Цифровой синтезатор частот

 

Изобретение относится к радиотехнике . По отношению к основному а. с. № 1077057 повьшается быстродействие . Колебания опорного генератора 4 через делитель частоты с фиксированным коэффициентом деления ; (ДФКД) 5 поступает На частотно-фазовый детектор (ЧФД) 3. На другой вход ЧФД 3 поступают колебания управляемого генератора 1, прошедшие через делитель частоты с переменным коэф. деления (ДПКД) 2. Импульсы с ЧФД 3 проходят соответственно через элемент И 12 на токовьй ключ 14, а через элемент И 13 - на токовый ключ 15. В режиме синхронизма токовые ключи 14 и 15 открьшаются этими импульсами на короткое время и осуществляют заряд-разряд емкости фильтра нижних частот 18 так, что управлякицее € напряжение на его выходе почти не (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

- РЕСПУБЛИН (19) (11) (51) 4 Н 03 L 7/18

4

) !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К. ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРС ТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭО6РЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

° (61) 1977057 (21) 3796455/24-09 (22) 03.10.84 (46): 07.12.85. Вюл. В 45 (72) И.П. Усачев, С.К. Романов и В,Н. Малиновский (53) 621.373.42(088.8) (56) Авторское свидетельство СС .Р

В 1077057, кл. Н 03 Ь 7/18, ?6.03.81. (54) ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТ (57) Изобретение относится к радио-. технике. По отношению к основному а, с. У 1077057 повышается быстродействие. Колебания опорного генератора 4 через делитель частоты с фиксированным коэффициентом деления (ДФКД) 5 поступает на частотно-фазовый детектор (ЧФД) 3. На другой вход

ЧФД 3 поступают колебания управляемого генератора 1, прошедшие через делитель частоты с переменным коэф. деления (ДПКД) 2. Импульсы с ЧФД 3 проходят соответственно через элемент И 12 на токовый .ключ 14, а через элемент И 13 — на токовый ключ

15. В режиме синхронизма токовые ключи 14 и 15 открываются этими импульсами на короткое время и осуществляют заряд-разряд емкости фильтра нижних частот 18 так, что управляющее напряжение на его выходе .почти не

1197073

2 еез

7073

Т Л(Д) р с

Цифровой синтезатор частот по

35 авт.св. @1077057, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, первый выход частотно-фазового детектора соединен с ,управляющим входом первого генера40 тора тока через дополнительно введенные последовательно соединенные первый преобразователь длительности, мпульса в напряжение и третий токовый ключ, второй выход частотно45 фазового детектора соединен с управлякнцим входом второго генератора тока через дополнительно введенные последовательно соединенные второй преобразователь длительности импуль50 са в напряжение и четвертый токовый ключ, при этом управляющий вход третьего токового ключа соединен с выходом делителя частоты с фиксиро ванным коэффициентом деления через до55 полнительно введенный третий З -триггер, вход синхронизации которого подключен к выходу элемента ИЛИ-НЕ пер,вого блока стробирования, а управ5 119 вибраторов 10, 11 короткое и устанавливается заранее.

При срабатывании первого 3-триггера 8 на его выходе формируется импульс "Лог. 0", который проходит через первый элемент И 12 на управляющий вход первого токового ключа

14 и складывается по времени с импульсом на выходе ЧФД З,так, что управляющее воздействие на первый токовый ключ 1.4 продолжается весь период регулирования.

Тот же импульс с выхода элемента ,ИЛИ-НЕ 20 поступает на С-вход третьего Э-триггера 26 и опрокиII 11 дывает его в состояние Лог. 1

Этот потенциал разрешает прохождение через третий токовый ключ 24 управляющего напряжения с выхода первого преобразователя 22 на управляющий вход первого генератора 16 тока.

При этом величина тока на выходе первого генератора 16 тока увеличивается от значения 3 до такого значения Л„,, который соответствует величине управляющего напряжения. Первый и второй генераторы тока 16 и

17 могут быть выполнены, например, на основе полевого транзистора с переменным сопротивлением в цепи истока. В качестве переменного сопротивления можно использовать еще один полевой транзистор, на затвор которого поступает управляющее напряжение.

Таким образом,, при большом рассогласовании через первый токовый ключ 14 не только течет ток заряда весь период регулирования, но и еще. величина этого тока увеличивается от минимального значения.З до значения .,„ зависящего от величины рассогласования. — Причем эта зависимость может иметь разный характер, необходимый для получения оптимальных динамических характеристик системы фазовой автоподстройки частоты.

Первый токовый. ключ 14 включается непрерывно до тех пор, пока рассогласование по частоте и фазе не уменьшится до величины, меньшей или равной h i . После этого первый

D-триггер 9 и третий 0-триггер 26 от ключаются и в системе автоподстройки происходит обычное регулирование.

Если после прохождения состояния равновесия произошло небольшое перерегулирование, то второйЗ-тригd гер 9 не сможет включиться, так как

„он на некоторое время заблокирован по 0-входу запрещающим потенциалом с выхода первого одновибратора 10.

Включение первого одновибратора 10 происходит отрицательным импульсом с выхода первого Э -триггера 8 при

его срабатывании от короткого импульса по С-входу, 10 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 7 стробирования.

Таким образом, при переключении с одной частоты на другую. для быстро20 го изменения управляющего напряжения с выхода фильтра 18 нижних частот, форсированный заряд емкости С памяти фильтра. 18 нижних частот осуществляется не только.„весь период регулиро-, вания Т, но одновременно и с повышенным значением тока 3, величина которого зависит от величины рассогласования,т„е.

Формула изобретения

1197073

1 г

55 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 фильтра 18 нижних частот так, что с .его выхода управляющее напряжение почти не ме- . няется. Одновременно импульсы с вы ходов ЧФД 3 поступают на первые входы первого и второго блоков 6 и 7 стробирования и на входы первого и второго преобразователей 22 и 23, 1 которые по определенному закону (например, линейному) преобразуют величину фазового рассогласования на вы-, ходе ЧФД 3 в напряжение.

Отрицательный перепад импульса с выхода ЧФД 3 сбрасывает первый преобразователь.22 в нулевое состояние, а во,время действия импульса рассогласования напряжения на выходе первого преобразователя 22 нарастает. После окончания импульса рассогласования напряжение на выходе первого преобразователя 22 сохраняется до прихода следующего импуль са рассогласования, который своим отрицательным перепадом опять сбрасывает его выходное напряжение до нуля, т.е. работа первого преобразователя 22, в случае линейного закона преобразования величины рассогласования в напряжение, аналогична работе интегратора в фазовом детекторе

-типа "выборка-запоминание". В режиме синхронизма напряжение на выхо.— де первого и второго преобразователей 22 и 23 равно нулю, так как величина рассогласования на выходе ЧФД 3 почти равна нулю. В первом блоке стробирования 6 элемент 19 задержки осуществляет задержку импульса рассогласования с ЧФД 3 на величину Ьь :, большую длительности импульсов с ДПКД 2, Поскольку импульсы на входах элемента ИЛИ-НЕ 20 не совпадают по времени, то на его выходе сохраняется уровень "Лог.О",который поступает на один иэ входов элемента И 21 и запрещает прохождение импульсов с выхода ДПКД 2 на С-вход первого

I7-триггера 8. При этом на К -вход . первого 2-триггера 8 поступают им- .. пульсы с ДФ1Щ 5,которые устанавливают первый Э-триггер 8 в состояние

Лог. 1"..Этот потенциал не препят5

50 ствует прохождению импульсов с

ЧФД 3 через первый элемент И 12 на управляющий, вход первого токового . ключа 14.

Одновременно на Я -вход третьего

О-триггера 26 поступают импульсы с

ДФКД 5, которые устанавливают третий

0-триггер 26 в состояние "Лог, 0", Этот потенциал запрещает прохождение через третий токовый ключ 24 управляющего напряжения с выхода первого преобразователя 22 на управляющий вход первого генератора 16 тока. Поскольку в режиме синхронизма на С-вход третьего З-триггера 26 не поступают импульсы с выхода элемента ИЛИ-НЕ .20, то третий З-триггер

;26 сохраняет этот запрещающий потенциал на своем инверсном выходе.

В результате в режиме синхронизма с первого генератора 16 тока через первый токовый ключ 14 поступает на емкость памяти фильтра 18 нижних частот постоянный зарядный ток 3О.

При переключении с одной частоты на другую .импульсы с выходов ДПКД 2 и ДФКД 5 не совпадают один с другим во времени, на одном из выходов ЧФД 3 формируются импульсы с длительностью т пропорциональной разности фаз этих импульсов, а на другом выходе ЧФД 3обычные короткие импульсы. Импульсы с длительностью пропорциональной разности фаз поступают на входы элемента ИЛИ-НЕ 20 первого блока 6 стробирования. Если разность фаз

Л превышает величину задержки на элементе 19 задержки,то на выходе элемента ИЛИ-НЕ 20 формируется импульс, равный по длительности t

= 6 ес - 6 ., который разрешает прохождение через элемент И .21 короткого импульса с gIIKg 2. Этот импульс. поступает на С-вход первого З-тригге- ра 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, поступающий на С-вход первого 3-триггера 8, опрокидывает его, поскольку запрещающие потенциа,лы на 3-входе с выхода второго одновибратора. 11 действуют обычно несколь ко периодов регулирования, т.е. время блокировки от первого и второго одно7073

Т Л(Ю с

Цифровой синтезатор частот по

35 авт.св. У 1077057, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, первый выход частотно-фазового детектора соединен с

„управляющим входом первого генера40 тора тока через дополнительно введенные последовательно соединенные первый преобразователь длительности мпульса в напряжение и третий токовый ключ, второй выход частотно45 фазового детектора соединен с управляиицим входом второго генератора тока через дополнительно введенные последовательно соединенные второй преобразователь длительности импуль50 са в напряжение и четвертый токовый ключ, при этом управляющий вход третьего токового ключа соединен с выходом делителя частоты с фиксированным коэффициентом деления через до55 полнительно введенный третий З -триггер, вход синхронизации которого подключен к выходу элемента ИЛИ-НЕ пер,вого блока стробирования, а управ5 119 вибраторов 10, 11 короткое и устанавливается заранее.

При. срабатывании первого 8-триггера 8 на его выходе формируется импульс "Лог. 0", который проходит через первый элемент И 12 на управляющий вход первого токового ключа

14 и складьеается по времени с импульсом на выходе ЧФД 3 .так, что управляющее воздействие на первый токовый ключ 14 продолжается весь период регулирования.

* Тот же импульс с выхода элемента

ИЛИ-HE 20 поступает на С-вход третьего 8-триггера 26 и опрокиtt ll дывает его в состояние Лог. 1

Этот потенциал разрешает прохождение . через третий токовый ключ 24 управляющего напряжения с выхода первого преобразователя 22 на управляющий вход первого генератора 16 тока.

При этом величина тока на выходе первого генератора 16 тока увеличивается от значения Зо до такого значения 3щ, который соответствует величине управляющего напряжения. Первый и второй генераторы тока 16 и

17 могут быть вынолнены, например, на основе полевого транзистора с переменным сопротивлением в цепи истока. В качестве переменного сопротивления можно использовать еще один полевой транзистор, на затвор которого поступает управляющее напряжение.

Таким образом,, при большом рассогласовании через первый токовый ключ 14 не только течет ток заряда весь период регулирования, но и еще. величина этого тока увеличивается от минимального значения.З до значения,„ зависящего от величины рассогласования.

- Причем эта зависимость может иметь разный характер, необходимый для получения оптимальных динамических характеристик системы фаэовой автоподстройки частоты.

Первый токовый, ключ 14 включает.— ся непрерывно до тех пор, пока рассогласование по частоте и фазе не уменьшится до величины, меньшей или равной йь . После этого первый

0-триггер 9 и третий 17-триггер 26 отключаются и в системе автоподстройки происходит обычное регулирование, Если после прохождения состояния равновесия произошло небольшое перерегулирование, то второйЗ-триг4 гер 9 не сможет включиться, так как

„он на некоторое время заблокирован по 0-входу запрещающим потенциалом с выхода первого одновибратора 10.

Включение первого одновибратора 10 происходит отрицательным импульсом с выхода первого Э -триггера 8 при

его срабатывании от короткого импульса по С-входу.

1О 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 7 стробирования.

Таким образом, при переключении с одной частоты на другую для быстрого изменения управляющего напряжения с выхода фильтра 18 нижних частот, форсированный заряд емкости С памяти фильтра. 18 нижних частот осуществля- ется.не только.,весь период регулиро-, вания Т, но одновременно и с повышенным значением тока 3, величина которого зависит от величины рассогласования,т,е.

Формула изобретения

Составитель Ю. Ковалев

Техред А.Ач . Корректор А. Обручар

Редактор Л. Зайцева

Заказ 7576/58 Тираж 871 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 ляющий вход четвертого токового ключа соединен с. выходом делителя частоты с переменным коэффициентом деления через дополнительно введен1197073 8 ный четвертый Э-триггер, вход синхронизации которого подключен к выходу элемента ИЛИ-НЕ второго блока стробирования.