Синтезатор частот

 

Соаэ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК 11 4 Н 03 В 21/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3890225/24-09 (22) 26 ° 04.85 ,(46) 23.01.87. Бюл. 11 3 (72) В.П. Соколов, И.Е. Сидоренко, и Б.М;, Мусиенко (53) 621.373.42(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 470923, кл. Н 03 В 19/12, 30.07.73.

Авторское свидетельство СССР

У 634446, кл. H 03 В 21/02, 25.02.77. (54) СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТ ,(57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения — повышение спектральной чистоты выходного

„„SU„„1285555 А1. сигнала. Синтезатор содержит три фа. зовых детектора 1-3, r-p 4 частоты,,два фазовращателя 5 и 6, фильтр 7 нижних частот, два управляемых аттенюатора 8 и 9, два аналоговых ключа 10 и 11, два г-ра пилообразного напряжения 12 и 13, инвертируюший у-ль 14, параллельный сумматор 15, счет ик 16, дешифратор 17, триггер 18 со счетным входом. Повышение спектральной чистоты выходного сигнала достигается установкой фазовращателей 5 и 6 непосредственно между входом и выходом синтезатора. 1 ил.

1285555

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в ра— диотехнических устройствах различного назначения, в том числе в устройствах радиосвязи. 5

Цель изобретения — повышение спектральной чистоты выходного сигнала.

На чертеже представлена электрическая структурная схема синтезатора частот. . Синтезатор частот содержит первый 1 и второй 2 и третий 3 фазовые детекторы, генератор 4 частоты, первый 5 и второй 6 фазовращатели, фильтр 7 нижних частот, первый 8 и . второй 9 управляемые аттенюаторы, первый 10 и второй 11 аналоговые ключи, первый 12 и второй 13 генераторы пилообразного напряжения (ГПН) инвертирующий усилитель 14, параллельный сумматор 15, счетчик 16, дешифратор 17 и триггер 18 со счетным входом.

Синтезатор частот работает следующим образом.

На первые входы первого 5 и .второго 6 фазовращателей подается гармонический сигнал с опорной частотой

F, на вторые входы первого 5 и второго 6 фазовращателей соответственно через второй 9 и первый 8 управляемые аттенюаторы поступает управляющий сигнал с соответствующих второго 13 и первого 12 ГПН. управляющий сигнал первым 5 и вторым 6 фазовращателями представляет собой напряжение, изменяющееся по пилообразному закону. Если приращение фазы на выходе первого 5 и второго 6 фазовращателей за время длительности пилообразного сигнала Т равно 23, в спектре выходного сигнала первого 5 и второго 6 фазовращателей содержится одна составляющая частотой Р + FÄ, где Р„= 1./Т„., при этом знак "+". соответствует положительной производной приращения фазы сигнала на выходе первого 5 и второ- 50 го 6 фазовращателей, а знак "-"— отрицательной. Таким образом, формирование выходной частоты синте. затора частот, снимаемой с выходов первого 10 и второго 11 аналоговых ключей, осуществляется без использования генератора, управляемого напряжением, который является основным .источником фазовых шумов в синтезаторах частот, выполненных на основе фазовой автоподстройки частоты.

Повьппение спектральной чистоты выходного сигнала синтезатора частот достигается установкой первого 5 и второго 6 фазовращателей непосредственно между входом и выходом синтезатора частот. Если из — за каких-либо дестабилизирующих факторов прираще— ние фазы сигнала на выходе первого 5 и второго 6 фазовращателей за время

Т„ отличается от 23, в спектре выходного сигнала синтезатора частот появляются паразитные составляющие частотами, кратными F„ . Для стабилизации приращения фазы на выходе первого 5 и второго 6 фазовращателей равным 2.л за период Т в синтезаторе частот иси пользуется система регулирования, в которую входят первый 1, второй 2 и третий фазовые детекторы, фильтр 7, инвертирующий усилитель 14, параллельный сумматор 15, первый 10 и второй Il аналоговые ключи, первый 8 и второй 9 управляемые аттенюаторы.

Система регулирования работает следующим образом.

На входы первого фазового детектора 1 подаются сигналы с входов и выходов первого 5 и второго 6 фаэовращателей. На выходе первого фазового детектора 1 выделяется разность фаз сигналов на его входах, т.е. информация о приращении фазы сигнала на выходах первого 5 и второго 6 фаэовращателей. Характеристика первого фазового детектора 1 описывается функцией созе.j а начальная разность фаз сигналов на выходах первого фазового детектора 1 М,.= О. f, — разность фаз, соответствующая моментам времени, когда управляющий сигнал первого 5 и второго 6 фаэовращателей ра-! вен нулю. Отличие приращения фазы сигнала на выходах первого 5 и вто-. рого 6 фазовращателей за время T„ от 23 выделяется на втором 2 и третьем 3 фазовых детекторах.

Рассмотрим работу второго 2 и третьего 3 фазовых детекторов. Предположим, что приращение фазы сигнала за период Т меньше 2 . Сигнал с выхода первого фазового детектора 1 .подается на первый вход второго фазового детектора 2 непосредственно, а на первый вход третьего фазового детектора 3 через иннертирующий усилитель 14, который может быть выпол1285555 нен, например, на операционном усилителе. На вторые .входы второго 2 и третьего 3 фазовых детекторов подаются опорные сигнзлы соответственно с второго и третьего выходов дешифратора 17, сдвинутые относительно друг друга на время Т, /2. Кроме того, задний фронт опорного сигнала с второго выхода дешифратора 17 сдвинут относительно начала пилообразного 10 управляющего сигнала первого 5 и второго 6 фазовращателей на время Т„ /4.

Запуск второго фазового детектора 2 осуществляется задним фронтом опорного сигнала, а сброс — в момент прохождения сигнала, характеризующего приращение фазы сигнала через нуль с отрицательной производной. На выходе второго фазового детектора 2 выделяется информация, пропорциональ- 20 ная разности набега фаз сигналов на его входах за время Т„ /4. Запуск третьего фазового детектора 3 осуществляется задним фронтом опорного сигнала, а сброс — в момент прохождения сигнала с выхода инвертирующего усилителя 14 через нуль с отрицательной производной. На выходе третьего фазового детектора 3 выделяется информация, пропорциональная разности 30 набега фаз сигналов на его входах за время 3/4 Т„ .

Сигналы с выходов второго 2 и третьего 3 фазовых детекторов суммируются с разными знаками в параллель- 35 ном сумматоре 15, который может быть выполнен, например, на операционном усилителе.

Из выходного сигнала параллельного сумматора 15 фильтром 7 выделя- 40 ется постоянная составляющая, которая подается на управляющие входы первого 8 и второго 9 управляемых аттенюаторов, при этом изменяется крутизна пилообразного сигнала на уп-45 равляющих входах второго 6 и первого 5 фазовращателей и следовательно осуществляется подстройка приращения фазы сигнала к 2Ъ за период Т„.

Первый 8 и в торой 9 управляемые аттенюаторы могут быть выполнены, например, на р-i-и диодах. Использование двух фазовых детекторов 2 и

3 позволяет исключить влияния смещения,, т.е. когда P 9 О, на установившийся режим синтезатора частот.

Для уменьшения уровня помех на выходе синтезатора .астот, кратных частате F из-за конечной длительности обратного хода управляющего сигнала первым 5 и вторым 6 фазовращателями, используется два канала формирования выходной частоты, работающих поочередно. Первый из каналов включает в себя первый ГПН 12, первый управляемый аттенюатор 8, второй фазовращатель 6 и первый аналоговый ключ 10. Второй канал содержит второй ГПН 13, второй управляемый аттенюатор 9, первый фазовращатель 5 и второй аналоговый ключ ll. При этом первый 12 и второй 13 Помогут быть реализованы, например, на основе интегратора со сбросом.

Рассмотрим формирование опорных сигналов второго 2 и третьего 3 фазовых детекторов и сигналов коммутации каналов. С выхода генератора 4 сигнал частотой Р поступает на счетll чик 16, выполненный в виде двоичного счетчика.

Первый и второй разряды счетчика 16 соединены с входом первого и второго разряда дешифратора 17. Первый, второй и третий выходы дешифратора 17 являются соответственно выходами е-о первого, второго и четвертого разрядов.

Сигналы с выходов второго и четвертого разрядов дешифратора 17 используются в качестве опорных сигналов второго 2 и третьего 3 фазовых детекторов.

На первом разряде дешифратора 17 формируется сигнал управления триггером 18, который включен в режиме счета. На первом и втором выходах триггера 18, которые являются соответственно неинвертирующим и инвертирующим выходами, формируются сигналы управления каналами, при этом

Т„= 4То

Формула изобретения

Синтезатор частот, содержащий последовательно соединенные первый и второй фазовые детекторы, третий фазовый детектор, генератор частоты, первый фазовращатель и фильтр нижних частот, при этом первый вход первого фазового детектора является входом опорной частоты синтезатора частот, отличающийся тем, что, с целью повышения спектральной чистоты выходного сигнала, введены последовательно соединенные счетчик, дешифра—

1285555

Составитель IU. Ковалев

Редактор А, Шишкина Техред М.Ходанич Корректор О. Луговая

Заказ 7533/55 Тираж 899 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 тор,триггер со счетным входом, первый генератор пилообразного напряжения, первый управляемый аттенюатор, второй фазовращатель и первый анало=" говый ключ, последовательно соединен- 5 ные второй генератор пилообразного напряжения и второй управляемый аттенюатор, параллельный сумматор, инвертирующий усилитель и второй аналоговый ключ, вход которого подклю- 10 чен к выходу первого фазовращателя, выход первого аналогового ключа объединен с выходом второго аналогового ключа и соединен с вторым входом первого фазового детектора, выход ко- 15 торого подключен к входу инвертирующего усилителя, выход которого соединен с первым входом третьего фазового детектора, второй вход второго фазового детектора и 20 второй вход третьего фазового детектора подключены соответственно к второму и третьему выходам дешифратора, выходы второго и третьего фа-. зовых детекторов подключены к соответствующим входам параллельного сумматора, выход которого подключен к входу фильтра нижних частот, управляющий вход первого управляемого аттенюатора объединен с управляющим входом второго управляемого аттенюатора и подключен к выходу фильтра нижних частот, вход второго генератора пилообразного напряжения объединен с управляющим входом второго аналогового ключа и соединен с прямым выходом триггера со счетным входом, а управляющий вход первого аналогового ключа соединен с инверсным выходом триггера со счетным входом, выход второго управляемого ,аттенюатора подключен к управляющему входу первого фазовращателя, сигнальный вход которого объединен с сигнальным входом второго фазовращателя и подключен к первому входу первого фазового детектора, а выход генератора частоты соединен с входом счетчика.