デジタル制御による論理要素の調和振動のジェネレータ。スキーム、説明

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デジタル制御による論理要素の高調波振動の発生器。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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読者の注目を集めた高調波振動の発生器は、デジタル制御を備えたさまざまな無線工学装置での使用を目的としています。発電機は、アクセス可能な要素ベースに構築されており、安定したパラメーターで高調波振動を形成します。この記事では、ジェネレーターを計算する方法を提供します。

ジェネレーターの機能図を図 1 に示します。 XNUMX。

デジタル制御による論理要素の調和振動の生成器
米。 1発電機の機能図

調和振動の生成には、1つの条件を満たす必要があります[XNUMX]。

振幅のバランス Kos*K=1;
位相バランスφ_к+φ_os\u0,2d XNUMX * π。

フィードバックアンプとして、Kosは通常φのインバーターを使用します_os = パイ。増幅器 K として、バンドパスフィルター [2] を使用することをお勧めします。これは、この場合に必要な位相シフト φ を共振周波数で提供します。_k = パイ。通過帯域内のフィルターの位相応答の勾配が大きいため、安定した周波数での発振の形成と、その選択特性 (高調波の抑制) が保証されます。

フィルター [2] は、提案された発生器のバンドパスフィルターとして使用されます。発生器は、式から決定されるバンドパスフィルターの共振周波数で励起されます。

ここで、R (G) と C は、タイミング回路の抵抗 (導電率) と静電容量です。

式 (1) から、発生周波数はタイミング回路の導電率に比例し、線形の周波数制御則が得られることがわかります。

高調波振動発生器のスキームを図2に示します。 1.2.要素DD1.4〜DD1.1、要素DD2.1（フィードバック増幅器）、および要素DD2.4〜DD2およびRM（デジタル制御抵抗マトリックス）でバンドパスフィルターが作成されます。フィルタ構造により、出力で逆位相電圧を取得できます。これには、Uout0 を追加で使用する必要があります。入力 IN1 と IN XNUMX は、発生周波数を制御するためのデジタル入力です。

（クリックして拡大）

以下は、ジェネレーターの計算方法です。

値 fmin - より低い生成周波数、Df - チューニングステップ、n - デジタル制御信号の XNUMX 進数の桁数を設定しましょう。
С1=С2=С および R7=R5=R を受け入れます。
С の値を設定して、式 (1) から R の値を求めます。
式を使用してRMの値を決定します
式によって fmax の値を決定しましょう
R3は次の式で定義します
R2= R2/3 の関係から R0,7 を決定しましょう。

図上。図２は、ｆｍｉｎ＝１．５ｋＨｚ、Δｆ＝１．５ｋＨｚ、ｎ＝２について、上記の方法で計算した結果得られた要素の値を示している。

一般に、出力周波数は

ここで、i は入力番号 (制御ワードのビット) です。 ai - 制御入力の信号値 (log. 1 または log. 0); n - 制御ワードのビット幅。

コンダクタンスマトリックスの抵抗は、次の式で決まります。

周波数変化の連続的な法則を得る必要がある場合、抵抗 RM は、抵抗 Rn とそれに直列に接続された抵抗 Radd を備えたデュアルポテンショメータに置き換えられます。これらの抵抗の値は、次の式から求められます。

ジェネレーターでは、インバーター回路に従ってオンにすると、K561LA7、K561LE5 マイクロ回路を使用できます。供給電圧が 3 V の場合、発電機は 1 ～ 3 mA の電流を消費します。

74AC、74NSシリーズの同様の外国のマイクロ回路を使用すると、動作周波数範囲が約10〜15倍に大幅に増加します。

制御ワードのビット幅が大きい場合、たとえば Microchip 社製の 42 チャネルデジタルポテンショメータ (MCPXNUMXXXX シリーズ) を導電率のマトリックスとして使用できます。その確かな利点には、小型、低消費、比較的低コストが含まれます。

文学:

Bystry Yu. A.、Mironenko I. G. 電子回路およびデバイス - M .: 高等学校、1989 年。
OnyshkoD.CMOSインバーターのバンドパスフィルター。 -M .: Circuitry、2001、No.7。

著者: ドミトリー・オニシュコ、 oda78@pisem.net; 出版物: radioradar.net

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