Синтезатор частот

 

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение быстродействия . Синтезатор частот содержит перестраиваемый генератор 1, ключ 2, счетчик 3 частоты, цифровой компаратор 4, блок 5 набора кода частоты, цифроаналоговый преобразователь 6, опорный генератор 7, блок 8 управления разрядностью, реверсивный счетчик (PC) 9 переменной разрядности . PC 9 включает в себя счетные разряды 10-13, элементы ИЛИ-НЕ 14-17, элемент ИЛИ 18 и элемент НЕ 19. Синтезатор частот работает в двух режимах, режиме стабилизации частоты и режиме установки частоты . На выходе компаратора 4 в результате сравнения кодов с блока 5 и с выхода счетчика 3 формируются сигналы управления PC 9. После подачи сигнала Установка на установочный вход блока 8 управления начинается процесс установки частоты . В первом цикле разрешается работа только старшего N-ro счетного разряда 13 PC 9; после второго сигнала Опрос, полученного с выхода генератора 7, PC 9 становится двухразрядным. Весь процесс установки частоты занимает N циклов 2 ил сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 03 1 7/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I0 (Л

Cd ,V !

Фю1 (21) 4456513/09 (22) 06.07,88 (46) 23.06.91. Бюл, № 23 (72) О.В.Голиков (53) 621.373.42 (088.8) (56) Патент Англии ¹ 1409670, кл. Н 3 А, 08.10.75, Авторское свидетельство СССР

¹819976,,кл. Н 031 7/16, 06.04.77, (54) СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТ (57) Изобретение относится к радиотехнике, Цель изобретения — повышение быстродействия. Синтезатор частот содержит перестраиваемый генератор 1, ключ 2, счетчик 3 частоты, цифровой компаратор 4, блок 5 набора кода частоты, цифроаналоговый преобразователь 6, опорный генератор 7, блок 8 управления разрядностью, ревер„„5U„„1658378 А1 сивный счетчик (РС) 9 переменной разрядности. PC 9 включает в себя счетные разряды 10-13, элементы ИЛИ-НЕ 14-17, элемент

ИЛИ 18 и элемент НЕ 19. Синтезатор частот работает в двух режимах: режиме стабилизации частоты и режиме установки частоты. На выходе компаратора 4 в результате сравнения кодов с блока 5 и с выхода счетчика 3 формируются сигналы управления

PC 9. После подачи сигнала "Установка" на установочный вход блока 8 управления начинается процесс установки частоты. В первом цикле разрешается работа только старшего N-ro счетного разряда

13 РС 9; после второго сигнала "Опрос", полученного с выхода генератора 7, PC

9 становится двухразрядным. Весь процесс установки частоты занимает N циклов. 2 ил.

1658378

10

20

30

40

55

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в приемопередающей аппаратуре.

Цель изобретения — повышение быстродействия.

На фиг, представлена структурная электрическая схема синтезатора частот; на фиг, 2 — временные диаграммы работы блока управления разрядностью.

Синтезатор частот содержит перестраиваемый генератор 1, ключ 2, счетчик 3 частоты, цифровой компаратор 4, блок 5 набора кода частоты, цифроаналоговый преобразователь(ЦАП) 6, опорный генератор 7, блок 8 управления разрядностью, реверсивный счетчик 9 переменной разрядности. При этом реверсивный счетчик 9 содержит первый счетный разряд 10, второй. счетный разряд

11, (N-1)-й счетный разряд 12, N-й счетный разряд 13, первый 14, второй 15, третий 16, четвертый 17 элементы ИЛИ-НЕ, элемент

ИЛИ 18, элемент НЕ 19, Синтезатор частот работает следующим образом, Синтезатор частот может работать в двух режимах: режиме стабилизации частоты и в режиме установки частоты.

В режиме стабилизации частоты все поразрядные выходы блока 8 управления "Установка 1" — "Установка (N-1)" находятся в состоянии "0" (фиг. 2б,в,г,д). При поступлении нулевых уровней с выходов "Установка

1" — "Установка(й-1)" блока 8 управления на входы первого 14 и второго 15, третьего 16 и четвертого 17 элементов ИЛИ-НЕ, элемента ИЛИ 18 и элемента НЕ 19 реверсивного счетчика 9 разрешена работа всех N разрядов реверсивного счетчика 9.

Колебания с выхода перестраиваемого генератора 1 подаются на сигнальный вход ключа 2, С первого выхода опорного генератора 7 на управляющий вход ключа 2 поступает импульс, открывающий ключ 2 на эталонный интервал времени. В результате на вход счетчика 3 частоты поступает пачка импульсов, число импульсов в которой пропорционально частоте колебаний генератора 1, и на выходах счетчика 3 по окончании эталонного интервала записывается код, отображающий среднее значение частоты колебаний генератор 1 за эталонное время счета. Код частоты с выходов счетчика

3 поступает на первые входы цифрового компаратора 4, где он сравнивается с кодом заданной частоты, значение которой установлено на блоке 5 набора частоты, поступающим на вторые входы цифрового компаратора 4.

В зависимости от знака рассогласования измеренной и заданной частот на сигнальных выходах цифрового компаратора 4 формируются сигналы "Сложение" — если измеренная частота ниже заданной или

"Вычитание" — если измеренная частота выше заданной, которые разрешают работу реверсивного счетчика 9 в режиме прямого или обратного счета. После окончания эталонного интервала времени на втором выходе опорного генератора 7 формируется сигнал "Опрос", который поступает на тактовые входы всех разрядов реверсивного счетчика 9 и в зависимости от наличия сигналов "Сложение" или "Вычитание" увеличивает или уменьшает на единицу код, записанный в реверсивном счетчике 9, Изменение на единицу кода, записанного в реверсивном счетчике 9, приводит к изменению напряжения на выходе ЦАП 6, которое поступает на управляющий вход перестраиваемого генератора 1.

При изменении напряжения на управляющем входе перестраиваемого генератора 1 изменяется частота колебаний.на его выходе, причем знак приращения, которое получает частота, противоположен знаку рассогласования измеренной и заданной частот, т.е. абсолютная величина рассогласования уменьшается. Далее описанный процесс периодически повторяется до выключения аппаратуры или до изменения значения заданной частоты.

В режим установки частоты синтезатор переходит после подачи сигнала "Установка" (фиг.2а). Сигнал "Установка" переводит все разряды реверсивного счетчика 9 переменной разрядности в состояние "0", а сигнальные выходы "Установка 1"

"Установка (N-1)" блока 9 управления — в состояние "1". Сигнал "Установка 1" поступает на вход элемента НЕ 19, инвертируется, и нулевой уровень с его выхода поступает на управляющий вход первого счетного разряда 10 реверсивного счетчика 9 и запрещает его работу, Сигнал "Установка 2" поступает на вход третьего элемента ИЛИНЕ 16, на выходе которого формируется нулевой уровень независимо от сигнала на его втором входе. Нулевой уровень с выхода третьего элемента ИЛИ-НЕ 16 поступает на управляющий вход второго счетного раэряда 11 реверсивного счетчика 9 и запрещает его работу.

Сигнал "Установка (N-1)" поступает на вход четвертого элемента ИЛИ-НЕ 17, на выходе которого формируется нулевой уровень независимо от сигнала на его втором входе, Нулевой уровень с выхода четвертого элемента ИЛИ-НЕ 17 поступает на управля1658378 ющий вход (N-1)-го счетного разряда 12 реверсивного счетчика 9 и запрещает его работу. Кроме того, сигнал "Установка (N-1)" через элемент ИЛИ 18 поступает на управляющий вход N-го счетного разряда 13 и разрешает его работу независимо от сигнала "Установка" на втором входе элемента

ИЛИ 18. Таким образом, после поступления сигнала "Установка" разрешена работа только одного старшего разряда реверсивного счетчика 9.

Так как по сигналу "Установка" все разряды реверсивного счетчика 9 установлены в состояние "0", то на выходе ЦАП 6 формируется минимальное управляющее напряжение, при котором перестраиваемый генератор 1 формирует колебания минимальной частоты (ниже нижней граничной частоты рабочего диапазона частот синтезатора).

Как и в режиме стабилизации частоты, с первого выхода опорного генератора 7 на управляющий вход ключа 2 поступает импульс, открывающий ключ 2 на эталонный интервал времени, по окончании которого на выходах счетчика 3 устанавливается код, отображающий среднее значение частоты колебвний генератора 1 за эталонное время счета. Так как частота колебаний перестраиваемого генератора 1 в первом цикле установки частоты ниже рабочего диапазона частот синтезатора частот, то на выходе цифрового компаратора 4 формируется сигнал "Сложение".

По окончании эталонного интервала времени на втором выходе опорного генератора 7 формируется сигнал "Опрос" (фиг,2б), который поступает на тактовые входы счетных разрядов реверсивного счетчика 9 и

N-й счетный разряд 13 (работа которого разрешена) переходит в состояние "1", Сигнал "Опрос" поступает также на вход блока 8 управления и по его окончании выход "Установка (N-1)" переходит в состояние

"0" (фиг.2в), в результате чего N-й счетный раэрд 13 начинает управляться сигналом

"Перенос", который поступает на его управлю лй вход с выхода (N-1)-го счетного разряда 12, с выхода четвертого элемента

ИЛИ-НЕ 17 поступает сигнал, разрешающий его срабатывание по каждому сигналу

"Опрос". Таким образом, реверсивный счетчик 9 становится к началу второго цикла установки частоты двухразрядным, Так как

N-й счетный разряд 13 после первого цикла установки частоты перешел в состояние

"1", то управляющее напряжение. поступающее на перестраиваемый генератор 1 с выхода ЦАП 6, возросло и частота колебаний перестраиваемого генератора 1 повысилась. Так как реверсивный счетчик 9 в

1-м цикле установки частоты содержит только N-й счетный разряд 13 (управляющий старшим разрядом ЦАП 6), то приращение частоты, вызванное изменением состояния

5 этого разряда, равно примерно половине рабочего диапазона частот синтезатора частот. На этот первый цикл установки частоты заканчивается.

В следующем (втором) цикле установки

10 частоты опорный генератор 7 формирует на первом выходе импульс эталонной длительности, в течение которого на выходах счетчика 3 формируется код, пропорциональный новому значению частоты колеба15 ний перестраиваемого генератора 1. Код измеренного значения частоты сравнивается цифровым компаратором 4 с кодом заданного значения частоты, установленным в блоке 5 набора. На выходах цифрового

20 компаратора 4 в зависимости от знака рассогласования измеренного и заданного значения частот формируется сигнал "Сложение" или "Вычитание", который разрешает работу двухразрядного (во втором цикле

25 установки частоты) реверсивного счетчика

9, состоящего из N-го счетного разряда 13 и (N-1)-го счетного разряда 12, в режиме прямого или обратного счета.

По поступлении с второго выхода опор30 ного генератора 7 сигнала "Опрос" код, записанный в двухраэрядном реверсивном счетчике 9, в зависимости от наличия сигналов "Сложение" или "Вычитание" увеличивается или уменьшается на единицу.

35 Приращение, которое получает частота колебаний перестраиваемого генератора 1 в результате изменения на единицу кода, записанного в двухразрядном реверсивном счетчике 9, составляет около четверти рабо40 чего диапазона частот синтезатора. По окончании сигнала "Опрос" выход "Установка (N-2)" блока 8 управления переходит в состояние "0", в результате чего реверсивный счетчик 9 становится трехраэрядным.

45 На этом второй цикл установкичастоты заканчивается, В каждом последующем цикле установки частоты (аналогичном описанным) число работающих разрядов реверсивного

50 счетчика 9 переменной разрядности увеличивается на один, а частота колебаний перестраиваемого генератора 1 получает приращение вдвое меньше, чем в предыдущем цикле. После N циклов установки час55 тоты частота колебаний перестраиваемого генератора 1 оказывается равной заданной с ошибкой, не превышающей, где

ЛF

2

Л Р вЂ” рабочий диапазон частот синтезатора

1658378

Формула изобретения

Синтезатор частот, содержащий последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь, перестраиваемый генератор, ключ, счетчик частоты и цифровой компаратор, второй вход которого подключен к выходу блока набора кода частоты, реверсивный счетчик переменной разряд0 Ус па оАга д Опрос

Угмпно8л а (Н-1)

cmaeoAra (и-2) д 3стано3ка2 е

УслоноЮка!

mydurtu ац,ии частоты

Составитель Ю, Ковалев

Техред М.Моргентал Корректор Н. Король

Редактор B. Данко

Заказ 1721 Тираж 463 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101 частот, N — максимальное число разрядов в реверсивном счетчике 9, После окончания (N-1)- о цикла установки частоты все сигнальные выходы "Установка 1" — "Установка (N-1)" блока 8 управления оказываются в состоянии "0", и их состояния не меняются при дальнейшем поступлении сигналов

"Опрос" (фиг, 2). Начиная с N-ro цикла, реверсивный счетчик 9 переменной разрядности имеет максимальную разрядность, и синтезатор частот начинает работать в режиме стабилизации частоты, Таким образом, установка частоты у предлагаемого синтезатора происходит за N циклов, ности, поразрядные выходы которого подключены к соответствующим поряэрадным входам цифроаналогового преобразователя, и опорный генератор, первый выход кото5 рого соединен с управляющим входом ключа, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, введен блок управления разрядностью, поразрядные выходы которого подключены к соответст10 вующим поразрядным управляющим входам реверсивного счетчика переменной разрядности, тактовый вход которого объединен с тактовым входом блока управления разрядностью и соединен с вторым выхо15 дом опорного генератора, установочный вход блока управления разрядностью объединен с установочным входом реверсивного счетчика переменной разрядности и является установочным входом синтезатора час20 тот, первый и второй входы управления направлением счета реверсивного счетчика переменной разрядности соединены соответственно с первым и вторым выходами цифрового компаратора.