Генератор качающейся частоты

 

ГЕНЕРАТОР КАЧАЮЩЕЙСЯ ЧАСТОТЫ (ГКЧ) , содержащий побледо вательно соединенные генератор фиксированных частот,.смесите ль, фильтр нижних частот, первый управляеАшй делитель частоты, преобразователь частота-напряжение и детектор сигнала ошибки, к другому входу которого подключен выход ци оаналогового преобразователя , последовательно соединенные второй управляемый делитель частоты, преобразователь частотакод , многоканальный кок о татор и. первый регистр, а также генератор перестраиваемой частоты, второй регистр , вход которого объединен с входом первого регистра, дешифратор и блок цифрового управления, первыйвыход которого подключен к адресному входу дешифратора, второй выход к входу записи дешифратора и к входу управления многоканальнЬго коммутатора , а шина передачи информации многоканального коммутатора подключена к шине данных блока цифрового управления, первый выход дешифратора подключен к входу сброс-запуск преобразователя частота-код, второй выход дешифратора подключен к входу за 1ШСИ второго регистра, третий выход дешифратора подключен к входу записи гуервого регистра, вход второго управ ляемого делителя частоты подключен к выходу фильтра нижних частот, выход второго регистра подключен к управ-, лякшшм входам первого управляемого делителя частоты, преобразователя частота-код и второго управляемого делителя частоты, отличающийся тем, что, с целыо расширения диапазона частот, между выходом генератора перестраиваемой частоты и другим входом смесителя введены пост ледовательно соединенные умножитель частоты и управл51е1 №1й полосовой фильтр, меясду выходом детекто{ а си нала оигабки а входом генераторапере страиваемой частоты введен аналоговый управляе ам инвертор, между выходом первого регистра и входом цифроаналогового преобразователя введен цифровой управляеквлй инвертор, а так же введен переключатель, первый вход которого подключен к выходу фильтра СЛ нижних частот, второй вход которого 4 подключен к выходу управляемого поло С 05 сового фильтра; третий вход - к выхо ду генератора перестраиваемой частоты , при этом генератор фиксированСО ных частот выполнен управляемым, а управляющие входы управляемого полосового фильтра, генератора фиксиро ванных частот, переключателя, аналогового управляемого инвертора и цифрового управляемого инвертора подключены к выходу второго регистра , а выход переключателя является выходом ГКЧ.

(1Ю OD I

СОЮЗ СОВЕТСНИ)(СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ЗШ Н 03 В 23/00 (™мм (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВЪ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2 ) 3356210/18-09 (22) 16.11.81 (46) 15.11.83. Бюл.. Р 42 (72) В.А.Федоров и И.-Г.S.Валтарагис (53) 621..373.42(088.8) (56) l Патент США 93582811, кл. 356-86, 01.06.71.

2. Федоров В.A., йилинскас Р.П.П.

Широкодиапазонный генератор с .час.тотной автоподстройкой управляемый кодом. - Техника средств связи сер. РИТ, М., 1981,. вып. 4, с. 78 (прототип) . (54) (57) ГЕНЕРАТОР КАЧМОЩЕЯСЯ ЧАСТОТЫ (ГКЧ), содержащий последовательно. соединенные генератор фиксированных частот,, смеснтель, фильтр нижних частот, первый управляемый делитель .частоты, преобразователь частота-напряжение и детектор сигнала ошибки, к другому входу которого подключен выход цифроаналогового . преобразователя, последовательно соединенные второй управляемый делитель частоты, преобразователь частотакод, многоканальный коммутатор и первый регистр, а также генератор перестраиваемой частоты, второй регистр, вход которого объединен с входом первого регистра, дешифратор и блок цифрового управления, первый.. выход которого подключен к адресному входу дешифратора, второй выход к входу записи дешифратора и к входу. управления многоканального коммутатора, а шина передачи информации многоканального коммутатора подключена к шине данных блока цифрового управления, первый выход дешифратора подключен к входу сброс-запуск преобразователя частота-код, второй выход дешифратора подключен к входу записи второго регистра, третий выход дешифратора подключен к входу записи первого регистра, вход второго управляемого делителя частоты подключен к выходу фильтра нижних частот, выход второго регистра подключен к унрав-. ляющим входам первого управляемого делителя частоты, преобразователя частота-код и второго управляемого делителя частоты, о т л и ч а ющ н и с я тем, что, с целью расширения диапазона частот, между выходом генератора перестраиваемой частоты и другим входоМ смесителя введены последовательно соединенные умножитель ® частоты и управляемый полосовой фильтр, между выходом детектоРа си -нала ошибки и входом генератОра пере страиваемой частоты введен аналоговый управляемый инвертор, между выходом первого регистра и входом цифЪ,Ю роаналогового преобразователя введен цифровой управляемый инвертор, а так же введен переключатель, первый вход которого подключен к выходу фильтра нижних частот, .второй вход которого подключен к выходу управляемого полосового фильтра; третий вход — к выхо" ду генератора перестранваемой частоты, при этом генератор фиксированных частот выполнен управляемым, а управляющие входы управляемого полосового фильтра, генератора фиксиро ванных частот, переключателя, аналогового управляемого инвертора и цифрового управляемого инвертора подключены к выходу второго регист:ра, а выход переключателя является выходом ГКЧ.

1054869

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в автоматизированной радиоизмеритель-. ной аппаратуре для иэмерения частотных характеристик радиоустройств и их элементов. 5

Известен генератор качающейся. частоты (Гкч), содержащий соединенные в кольцо автоподстройки частоты преобразователь частота-напряжение, детектор сигнала ошибки, усилитель )Q сигнала ошибки и генератор перестраи ваемой частоты, при этом на второй вход детектора сигнала ошибки подается управляющее напряжение от генератора пилообразного напряжения

Погрешность установки частоты и нелинейность ее перестройки определяет. ся погрешностью установки управляющего напряжения, нелинейностью характеристики преобразователя частота-напояжение и величиной сигнала ошибки системы автоподстройки частотй.

Недостатки данного ГКЧ вЂ” большая погрешность установки частоты и сравнительно узкий диапазон частот.

Наиболее близким к предлагаемому является генератор качающейся часто- ты (ГКЧ), содержащий последовательно соединенные генератор фиксированных частот, смеситель, фильтр нижних частот, первый управляемый делитель 30 частоты, преобразователь частота-напряжение и детектор сигнала ошибки, к дРугому входу которого подключен выход цифроаналогового преобразова теля, последовательно соединенные 35 второй управляемый делитель частоты, преобразователь частота-код, многоканальный коммутатор и первый регистр, а также генератор перестраиваемой частоты, второй регистр, вход которо-40 .го объединен с входом первого регистра,- дешифратор и блок цифрового управления, первый выход которого подключен к адресному входу дешифратора, второй выход - к входу записи дешифратора и к входу управления многоканальger î коммутатора, а шина передачи информации многоканального комМутатора подключена к шине данных блока цифро-,вого управления, первый выход дешифратора подключен к входу сброс-запуск преобразователя частота-код, второй выход.дешифратора подключен к входу записи второго регистра, третий ,выход дешифратора подключен к входу записи первого регистра, вход второго55 управляемого делителя частоты подключен к выходу фильтра нижних частот, выход второго регистра подключен к управляющим входам первого управляемого делителя частоты, преобразова-. 6Q теля частота-код и йторого управ", .ляемого. делителя частотй С23. днако известный ГВЧ характеризуется недостаточно широким диапазовом частот, 65

Цель изобретения - расширение диапазона частот. указанная цель достигается тем, что в ГКЧ, содержащий последовательно соединенные генератор фиксированных частот, смеситель, фильтр ниж них частот, первый управляемый делитель частоты, преобразователь частота-напряжение и детектор сигнала ошибки, к другому входу которого подключен выход цифроаналогового преобразователя, последовательно соединенные .второй управляемый делитель частоты, преобразователь частотакод, многоканальный коммутатор и первый регистр, а также генератор перестраиваемой частоты, второй регистр, вход которого объединен с входом первого регистра, дешифратор и блок цифрбвого управления, первый выход которого подключен к адресному входу дешифратора, второй выходк входу записи дешифратора и к входу управления многоканального коммутатора, а шина передачи информации многоканального коммутатора подключена к шине данных блока цифрового управления, первый выход дешифратора подключен к входу сбросзапуск преобразователя частота-код, второй выход дешифратора подключен к входу записи второго регистра, третий выход дешифратора подключен к входу записи первого регистра, вход второго управляемого делителя частоты подключен к выходу фильтра нижних частот, выход второго регистра подключен к управляющим .входам первого управляемого делителя частоты, праобразователя частота-код и второго управляемого делителя частоты, между выходом генератора перестраиваемой частоты и другим входом смесителя введены последовательно соединенные умножитель частоты и управляемый полосовой фильтр, между выходом детектора сигнала ошибки и входом генератора перестраиваемой частоты введен аналоговый управляемый инвертор, между выходом первого регистра и входон цифроаналогового преобразователя введен цифровой управляемый инвертоу, а также введен переключатель, первы® вход которого подключен к выходу фильтра нижних частот, второй вход которого подключен к выходу управляв» мого полосового Фильтра, третий вход - к выходу генератора перестраа .ваемой частоты, при этом генератор фиксированных частот выполнен управляемым, а управляющие входы управляе-. мого полосового Фильтра, генератора фиксированных частот, переключателя, аналогового управляемого инвертора и цифрового управляемого инвертора подключены к выходу второго регистра, а выход переключателя является выходом ГКЧ.

1054869

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого ГКЧ.

ГКЧ содержит первый управляемый делитель 1 частоты, преобразователь 2 частота-напряжение 7ПЧН),.детектор 3 сигнала ошибки, генератор 4 перестраиваемой частоты (ГПЧ), смеситель 5, генератор 6 фиксированных частот(ГФЧ), фильтр 7 нижних частот (ФНЧ),. второй управляемый делитель 8 частоты, преобразователь 9 частота-код, многоканальный коммутатор 10, блок 11 цифро-. вого управления (ВЦУ), дешифратор 12, первый регистр 13, цифроаналоговый преобразователь.(ЦАП) 14, второй регистр 15, умножитель 16 частоты, уп- 15 равляемый полосовой фильтр (УПФ) 17, аналоговый управляемый инвертор 18, цифровой управляемый инвертор 19 и переключатель 20.

ГКЧ работает. следующим образом. 2О

Генераторная часть ГКЧ построена таким образом, что можно как смешивать частоты, так и непосредственно использовать сигнал ГПЧ fðä, предгяч ° варительно умноженный по частоте в

2 раза. 2ак как максимальная частота первого поддиапаэона, построенного по методу смешивания частот, ограничена максимально допустимой частотой первого и второго управляемых делителей частоты 1 и 8 Е-,„„„ he то для непрерывной работы с помощью переключателя 20 с более высокочастотным вторым поддиапазоном, в котором используется непосредственно сигнал

Югяц, а также с помощью переключателя 20 с третьим поддиапазоном, в котором используется сигнал 2Х:,. ц, частоты ГПЧ.4 выбираются из Условия

f ьЕ . дел - гачев Егпц .э;„40

Для того, чтобы комбинационные частоты третьего порядка ие попадали в полосу пропускания ФНЧ 7, перед смешиванием производится умножение сигнала ГПЧ 4 по.частоте на 2. Октавное 45 умножение частоты Е пц,на 2 осущест« вляется, например, йо методу двухполупериодного детектирования с последующим выделением частоты 2 f гпч с .помощью УПФ 17. Частоты ГФЧ 6 выбира-5О ются из условия

Е =Е . +Ю

1ГФЧ Гпц мао гпц max

2ГФч 1Гфч ™был яй1ъ °

Петля частотной автоподстройки, содержащая первый управляемый делитель частоты и ПЧН 2, обеспечивает линейную зависимость выходной частоты ГКЧ . от управляющего напряжения, устанавливаемого БЦУ 11 через многоканальный коммутатор 10 и первый регистр 1360 с помощью ЦАП 14. Коррекция установки частот ГКЧ осуществляется БЦУ 11

:по данным преобразователя 9 частота .код с помощью ЦАП 14. Необходимая разрешающая способность преобразова- 65 теля 9 частота-код устанавливается

БЦУ 11 изменением времени преобразования преобраэователя 9 частота-код и коэффициента деления частоты второго управляемого делителя 8 частоты.

Частотная автоподстройка и преобразование частота-код в любом подциапазоне осуществляется по сигналу с раз,ностной частотой, Ф4-2Егпц или 2frnq 2 Гфц и

2Е гпч 1гфч .

От БЦУ подаются цифровые сигналы, коды которых последовательно заносятся в первый и второй регистры сигналом Запись с третьего и второго выходов дешифратора 12 соответственно при соответстэующем коде на первом выходе БЦУ 11, которым является адреснаи шина БЦУ и соответствующем коде на втором выходе БЦУ 11, которым является шина управления БЦУ 11. Код, записанный в первый регистр 13, используется для управЛения ЦАП 14, выходное напряжение которого, меняясь пропорционально величине кода на шине данных ВЦУ, линейно перестраивает выходную частоту ГКЧ. Код; эа писанный во второй регистр, исйоль- эуется для коммутации следующих ! величин: коэффициента деления частоты первого и второго управляемых делителей частоты, величины време-. ни преобразования преобразователя частота-код 9, полосы пропускания

УПФ 17, частот. ГФЧ 6 и для коммутации цифрового и аналогового управляеMbtk инверторов 19 и 18 и переключа-теля 20. Для увеличения точности отсчета частоты ГКЧ содержит преобразователь 9 частота-код, зайуск которого осуществляется сигналом с первого выхода дешнфратора 12 при соответствующем коде на адресной шине БЦУ. По истечении времени преобразования соответствующим кодом на шине управлении ВЦУ 12 многоканальный коммутатор 20 переключается в режим Передача, по шине данных в БЦУ 11 поступает информация с преобразователя 9 частотакод о выходной частоте ГКЧ. В первом поддиапазоне БЦУ 11 устанавливает частоту ГФЧ, равную Егфц, цифровой и аналоговый управляемйе инверторы 19 и 18 в положение Инверсия, управляемый полосовой фильтр 17 в положение, соответствующее полосе про .ускания от 2f гав д„-е до

Е„гф,„- Еэы,„„„„, переключатель 20 в положение, пропускающее сигнал с выхода ФЯЧ 7. В этом поддиапаэоне

БЦУ 11, устанавливая коды на шине данных и коююутируя коэффициент де- ления частоты первого управляемого делителя частоты 1, может устанавливать выходную частоту ГКЧ от ее ми1054869

ВНИИПИ Заказ 9117/56 Тираж 936 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä,óë,Ïðoåêòíàÿ,4

5 нимального значения до величины, Равной дц,„;„ . Отсчет частоты в первом поддиапазоне БЦУ производит по алгоритму: КИ/ti, где К - коэффициент деления частоты второго управляемого делителя частоты 8>

М, - код и время преобразования преобразователя 9 частота-код соответственно. Второй поддиапазон с помощью БЦУ ll разбивается на три частотных интервала. В первом интервале БЦУ ll устанавливает переключатель 20 в положение, пропускающее сигнал с выхода Гпч 4, а цифровой управляемый инвертор 19 в положение Повторение . В этом интервале

ВЦУ 11, устанавливая коды на шине . данных и коммутируя коэффициент деления частоты первого управляемо- го делителя 1 частоты, может изменять частоту ГПЧ 4 в тех же пределах, что и в первом поддиапазоне, только в обратном направлении. Выходная частота ГПЧ 4 при этом может изменяться от величины, равной

Я„ пц „„„до величины 0,5 (У1 фц-f,„„„„. Отсчет частоты в данном интервале БЦУ производит по алгоритму 0,5 (Ю рфц -КЛ Г) . Во втором интервале БЦУ устанавливает частоту

ГФЧ 6, равную Ф ц, цифровой и аналоговый управляемые инверторы 19 и 18 — в положение Инверсия и Повторение соответственно, УПФ 17 — в положение, соответствующее полосе пропускания от (Е1г@ц . выл rnin1 до 2 гпц may ° в Э™ интервале БЦУ 11, устанавливая коды на шине данных и коммутируя коэффициент деления первого управляемого делителя частоты, может устанавливать Выходную частоту РКЧ от значе\ ния, равного 0,5 (1 4ц - у до величины, равной,„ где . 1гфц Bbe ш1n/ бых

405(f +Е

5 .. (2ГФЧ гпцпйп)

Отсчет частоты в данном интервале

БЦУ производит по алгоритму

0,5 (f ôц +К /М . В третьем интервале БЦУ устанавливают частоту

ГФЧ 6, РавиУю чгжц i йР. эт Вых д на частота ГКЧ может устанавливаться от значения, равного Е 6(ых до значения „„ц. „„. Отсчет частоты в данном интервале производится по гори му 0,5 (f„ „ +@K/ ) . В pe bем поддиапазоне БЦУ устанавливает переключатель 20 в положение, пропускающее сигнал с выхода управляемого полосового фильтра 17, управление выходной частотой ГКЧ осуществля20 ется аналогично управлению во это ром поддиапазоне, при этом выходная частота ГКЧ может устанавливаться эначени" pm< m„„ llo 2<гпц me»

Отсчет частоты в нервом, втором и

25 третьем интервале третьего поддиапазона производится Бцу соответственно по. алгоритмам гфч 2гфц. ""1 (, +К /t .

Таким образом, положительйый эффект — расширение диапазона частот « «достигается за счет того, что введение последовательно соединенных умножителя частоты 16 и УПФ 17, 35 аналогового и цифровогл управляемых инверторов 18 и 19 и переключателя 20 позволяет с помощью БЦУ 11 осуществлять частотную перестройку

ГКЧ до величины, равной 2f < m<„=, 41,„„е„, следовательно, значение

® максймальной частоты ГКЧ увеличено

-в 4 раза и в 4 раза расширился час» тотный диапазон.