Устройство фазовой автоподстройки частоты

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в синтезаторах частоты. Цель изобретения - повышение спектральной частоты выходного колебания в широком диапазоне частот. Устройство содержит подстраиваемый генератор 3, тракт приведения 4. фазовый детектор 1, фильтр нижних частот 2, образующие кольцо фазовой автоподстройки частоты. Функциональный преобразователь кода 7 и цифроаналоговый преобразователь 8 формируют напряжение, управляющие крутизной фазового детектора 1 в зависимости от кодов на выходах блока 4 предварительного приведения и блока 5 выбора диапазона. При этом обеспечивается постоянство статического коэффициента усиления кольца при переключении и изменении крутизны управляемых генераторов 3.1-З.п и изменении коэффициента деления тракта приведения частоты, что позволяет поддерживать оптимальную чистоту спектра выходного колебания при смене выходной частоты устройства . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Н 03 б 7/ОО

ГОСУДАРСТВЕН.ЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4759486/09 (22) 20.11.89 (46) 30.05.92;Бюл. М 20 (71) Научно-производственное обьединение им, Коминтерна (72) A,Н.Гордонов, М,М.Çàðåöêèé и И.В.Резвая (53) 621.396.666(088.8) (56) Зарецкий М.М., Мовшович M.À,Ñèíòåçàторы частоты с кольцом фаэовой автоподстройки. М.: Энергия, 1974, с.207. (54) УСТРОЙСТВО ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в синтезаторах частоты. Цель изобретения — повышение спектральной частоты выходного колебания в широком диапазоне частот, Устройство соИзобретение относится к технике синтеза частот и может быть использовано в синтезаторах частот, построенных по схеме активного синтеза.

Известно устройство фазовой эвтоподстройки частоты, содержащее последовательно соединенные фазовый детектор, фильтр нижних частот, подстраиваемый ге. нератор, выход которого является выходом устройства, и тракт приведения, выход которого соединен с первым входом фазового детектора. Входом устройства является второй вход фазового детектора (см.Зарецкий

М.М., Мовшович М.А. Синтезаторы частоты с кольцом фазовой автоподстройки.М:

Энергия, 1974,.с.14,15)., Ьц,, 1737728 А1 держит подстраиваемый генератор 3, тракт приведения 4, фазовый детектор 1, фильтр нижних частот 2, образующие кольцо фазовой автоподстройки частоты. Функциональный преобразователь кода 7 и цифроаналоговый преобразователь 8 формируют напряжение, управляющие. крутизной фазового детектора 1 в зависимости от кодов на выходах блока 4 предварительного приведения и блока 5 выбора диапазона.

При этом обеспечивается постоянство статического коэффициента усиления кольца при переключении и изменении крутизны управляемых генераторов 3.1-3п и изменении коэффициента деления тракта приведения частоты, что позволяет поддерживать оптимальную чистоту спектра выходного ко лебания при смене выходной частоты устройства. 1 ил.

Описанное устройство может работать только в узком диапазоне частот, не превышающем полосы захвата кольца ФАП.

Известно устройство фаэовой автоподстройки частоты,. содержащее последовательно соединенные фазовый детектор, фильтр нижних частот, подстраиваемый генератор, тракт приведения, выход которого соединен с первым входом фазового детектора, второй вход фазового детектора является входом устройства, блок предварительного приведения частоты и блок уггрэвления, перый выход которого подключен. к управляющему входу тракта приведения (см, Зарецкий М.М., Мовшович

М.А. Сйнтезэторы частоты.с кольцом фазовой эвтоподстройки. М.: Энергия, 1974, с.207).

1737728

Взятое в качестве прототипа устройст- во может работать в диапазоне частот, равном диапазоне частот подстраиваемого генератора.

Недостаток такого устройства состоит в . том, что вследствие изменения статического коэффициента передачи в.результате изменения коэффициента деления делителя в тракте приведения и крутизны характеристики перестраиваемого генератора, в нем нельзя достичь предельной степени фильтрации помеховых составляющих и, следовательно, спектральная чистота выходного колебания не может быть сделана достаточно высокой, а диапазон частот ограничен диапазоном частот подстраиваемого генератора и не мо кет фыть сделан достаточно широким.

Целью изобретения является повышеwe спектральной чистоты выходного колебания а широком диапазоне частот, Для достижения цели в устройстве фазовой. автоподстройки частоты. содержащем последовательно соединенные фазовый детектор, фильтр нижних частот, подстраиваемый генератор, выход которого является выходом устройства, тракт приведения, выход, которого соединен с первым входом фазового детектора., второй вход фазового детектора является входом устройства, блок предварительного приведения частоты и блок управления, первый выход которого подключен к управляющему входу тракта приведения, блок управления снабжен вторым выходом.и и выходами коммутации, подстраиваемый генератор выполнен в аиде и управляемых генераторов, входы предварительной настройки и входы управления которых соответственно соединены между собой и являются соответствующими входами подстраиваемого генератора, выходы управляемых генераторов объединены и являются выходом подстраиваемого генератора, входы коммутации управляемых генераторов соединены.с соответствующими выходами коммутации блока управления, фазовый детектор выполнен с управляемой крутизной характеристики. и в устройство введены последовательно соединенные функциональный преобразователь кода и первый цифроаналоговый преобразователь, причем первый вход функционального преобразователя кода подключен к выходу блока предварительного приведения, а второй вход — к второму выходу блока управления, выход цифроаналогового преобразователя подключен к входу управления фазового детектора, а между блоком предварительного приведения и подстраиваемым генервто40

Вычисление необходимой величины кода напряжения управления фазовым детектором осуществляется функциональным преобразователем.

На чертеже изображена блок-схема заявляемогого устройства.

Устройство фазовой автоподстройки частоты содержит последовательно соединенные фазовый детектор 1, фильтр 2 нижних частот, подстраиваемый генератор 3, тракт приведения 4. выход которого соединен с первым входом фазового детектора 1, второй вход фазового детектора 1 является входом устройства, блок 5 предварительного приведения частот и блок управления 6, первый выход которого подключен к управляющему входу тракта приведения 4. Блок управления 6 снабжен вторым выходом, и выходами коммутации. Подстраиваемый генератор 3 выполнен в виде и управляемых генераторов 3.1-3.п, входы предварительром включен второй цифроаналоговый преобразователь.

Суть предлагаемого изобретения заключается в том, что вводится единственная

5 регулировка статического коэффициента усиления посредством фазового детектора, крутизна характеристики которого управляется постоянным напряжением, формируемым последовательно соединенными

10 функциональным преобразователем кода, цифроаналоговым преобразователем, при этом функциональный преобразователь кода по значениям кода частоты выходного колебания устройства, кода коэффициента

15 деления делителя частоты в тракте приведения и кода напряжения предварительного приведения частоты, вырабатываемого устройством предварительного приведения, формирует код выходного напряжения вто20 рого цифроаналогового преобразователя так, чтобы статический коэффициент усиле ния устройства был близок к постоянному.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет существенно уменьшить измене-.

25 ние статического коэффициента усиления

Кс, обусловленное изменением крутизны характеристики управления перестраиваемого генератора Sqr и коэффициента деления делителя Йд в тракте приведения в

30 процессе перестройки устройства за счет ,изменения крутизны статической характеристики фазового детектора $фд, Кст=Яфд Snr КФнч (0)д-)

1 йд

35 где Кфнч(О) — коэффициент передачи фильтра нижних частот для постоянной составля° ющей.

1737728

10

30

40

55 ной настройки и входы управления которых соответственно соединены между собой и являются соответствующими входами подстраиваемого генератора 3. Выходы управляемых генераторов обьединены и являются выходом подстраиваемого генератора 3. выходом устройства. Входы коммутации .управляемйх генераторов 3,1-3п соединены с соответствующими выходами коммутации блока управления 6.

Фазовый детектор 1 выполнен с уйравляемой. крутизной характеристики.

В устройство введены последовательно соединеные функциональный преобразователь кода 7 и цифроаналоговый преобразователь 8, причем первый вход функционального преобразователя кода 7 подключен к выходу блока 5 предварительного приведения частоты, а второй вход — к второму выходу блока управления 6. Выход цифроаналогового преобразователя 8 подключен к входу управления фазового детектора 1, Между блоком предварительного приведения частоты 5 и подстраиваемым генератором 3 включен цифроаналоговый преобразователь 9, который выходом соединен с входом предварительной настройки подстраиваемого генератора 3, Устройство работает следующим образом.

Блок управления 6 в соответствии с требуемой частотой выходного колебания обеспечивает включение одного из управляемых генераторов 3.1-3.п в подстраиваемом генераторе 3, установку требуемого коэффициента деления в тракте приведения 4 и выдает код частоты выходного колебания на функциональный преобразователь кода 7.

Блок 5 предварительного приведения частоты через цифроаналоговый преобразователь 9 осуществляет введение частоты включенного управляемого генератора в полосу захвата устройства и выдает код напряжения предварительного приведения на функциональный преобразователь кода 7, осуществляющий цифровую переработку входных кодов и формирующий код управляемого напряжения фазового детектора 1, вырабатываемого посредством цифроаналогового преобразователя 8. Это напряжение обеспечивает такое значение Я,ьд, при котором К и близко к некоторой расчетной величине, постоянной для всех выходных частот. поспе этого в кольце фазовой автоподстройки (управляемый генератор — тракт приведения 4 — фазовый детектор 1— фильтр 2 нижних частот) автоматически осуществляется известный процесс захвата и подстройки выходного колебания управляемого генератора.

В результате посредством обработки кода функциональным преобразователем кода 7 оказываются учтенными все три укаэанных фактора, влияющих на изменение статического коэффициента усиления кольца; смена управляемого генератора (через код частоты выходного колебания), изменение коэффициента деления делителя частоты в тракте приведения 4 и изменение рабочей точки характеристики управляемого генератора (через код напряжения предварительного приведения частоты). При этом за счет введения цифровой обработки информации структура системы значительно упрощается при сохранении высокой точности регулирования статического коэффициента усиления кольца, следовательно, улучшенных спектральных характеристик выходного колебания. t1ðåäëàãàåìoå устройство фазовой автоподстройки частоты обладает следующими преимуществами по сравнению с прототипом. Если в устройстве, выполненном по схеме прототипа, крутизна управляющей характеристики управляемого генератора S<< меняется в и раэ, а коэффициент деления делителя Na меняется в е раз, и на частоте, где S .г максимальна, а на Йд минимальна, за счет оптимизации фазочастотной хзрактеристики коэффициента передачи разомкнутого кольца достигается предельно возможное подавление помеховых составляющих, то на частоте, где Яцг минимально, а Йд максимально, подавление помех будет в и х m раз меньше. а следовательно, гарантированное подавление помеховых составляющих в устройстве фазовой автоподстройки частоты, выполненном по схеме прототипа, будет в пх

x m раз меньше предельного.

В устройстве ФАП, выполненном по предлагаемой схеме, фазочастотная характеристика не зависит от частоты выходного колебания кольца, поэтому, добившись onтимизации характеристики для какой-либо из частот выходного колебания, мы тем самым делаем характеристику оптимальной во всем диапазоне частот выходного колебания, а следовательно, достигнем во всем диапазоне частот предельно-возможного подавления помех. Это означает, что в устройстве, выполненном по предлагаемой схеме, может быть достигнуто в m х и оаз большее гарантированное подавление помеховых составляющих, чем в устройстве, выполненном по схеме прототипа.

Формула изобретения

Устройство фазовой автоподстройки частоты, содержащее последовательно соединенные фазовый детектор, фильтр ниж1737728

Составитель И. Резвая

Редактор Т.орловская Техред M.Mîðãåíòàë Корректор В.Гирняк

Заказ 1906 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 415

Проиаеодстеенно-иадатеаьскиа комбинат Патент", г. Ужгород, уа.Гагарина, 101 них частот. подстраиваемый генератор, вы- ход которого является выходом устройства, тракт приведения, выход которого соединен с первым входом фазового детектора, второй вход фазового детектора является вхо- 5 дом устройства, блок предварительного приведения частоты, выход которого подключен к входу предварительной настройки подстраиваемого генератора, и блок управления, первый выход которого подключен к 10 управляющему входу тракта приведения,: от л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения спектральной чистоты выходно-. го колебания в широком диапазоне частот, блок управления снабжен вторым выходом 15 и выходами коммутации, подстраиваемый генератор выполнен в виде управляемых генераторов, входы предварительной настройки и входы управления которых соединены между собой и являются соот- 20 ветствующими входами подстраиваемого генератора, выходы управляемых генератором объединены и являются выходом подстраиваемого генератора, входы коммутации управляемых генераторов соединены с соответствующими выходами коммутации флока управления, фазовый детектор выполнен с управляемой крутизной характеристики, и в устройство введены последовательно соединенные функциональный преобразо. ватель кода и первый цифроаналоговый преобразователь, причем первый вход функционального преобразователя кода подключен к выходу блока предварительного приведения, а второй вход- к второму выходу блока управления, выход первого цифроаналогового преобразователя подключен к входу управления фазового детектора, и второй цифроаналоговый преобразователь, при этом выход блока предварительного приведения частоты подключен к входу предварительной настройки подстраиваемого генератора через второй цифроаналоговый преобразователь.