Синтезатор частот
Изобретение относится к радиотехнике и обеспечивает повышение спектральной частоты и уменьшение величины паразитного отклонения фазы выходных колебаний синтезатора частот (СЧ). СЧ содержит управляемый генератор (УГ) 1, делители частоты с переменным коэф. деления (ДПКД) 2, 3, смеситель 4, усилитель 5 промежуточной частоты, преобразователи частота - код-6,7, блок сравнения частот 8, блок выделения 9 разностной частоты, фильтр 10 нижних частот , делители частоты 11,12, опорный генератор 13, формирователь 14 сигнашов опорной частоты. УГ 1 содержит управляемый напряжением кварцевый генератор 15 и умножитель 16 частоты. Формирователь 14 содержит регистр 17 кода частоты, блок ключей 18 и накапливающий сумматор 19, Частота УГ 1 подстраивается с помощью кольца фазовой АПЧ .под опорный сигнал, формируемый формирователем 14, Перестройка СЧ ос тцествляется при изменении выходной частоты фор-. мирователя 14 в три этапа. Сначала осуществляется грубая перестройка выходной частоты СЧ при помощи ДПКД 2, потом точная перестройка с помощью ДПКД 3 и затем подстройка в системе фазовой АПЧ, 1 ил. в(/-Г (Л Ьэ to М to 00 00 установка частоты
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (59 4 Н 03 Ь 7/18
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3963884/24-09 (22) 10. 10. 85 (46) 30,07. 87, Бюл, N 28 (72) И, В. Никифоров и В. И. Дудин (53) 621,373,42(088,8) (56) Патент ClllA Р 4410954, кл. 364-701, 1983.
Губернаторов О. И., Соколов 1О. Н.
Цифровые синтезаторы частот радиотехнических систем. M.: Энергия, 1973, с. 11, 60-61. (54) СННТЕ3АТОР ЧАСТОТ (57) Изобретение относится к радиотехнике и обеспечивает повышение спектральной частоты и уменьшение величины паразитного отклонения фазы выходных колебаний синтезатора частот (СЧ) . СЧ содержит управляемый генератор (УГ) 1, делители частоты с переменным коэф. деления (ДПЩ) 2, 3, смеситель 4, усилитель 5 промежуточной частоты, преобразователи частота — код- 6,7, блок сравнения частот 8, блок выделения 9 раэностной частоты, фильтр 10 нижних час" тот, делители частоты 11,12, опорный генератор 13, формирователь 14 сигналов опорной частоты. УГ 1 содержит управляемый напряжением кварцевый генератор 15 и умножитель 16 частоты. Формирователь 14 содержит регистр 17 кода частоты, блок ключей 18 и накапливающий сумматор 19.
Частота УГ 1 подстраивается с помощью кольца фазовой АПЧ под опорный сигнал, формируемый формирователем
14 ° Перестройка СЧ осуществляется при изменении выходной частоты фор-. мирователя 14 в три этапа. Сначала осуществляется грубая перестройка выходной частоты СЧ при помощи ДПКД
2, потом точная перестройка с помощью ДПКД 3 и затем подстройка в системе фазовой АПЧ, 1 ил, I! 327288
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиосвязи и радиоизмерительной технике в качестве источников опорных час5 тот с высокой разрешающей способностью.
Цель изобретения — повышение спект.ральной чистоты и уменьшение величины паразитного отклонения фазы выходных >р колебаний синтезатора частот °
На чертеже представлена структурная электрическая схема синтезатора частот.
Синтезатор частот содержит управ- 15 ляемый генератор 1, первый делитель 2 частоты с переменным коэффициентом деления (ДПКД), второй ДПКД 3, смеситель 4, усилитель 5 промежуточной частоты, первый преобразователь 6 код-2р частота, второй преобразователь частота - код 7, блок 8 сравнения частот, блок 9 выделения разностной частоты, фильтр 10 нижних частот, первый делитель 11 частоты, второй делитель 12 частоты, опорный генератор 13, формирователь 14 сигналов опорной частоты. При этом управляемый генератор 1 содержит управляемый напряжением кварцевый генератор (КГ) !
5 и умножитель 16 частоты, а формирователь 14 содержит регистр 17 кода частоты, блок 18 ключей и накапливающий сумматор 19.
35
1, ), 2.ми и
ДЕВА fкг. И(Ы
2 мин где кг
N где d f — полоса захвата системы фа3 зовой автоподстройки, Максимальный шаг приращения частоты на выходе первого ДПКД 2 (iaaf „,) определяется следующим равенством:
1 1
1м акс кг (д
Ч +1
1М11 Н 1Ми Н
1 2
Синтезатор частоты работает следующим образом.
Выходной сигнал КГ 15 умножается в умножителе 16 и подается на входы первого ДПКД 2 и второго ДПКД 3, выходные сигналы которого преобразуются в смесителе 4, фильтруются и усиливаются в усилителе 5.
Выходной сигнал синтезатора частот
f „„ можно представить в виде
1 1
Вых кг (Ч
1 2 а частота сигнала на выходе второго
1 делителя 12 ЕВ„„
1 ВЫх
Вых
2 частота КГ 15; коэффициент умножения частот умножителем !6; коэффициенты деления частот соответственно первым ДПКД
2 и вторым ДПКД 3; коэффициент депения второго делителя 12 частоты, Частота сигнала на выходе формирователя 14 определяется равенством
V3
f =:Е с - о
3 где f — частота опорного генерато" ра 13;
V — код рабочей частоты синте3 затора частот, записанный
В регистр 1 7 1
К1 - коэффициент деления первого делителя частоты 11;
К вЂ” емкость накапливающего сум3 матора 19.
Частота f используется в качестве опорной частоты блока 8 сравнения частот, где сравниваются с частотой
I и с помощью кольца фазовой автоподстройки подстраивает частоту управляемого генератора 1 сигналом с выхода фильтра 10. Когда система фазовой автоподстройки находится в синхронизме, то выполняется равенство
N 1 1 Ч, г.вы =f HJIH f . --(— + — ) с кг К Ч -Ч оК.K
2 3 а выходная частота синтезатора частот
fo Чв
f К
-Вых К . K 2
В
T,å,, в режиме синхронизма частота опорного сигнала f равна частоте
I полученной в результате вторичвыхв ного синтеза из сигналов с выходов первого ДПКД 2 и второго ДПКД 3 и поделенного во втором делителе частоты 11 на коэффициент К °
Параметры N, Ч,, Ч2 рассчитываются по требуемому диапазону частот
К . Для этого выбирается частота f а значения N, U, V расчитываются так, чтобы исключить--на смесителе 4 комбинационные частоты низких порядков, попадающих в полосу частот выходного сигнала ° Это условие выполняется, если U n V„.
При выборе минимального коэффициента деления второго ДПКД 3 Ч мин следует руководствоваться неравенством
35
45
3 132728 где Ч - минимальный коэффициент
1мин деления частоты первым
ДПКД 2, В синтезаторе частоты должно удовлетворяться следующее неравенство:
5 кг N() 1мс кс"
2 мин 1 макс
Если известен диапазон изменения частоты Й, то, выбрав Г и Й, можно рассчитать предельное значение коэффициентов деления первого и второго
ДПКД 2 и 3, т.е. V и Ч
Синтезатор частот работает в двух режимах (синхрониэма и асинхронизма системы фазовой автоподстройки). Режим асинхронизма характерен тем, что
fss,x Ф 4. В этом случае на выходе блока выделения 9 будут наблюдаться импульсы, сформированные из раэностной частоты fp (f8ü f+) Формирова ние указанных импульсов осуществляется блоком выделения 9 эа счет его выполнения, например, в виде последовательно соединенных смесителя, полосового фильтра и формирователя импульсов (на чертеже не показаны). При этом полосовой фильтр рассчитывается таким образом, чтобы не пропускать сигналы ниже f, а также частоты суммарного преобразования сигналов
fsax u fc °
Импульсами разностной частоты осуществляется последовательный запуск первого и второго преобразователей частота — код 6 и 7. В результате происходит последовательное изменение состояний триггеров первого и второго преобразователей частота-код 6 и
7, соответствующее последовательному изменению коэффициентов Ч и Ч, В результате чего будет изменяться частота f до тех пор, пока не будет выполняться условие аf>.
При выполнении этого условия триггеры первого и второго преобразователей частота — код 6 и 7 фиксируют- 50 ся и в системе фазовой автоподстройки наступает переходный режим, после окончания которого система фазовой автоподстройки будет в синхронизме, С ° т е ° fsqix = °
При изменении f больше полосы удержания системы фазовой автоподстройки происходит очередной цикл "поиска" коэффициентов V, и V, обеспечивающих условие синхронизма для нового значения f
Таким образом, осуществляется пе-. рестройка синтезотора частот при изменении выходной частоты формирователя 14 f в заданном диапазоне вне зависимости от ограниченной перестройки КГ 15 управляемого генератора 1.
Процесс перестройки выходной частоты f bs, осуществляется тремя этапами: первым ДПКД 2 (грубая перестройка f „ ; вторым ДПКД 3 (точная перестройка fs«x); подстройка Екг в системе фаэовой автоподстройки.
Система фазовой автоподстройки с КГ 15 позволяет обеспечить очень малую полосу пропускания (несколько Гц) кольца фазовой автоподстройки без ухудшения спектральных характеристик КГ 15 и, следовательно, можно эффективно фильтровать помехи, имеющиеся в сигнале f, т,е., КГ 15 в режиме синхронизма обладает практически таким же спектром на частотах, отстоящих от несущей более полосы пропускания кольца фазовой автбподстройки, что и колебания КГ 15, когда КГ 15 находится в свободном режиме (т.е, не охвачен системой фазовой автоподстройки). Следовательно, f в режиме синхронизма практически не имеет паразитных спектральных составляющих, а уровень паразитных отклонений фазы определен параметра ми КГ 15 и практически не зависят от качества спектра опорной частоты.
Формула изобретения
Синтезатор частот, содержащий последовательно соединенные опорный генератор, формирователь сигналов опорной частоты, первый делитель частоты, блок сравнения частот, фильтр нижних частот и управляемый генератор, последовательно соединенные смеситель и усилитель промежуточной частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения спектральной чистоты и уменьшения величины паразитного отклонения фазы выходных колебаний синтезатора частот, введены первый делитель частоты с переменным коэффициентом деления, второй делитель частоты с переменным коэффициентом деления, второй делитель частоты, последовательно соединенные блок выделения разностной частоты, первый преобразователь частота—
132
7288
Составитель Ю. Ковалев
Редактор M. Товтин Техред Л.Сердюкова Корректор Н. Король
Заказ 3399/55 Тираж 901 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул ° Проектная, 4
5 код и второй преобразователь частота — код, при этом формирователь сигналов опорной частоты выполнен в виде последовательно соединенных регистра кода частоты, блока ключей и накапливающего сумматора, при этом второй вход блока ключей является входом формирователя сигналов опорной частоты, управляемый генератор выполнен в виде последовательно соединенных управляемого напряжением кварцевого генератора и умножителя частоты, сигнальные входы первого и второго делителей частоты с переменным коэффициентом деления объединены
-и подключены к выходу умножителя частоты, первый и второй входы смесителя соединены соответственно с выходом первого и второго делителей.частаты с переменным коэффициентом деления, управляющие входы первого делителя частоты с переменным коэффициентом деления и второго делителя частоты с переменным коэффициентом деления соединены соответственно с кодовым выходом второго преобразователя частота — код и первого преобразователя частота — код, первый и
10 второй входы блока выделения разностной частоты подключены соответственно к первому и второму входам блока сравнения частот, который выполнен в виде частотно"фазового детектора, !
5 вход и выход второго делителя частоты соединены соответственно с выходом усилителя промежуточной частоты и вторым входом блока сравнения частот.
