Цифровой синтезатор частот

 

ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТ по авт. св. № 1077057, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия , в него введены третий и четвертый одновибраторы, выход первого D-триггера соединен с первым входом первого элемента И через дополнительно введенный первый элемент ИЛИ, выход второго D-триггера соединен с первым входом второго элемента И через дополнительно введенный второй элемент ИЛИ, при этом вход третьего одновибратора объединен с R-входом первого D-триггера, а выход третьего одновибратора соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, вход четвертого одновибратора объединен с R-входом второго D-триггера , а выход четвертого одновибратора соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ. (Л 4 О5 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(Ю Н 03 L 7/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С5

CO

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1077057 (21) 3663361/24-09 (22) 11.11.83 (46) 23.03.85. Бюл. № 11 (72) И. П. Усачев (53) 621.373.42 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 1077057, кл. Н 03 1 7/18, 26.03.81 (прототип). (54) (57) ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТ по авт. св. № 1077057, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены третий и четвертый,.SUÄÄ 1146800 А одновибраторы, выход первого D-триггера соединен с первым входом первого элемента И через дополнительно введенный первый элемент ИЛИ, выход второго D-триггера соединен с первым входом второго элемента И через дополнительно введенный второй элемент ИЛИ, при этом вход третьего одновибратора объединен с R-входом первого

D-триггера, а выход третьего одновибратора соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, вход четвертого одновибратора объединен с R-входом второго D-триггера, а выход четвертого одновибратора соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ.

1146800

Изобретение относится к радиотехнике, и может быть использовано, например, для генерации сетки частот в приемопередающей и контрольно-измерительной аппаратуре.

По основному авт. св. № 1077057 известен цифровой синтезатор частот, содержащий последовательно соединенные управляемый генератор, делитель частоты с переменным коэффициентом деления и частотнофазовый 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, ""ûõîä которого подключен к входу управляемого генератора, и последовательно соединенные второй генератор тока и второй токовый ключ, выход которого также подключен к входу филь ра нижних частот, между; —.=рвым выходом частотно-фазового детектора и управляющим 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 D-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 D-триггера, а второй одновибратор включен между выходом второго Dтриггера и D-входом первого D-триггера, выход делителя частоты с фиксированным коэффициентом деления соединен с вторым входом второго блока стробирования и Rвходом первого D-триггера, выход делителя частоты с переменным коэффициентом деления подключен к второму входу первого блока стробирования и к R-входу второго

D-триггера, первый и второй выходы частотно-фазового детектора 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 частоты с переменным коэффициентом деления. При этом блок стробирования 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 другие вход и выход эле: мента И являются соответственно вторым входом и выходом блока стробирования (1).

Однако известный цифровой синтезатор частот имеет недостаточное быстродействие

5 о

4О

55 из-за того, что при переключении с частоты на частоту импульс на выходе блока стробирования формируется только при достаточно большой разности фаз а импульсов с выхода делителей с переменным и фиксированным коэффициентами деления, превышаю щей величину задержки ь1 на элементе задержки. Т. е. воздействие на токовый ключ и сброс делителей в начальное состояние осуществляется не во всем диапазоне расстроек, что снижает быстродействие.

Цель изобретения — повышение быстродействия.

Цель достигается тем, что в цифровом синтезаторе частот, содержащем 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 частотнофазового 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, между первым выходом частотно-фазового детектора и управляющим 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 упр а вляю щи м входом второго токового ключа введены 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 D-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 R-входом первого D-триггера, выход делителя частоты с переменным коэффициентом деления подключен к второму входу первого блока стробирования и к

R-входу второго D-триггера, первый и второй выходы частотно-фазового детектора 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 частоты с переменным коэффициентом деления, при этом блок стробирования состоит из последовательно соединенных элемента за1146800 держки, элемента ИЛИ-НЕ и элемента И, другой вход элемента ИЛИ-НЕ объединен с входом элемента задержки и является первым входом блока стробирования, а другие вход и выход элемента И являются соответственно вторым входом и выходом блока стробирования, введены третий и четвертый одновибраторы, выход первого D-триггера соединен с первым входом первого элемента И через дополнительно введенный первый элемент ИЛИ, выход второго D-триггера соединен с первым входом второго элемента И через дополнительно введенний второй элемент ИЛИ, при этом вход третьего одновибратора объединен с R-входом первого D-триггера, а выход третьего одновибратора соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, вход четвертого одновибратора объединен с R-входом второго D-триггера, а выход четвертого одновибратора соединен с вторым входом второго элемента

ИЛИ.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого цифрового синтезатора частоты.

Цифровой синтезатор частоты содержит управляемый генератор 1, делитель частоты с переменным коэффициентом деления (ДПКД) 2, частотно-фазовый детектор (ЧФД) 3, опорный генератор 4, делитель с фиксированным коэффициентом деления (ДФКД) 5, первый блок 6 стробирования, второй блок 7 стробирования, первый D-триггер 8, второй D-триггер 9, первый одновибратор 10, второй одновибратор 11, третий одновибратор 12, четвертый одновибратор

13, первый элемент ИЛИ 14, второй элемент

ИЛИ 15, первый элемент И 16, второй эле-. мент И 17, первый токовый ключ 18, второй токовый ключ 19, первый генератор 20 тока, второй генератор 21 тока, фильтр 22 нижних частот (ФНЧ), элемент 23 задержки, элемент ИЛИ-НЕ 24 и элемент И 25.

Цифровой синтезатор частот . работает следующим образом.

В режиме синхронизма на выходе ЧФД 3 формируются короткие импульсы, практически совпадающие друг с другом во времени.

Эти импульсы проходят соответственно через первый элемент И 16 на первый токовый ключ 18, а через второй элемент И 17— на второй токовый ключ 19. Токовые ключи 18 и 19 открываются на короткое время и осуществляют почти одновременный заряд — разряд емкости ФНЧ 22 так, что уп-, равляющее напряжение на выходе ФНЧ 22 почти не меняется. Одновременно импульсы с выходов ЧФД 3 поступают на первые входы первого и второго блоков 6 и 7 стробирования. Поскольку разность фаз ь р импульсов на входах ЧФД 3 в режиме синхронизма меньше величины задержки д ч. в блоках 6 и 7 стробирования, то на С-вхо5

20 гз

55 дах D-триггеров 8 и 9 нет строб-импульсов с выходов блоков 6 и 7 стробирования. При этом на вход третьего одновибратора 12 и

R-вход первого D-триггера 8 поступают импульсы с ДФКД 5, которые устанавливают первый D-триггер 8 в состояние «Лог. 1».

Этот потенциал препятствует прохождению расширенных по длительности импульсов с выхода третьего одновибратора 12 через первый вход первого элемента ИЛИ 14 на второй вход первого элемента И 16. Одновременно потенциал «Лог. 1» на выходе первого элемента ИЛИ 14 разрешает прохождение импульсов с ЧФД 3 через первый элемент И 16 на управляющий вход первого токового ключа 18.

При переключении на другую частоту импульсы с выходов ДПКД 2 и ДФКД 5 не совпадают друг с другом во времени. В . результате на одном из выходов ЧФД 3 формируются импульсы с длительностью, равной разности фаз этих сигналов, а на другом выходе обычные короткие импульсы.

Импульсы с длительностью, равной разности фаз, поступают на входы элемента ИЛИНЕ 24 непосредственно и через элемент 23 задержки. Если разность фаз превышает величину задержки а Г элемента задержки 23, то на выходе элемента ИЛИ-НЕ 24 формируется импульс, равный по длительности

t =ag — ь Г, который разрешает прохождение через элемент И 25 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 ч 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 запрещающие потенциалы на D-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 Dтриггера 8 на его выходе формируется отрицательный импульс, который разрешает прохождение отрицательного импульса с выхода третьего одновибратора 12 через первый элемент ИЛИ 14. Третий одновибратор

12 расширяет импульсы с ДФКД 5 до определенной величины, которая выбирается из следующих соображений.

Наименьшая разность фаз на выходе

ЧФД 3, при которой с выхода первою блока 6 стробирования проходит стробимпульс, требует для ее отработки в кольце авторегулирования воздействия на управляющий вход первого токового ключа 18 импульса с длительностью, большей, чем разность фаз на некоторую дополнительную величину t„, 1146800

Составитель Ю. Ковалев

Техред И. Верес Корректор Л. Пилипенко

Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Н. Яцола

Заказ 1379/43 но меньшей, чем оставшаяся часть периода регулирования. Величина дополнительного во времени воздействия t„создается на выходе первого элемента ИЛИ 14 как разность между длительностью отрицательного импульса на выходе первого D-триггера 8 и оставшейся длительностью положительного импульса на выходе третьего одновибратора 12. Поскольку последний срабатывает от импульса с ДФКД 5, а первый D-триггер 8 — от импульса с ДПКД 2, то, чем больше разность фаз, тем больше разностный импульс на выходе первого элемента

ИЛИ 14, который проходит через первый элемент И 16 на управляющий вход первого токового ключа 18 и складывается во времени с импульсом на выходе ЧФД 3. При максимальной разности фаз управляющее воздействие продолжается весь период регулирования. С уменьшением рассогласования по частоте и фазе первый D-триггер 8 отключается, и в системе автоподстройки происходит обычное регулирование.

Если после прохождения состояния равновесия произойдет небольшое перерегулирование, то второй D-триггер 9 не сможет включиться, так как он на некоторое время заблокирован по D-входу запрещающим потенциалом с выхода первого одновибратора 10. Включение первого одновибратора 10 происходит отрицательным импульсом с выхода первого D-триггера 8 при его срабатывании от короткого импульса по С-входу.

Аналогично происходит работа цифро1О вого 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 7 стробирования.

Таким образом, в предлагаемом цифровом синтезаторе частот после выделения строб-импульса с блоках 6 и 7 стробирования сформированное воздействие на управляющие входы токовых ключей 18 и 19 может изменяться в завнсимости от начальной разности фаз от минимально возможного до максимального, равного всему периоду регулирования. При этом значительно снижается возможность перерегулирования.