Цифровой синтезатор частот с частотной модуляцией
Предлагаемая полезная модель относится к радиотехнике и может использоваться в качестве возбудителя передатчика с частотной модуляцией и гетеродина приемника без подачи модулирующего сигнала. Техническим результатом является значительное улучшение динамических, спектральных и модуляционных характеристик цифрового синтезатора частот. Для этого в известное устройство введены делитель частоты с фиксированным коэффициентом деления, частотно-фазовый детектор, фильтр нижних частот, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, управляемый аттенюатор, микроконтроллер и четыре ключа, что обеспечивает работу устройства на двух независимых каналах с очень высоким быстродействием при высокой чистоте спектра выходного сигнала и равномерной амплитудно-частотной модуляционной характеристике в широкой полосе модулирующих частот и с минимальными искажениями.
Предлагаемая полезная модель относится к радиотехнике и может использоваться в качестве возбудителя передатчика с частотной модуляцией и гетеродина приемника без подачи модулирующего сигнала.
Известен цифровой синтезатор частот (ЦСЧ) с частотной модуляцией (ЧМ), построенный по однокольцевой схеме импульсно-фазовой автоподстройки частоты (ИФАПЧ) с делителем частоты с переменным коэффициентом деления (ДПКД) в цепи обратной связи, в котором для получения частотно-модулированного сигнала на выходе синтезатора используется двухточечный способ введения ЧМ, когда модулирующий информационный сигнал поступает на модулирующий вход управляемого генератора (УГ) и через инвертор и интегратор - на модулирующий вход фазового модулятора, включенного между выходом ДПКД и входом частотно-фазового детектора (см. а.с. СССР №1774465, МКИ 8 Н 03 С 3/10, Н 03 L 7/18, 1992 г.).
Достоинством такого способа введения ЧМ является возможность получения равномерной амплитудно-частотной модуляционной характеристики (АЧМХ) в широком диапазоне модулирующих частот.
Недостаток известного ЦСЧ в том, что для стабилизации уровня девиации ЧМ сигнала используется дополнительный контур автоподстройки, который может ухудшать быстродействие при переключении частот особенно в синтезаторах с очень высоким быстродействием (например, с применением микросхем с дробным ДПКД).
Второй недостаток этого ЦСЧ состоит в следующем.
В однокольцевом ЦСЧ весьма жесткие современные требования одновременно к динамическим, спектральным и модуляционным
характеристикам в большинстве случаев бывает невозможно выполнить, так как они являются взаимно противоречивыми.
Известно, что система ИФАПЧ ЦСЧ представляет собой фильтр нижних частот по отношению к шумам опорной частоты и фильтр верхних частот по отношению к шумам УГ. Если необходимо подавить шумы колебания опорной частоты до требуемых значений, надо использовать узкополосную петлю ИФАПЧ. Но в этом случае не будут выполняться требования по быстродействию и не компенсируются собственные шумы УГ, для чего нужна широкополосная петля ИФАПЧ.
С другой стороны, если спроектировать однокольцевой ЦСЧ со сравнительно широкой полосой частот, что и требуется для быстродействующего синтезатора, тогда шумы опорного генератора после повышения частоты путем умножения пропорционально коэффициенту деления N в ДПКД до выходной частоты будут определять основные шумы на выходе синтезатора. Таким образом, в однокольцевом ЦСЧ практически невозможно одновременно получить высокое быстродействие и чистый спектр выходного сигнала.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является двухкольцевой ЦСЧ с частотной модуляцией (см. свидетельство на полезную модель №30043 от 26. 08. 2002 года), который принят за прототип.
Функциональная схема устройства-прототипа представлена на фиг.1, где введены следующие обозначения:
1 - опорный генератор (ОГ);
2 и 7 - первый и второй делители частоты с фиксированным коэффициентом деления (ДФКД);
3 и 8 - первый и второй частотно-фазовый детекторы (ЧФД);
4 и 9 - первый и второй фильтры нижних частот (ФНЧ);
5 и 11 - первый и второй управляемые генераторы (УГ);
6 и 12 - первый и второй делители частоты с переменным коэффициентом деления (ДПКД);
10 - источник модулирующего сигнала (ИМС);
13 - управляемый аттенюатор (УА);
13.1 - усилитель с регулируемым коэффициентом усиления (УР);
13.2 - цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП);
14 - фазовый модулятор (ФМ);
15 - инвертор (ИНВ);
16 - интегратор (ИНТ);
17 и 18 - первый и второй блоки установки частоты (БУЧ).
Устройство-прототип содержит последовательно соединенные опорный генератор (ОГ) 1, первый делитель частоты с фиксированным коэффициентом деления (ДФКД) 2, первый частотно-фазовый детектор (ЧФД) 3, первый фильтр нижних частот (ФНЧ) 4, первый управляемый генератор (УГ) 5, первый делитель частоты с переменным коэффициентом деления (ДПКД) 6 и фазовый модулятор (ФМ) 14, выход которого соединен со вторым входом первого ЧФД 3; последовательно соединенные источник модулирующего сигнала (ИМС) 10 и управляемый аттенюатор (УА) 13, выход которого соединен с модулирующим входом первого УГ 5 и через инвертор (ИНВ) 15 и интегратор (ИНТ) 16 - с модулирующим входом ФМ 14; последовательно соединенные второй ДФКД 7, второй ЧФД 8, второй ФНЧ 9, второй УГ 11 и второй ДПКД 12, выход которого соединен со вторым входом второго ЧФД 8; кроме того, содержит первый блок установки частоты (БУЧ) 17, выход которого соединен с установочным входом первого ДПКД 6, вход которого соединен с входом второго ДФКД 7, а также второй БУЧ 18, выход которого соединен с установочным входом второго ДПКД 12 и вторым входом УА 13, который состоит из цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) 13.2, вход которого является вторым входом УА 13, и усилителя с регулируемым коэффициентом усиления (УР) 13.1, первый вход которого является первым входом УА 13, причем выход ЦАП 13.2 соединен с управляющим входом УР 13.1, выход которого является выходом УА 13; второй выход второго УГ 11 является выходом устройства.
Устройство-прототип работает следующим образом.
В этом ЦСЧ с ЧМ функции частотообразования и модуляции разделены между первым и вторым кольцами ИФАПЧ, что уменьшает известные противоречия. Двухточечная модуляция осуществляется в первом кольце, работающем на одной фиксированной частоте, а широкодиапазонная перестройка частот и быстродействие при переключении частот - во втором кольце ИФАПЧ. Причем стабилизация уровня девиации ЧМ сигнала на выходе второго кольца в диапазоне несущих частот осуществляется путем изменения модулирующего напряжения (с помощью ЦАП 13.2 и УР 13.1, которые в совокупности представляют собой УА 13) в первом кольце в соответствии с изменением коэффициента деления N2 второго ДПКД 12.
Недостаток устройства-прототипа состоит в следующем.
Для получения требуемого в настоящее время предельно высокого быстродействия в ЦСЧ на основе системы ИФАПЧ необходимо иметь не только высокую частоту сравнения на входе ЧФД, которую можно обеспечить только в современных микросхемах с дробным ДПКД (например, микросхемы LMX 2364 фирмы National Semiconductor, ADF 4252 фирмы Analog Devices и другие), но и широкую полосу пропускания кольца ИФАПЧ. Так, в ЦСЧ аппаратуры мобильной радиосвязи с шагом сетки частот Fш =12,5 кГц и 25 кГц даже при частоте сравнения F cp=10 МГц (с использованием дробного ДПКД) и сравнительно узкой полосе кольца ИФАПЧ невозможно получить быстродействие порядка 50÷100 мкс. Точно так же, как достаточно широкая полоса пропускания (порядка 100 кГц и более) при низкой частоте сравнения (с использованием целочисленного ДПКД) не позволит получить очень высокое быстродействие. К тому же при этом будет плохое подавление помех с частотой сравнения в спектре выходного сигнала. Только одновременное обеспечение широкой полосы пропускания петли ИФАПЧ и высокой частоты сравнения дает возможность получить требуемое в настоящее время предельно высокое быстродействие.
Однако при широкой полосе пропускания кольца ИФАПЧ с дробным ДПКД невозможно обеспечить высокую чистоту спектра выходного сигнала,
так как в ЦСЧ с ДДПКД имеется так называемая «помеха дробности» с достаточно низкой частотой даже при современных микросхемах с 
компенсацией этих помех. Проведенные испытания показали, что при использовании ЦСЧ с дробным ДПКД в качестве гетеродина приемника с частотой сравнения порядка 4÷10 МГц и шагом сетки частот Fш=12,5 кГц и 25 кГц двухсигнальная избирательность приемника была от минус (72÷74) дБ до минус 52 дБ и хуже. Первое значение двухсигнальной избирательности минус (72÷74) дБ получалось, когда выходная частота ЦСЧ была точно кратна частоте сравнения (т.е. коэффициент деления ДПКД был без дробности), а второе значение - минус 52 дБ и хуже, когда выходная частота была с дробной частью от F cp. В сущности для подавления «помех дробности» до требуемых значений нужен почти такой же инерционный петлевой ФНЧ, как и при использовании обычного целочисленного ДПКД. Это, в свою очередь, значительно уменьшает быстродействие и ширину диапазона модулирующих частот при ЧМ.
Второй недостаток устройства-прототипа состоит в невозможности осуществления двухточечной модуляции путем введения ЧМ в УГ и на модулирующий вход фазового модулятора, включенного между делителем частоты и входом ЧФД, так как в выпускаемых микросхемах ЦСЧ нет отдельного доступного входа к ЧФД (все находится внутри «кристалла» микросхемы ЦСЧ).
Для устранения указанных недостатков в цифровой синтезатор частот с частотной модуляцией, содержащий последовательно соединенные опорный генератор, первый делитель частоты с фиксированным коэффициентом деления, первый частотно-фазовый детектор, первый фильтр нижних частот, первый управляемый генератор и первый делитель частоты с переменным коэффициентом деления; последовательно соединенные второй делитель частоты с фиксированным коэффициентом деления, второй частотно-фазовый детектор и второй фильтр нижних частот; последовательно соединенные второй управляемый генератор и второй делитель частоты с переменным
коэффициентом деления, выход которого соединен со вторым входом второго частотно-фазового детектора, последовательно соединенные источник модулирующего сигнала и первый управляемый аттенюатор, кроме того, выход первого управляемого генератора соединен с входом второго делителя частоты с фиксированным коэффициентом деления, согласно полезной модели, введены первый, второй, третий и четвертый ключи, второй управляемый аттенюатор, третий делитель частоты с переменным коэффициентом деления, микроконтроллер и последовательно соединенные третий делитель частоты с фиксированным коэффициентом деления, третий частотно-фазовый детектор и третий фильтр нижних частот; кроме того, дополнительно введены группы управляющих входов в первом и втором делителях частоты с переменным коэффициентом деления, во втором частотно-фазовом детекторе, во втором делителе частоты с фиксированным коэффициентом деления, во втором управляемом генераторе и в первом управляемом аттенюаторе, при этом, первая группа выходов микроконтроллера первой управляющей шиной соединена с группами управляющих входов первого, второго и третьего делителей частоты с переменным коэффициентом деления, второго и третьего частотно-фазовых детекторов, второго и третьего делителей частоты с фиксированным коэффициентом деления, а также первого и второго управляемых аттенюаторов; вторая группа выходов микроконтроллера второй управляющей шиной соединена с группами управляющих входов первого, второго, третьего и четвертого ключей, а также с группой управляющих входов второго управляемого генератора, выход которого через третий делитель частоты с переменным коэффициентом деления соединен со вторым входом третьего частотно-фазового детектора; выход первого делителя частоты с переменным коэффициентом деления соединен со вторым входом первого частотно-фазового детектора, вход третьего делителя частоты с фиксированным коэффициентом деления соединен с выходом первого управляемого генератора, выходы второго и третьего фильтров нижних частот через соответствующие первый и второй ключи соединены с управляющим
входом второго управляемого генератора, выход первого управляемого аттенюатора через третий ключ соединен с модулирующим входом первого управляемого генератора; кроме этого, выход источника модулирующего сигнала через второй управляемый аттенюатор и четвертый ключ соединен с модулирующим входом второго управляемого генератора, выход которого является выходом устройства.
Функциональная схема предлагаемого устройства представлена на фиг.2, где введены следующие обозначения:
1 - опорный генератор (ОГ);
2, 7 и 14 - первый, второй и третий делители частоты с фиксированным коэффициентом деления (ДФКД);
3, 8 и 15 - первый, второй и третий частотно-фазовые детекторы (ЧФД);
4, 9 и 16 - первый, второй и третий фильтры нижних частот (ФНЧ);
5 и 11 - первый и второй управляемые генераторы (УГ);
6, 12 и 19 - первый, второй и третий делители частоты с переменным коэффициентом деления (ДПКД);
10 - источник модулирующего сигнала (ИМС);
13 и 21 - первый и второй управляемые аттенюаторы (УА);
17, 18, 20 и 22 - первый, второй, третий и четвертый ключи (КЛ);
23 - микроконтроллер (МК).
Предлагаемое устройство содержит микроконтроллер (МК) 23, последовательно соединенные опорный генератор (ОГ) 1, первый делитель частоты с фиксированным коэффициентом деления (ДФКД) 2, первый частотно-фазовый детектор (ЧФД) 3, первый фильтр нижних частот (ФНЧ) 4, первый управляемый генератор (УГ) 5 и первый делитель частоты с переменным коэффициентом деления (ДПКД) 6, выход которого соединен со вторым входом первого ЧФД 3; последовательно соединенные второй ДФКД 7, второй ЧФД 8, второй ФНЧ 9, первый ключ (КЛ) 17, второй УГ 11 и второй ДПКД 12, выход которого соединен со вторым входом второго ЧФД 8; последовательно соединенные третий ДФКД 14, третий ЧФД 15, третий ФНЧ
16 и второй КЛ 18, выход которого соединен с выходом первого КЛ 17; последовательно соединенные источник модулирующего сигнала (ИМС) 10, первый управляемый аттенюатор (УА) 13 и третий КЛ 20, выход которого соединен с модулирующим входом первого УГ 5; последовательно соединенные второй УА 21, вход которого соединен с выходом ИМС 10, и четвертый КЛ 22, выход которого соединен с модулирующим входом второго УГ 11, выход которого через третий ДПКД 19 соединен со вторым входом третьего ЧФД 15. При этом, первая группа выходов МК 23 первой управляющей шиной соединена с группами управляющих входов второго ДФКД 7, второго ЧФД 8, второго ДПКД 12, первого ДПКД 6, третьего ДФКД 14, третьего ЧФД 15, третьего ДПКД 19, первого УА 13 и второго УА 21; вторая группа выходов МК 23 второй управляющей шиной соединена с группами управляющих входов первого КЛ 17, второго КЛ 18, третьего КЛ 20, четвертого КЛ 22 и второго УГ 11, выход которого является выходом устройства.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
В ЦСЧ с ЧМ функционируют два последовательно включенных кольца ИФАПЧ. Первое кольцо ИФАПЧ узкополосное, работает на одной фиксированной частоте и выполнено на основе последовательно соединенных первого УГ 5, первого ДПКД 6, первого ЧФД 3 и первого ФНЧ 4, выход которого соединен с управляющим входом первого УГ 5. На опорный вход первого ЧФД 3 поступает от ОГ 1 через первый ДФКД 2 опорный импульсный сигнал с достаточно высокой частотой сравнения, что при узкой полосе пропускания кольца позволяет осуществить значительное подавление помех с частотой сравнения в управляющем сигнале, поступающем с выхода первого ФНЧ 4 на управляющий вход первого УГ 5, и получить на его выходе спектрально чистый сигнал, который является опорным для второго кольца ИФАПЧ.
Второе кольцо ИФАПЧ на основе второго УГ 11 двухканальное - оно может работать или по каналу быстрого переключения частот по заданной
программе с использованием второго (дробного) ДПКД 12, второго ЧФД 8 и второго ФНЧ 9 (первый канал) или по каналу обычной длительной работы на одной заданной частоте с использованием третьего (целочисленного) ДПКД 19, третьего ЧФД 15 и третьего ФНЧ 16 (второй канал). Диапазон выходных частот и шаг сетки частот по обоим каналам одинаковый. Различие их в том, что частота сравнения Fcp на опорном входе второго ЧФД 8 в канале быстрого переключения частот по заданной программе формируется с помощью второго ДФКД 7 от первого УГ 5 и выбирается максимально возможной для дробного ДПКД 12 (порядка нескольких МГц) - во много раз больше заданного шага сетки частот (Fcp » Fш ) для получения максимального быстродействия. А во втором канале, работающем на одной из фиксированных частот, на основе целочисленного ДПКД 19 с помощью третьего ДФКД 14 от первого УГ 5 формируется частота сравнения Fcp, которая поступает на опорный вход третьего ЧФД 15 и не превышает заданный шаг сетки частот. В этом канале быстродействие значительно меньше, чем в первом канале, но из-за глубокой фильтрации управляющего сигнала на входе второго УГ 11 после третьего ФНЧ 16 можно получить на выходе второго УГ 11 спектрально чистый сигнал.
Включение первого или второго канала осуществляется с помощью соответствующих первого 17 или второго 18 ключей, которые переключаются по управляющим сигналам, поступающим по второй управляющей шине от МК 23. Второй УГ 11 может работать в каждом канале или как гетеродин приемника (без подачи модулирующего сигнала), или как возбудитель передатчика с ЧМ.
Первая управляющая шина от МК 23 представляет собой стандартный трехпроводный интерфейс, где по трем проводам поступают в последовательном двоичном коде импульсные сигналы: 1) тактовые импульсы; 2) информационный сигнал; 3) импульс разрешения записи передаваемой информации в один из блоков синтезатора. При работе канала быстрого переключения частот по заданной программе от МК 23 по первой управляющей шине сигналы управления в последовательном двоичном коде поступают на
первый ДПКД 6, второй (дробный) ДПКД 12, второй ЧФД 8 и второй ДФКД 7 для их включения в рабочее состояние, а на третий (целочисленный) ДПКД 19, третий ЧФД 15 и третий ДФКД 14 поступают сигналы управления для их переключения в нерабочее состояние (известное в современных микросхемах состояние «Power Down» с микропотреблением по цепи питания).
Одновременно, по второй управляющей шине от МК 23, представляющей собой группу управляющих проводов, поступают сигналы включения первого КЛ 17, выключения второго КЛ 18, выключения или включения третьего КЛ 20 и четвертого КЛ 22 в зависимости от того, работает ли второй УГ 11 как гетеродин приемника, или как возбудитель передатчика, что определяется соответствующими управляющими сигналами, подаваемыми МК 23 на УГ 11. По этим сигналам второй УГ 11 может переключаться для работы как гетеродин приемника (без подачи модулирующего сигнала), или как возбудитель передатчика с ЧМ (при подаче модулирующего сигнала от ИМС 10 через второй УА 21 и открытый четвертый КЛ 22 на модулирующий вход второго УГ 11), или полностью отключаться по питанию на короткое время при переключении частот по определенным алгоритмам.
При работе второго канала на одной заданной частоте происходит включение в рабочее состояние третьего (целочисленного) ДПКД 19, третьего ЧФД 15 и третьего ДФКД 14 по сигналам, поступающим от МК 23 по первой управляющей шине, и выключение первого канала (канала быстрого переключения частот по заданной программе) путем подачи от МК 23 по первой управляющей шине сигналов управления на второй (дробный) ДПКД 12, второй ЧФД 8 и второй ДФКД 7, переводящих их в нерабочее состояние.
Частотная модуляция в каждом канале осуществляется по двухточечной схеме, когда модулирующий сигнал поступает от ИМС 10 одновременно через первые УА 13 и КЛ 20 на модулирующий вход первого УГ 5, и через вторые УА 21 и КЛ 22 - на модулирующий вход второго УГ 11 для получения ровной АЧМХ в широком диапазоне модулирующих частот с минимальными искажениями.
В отличие от устройства-прототипа, где использовался другой вид двухточечной модуляции, когда ЧМ осуществлялась только в первом кольце путем введения модулирующего сигнала в первый УГ 5 и через ИНВ 15 и ИНТ 16 - на модулирующий вход ФМ 14, включенного между первым ДПКД 6 и первым ЧФД 3, в предложенном ЦСЧ с ЧМ используется двухточечная модуляция по двум разным кольцам ИФАПЧ, т.е. по модулирующим входам двух УГ и без применения интегратора и фазового модулятора, что дает существенные преимущества.
В устройстве-прототипе частотная модуляция осуществлялась в первом (опорном) кольце и во второе кольцо поступал уже сформированный ЧМ сигнал, который после соответствующих преобразований должен пройти без искажений через второе кольцо на выход синтезатора. В этом устройстве второй УГ 11 не охвачен системой двухточечной модуляции, его роль в этом случае пассивная. Поэтому все искажения АЧМХ, существующие во втором кольце, уже невозможно было скорректировать. Получить ровную АЧМХ в широком диапазоне модулирующих и несущих частот во втором кольце весьма трудно, так как второе кольцо, к тому же, должно быть быстродействующим. Для быстродействующего кольца в АЧМХ обычно имеет место некоторый выброс в районе частоты среза ФНЧ. Если даже сделать очень пологую характеристику на одной несущей частоте (и этим ухудшить быстродействие), то на разных несущих частотах в широкодиапазонном ЦСЧ все равно будут значительные неровности АЧМХ. В устройстве-прототипе при модуляции только в первом кольце было бы трудно уложиться в рамки допустимых отклонений АЧМХ в широком диапазоне модулирующих и несущих частот и предельно высоком быстродействии. Кроме того, при двухточечной модуляции только в одном первом кольце из-за использования интегратора и фазового модулятора возникали свои трудности в обеспечении ровной АЧМХ. К тому же, в настоящее время из-за использования новейших микросхем ЦСЧ невозможно осуществить двухточечную ЧМ по первому УГ 5
и ФМ 14, включенному между первым ДФКД 6 и первым ЧФД 3, поскольку туда в микросхеме нет доступа.
Таким образом, в предлагаемой полезной модели при введении модулирующего сигнала по модулирующим входам двух отдельных УГ (первого УГ 5 в первом кольце и второго УГ 11 во втором кольце) происходит процесс взаимовыравнивания в результирующей АЧМХ и ее расширения особенно в области нижних частот, что позволяет получить ровную АЧМХ в широком диапазоне модулирующих и несущих частот с минимальными искажениями.
Для стабилизации уровня девиации частотно-модулированного сигнала используется автоматическая регулировка уровней модулирующего сигнала в каждой из двух цепей его прохождения. Модулирующий сигнал от ИМС 10 поступает через первый УА 13 и третий КЛ 20 на модулирующий вход первого УГ 5, а через второй УА 21 и четвертый КЛ 22 - на модулирующий вход второго УГ 11. Регулировки коэффициентов передачи первого УА 13 и второго УА 21 осуществляются от МК 23 соответствующими управляющими сигналами, поступающими по первой управляющей шине на управляющие входы этих аттенюаторов, так, чтобы уровень девиации частоты на выходе синтезатора оставался постоянным во всем диапазоне несущих частот при постоянном напряжении U
с выхода ИМС 10. При первоначальной настройке ЦСЧ данные о коэффициентах усиления первого УА 13 и второго УА 21 записываются в память МК 23. В отличие от устройства-прототипа, в предлагаемом устройстве автоматическая регулировка отдельно по первому УГ 5 и второму УГ 11 позволяет эффективно регулировать уровень девиации ЧМ сигнала как при изменении коэффициентов деления ДПКД второго кольца ФАГТЧ, так и при изменении крутизны по модулирующему входу второго УГ 11 в диапазоне несущих частот.
Для получения предельно высокого быстродействия необходима не только высокая частота сравнения в кольце ИФАПЧ, что в данном случае обеспечивается с помощью второго ДПКД 12 с дробным коэффициентом
деления, но и широкая полоса пропускания кольца. Поэтому в переходном режиме при переключении частот полоса пропускания может увеличиваться в несколько раз за счет соответствующего увеличения тока импульсов с выхода второго ЧФД 8 по сигналам управления, поступающим от МК 23. После переключения на новую частоту и наступления режима синхронизма в кольце ИФАПЧ величина тока импульсов, поступающих для заряда или разряда емкостей второго ФНЧ 9, опять уменьшается до установленной величины, что приводит к соответствующему уменьшению полосы пропускания кольца ИФАПЧ и помех с частотой сравнения в выходном сигнале.
Точно так же изменяется полоса пропускания и во втором канале в режиме переключения частот и в режиме синхронизма путем изменения тока импульсов с выхода третьего ЧФД 15 по сигналам управления от МК 23. Это приводит к увеличению быстродействия в режиме переключения частот и улучшения чистоты спектра выходного сигнала в режиме синхронизма.
Доказательством возможности осуществления предлагаемого устройства является то, что вводимые блоки типовые, и могут быть выполнены на широко известных микросхемах. Причем в одной микросхеме синтезатора могут быть один или два независимых ЦСЧ (т.е. одно- или двухканальный) с целочисленным ДПКД (Integer-N) или с дробным (Fractional-N). Например, микросхема LMX 2364 фирмы National Semiconductor (США) представляет собой двойной синтезатор с двумя раздельными контурами регулирования: один с дробным ДПКД, другой - с обычным. Аналогично этому, микросхема ADF 4252 фирмы Analog Devices и другие.
Управляемый аттенюатор может быть выполнен на основе последовательно соединенных микросхем LM2904D фирмы Motorola и AD8402AR10 фирмы Analog Devices.
Ключи могут быть выполнены на микросхеме МС 14053В фирмы Motorola.
Характерной особенностью предлагаемой полезной модели является возможность ее использования по двум независимым каналам: или по каналу
быстрого переключения выходных частот по заданной программе, или по каналу обычного переключения частот и работы на одной из фиксированных частот в пределах всего диапазона частот синтезатора. В первом канале можно получить предельно высокое быстродействие (какое только возможно для ЦСЧ с дробным ДПКД) при переключении частот и широкополосную ЧМ со стабильной девиацией при приемлемой чистоте спектра выходного сигнала в режиме синхронизма. Во втором канале (с целочисленным ДПКД) можно значительно повысить чистоту спектра выходного сигнала и получить равномерную АЧМХ в широкой полосе модулирующих частот со стабильной девиацией при умеренном быстродействии.
Основное отличие предложенного технического решения в том, что с помощью введенных новых элементов, объединенных соответствующими связями с остальными узлами схемы, осуществляется не только возможность работы по одному из двух каналов, но и значительное изменение полос пропускания колец ИФАПЧ при переключении частот (в переходном режиме) и при работе в режиме синхронизма, а также более эффективное выравнивание АЧМХ при новой схеме введения модуляции (двухточечная модуляция по УГ двух отдельных колец ИФАПЧ). Это позволяет на много улучшить динамические, спектральные и модуляционные характеристики синтезатора.
Таким образом, предлагаемая полезная модель может работать на двух независимых каналах с очень высоким быстродействием при высокой чистоте спектра выходного сигнала и равномерной АЧМХ в широкой полосе модулирующих частот и с минимальными искажениями.
Цифровой синтезатор частот с частотной модуляцией, содержащий последовательно соединенные опорный генератор, первый делитель частоты с фиксированным коэффициентом деления, первый частотно-фазовый детектор, первый фильтр нижних частот, первый управляемый генератор и первый делитель частоты с переменным коэффициентом деления; последовательно соединенные второй делитель частоты с фиксированным коэффициентом деления, второй частотно-фазовый детектор и второй фильтр нижних частот; последовательно соединенные второй управляемый генератор и второй делитель частоты с переменным коэффициентом деления, выход которого соединен со вторым входом второго частотно-фазового детектора, последовательно соединенные источник модулирующего сигнала и первый управляемый аттенюатор, кроме того, выход первого управляемого генератора соединен с входом второго делителя частоты с фиксированным коэффициентом деления, отличающийся тем, что в него введены первый, второй, третий и четвертый ключи, второй управляемый аттенюатор, третий делитель частоты с переменным коэффициентом деления, микроконтроллер и последовательно соединенные третий делитель частоты с фиксированным коэффициентом деления, третий частотно-фазовый детектор и третий фильтр нижних частот; кроме того, дополнительно введены группы управляющих входов в первом и втором делителях частоты с переменным коэффициентом деления, во втором частотно-фазовом детекторе, во втором делителе частоты с фиксированным коэффициентом деления, во втором управляемом генераторе и в первом управляемом аттенюаторе, при этом первая группа выходов микроконтроллера первой управляющей шиной соединена с группами управляющих входов первого, второго и третьего делителей частоты с переменным коэффициентом деления, второго и третьего частотно-фазовых детекторов, второго и третьего делителей частоты с фиксированным коэффициентом деления, а также первого и второго управляемых аттенюаторов; вторая группа выходов микроконтроллера второй управляющей шиной соединена с группами управляющих входов первого, второго, третьего и четвертого ключей, а также с группой управляющих входов второго управляемого генератора, выход которого через третий делитель частоты с переменным коэффициентом деления соединен со вторым входом третьего частотно-фазового детектора; выход первого делителя частоты с переменным коэффициентом деления соединен со вторым входом первого частотно-фазового детектора, вход третьего делителя частоты с фиксированным коэффициентом деления соединен с выходом первого управляемого генератора, выходы второго и третьего фильтров нижних частот через соответствующие первый и второй ключи соединены с управляющим входом второго управляемого генератора, выход первого управляемого аттенюатора через третий ключ соединен с модулирующим входом первого управляемого генератора; кроме этого, выход источника модулирующего сигнала через второй управляемый аттенюатор и четвертый ключ соединен с модулирующим входом второго управляемого генератора, выход которого является выходом устройства.
