Синтезатор частот

 

Изобретение относится к радиотехнике . Расширяется диапазон синтезируемых частот при линейном законе управления частотой и фазой выходного сигнала. Устр-во содержит опорный генератор 1, дискретно-управляемый блок задержки (ДУБЗ) 2 накопительный сумматор (НС) 3, регистр 4 кода частоты и схему фазовой автоподстройки частоты, состоящую из фазового детектора 5, фильтра 6 нижних частот и управляемого генератора (УГ) 7. Высокостабильный сигнал тактовой частоты с выхода генератора 1 поступает на синхронизирующие входы ДУБЗ 2 и НС 3, на который поступает код N частотной отстройки с регистра 4, НС 3 пре- .образует код h в код М фазы частотной отстройки. Код Мпоступает на информац. входы ДУБЗ 2, который формирует импульсы .вы борки. Они поступают , на управляющий вход детектора 5, вьтолненного в виде блока выборки-запоминания, производящего выборку мгновенного значения напряжения сигнала УГ 7 и запоминание этого значения до следукщего импульса выборки через К периодов колебания сигнала УГ 7. Напряжение сигнала ошибки с выхода детектора 5 изменяет частоту УГ 7 так, чтобы это напряжение равнялось нулю. Устр-во синтезирует частоты от единиц кГц до нескольких ГГц с линейной зависимостью частоты и фазы выходного сигнала от значения кодов N и М с выбранной дискретностью, не зависящей от коэф. кратности К. 3 ил. с (С (Л Is9 ( со О со фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„4 Нозь7/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3634339/24-09 (22) 02.08.83 (46) 07.07.86. Бюл. М - 25 (72) Е.П.Овсянников, В.И.Архипкин и В.И.Березин (53) 621.373.42(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

978314, кл. Н 03 B 19/00,12.01.82.

Авторское свидетельство СCCP

Р 868973, кл. Н 03 В 21/02,01.02.80. (54) СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТ (57) Изобретение относится к радиотехнике. Расширяется диапазон синтезируемых частот при линейном законе управления частотой и фазой выходного сигнала. Устр-во содержит опорный генератор 1, дискретно-управляемый блок задержки (ДУБЗ) 2 накопительный сумматор (НС) 3, регистр 4 кода час— тоты и схему фазовой автоподстройки частоты, состоящую из фазового детектора 5, фильтра 6 нижних частот и управляемого генератора (УГ) 7. Высокостабильный сигнал тактовой частоты с

„,Я0„„1243090 А 1 выхода генератора 1 поступает на синхронизирующие входы ДУБЗ 2 и НС 3, на который поступает код М частотной отстройки с регистра 4. flC 3 пре.образует код 11 в код М фазы частотной отстройки. Код М поступает на информац. входы ДУБЗ 2, который формирует импульсы.выборки. Они поступают на управляющий вход детектора 5, выполненного в виде блока выборки-запоминания, производящего выборку мгновенного значения напряжения сигнала УГ 7 и запоминание этого значения до следующего импульса выборки через K периоцов колебания сигнала УГ 7. Напряжение сигнала ошибки с выхода детектора 5 изменяет частоту УГ 7 так, чтобы это напряжение равнялось нулю.

Устр-во синтезирует частоты от единиц кГц до нескольких ГГц с линейной зависимостью частоты и фазы выходного сигнала от значения кодов М и М с выбранной дискретностью, не зависящей от коэф. кратности К. 3 ил.

1 1243090 2

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для формирования сигналов в широком диапазоне частот с программируемым изменением частоты и фазы.

Цель изобретения — расширение диапазона синтезируемых частот при линейном законе управления частотой и фазой выходного сигнала.

На фиг. 1 изображена электрическая структурная схема синтезатора частот, на фиг. 2 — вариант выполнения дискретно-управляемого .блока задержки для диапазона высоких частот; на фиг. 3 — то же, для диапазона сверхвысоких частот.

Синтезатор частот содержит опорный генератор 1, дискретно-уцравляемый блок 2 задержки (ДУБЗ) 2, накопительный сумматор 3, регистр 4 кода частоты, фазовый детектор 5,фильтр 6 нижних частот (ФНЧ), управляемый генератор 7. При этом, ДУБЗ 2 для диапазона высоких частот содержит генератор 8 линейноизменяющегося напряжения (ГЛИН), компаратор 9 напряжения, преобразователь 10 код-напряжение (ПКН), блок 11 дифференцирования.

ДУБЗ 2 для диапазона сверхвысоких частот содержит ПКН 10, блок 11,цифференцирования, усилитель 12 и диод 13 с накоплением заряда.

Синтезатор частот работает следующим образом.

Высокостабильный сигнал с частотой 10„ опорного генератора 1 является сигналом тактовой частоты, поступающей на синхронизирующие .входы

ДУБЗ 2 и накопительного сумматора 3. ,С регистра 4 на накопительный сумматор 3 поступает код частотной отстройки частоты сигнала управляемого генератора 7 от номинального значения, равного

1.

,г.ном fa.() вом значение частоты сигнала управляемого генератора 7, являющееся выходной частотой синтезатора частот; — коэффициент кратности, целое число, k в,2„

Код частотной отстройки И, например двоичный, при одном значении знака частотной отстройки — прямой код, а при другом значении знака час тотной отстройки — дополнитепьный.

0 / Ж! =. g", где v — число разрядов регистра ч и накопительного сумматора 3.

Накопительный сумматор 3 с тактоf вой частотой х преобразует код в код фазы частотной отстройки

Oig-.

ДУБ3 2 формирует импульсы выборки с частотой .повторения, временное положение которых относительно фронта тактовой частоты 1 изменяется на величину ЬГ, прямопропорциональную величине кода Й

6t=

2" f

Фазовый детектор 5 выполненный

29 в виде ус тр ойс тв а выборки-з апомина— ния, ФНЧ 6 и управляемый генератор 7 образуют схему фазовой автоподстрой— ки частоты.

В момент прихода импульса выборки

>>,с выхода ДУБЗ 2 на управляющий вход ,фазового детектора 5 происходит выборка мгновенного значения напряжения сигнала управляемого генератора 7 и запоминание этого значения до слеЗО дующего импульса выборки, который вырабатывается ДУБЗ 2 через k пе— риодов колебания сигнала управляемого генератора 7. Если момент прихода импульса выборки на фазовом детекторе 5 не совпадает с нулевым значением напряжения сигнала управляемого генератора 7, то на выходе фазового детектора 5 образуется напряжение сигнала ошибки, изменяющее частоту управляемого генератора 7 таким об40 разом, что напряжение сигнала ошибки равно нулю.

При М, отличном от нуля, на выходе накопительного сумматора 3 код изменяется периодически, ступенчато—

<5 пилообразно в направлении, соответствующем знаку Н . Временное положение импульсов выборки Ь 1 также изменяется периодически B соответствии с кодом М . При переполнении накопительного сумматора 3 временное положение следующего, после переполнения, импульса выборки скачком изменяется на величинуh,k „, равную периоду частоты сигнала управляемого генератора 7, и момент выборки значения напряжения сигнала управляемого генератора 7 происходит в (k;+1)-м или (К-1) -м периоде в зависимости от напi 43090 1 входить ПКН 10, усилитель 12 и блок 11 дифференцирования.

ДУБЗ 2 на основе диода 13 с накоплением заряда работает следующим об5 разом.

Напряжение с выхода ПКН 10, прямопропорциональное коду Я, определяет ток в диоде 13 с накоплением заряда в прямом направлении. Синхронно с

10 частотой 1д, напряжение с усилителя 12 закрывает диод 13 с накоплением заряда, HO момент закрытия задерживается на время рассасывания на" копленного заряда в диоде 13 с накоплением заряда, пропорционального току, протекавшему в прямом направлении через него.

Фронт напряжения в момент закрытия диода 13 с накоплением заряда дифференцируется блоком 11 дифференцирования и сформированный импульс поступает на выход ДУБЗ 2.

Использование предлагаемого синтезатора частот позволяет синтезировать частоты от единиц килогерц до нескольких гигагерц с линейной зависимостью частоты и фазы выходного сигнала от значения кодов K u jN c выбранной дискретностью, не зависящей от коэффициента кратности К .

ДУБЗ 2 может быть выполнен различ15 ным образом, например, для диапазона высоких частот (фиг. 2) — в виде последовательно соединенных ГЛИН 8, компаратора 9 и блока 11 дифференцирования.При этом к второму входу компаратора 9 напряжения подключен выход ПКН 10, также входящего в состав ДУБЗ 2.

Каждому значению кода М, поступающего на вход ПКН 10, соответствует

25 определенное прямопропорциональное величине кода М напряжение íà его выходе. Это напряжение сравнивается на компараторе 9 с пилообразным напряжением с частотой повторения 1д„, поступающим от ГЛИН 8. В момент равенства напряжений на выходе компаратора 9 формируется фронт напряжения который блоком 11 дифференцирования преобразуется в импульс выборки. 35

Наклон пилообразного напряжения и размах выходного напряжения ПКН 10 при изменении величины кода М от 0 до 2 — 1 должны быть такими, чтобы

ll моменты сов.:адения этих напряжений при коде М = 0 и М = 2 — 1 отлиЬ чались по времени на величину, равную периоду - астоты сигнала управляемого генератора 7.

Для обеспеччения более коротких им- 45 пульсов выборки и малой величины Нма„с,. при частоте управляемого генерато ра 7 порядка единиц гигагерц, может быть применен ДУБЗ 2 на основе диода с накоплением заряда (фиг. 3}. Дли-, 50 тельность импульсов выборки, формируемых при этом на выходе ДУБЗ 2, должна быть меньше половины периода частоты управляемого генератора 7 для обеспечения коэффициента переда- 55 чи фазового детектора 5, близкого к единице. Кроме диода 13 с накоплением заряда в состав ДУБЗ 2 должны

Синтезатор частот, содержащий опорный генератор, последовательно соединенные фазовый детектор, фильтр нижних частот и управляемый генератор, последовательно соединенные регистр кода частоты и накопительный сумматор, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона синтеэируемых частот при линейном законе управления частотой и фазой выходного сигнала, между выходом опорного генератора и опорным входом фазового детектора введен дискретно-управляемый блок задержки, информационные входы которого подключены к соответствующим кодовым выходам накопительного сумматора, вход синхронизации которого соединен с выходом опорного генератора, а выход управляемого генератора подключен к сигнальному входу фазового детектора, при этом фазовый детектор выполнен в ниде блока выборки-запоминания, а временное

Й положение импульсов на выходе дискретно-управляемого блока задержки относительно фронта частоты опор40 равления изменения кода М . Сигнал ошибки с фазового детектора 5 в момент скачка не изменяется.

При периодическом изменении кода М фаза сигнала управляемого генератора 7 непрерывно изменяется относительно фазы сигнала " 1О,, со скоростью и в направлении, определяемыми числом и значением знака кода М

Выходная частота сигнала управляемого генератора 7 равна

Формула изобретения ного генератора определяется по формуле чг ог р где М вЂ” код на выходе накопительного сумматора, О M » й2" — 1;

Составитель Ю.Ковалев

Техред O.Сопко . Корректор О.Луговая

Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4

Редактор И.Дербак

Заказ 3716/55 число разрядов накопительного сумматора номинальное значение выход).г ной частоты управляемого генератора. где К ) 2;

1О i,,„ — частота опорного генератора.