Цифровой синтезатор частот
1. ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТ , содержащий последовательно соеп диненные управляемый генератор, делитель частоты с переменным коэффициентом деления и частотно-фазовый детектор, последовательно соединенный опорный генератор и делитель частоты с фиксированным коэффициентом деления, выход которого подключен к другому входу частотно-фазового детектора, последовательно соединенные первый генератор тока, первый токовый ключ и фильтр нижних частот, выход которого подключен к входу управляемого генератора, и последовательно соединенные второй генератор тока и второй токовый ключ, выход которого также подключен к входу фильтра нижних частот, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, между первым выходом частотно-фазового детектора и управлякщим входом первого токового ключа введены последовательно соединенные первый блок стробирования, первый D-триггер и первый элемент И, а между вторым выходом частотно-фазового детектора и управляющим входом второго токового ключа последовательно соединенные второй блок стробирования , второй D-триггер и второй элемент И, а также введены первый и второй одновибраторы, при этом первый одновибратор включен между выходом первого D -триггера и -входом второго D-триггера, а второй одновибратор включен между выходом второго D -триггера и D-входом первого D-триггера, выход делителя частоты с фиксированным коэффициентом деления соединен с вторым входом второго блока стробирования и В-входом первогоD-триггера , выход делителя частоты а переменным коэффициентом деления подклю§ чен к второму входу первого блока стробирования и к D-входу второго сл D-триггера, первый и второй выходы частотно-фазового дет-ектора соединены соответственно с вторыми входами первого и второго элементов И, а выходы первого и второго блоков стробирования подключены соответственно к установочным входам делителя частоты с фиксированным коэффициентом деления и делителя 4J частоты с переменным коэффициентом деления. о 2. Синтезатор по п. 1, отлиСП чающий ся тем, что блок 1стробирования состоит из последовательно соединенных элемента задержки , элемента ИЛИ-НЕ и элемента И, другой вход элемента ИЛИ-НЕ объединен с входом элемента задержки и является первым входом блока стробирования , а другой вход и выход элемента И являются соответственно вторьюл входом и выходом блока стробирования .
„„SU„„1077057 А
СОЮЗ СОЭЕТСНИХ .СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
3(51) Н 03 (. 7/18
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3264508/18-09 (22) 26.03.81 (46) 28.02.84. Вюл. 9 8 (72) И.П.Усачев, С.К.Романов и В.Н.Малиновский (53) 621 . 373.42 (088. 8) (56) 1. Патент СИА Р 3714463, кл. 307- 232, 30. 01. 1 973.
2. Авторское свидетельство СССР
Р 886252, кл. Н 03 L 7/18, 26.03.80 (прототип). но соединенные второй блок стробирования, второй Р -триггер v второй элемент И, а также введены первый и второй одновибраторы, при этом первый одновибратор включен между выходом первого D -триггера и
-входом второго D òðèããåðà, а второй одновибратор включен между выходом второго D -триггера и1) -входом первого D -триггера, выход делителя частоты с фиксированным коэффициентом деления соединен с вторым входом второго блока стробирования и 9 -входом первого 3-триггера, выход делителя частоты а переменным коэффициентом деления подклю- чен к второму входу первого блока Е стробирования и к D -входу второго
D-триггера, первый и второй выходы частотно-фазового детектора соеди" иены соответственно с вторыми входами первого и второго элементов
И, а выходы первого и второго блоков стробирования подключены соответственно к установочным входам делителя частоты с фиксированным коэффициентом деления и делителя частоты с переменным коэффициентом деления. (54) (57) 1. ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТ, содержащий последовательно сое : диненные управляемый генератор, делитель частоты с переменным коэффициентом деления и частотно-фазовый детектор, последовательно соединенный опорный генератор и делитель частоты с фиксированным коэффициентом деления, выход которого подключен к другому входу частотно-
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
1077057
Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для генерации сетки частот в приемопередающей и контрольно-измерительной аппаратуре.
Известен цифровой синтезатор частот, построенный по однокольцевой схеме импульсно-фазовой автоподстройки частоты и содержащий управляемый генератор, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, цифровой частотно-фазовый детектор и фильтр нижних частот, а также опорный генератор, выход которого соединен с другим входом цифрового частотно-фазового детектора(1 3.
Однако быстродействие такого цифрового синтезатора частот недостаточно высокое и определяется динамикой кольца фазовой автоподстройки.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является цифровой синтезатор частот, содержащий последовательно соединенные управляемый генератор, делитель частоты с переменным коэффициентом деления и частотно-фазовый детектор, последовательно соединенные опорный генератор и делитель частоты с фиксированным коэффициентом деления, выход которого подключен к другому входу частотно-фазового детектора, последовательно соединенные первый генератор тока, первый токовый ключ и фильтр нижних частот, выход которого подключен к входу управляемого генератора, и последовательно соединенные второй генератор тока и второй токовый ключ, выход которого также подключен к входу фильтра нижних частот (2).
Однако быстродействие цифрового синтезатора частот при смене выходных частот определяется динамикой кольца фазовой автоподстройки и недостаточно велико.
Цель изобретения — повышение быстродействия.
Поставленная цель достигается тем, что в цифровой синтезатор частот, содержащий последовательно соединенные управляемый генератор, делитель частоты с переменным коэффициентом деления и частотно-фазовый детектор, последовательно соединенные опорный генератор и делитель частоты с фиксированным коэффициентом деления, выход которого подключен к другому входу частот но-фазового детектора, последовательно соединенные первый генерато1 тока, первый токовый ключ и фильтр нижних частот, выход которого подключен к входу управляемого генератора и последовательно соединенные
45 генератор тока и второй токовый ключ, выход которого также подключен к входу фильтра нижних частот, между первым выходом частотно-фазового детектора и управлякщим входом первого токового ключа введены последовательно соединенные первый блок стробирования, первый D-триггер и первый элемент И, а между вторым выходом частотно-фазового детектора и управляющим входом второго токового ключа введены последовательно соединенные второй блок стробирования, второй Р - триггер и второй элемент И, а также введены первый и .второй одновибраторы, при этом первый одновибратор включен между выходом первого D— триггера и D-входом второго -триггера, а второй одновибратор включен между выходом второго." -триггера и D -входом первого D — триггера, выход делителя частоты с фиксированным коэффициентом деления соединен с вторым входом второго блока стробирования и R -входом первого 3 -триггера, выход делителя частоты с переменным коэффициентом деления подключен к второму входу первого блока стробирования и к Р -входу второго
Q-триггера, первый и второй выходы частотно-фазового детектора соединены соответственно с вторыми входами первого и в торо го элементов
И, а выходы первого и второго блоков стробирования подключены соответственно к установочным входам делителя частоты с фиксированным коэффициентом деления и делителя частоты с переменным коэффициентом деления.
При этом блок стробирования состоит иэ последовательно соединенных элемента задержки, элемента ИЛИНЕ и элемента И, другой вход элемента ИЛИ-НЕ объединен с входом элемента задержки и является первым входом блока стробирования, а другой вход и выход элемента И являются соответственно вторым входом и выходом блока стробирования.
На чертеже изображена структурная электрическая схема цифрового синтезатора частот.
Цифровой синтезатор частот содержит управляемый генератор, делитель 2 частоты с переменным коэффициентом деления (ДПКД), частотнофазовый детектор (ЧФД) Э, опорный генератор 4, делитель 5 частоты с фиксированным коэффициентом деления (ДФКД), первый блок строб иров а ния б, второй блок стробирования 7, первый D — триггер 8, второй 3 -триггер 9, первый одновибратор 10, второй одно- вибратор 11, первый элемент И 12, второй элемент И 13, первый токо1077057
50 вый ключ 14, второй токовый ключ 15, первый генератор 16 тока, второй генепервый генератор 16 тока, второй генератор 17 тока, фильтр нижних частот (ФНЧ) 18, элемент задержки 19, 5 элемент ИЛИ-НЕ 20 и элемент И 21.
Цифровой синтезатор частот работает следунщим образом.
В режиме синхрониэма на выходах
ЧФД 3 формируются короткие импуль, сы, практически совпаданщие друг
10 с другом во времени. Эти импульсы проходят соответственно через первый элемент И 12 на первый токовый ключ 14, а через второй элемент И 13 на второй токовый ключ 15. Токовые ключи 14 и 15 открываются на короткое время и осуществляют почти одновременный заряд-разряд емкости
ФНЧ 18 так, что управлянщее напряжение на выходе ФНЧ 18 почти не 20 меняется. Одновременно импульсы с выходов ЧФД 3 поступают на первые входы первого и второго блоков стробирования б и 7. В первом блоке стробирования б элемент задерж-25 ки 19 осуществляет задержку импульса на величину йГ, большую длительности импульсов с ДПКД 2. Поскольку импульсы на входах элемента ИЛИНЕ 20 не совпадают во времени, то 30 на его выходе сохраняется уровень к и
О, который поступает на один иэ входов элемента И 21 и запрещает прохождение импульсов с ДПКД 2 на
С-вход первого D -триггера 8. При З5 этом на Р -вход этого триггера поступают импульсы ДФКД 5, которые устанавливают D -триггер 8 в состояние !
/ I 1
1 . Этот потенциал не препятствует прохождению импульсов с ЧФД 3 через первый элемент И 12 на управлякщий вход первого токового ключа
14.
При переключении с одной частоты на другую импульсы с выходов ДПКД 2 и ДПКД 5 не совпадают друг с дру- 45 гом во времени. В результате на одном из выходов ЧФД 3 формируются импульсы с длительностью, равной разности фаэ этих сигналов, а на другом выходе — обычные короткие импульсы. Импульсы с длительностью, равной разности фаз, поступают на входы элемента ИЛИ-НЕ 20 первого блока стробирования б. Если разность фаэ dc(большая и превышает 55 величину задержки d на элементе задержки 19, то на выходе элемента
ИЛИ-НЕ 20 формируется импульс, равный по длительности 4 асК-a i который разрешает прохождение че- б0 рез элемент И 21 короткого импульса с ДПКД 2. Этот импульс поступает на С-вход первого D-триггера 8 и на вход сброса ДФКД 5, устанавливая его в начальное состояние счета.
Т.е. в ДПКД 2 и ДФКД 5 одновременно начинается счет импульсов соответственно от управляемого генератора 1 и опорного генератора 4. Импульс, поступивший на С-вход первого D-триггера 8, опрокидывает его, поскольку запрещакщие потенциалы на Р-входе с выхода второго одновибратора 11 действуют обычно несколько периодов регулирования, т.е. время блокировки от одновибраторов короткое и устанавливается заранее.
В результате срабатывания первого D -триггера 8 на его выходе формируется отрицательный импульс, который проходит через первый элемент
И 12 на управляющий вход первого токового ключа 14 и складывается по времени с импульсом на выходе ЧФД 3 так, что управляющее воздействие на первый токовый ключ 14 продолжается весь период регулирования. Первый токовый ключ 14 включается непрерывно до тех пор, пока рассогласование по частоте и фазе не уменьшится до величины меньшей или равной йТ. После этого первый 1) -триггер 8 отключается и в системе автоподстройки происходит обычное регу": лирование. Если после прохождения состояния равновесия произошло небольшое перерегулирование, то второй D -триггер 9 не сможет включиться, так как он на некоторое время заблокирован по -входу запрещакщим потенциалом с выхода первого одновибратора 10. Включение первого одновибратора 10 происходит отрицательным импульсом с выхода первого 3 -триггера 8 при его срабатывании от короткого импульса по
С-входу.
Аналогично происходит работа цифрового синтезатора частОт, если период импульсов с ДПКД 2 меньше периода импульсов с ДФКД 5 ° Только в этом случае происходит сброс
ДПКД 2 с помощью импульсов с ДФКД
5, прошедших через второй блок стробирования 7.
Выигрыш по быстродействию предлагаемого цифрового синтезатора частот составляет 2-4 раза и определяется параметрами ко : ца фаэовой автоподстройки, значениями начального и конечного коэффициентов деления ДПКД 2, периодом следования импульсов с выхода ДФКД 5, постоянной времени ФНЧ. 18.
1077057
Составитель Ю. Ковалев
Редактор М.Янович Техред М.Кузьма Корректор С.Черни
Заказ 772/53 . Тираж 862 Подписное
ВНИИПИ 1 осударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
