時間が短い場合、要素 DD4 の代わりにデューティサイクルコンバーターがオンになります (図 XNUMX)。

この場合のデバイス動作のタイミング図を図 6 に示します。 XNUMX.

デジタル周波数変換器
図。 6

逓倍モードでは、周波数 f = 1014,36 kHz の水晶共振器を使用してコンバータをテストしました。n = 68 で、周波数 f が得られました。₀=1029,277kHz。コンバータの信頼性の高い動作のためには、遅延時間 t を 10 ～ 30 ns の範囲で選択する必要がある場合があることに留意してください。

文学

Biyukov S. A. アマチュア無線用デジタル機器。 - M.: ラジオと通信、1982 年、p. 16.
Iliodorov V. 分数分周器と乗算器。 - ラジオ、1981 年、第 9 号、p. 59.
Bashkankov P.クォーツ発電機。 - ラジオ。 1981年、第1号、p。 60。
Batushev V. A.、Veniaminov V. N.、Kovalev V. G. 他、マイクロ回路とその応用、M.: エネルギー、1978 年、p. 292

著者: A.サモイレンコ、ノヴォロシースク

他の記事も見る セクションアマチュア無線デザイナー.

読み書き 有用なこの記事へのコメント.

<<戻る

科学技術の最新ニュース、新しい電子機器：

交通騒音がヒナの成長を遅らせる 06.05.2024

現代の都市で私たちを取り囲む音は、ますます突き刺さるようになっています。しかし、この騒音が動物界、特に卵から孵化していないひよこのような繊細な生き物にどのような影響を与えるかを考える人はほとんどいません。最近の研究はこの問題に光を当てており、彼らの発達と生存に深刻な影響を与えることを示しています。科学者らは、シマウマダイヤモンドバックのヒナが交通騒音にさらされると、発育に深刻な混乱を引き起こす可能性があることを発見しました。実験によると、騒音公害によって孵化が大幅に遅れる可能性があり、孵化した雛は健康増進に関わる多くの問題に直面している。研究者らはまた、騒音公害の悪影響が成鳥にも及ぶことを発見した。生殖の機会の減少と生殖能力の低下は、交通騒音が野生動物に長期的な影響を与えることを示しています。研究結果はその必要性を浮き彫りにしている ... >>

ワイヤレススピーカー Samsung ミュージックフレーム HW-LS60D 06.05.2024

現代のオーディオ技術の世界では、メーカーは完璧な音質を追求するだけでなく、機能性と美しさを組み合わせるためにも努力しています。この方向への最新の革新的なステップの 60 つは、2024 World of Samsung イベントで発表された新しい Samsung Music Frame HW-LS60D ワイヤレススピーカーシステムです。 Samsung HW-LS6D は単なるスピーカーシステムではなく、フレームスタイルサウンドの芸術品です。 Dolby Atmos対応の5.2スピーカーシステムとスタイリッシュなフォトフレームデザインの組み合わせにより、インテリアに最適な製品です。新しい Samsung Music Frame は、あらゆる音量レベルでクリアな対話を実現するアダプティブオーディオや、豊かなオーディオを再生するための自動ルーム最適化などの高度なテクノロジーを備えています。 Spotify、Tidal Hi-Fi、Bluetooth XNUMX 接続のサポート、およびスマートアシスタントの統合により、このスピーカーはあなたのニーズを満たす準備ができています。 ... >>

光信号を制御および操作する新しい方法 05.05.2024

現代の科学技術は急速に発展しており、日々新しい手法や技術が登場し、さまざまな分野で新たな可能性を切り開いています。そのような革新の 1 つは、ドイツの科学者による光信号を制御する新しい方法の開発であり、これはフォトニクス分野での大きな進歩につながる可能性があります。最近の研究により、ドイツの科学者は石英ガラス導波管内に調整可能な波長板を作成することができました。液晶層の使用に基づくこの方法により、導波路を通過する光の偏光を効果的に変化させることができる。この技術的進歩により、大量のデータを処理できるコンパクトで効率的なフォトニックデバイスの開発に新たな展望が開かれます。新しい方法によって提供される偏光の電気光学制御は、新しいクラスの集積フォトニックデバイスの基礎を提供する可能性があります。これにより、次のような大きな機会が開かれます ... >>

アーカイブからのランダムなニュース

観光は、起こりうる環境災害の主な原因です 20.05.2018

科学者たちは、以前は開発の優先産業と考えられていた観光について、予想外の結論に達しました。結局のところ、今後の環境災害の原因のXNUMXつは彼です。

この結論は、シドニー大学で働く専門家によってなされました。彼らの調査結果によると、大気中への温室効果ガスの排出量の増加に対する責任の一部を負うべきなのは観光産業です。科学者は、空、水、陸の観光がより活発になった後、この産業からの温室効果ガスの量が総排出量の8％に達したと計算しました.

これは、輸送だけでなく、ケータリングや娯楽施設の数が大幅に増加したことにも起因しています。以前の有力な意見によれば、観光は環境へのダメージを 3 分の XNUMX に抑えます。同時に、観光産業からの有害な排出量は、年間約 XNUMX% の割合で増加し続けています。

観光による有害物質の最大排出量は、米国、ドイツ、中国などの国で記録されています。同時に、後者ではより速いペースで成長しています。この数字が脅かされている国のリストには、ブラジル、インド、カナダ、メキシコ、ロシア、日本、英国が含まれます。

その他の興味深いニュース:

▪ SoCスナップドラゴン690

▪ 精神障害の治療のためのリチウム

▪ 腸内細菌叢の状態は集中治療で急激に悪化します

▪ ナメクジは外科用接着剤の作成に役立ちました

▪ Caustic 2500 - シリアルレイトレーシングアクセラレータ

科学技術、新しいエレクトロニクスのニュースフィード

無料の技術ライブラリの興味深い資料:

▪ サイトセクション電圧コンバータ、整流器、インバータ。記事の選択

▪ 記事私は真実を切り取る準備ができています - 静かに、静かに！人気の表現

▪ 記事蝶は毛虫の段階で自分に起こった出来事を覚えているのでしょうか？詳細な回答

▪ 記事電気技師向けの修理ナイフ。ディレクトリ

▪ 記事アンテナとフィーダの調整。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

▪ 記事 ADP2504 チップ上のスイッチング電圧コンバータ。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

この記事にコメントを残してください：

このページのすべての言語

ホームページ | 図書館 | 物品 | サイトマップ | サイトレビュー