Цифровой синтезатор частот

 

1. ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТ , содержащий соединенные в кольцо управляемый генератор, делитель частоты с переменным коэффициентом деления , частотно-фазовый детектор и фильтр нижних частот, а также последовательно соединенные опорный генератор и делитель частоты с фиксированным коэффициентом деления, о тличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия при смене выходных частот, между первым выходом делителя частоты с фиксированным коэффициентом деления и другим входом частотно-фазового детектора введены последовательно соединенные цифровой различитель фазы, первый и второй элементы И-НЕ, а также введен третий элемент И-НЕ, первый вход которого подключен к второму выходу цифрового различителя фазы, выход третьего элемента И-НЕ соединен с другим входом второго элемента И-НЕ, второй вход т етьего элемента И-НЕ и второй вход цифрового различителя фазы объединены и подключены к второму выходу делителя частоты с фиксированным коэффициентом деления, первый выход которого (Л соединен также с другим входом первого элемента И-НЕ, а выход делителя частоты с переменным коэффициентом деления подключен также к третьему входу цифрового различителя.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК..sU„„пцяядд

З(51) Н 03 L 7/18

1 с к:

ОПИСАНЙЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3300388/18-09 (22) 12.06.8 1 (46) 23.08.84. Бюл. У 31 (72) И.П. Усачев (53) 621.373.42 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР 886252, кл. Н 03 L 7/18, 26.03.80.

2. Патент CIIIA Ф 3714463, кл . 307-232, 30.01.73 (прототип). (54) (57) 1. ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТ, содержащий соединенные в кольцо управляемый генератор, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, частотно-фазовый детектор и фильтр нижних частот, а также последовательно соединенные опорный генератор и делитель частоты с фиксированным коэффициентом деления, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия при смене выходных частот, между первым выходом делителя частоты с фиксированным коэффициентом деления и другим входом частотно-фазового детектора введены последовательно соединенные цифровой различитель фазы, первый и второй элементы И-НЕ, а также введен третий элемент И-НЕ, первый вход которого подключен к второму выходу цифрового различителя фазы, выход третьего элемента И-НЕ соединен с другим входом второго элемента И-НЕ, второй вход третьего элемента И-НЕ и второй вход цифрового различителя фазы объединены и подключены к второму выходу делителя частоты с фиксированным коэффициентом деления, первый выход которого соединен также с другим входом первого элемента И-НЕ, а выход делителя частоты с переменным коэффициентом деления подключен также к третьему входу цифрового различителя, 1109913 зы

2. Синхронизатор по и.1, о т л ич а ю шийся тем, что цифровой раэличитель фазы выполнен в виде последовательно соединенных первого, триггера, четвертого элемента И-НЕ. пятого элемента И-НЕ и второго триггера,и последовательно соединенных тре-тьего триггера, шестого элемента И-НЕ и седьмого элемента И-HF. выход которого подключен к другому входу второго триггера, при этом инверсный выход первого триггера через восьмой элемент И-HE соединен с другим входом пятого элемента И†HE а инверсный выход третьего триггера через девятый элемент И-HE соединен с другим входом седьмого элемента И-НЕ, Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для формирования сетки частот в радиопередающих, радиоприемных и радиоизмерительных устройствах.

Известен цифровой синтезатор частот, содержащий соединенные в кольло управляемый генератор, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, частотно-фазовый детектор, первый генератор стабильного тока и фильтр нижних частот, а также опорный генератор и второй генератор стабильного тока, включенный между выходом частотно-фазового детектора и входом фильтра нижних частот (1 1.

Однако синтезатор не обеспечивает высокого быстродействия при смене выходных частот.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является цифровой синтезатор частот, содержащий соединенные в кольцо управляемый генератор, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, частотно-фазовый детектор и фильтр нижних частот, а также последовательно соединенные опорный генератор и делитель частоты с фиксированным коэффициентом деления (2 3.

Однако быстродействие известного синтезатора при смене частот недостаточно вследствие потери времени из-за значительного перерегулирова. 5

Второй Вход шестого элемента И-НЕ и первый Вхоп третьего триггера объединены и являются первым входом цифрового различителя фазы, второй вход четвертого элемента И-HF. и первый вход первого триггера объединеНЫ И ЯВЛЯЮТСЯ ВТОРЫМ ВХОДОМ ЦИфРОвого различителя фазы, а вторые входы девятого элемента И-НЕ, первого триггера, третьего триггера и восьмого элемента И-НЕ объединены являются третьим входом цифрового р;. .::чителя фазы, инверсный и прямой выходы второго триггера являются соответственно первым и вторым ходами цифрового различителя фания, вызванного принципом работы частотно-фазового детектора .

Цель изобретения — повышение быстродействия при смене выходных частот.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой синтезатор частот, содержащий соединенные в кольцо управляемый генератор, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, частотно-фазовый детектор и фильтр нижних частот, а также последовательно соединенные

Опорный генератор и делитель частоты с фиксированным коэффициентом деления, между первым выходом делителя частоты с фиксированным коэсЬфициентом деления и другим входом частотно-фазового детектора введены последовательно соединенные цифровой различитель фазы, первый и второй элементы И-HE а также введен третий элемент И-НЕ, первый вход которого подключен к второму выходу цифрового различителя фазы, выход третьего элемента И-НЕ соединен с другим входом второго элемента И-НЕ, второй вход третьего элемента И-HE и второй вход цифрового различителя фазы объединены и подключены к второму выходу делителя частоты с фиксированным коэффициентом деления, первый выход которого соединен также с другим входом первого элемента И-НЕ, а выход делителя частоты с переменным

1109913 коэффпцис нтом деления подключен также к третьему входу цифрового раэличителя фазы.

Кроме того, цифровой различитель фазы выполнен в виде последовательно соединенных первого триггера, четвертого элемента И-HF. пятого элемеьra И-НЕ, и второго триггера, и последовательно соединенных третьего

10 триггера, шестого элемента И-HF и седьмого элемента И-НЕ, выход которого подключен к другому входу второго триггера, при этом инверсный выход первого триггера через восьмой элемент И-НЕ соединен с другим вхо15 дом пятого элемента И вЂ” НЕ, а инверсный выход третьего триггера через девятый элемент И вЂ” НЕ соединен с другим входом седьмого элемента И-НЕ, второй вход шестого элемента И-НЕ и первый вход третьего триггера объединены и являются первым входом цифрового раэличителя фазь, второй вход четвертого элемента И-HE и первыи вход первого триггера объедине25 ны и являютсч вторым входом цифрового раэличителя фазы, а вторые входы девятого элемента И-НЕ, первого триггера, третьего триггера и восьмого элемента И-НЕ объединены и являются третьим входом цифрового различителя фазы, инверсный и прямой выходы второго триггера являются соответственно первым и вторым выходами цифрового различите- 15 ля фазы.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого синтезатора,на фиг.2 — структурная электрическая схема цифрового 4О различителя фазы.

Синтезатор содержит управляемый генератор 1, делитель 2 частоты с переменным коэффициентом деления

45 (ДПКД), частотно-фазовый детектор (ЧФД) 3, фильтр 4 нижних частот (ФНЧ), опорньп генератор 5, делитель

6 частоты с фиксированным коэффициентом деления (ДФКД), первый, второй и третий элементы И-НЕ 7-9 и цифровой различитель 10 фазы.

Цифровой различитель фазы содержит первый триггер 11, второй триг- 55 гер 12, третий триггер 13, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый элементы И-НЕ 14-19.

Синтезатор работает следуюнн м образом.

В режиме синхронизма короткие импульсы на одном входе ЧФД 3 (с выхода ДФКД 2) совпадают с короткими опорными импульсами на другом входе ЧФД 3, которые поступают через второй элемент И-НЕ 8 с первого выхода ДФКД 6 через первый элемент И-НЕ 7 либо с второго выхоДа

ДФКД 6 через третий элемент И вЂ” НЕ 9.

Опорные импульсы с первого и второго выходов ДФКД 6 равны по частоте, но отличаются по фазе на 180 . При переключении синтезатора с одной частоты на другую период следования импульсов с выхода ДПКД 2 отличается от периода опорных импульсов, например, становится большим, тогда в ЧФД 3 формируется управляющий импульс, под действием которого напряжение на емкости памяти ФНЧ 4 начинает возрастать так, чтобы устранить возникшее рассогласование, т,е. период следования импульсов с ДПКД 2 начинает уменьшаться. Прохождение опорных импульсов на второй вход

ЧФД 3 с фазой 0 или 180 регулируется цифровым различителем 10. так, что проходят только те опорные импульсы, фаза которых близка к фазе импульсов с ДПКД 2. Пусть вначале для ЧФД 3 используются опорные импульсы с фазой 0", но при сравнении периода импульсов с ДПКД 2 с периодом опорных импульсов, сдвинутых на

180, в цифровом различителе 10 через четвертый и пятый элементы И-НЕ 14 и 15 на вход второго триггера 12 проходит второй опорный импульс, так как первый опорный импульс с фазой 0 устанавливает первый триггер 11 в положение, разрешающее прохождение последующего опорного импульса. В результате второй триггер 12 устанавливается в положение, при котором на первом. выходе цифрового различителя 10 появляется нулевой потенциал, запрещающий прохождение опорных импульсов с фазой 0 через первый элемент И-НЕ 7, а на втором выходе— высокий потенциал, разрешающий прохождение опорных импульсов с фазой 180 через третий элемент И-HE 9.

Таким образом, происходит смена фаз опорных импульсов на втором входе

ЧФД 3, после чего происходит вхожде1109913

Фиг. Г

BHHKIN Заказ 6101/42 Тираж 862 Подлисиое

Филиал ППП "Патеит", r.ужгород, ул.Проектиаа, 4 ние в синхронизм беэ перерегулирования.

В режиме синхронизма в цифровом различит;.ле 10 один из триггеров 11. или 13, разрешающих прохождение опорных импульсов с фазой 0 или 180, может находиться в случайном положении, в отличии от другого триггера, у.которого на выходе можно наблюдать последовательность импульсов типа меандр. Это объясняется тем, что в режиме синхронизма фаз сравниваемых последовательностей импульсов близки и могут наступить моменты, когда между двумя импульсами

15 одной последовательности проскакивает два импульса другой последовательности. Это подтверждает правильность выбранной фазы опорного сигнала. А для другого триггера фазы сравниваемьгх импульсных последовательностей сдвинуты на 180, и поэтому на

его выходе получается меандр. При, этом каждый раз отрицательный импульс запрещает прохождение второго импульса через соответствующий элемент И-ИЕ 16 или 19. В результате на выходе седьмого элемента И-HE 17 нет импульсов, которые опрокинули второй триггер 12.

Аналогично проис ходит работа, если период импульсов с ДПКД 2 при рассогласовании меньше периода опорных импульсов. При этом, цифровой различитель 10 автоматически определяет, с какой фазой опорных импульсов необходимо производить сравнение с ЧФД 3 импульсов с ДПКД 2.

Кроме фаз 0 и 180 можно сравнивать и другие фазы, например при небольшом рассогласовании можно испольэовать более близкие фазы опорных импульсов.

Таким образом, предложенный цифро— вой синтезатор частот имеет более высокое быстродействие при смене выходных частот, обусловленное тем, что фазы и частоты опорных импульсов, Ь о сдвинутых на 180, и импульсов с

ДПКД близки, поэтому значительно уменьшается или вовсе устраняется перерегулирование, характерное для известного синтезатора.