Дробно-кратный преобразователь частоты

 

Изобретение относится к радиоч технике и может использоваться в устройствах преобразования частоты.Целью изобретения являемся уменьшение дискретных составляющих в спектре выходного сигнала при расширении диапазона входных частот. Преобразователь частоты содержит опорный генератор 1, фазовый детектор 2, фильтр нижних частот 3, подстраиваемый генератор 4, управляемый делитель частоты 5, накапливающий сумматор 6, датчик 7 кода частоты с выходами целой 8 и дробной 9 частей, цифроаналоговый преобразователь 10, элемент задержки 11, первый и второй ключи 12 и 13, сумматор 14 сигналов, фильтр 15. Положительный эффект достигается за счет суммирования в сумматоре 14 меандровых сигналов с выходов элементов задержки 11 и управляемого делителя частоты 5 с весовыми коэффициентами, определяемыми преобразователем 10. 2 ил. i V)

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ6ЛИН (51)5 Н 03 L 7/18

4Uhrq„.1Ц Я

ИМ7Я щ., : y; > ".ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗО6РЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ Гкнт СССР (21) 4427623/09 (22) !9,05,88 (46) 28.02. 91. Бюл, У 8 (71) Московский физико-технический институт (72) А.С.Терентьев, А.Л.Лилеин и В.П,Псурцев (53) 621.396.666 (088.8) (56) Патент США У 409564, кл. 331/16 11.10.1983. (54) ДРОБПО-КРАТНЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к радио- . технике и может использоваться в устройствах преобразования частоты. Целью изобретения является уменьшение дискретных составляющих в спектре выход—

ÄÄSUÄÄ 1631721

2 ного сигнала при расширении диапазона входных частот. Преобразователь частоты содержит опорный генератор 1, фазовый детектор 2, фильтр нижних частот 3, подстраиваемый генератор 4, управляемый делитель частоты 5, накапливающий сумматор 6, датчик 7 кода частоты с выходами целой 8 и дробной

9 частей, цифроаналоговый преобразователь 10, элемент задержки 11, первый и второй ключи 12 и 13, сумматор

14 сигналов, фильтр 15. Положительный эффект достигается за счет суммирования в сумматоре 14 меандровых сигналов с выходов элементов задержки 11 и управляемого делителя частоты 5 с весовыми коэффициентами, определяемыми преобразователем l0, 2 ил.

163>721

Изобретение относится к радиотехнике и мож т быть использовано для преобразования частоты, в синтезаторах частоты, нри построения гетеродинов.

Целью изобретения является уменьшение дискретньгх составляющих в спектре выходного сигнала при расширении диапазона входных частот, На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема дробно-кратного преобразователя частоты, На фиг.2 (а-л) — зависимости напряжения от времени в различных точках дробно-кратного преобразователя частот для случая

К вЂ” 8 †.= К

8 Цеи "У цМ =

20

Дробно-кратный преобразователь, частоты содержит опорный генератор являющийся источником сигнала, фазо- 25 вый детектор 2, фильтр нижних частот

3, подстраиваемый генератор 4, выход которого является выходом преобразователя, управляемый целитель частоты 5, накапливающий сумматор 6, 30 датчик 7 кода частоты, выходы це,лой 8 и дробной 9 части числа, преобразователь 10 цифра-аналог, элеменг задержки 11, представленный в виде

D-триггера, первый и второй ключи

12 и 13, "óììàòîð 14 сигналов„ фильтр 15, Преобразователь работает следующим образом.

B отсутствии сигнала на выходе переноса накапливающего сумматора 6 в управляемом делителе частоты 5 производится деление частоты выходного сигнала в число раз, равное К ь1 .

Сигналы переноса от накапливающего 45 сумматора 6 (фиг.2е) поступающие на управляющий вход управляемого делителя 5, увеличивают коэффициенты деления на единицу, после чего вновь устанавливается прежний коэффициент де- 50 пения, Выходной сигнал управляемого делителя 5 показан на фиг, 2б. Выход— ной сигнал элемента задержки 11 показан на фиг.2в.

В накапливающем сумматоре 6 с частотой сигнала, поступающего на его тактовый вход, производится суммирование своего содержимого с числом

К поступающим на вход 9. Значения

Я его суммы и переноса показаны соответственно на фиг,2д и 2е, Преобразователь 10,преобразует значение суммы наггапливающего сумматора 6 в аналоговую форму, Напряжения на дополняющем и прямом выходах преобразователя 10 показаны на фиг,2г и 2д соответственно.

Частота выходного сигнала управляемого делителя частоты 5 совпадает с частотой входного сигнала дробно-кратного преобразователя (фиг,2л), однако ввиду дробности коэффициента деления и дискретности цифровых устройств выхоцные импульсы управляемого делителя частоты 5 следуют неравномерно, Их непосредственное сравнение в фазовом детекторе ? приводит к появлению низкочастотной паразитной составляющей, которая не устраняется фильтром 3 и приводит к появлению дискретных компонент в спектре выходного сигнала. Неравномерность следования выходных импульсов управляемого,целителя частоты 5 устраняется цепью коррекции, включающей преобразователь 10., первый и второй ключи I2 и 13, элемент задержки 1 l, сумматор сигналов 14 и фильтр 15.

При этом используется ot факт, что содержимое накапливающего сумматора

6 представляет собой текущую ошибку вр еменно го. положения импульс ов, Работа цепи коррекции основана на весовом суммировании в сумматоре сигналов 14 колебаний одной частоты, имеющих (малый) фиксированный сдвиг фа 3:

„ (ы + pJ) f(Qt а (9 (1-4 ) е +M ° е е

1Ы g (uk p) где е и е сдвинутые по фазе колебания, и я (1 — 1!) — весовые множители (О . V» 1) .

Фаза суммарного колебания пропорциональна весовому множителю и меняется в пределах 0 — P. При P = и/4 максимальная ошибка аппроксимации

Р 0,008 рад 0„01 Р (1X), В данном устройстве складываются сдвинуты 1 o фазе меандровые сигналы.

Суммарное гармоническое колебание выделяется фильтром 15, срезающим более высокие гармоники, Сдвинутые по фазе меандровые сигналы формируются управляемым делителем частоты 5 и элементом задержки 11, весовые множители формируются

3 фазовом детекторе 2 сравниваются фазы опорного генератора 1 и поделенного и откорректированного с выхода фильтра 15. Сигнал текущего рассогласования по фазе происходит через фильтр 3, производящий необхо- 2Q димую фильтрацию высокочастотных составляющих и определяющих необходимые динамические свойства кольца ФАПЧ.

Отфильтрованное напряжение управляет подстраиваемым генератором 4, приводя частоту выходного сигнала в соответствие с частотой входного сигнала и заданным коэффициентом деления.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Дробно — кратный преобразователь частоты, содержащий соединенные последовательно опорный генератор, яв ляющийся источником входного сигнала, фазовый детектор, фильтр нижних частот, подстраиваемый генератор, выход которого является выходом дробнократного преобразователя частоты, и

35

f63 7 на выходах преобразователя 10, На выходах первого и второго ключей 12 и

13 имеем сдвинутые по фазе меандроа вые сигналы с соответствующими весо) 5 выми множителями (фиг, лж и 2з), которые складываются сумматором сигналов

14 (фиг.2и). В результате на второй вход фазового детектора 2 поступает сигнал (фиг.2к), соответствующий

10 формуле преобразования:

21 6 управляемый делитель частоты, а также накапливающий сумматор, выход переноса которого соединен с управляющим входом управляемого делителя час-,. тоты, датчик кода частоты, выходы целой и дробной частоты числа которого соединены соответственно с установочными входами управляемого делителя частоты и накапливающего сумматора, и преобразователь цифра-аналог, входы которого подключены к выходам накапливающего сумматора, о т л ичающий с я тем, что, с целью уменьшения дискретных составляющих в выходном сигнале при расширении диапазона входных частот, в него введены элемент задержки, информационный вход которого соединен с выходом управляемого целителя частоты, а тактовый вход элемента задержки — с выходом подстраиваемого генератора, первый и второй ключи, управляющие входы которых соединены соответствен" но с выходом управляемого делителя частоты и элемента задержки, а также последовательно соединены сумматор сигналов и фильтр, выход которого подключен к второму входу фазового детектора, причем преобразователь цифра-аналог выполнен с прямым и инверсными выходами, которые соединены соответственно с входами второго и первого ключей выходы которых подУ ключены соответственно с выходом сумматора, а тактовый вход накапливающего сумматора подключен к выходу элемента задержки, 1631721

Составитель А, Кабанов

Редактор Н,Горват Техред Л.ОЛийнык Корректор Л.Патай

Заказ 556 Тираж 448 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС(„Р

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101