Синтезатор тактовой частоты

 

СИНТЕЗАТОР ТАКТОВОЙ ЧАСТО ТЫ, содержащий, генератор опорной ч тоты, последовательно соединенные первый делитель частоты, фазовый детектор, фильтр нижних частот, пе рестраиваемый генератор, выход кот рого является выходом устройства, второй делитель частоты, выход кот рого подключен к другому входу фаз вого детектора, отличающи с я тем, что, с целью расширения диапазона плавного изменения фазы -Н 4 Ь- О выходного с гйала в соответствии с изменениями фазы входного сигнала, введены последовательно соединенные дополнительный фазовый детектор, блок усреднения,реверсивный счетчик дешифратор состояния реверсивного счетчика и блок добавления и исключения импульсов и последовательно соединенные цифроанапоговый преобразователь и управляемый фазовращатель, при этом выход генератора опорной частоты через управляемый фазовращатель подключен к соответствующему входу блока добавления и исключения импульсов, выход которого подключен к входу первого делителя частоты, выходы разрядов реверсивнаго счетчика подключены к соответствутщим входам цифроаналогового преобразователя, а выход перестраиваемого генератора подключен к одному из входов дополнительного фазового детектора, другой вход которого является сигнальным входом устройства. ТЬ-4/Я-47FI

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 Н 04 L 7/02; 3/06

OllHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

t (21) 3762187/24-09 (22) 28.06.84 (46) 30.11.85. Бюл. № 44 (72) В.П. Корнеев (53) 62 1.394.662(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 866771, кл. Н 04 L 7/02, 1981.

Системы фазовой синхронизации.

Под ред. В.В. Шахгильдяна и Л.Н. Белюстиной. N. Радио и связь, 1982, с. 24 1, рис. 14.3. (54) (57) СИНТЕЗАТОР ТАКТОВОЙ ЧАСТОTbl, содержащий, генератор опорной частоты, последовательно соединенные первый делитель частоты, фазовый детектор, фильтр нижних частот, перестраиваемый генератор, выход которого является выходом устройства, и второй делитель частоты, выход которого подключен к другому входу фазового детектора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения диапазона плавного изменения фазы выходного сигнала в соответствии с изменениями фазы входного сигнала, введены последовательно соединенные дополнительный фазовый детектор, блок усреднения, ре версив ный счетчик, дешифратор состояния реверсивного счетчика и блок добавления и исключения импульсов и последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь и управляемый фазовращатель при этом выход генератора опорной частоты через управляемый фазовращатель подключен к соответствующему входу блока добавления и исключения импульсов, выход которого подключен к входу первого делителя частоты, выходы разрядов реверсивного счетчика подключены к соответствующим вхо дам цифроаналогового преобразователя а выход перестраиваемого генератора подключен к одному из входов дополнительного фазового детектора, другой вход которого является сигнальным входом устройства.

1195466

45

Изобретение относится к связи и может быть использовано при построении опорных эталонных генераторов для узлов и станций синхронной цифро, вой сети связи, а также в других областях техники, например, для измерений, в которых необходимо иметь прецезионный источник колебаний с частотой, большей частоты опорного генератора колебаний, с возможностью регулировки фазы выходного сигнала дискретами меньшими, чем его период.

Цель изобретения — расширение диапазона плавного изменения фазы выходного сигнала s соответствии с изменениями фазы входного сигнала. . На фиг. l представлена структурная электрическая схема синтезатора ! тактовой частоты для синхронной цифровой сети связи; на фиг. 2 и 3 вариант реализации дешифратора состояния реверсивного счетчика и временные диафрагммы его работы.

Синтезатор тактовой частоты содержит генератор опорной. частоты 1,. управляемый фаэовращатель 2, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 3, блок добавления и исключения импульсов (ДИИ) 4, дешифратор состояния 5 реверсивного счетчика, реверсивный счетчик 6, первый и второй делители частоты (ДЧ) 7 и 8, фазовый детектор 9, фильтр нижних частот (ФНЧ) 10, блок усреднения 11, перестраиваемый генератор 12 и дополнительный фазо- 35 вый детектор 13, а дешифратор состояния 5 реверсивного счетчика содержит элементы И-НЕ 14, 15, 16 и 17, элементы НЕ 18, — l8„, формирователи импульсов 19 и 20 по положительному 40 фронту и формирователи импульсов 2 1 и 22 по отрицательному фронту.

Синтезатор тактовой частоты работает следующим образом..

Частота выходного сигнала F b,„ связана с частотой генератора опорной частоты Г,„ следующим соотношением: а —.F

Вы» А

1 50 где ),, ) — коэффициенты деления соответственно первого и второго делителей частоты 7 и 8.

В дополнительном фазовом детекто- у ре 13 фаза выходного сигнала сравнивается с фазой входного сигнала. Сигнал рассогласования в виде импульсов, присутствующих в зависимости от знака рассогласования на первом или вто-, ром выходах дополнительного фазового детектора 13, усредняется в блоке усреднения 11, который выполнен в виде реверсивного счетчика, емкость которого зависит от постоянной времени петли фазовой автолодстройки (ФАП), состоящей из первого и второго делителей частоты 7 и 8, фазового детектора 9, фНЧ 10 и перестраиваемого генератора 12. Чем больше постоянная времени петли ФАП, тем больше должна быть емкость реверсивного счетчика.

Усредненный сигнал рассогласования в виде импульсов поступает в зависимости от знака рассогласования йа первый или второй входы реверсивного счетчика 6, каждый импульс добавляет вычитает единицу из числа, записанного в реверсивный счетчик 6. В результате напряжения на выходе ЦАП 3 изменяется на величину, равную й, „ /2 где U q — размах напряжения на выходе ЦАП 3, 2 — емкость реверсивноМ го счетчика 6. Напряжение с выхода

ЦАП 3 поступает на вход управляемого фаэовращателя 2, который меняет фазу

В синусоидального напряжения частотой

5 мГц,поступающего с выхода генератора опорной частоты 1 в пределах от

О go 2 »,порциями равными 2 9 /2 .Та- .

М ким образом, фаза синусоидального сигнала на выходе управляемого фазовращателя 2 зависит от величины выходного напряжения ЦАП 3. Обязательно возникает такое состояние, когда реверсивный счетчик 6 переполняется или опустошается, т.е. переходит либо в состояние 11...1, либо в состояние 00...0. Допустим, для определенности, что реверсивный счетчик 6 находится в состоянии 11...1. Следующий импульс добавления на входе реверсивного счетчика 6 переводит его в состояние 00...0. Это вызывает изменение напряжения на выходе ЦАП 3 на величину U<»,„ и, следовательно, приводит к скачку фазы сигнала на выходе управляемого фазовращателя 2 на 2 1. и, если не принять специальных мер, к изменению фазы выходного сигнала на величину

А2 2л

А„

Дешифратор состояния 5 реверсивного счетчика служит для формирования команды добавления импульса в после1195466

55 довательность импульсов с частотой следования 5 мГц, формируемых иэ синусоидального сигнала в блоке добавления и исключения импульсов 4, при переходе реверсивного счетчика 6 иа состояния 00...0 в состояние

11...1, и для формирования команды исключения импульса из последовательности импульсов с частотой следования 5 мГц при переходе реверсивного счетчика 6 из состояния 11...1 в состояние 00...0. При этом состоянию реверсивного счетчика 00...0 должна соответствовать фаза на выходе управляемого фазовращателя 2 по отношению к его входу, равная нулю, а состоянию 11...1, равная 2 n . Благодаря этому фаза сигнала на выходе блока добавления и исключения импульсов

4 может неограниченно изменяться как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения порциями, равными .

2Я /2 . Изменение фазы опорного сигИ нала на входе петли ФАП вызывает . переходной. процесс установления новой фазы сигнала на выходе перестраиваемого генератора, в результате, фаза выходного сигнала плавно изменяется. Величина. этого изменения ,ол равна А2

А, 2" если состояние реверсивного-счетчика 6 изменилось на +1.

Переход реверсивного счетчика 6 в состояние 11... 1 вызывает . появление

"О" на выходе первого элемента И-НЕ 14 с N входами (фиг. За), а переход в состояние 00...0 — появление "0" на выходе второго элемента И-НЕ 15 с К входами (фиг. Зб). Переход реверсивного счетчика 6 из состояния 11...1 в состояние 00...0 вызывает появление импульса на выходе первого формирователя импульсов 19 по положительному фронту (фиг. Зв) и импульса на выходе второго формирователя импульсов 22 по отрицательно- му фронту (фиг. Зе). Эти импульсы получаются из положительного фронта сигнала (фиг. За) и отрицательного фронта сигнала (фиг. Зб) соответственно. В результате на выходе перво- го (двувходового) элемента И-HE 16 появляется импульс (фиг. Зж), который поступает на первый вход блока добавления и исключения импульсов 4 и служит командой, по которой из последовательности импульсов с частотой следования 5 мГц исключается

Асц 200 10 -э

ht — = =0,78 10

256 — период колебаний генератора опорной частоты 1. !

Это вызывает такое же смещение фазы выходного колебания перестраиваемого генератора 12. Смещение фазы на а t = 0,78 10 с составляет

-9

1 078 10-

T 718.10- .0,109, йр где Т „ц - период колебания перестраиваемого генератора, т.е. шаг подстройки меньше 1/9 такта выходного где Тg один импульс. Переход реверсивного счетчика 6 из состояния 00...0 в состояние 11...1 вызывает появление импульса на выходе первого формирователя импульсов 2 1 по отрицательному фронту (фиг. Зг) и импульса на выходе второго формирователя импульсов

20 по положительному фронту (фиг.Зд).

Эти импульсы получаются из отрицательного фронта сигнала (фиг. За) и положительного фронта сигнала (фиг. Зб) соответственно. В результате на выходе второго (двувходового) элемента И-HE 17 появляется импульс (фиг. Зи), который поступает на второй вход блока добавления и исключения импульсов 4 и служит командой, по которой в последовательность импульсов с частотой следования 5 мГц добавляется один импульс. Переход реверсивного счетчика 6 из состояния

11...1 (00...0) в любое другое, отличное от состояния 00...0 (11...1), и наоборот, вызывает. появление импульсов на выходе одного из формирователей импульсов 19, 20, 21 и 22, но на выл одах (двувходовых) элементов

И-HE 16 и 17 команд исключения и добавления не. будет °

Испо)тьзование данного изобретения позволяет просто синхронизировать даже .высокоскоростные цифровые системы передачи согласно требованиям

МККТТ. Так, например, четверичная система передачи имеет тактовую частоту

139,264 мГц. Коэффициенты деления первого и второго ДЧ 7 и 8 в этом случае равны 625 и 17408 соответственно. Разрядность ЦАП 3 можно выбрать N = 8. Следовательно, один шаг подстройки равен смещению фазы колебания генератора опорной частоты 1 на

5 колебания. Естественно, используя

ЦАП 3 на М = 8 для менее скоростных систем передачи (третичной и т.д.), а) ф

Составитель В, Евдокимова

Техред.О.Ващишина Корректор О. Луговая

Редактор В. Ковтун

Заказ 7424/59 Тираж 658 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, МОсква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4.4

У ф с) ж) и) 1195466 d шаг подстройки будет еще меньше, что позволяет выбирать меньшую разрядность ЦАП 3.