Синтезатор частот

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано при разработке источников сигнала СВЧ-диапазона. Достигаемый технический результат - увеличение быстродействия синтезатора частот. Синтезатор частот содержит систему фазовой синхронизации, включающую соединенные последовательно в кольцо частотно-фазовый детектор, пропорционально-интегрирующий фильтр, состоящий из первого и второго резисторов и конденсатора, причем сопротивление первого резистора в несколько раз больше сопротивления второго резистора, перестраиваемый генератор и сдвоенный цифровой синтезатор частот, а также первый и второй диоды, включенные соответственно в прямом и обратном направлении параллельно первому резистору. 2 ил.

 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано при разработке источников сигнала СВЧ-диапазона (генераторы сигналов, синтезаторы частот, гетеродинные устройства).

Известны цифровые синтезаторы частот (ЦСЧ), построенные по методу прямого цифрового синтеза на базе двоичного накопителя фазы [1, 2], которые выпускаются в виде интегральных микросхем и широко применяются для решения различных задач радиотехники. К их достоинствам относятся высокое разрешение по частоте (тысячные доли герца при выходной частоте в десятки мегагерц) и субмикросекундное быстродействие. Среди недостатков ЦСЧ, затрудняющих их непосредственное использование, основным является бинарность, приводящая к тому, что значения выходной частоты синтезатора обратно пропорциональны степени числа два, тогда как в измерительной технике принята десятичная система счисления, и эталоны частоты в основном имеют номинальные значения 5 и 10 МГц. Для получения децимального шага сетки частот применяют схему на базе двух ЦСЧ, один из которых включен в обратную связь системы фазовой синхронизации (СФС), выходной сигнал которой является опорным для второго ЦСЧ, описанную в патенте США 4,951,004 МКИ Н03В 19/00; H03L 7/18 [3] и выбранную в качестве прототипа. Недостатком прототипа является низкое быстродействие при установлении рабочего режима при включении питания или после сбоя захвата вследствие воздействия интенсивной импульсной помехи, обусловленное инерционностью СФС, типичное значение длительности этих переходных процессов составляет несколько миллисекунд. Быстродействие не может быть увеличено путем простого расширения полосы СФС, поскольку это приведет к ухудшению фильтрации помех частоты сравнения и ее гармоник, присутствующих в выходном сигнале частотно-фазового детектора (ЧФД).

Технической задачей, которую решает предлагаемое устройство, является увеличение быстродействия синтезатора частот.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что в синтезатор частот, содержащий кольцо фазовой синхронизации, включающее соединенные последовательно ЧФД 1, пропорционально-интегрирующий фильтр (ПИФ) 2, состоящий из последовательно соединенных резисторов 7, 8 и конденсатора 9, вторая обкладка которого соединена с корпусом, причем сопротивление резистора 7 в несколько раз больше сопротивления резистора 8, перестраиваемый генератор (ПГ) 3 и сдвоенный ЦСЧ 4, введены диоды 5 и 6, включенные соответственно в прямом и обратном направлении параллельно резистору 7.

Структурная электрическая схема синтезатора частот представлена на фиг.1, где обозначено:

1 - частотно-фазовый детектор;

2 - пропорционально-интегрирующий фильтр;

3 - перестраиваемый генератор;

4 - сдвоенный цифровой синтезатор частот;

5 - первый диод;

6 - второй диод;

7 - первый резистор;

8 - второй резистор;

9 - конденсатор;

10 - первый цифровой синтезатор частот, входящий в состав сдвоенного ЦСЧ 4.

11 - второй цифровой синтезатор частот, входящий в состав сдвоенного ЦСЧ 4.

В качестве примера конкретного выполнения устройства на фиг.2 представлен фрагмент принципиальной электрической схемы синтезатора частот.

Выходным сигналом синтезатора частот является выходной сигнал первого цифрового синтезатора частот 10, входящего в состав сдвоенного ЦСЧ 4. Опорный сигнал ЦСЧ 10 формируется системой фазовой синхронизации, включающей соединенные последовательно ЧФД 1, ПИФ 2, состоящий из элементов 5, 6, 7, 8 и 9, ПГ 3 и второй ЦСЧ 11, входящий в состав сдвоенного ЦСЧ 4.

Работа синтезатора частот происходит следующим образом.

В начале процесса установления режима захвата в СФС частоты сигналов на входах ЧФД 1 различны, и его выходное напряжение принимает значения 0 или U в зависимости от знака расстройки по частоте. В первый момент после подачи питания напряжение на конденсаторе 9 равно нулю, следовательно, напряжение на выходе ПИФ 2, определяемое делителем из резисторов 7, 8, также близко к нулю. Частота ПГ 3 при этом принимает нижнее значение диапазона и выходная частота ЦСЧ2 11 оказывается меньше опорной, следовательно, на выходе ЧФД 1 устанавливается максимальное положительное напряжение U. При этом открывается диод 5 и шунтирует резистор 7, уменьшая время заряда конденсатора 9 по сравнению с прототипом. После того как напряжение на выходе ПИФ 2 достигнет величины, компенсирующей начальную частотную расстройку ПГ 3, ЧФД 1 переходит в режим фазового детектирования и переходный процесс заканчивается. Диод 5 закрывается и частотная характеристика СФС становится идентичной прототипу, поскольку флуктуации напряжения на выходе ЧФД 1 при использовании стандартных малошумящих ПГ много меньше порога отпирания диода. Аналогично проходит переходный процесс при возникновении сбоя синхронизации при воздействии интенсивной импульсной помехи. В зависимости от знака возникающей частотной расстройки заряд конденсатора 9 будет происходить через один из диодов 5 или 6.

Промышленное использование предлагаемого синтезатора частот планируется в составе измерительного источника сигнала СВЧ-диапазона в качестве синтезатора мелкой сетки частот.

Практическая реализация блоков синтезатора частот возможна на базе серийно выпускаемых электронных компонентов. В диапазоне частот 50-75 МГц длительность переходных процессов по сравнению с прототипом уменьшается с 5,5 мс до 0,3 мс.

Библиографические данные

1. Low Power ADS9833/34 DDS Application Guide-Analog Devices, 2003.

2. 2-Channel 500 MSPS DDS with 10-Bit DACs-AD9958, D05252-0-9/05/00, www.Analog.com.

3. Coherent Direct Digital Synthesizer United States Patent 4,951,004, МПК Н03В 19/00; H03L 7/18.

Синтезатор частот, включающий систему фазовой синхронизации, содержащую соединенные последовательно частотно-фазовый детектор, пропорционально-интегрирующий фильтр, состоящий из последовательно соединенных первого и второго резисторов и конденсатора, вторая обкладка которого соединена с корпусом, причем сопротивление первого резистора в несколько раз больше сопротивления второго резистора, перестраиваемый генератор и сдвоенный цифровой синтезатор частот, отличающийся тем, что в него введены первый и второй диоды, включенные, соответственно, в прямом и обратном направлении параллельно первому резистору.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для формирования сетки стабильных частот с равномерным шагом в приемных и передающих устройствах с малым временем перестройки в широком диапазоне рабочих частот.

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в качестве быстро переключаемого по частоте гетеродина приемника и в других устройствах, где требуется быстрая перестройка по частоте при чистом спектре выходного сигнала.

Изобретение относится к технике стабилизации частоты и может быть использовано в квантовых стандартах частоты пассивного типа с квантовыми дискриминаторами на основе газовых ячеек или атомно-лучевых трубок.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в возбудителях передатчиков и гетеродинов приемников радиолокационных систем. .

Изобретение относится к радиотехнике. .

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к устройствам формирования колебаний с частотой, изменяющейся в соответствии со значением цифрового кода управления, и может быть использовано для формирования частотно-модулированных колебаний.

Изобретение относится к радиотехнике, к технике цифрового вычислительного синтеза частот, и может использоваться в радиопередающих и радиоприемных устройствах. .

Изобретение относится к технике радиорелейной связи и может быть использовано в аппаратуре радиорелейных станций зоновых систем связи в качестве формирователя сетки стабильных частот.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в широкополосных приемопередающих устройствах. .

Изобретение относится к технике радиосвязи и может быть использовано для формирования частоты гетеродина в радиоприемных устройствах. .

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в цифровых вычислительных синтезаторах (ЦВС) многоуровневых сигналов

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в приемных устройствах в качестве малогабаритного переключаемого по частоте гетеродина

Изобретение относится к технике связи, а именно к радиотехническому оборудованию, и может быть использовано в системах и средствах управления воздушным движением

Изобретение относится к области связи и может использоваться для управления точными источниками частоты в сотовых телефонах или других устройствах связи

Изобретение относится к радиосвязи и может быть использовано в радиоприемных и радиопередающих устройствах для преобразования частот, модуляции и формирования радиосигналов

Изобретение относится к электронике, в частности к цифровым синтезаторам прямого синтеза. Достигаемый технический результат - снижение уровня побочных дискретных составляющих выходного сигнала. Способ генерации выходной частоты цифрового синтезатора прямого синтеза включает вычисление кода частоты в соответствии с требуемой величиной выходной частоты, запись его в регистр частоты и подачу кода частоты в аккумулятор фазы, если вычисленное значение кода частоты является дробным, вычисляют первый код частоты, соответствующий округленному до целого числа исходному коду частоты, и дробную часть исходного кода частоты, выбирают второй код частоты, отличающийся на единицу от первого кода частоты, и записывают его в регистр частоты, попеременно считывают из регистра частоты первый и второй коды частоты с периодичностью, определяемой дробной частью исходного кода частоты, код частоты поступает из регистра частоты в аккумулятор фазы, посредством аккумулятора фазы вычисляют адрес, поступающий в ПЗУ регистра фазы, с помощью регистра фазы вычисляют мгновенное значение выходного сигнала в цифровом виде, которое поступает в цифроаналоговый преобразователь и преобразуется в соответствующее значение сигнала в аналоговом виде. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Синтезатор частот с коммутируемыми трактами приведения частоты относится к радиотехнике и может быть использован для формирования сетки стабильных частот с равномерным шагом в приемных устройствах с повышенной помехозащищенностью, а также в приемопередающих устройствах с быстрой перестройкой рабочих частот. Достигаемый технический результат - уменьшение уровня фазовых шумов выходного сигнала, времени перестройки по частоте, уровня паразитных спектральных составляющих. Устройство содержит два частотно-фазовых детектора (1 и 9); два фильтра нижних частот (2 и 10), генератор, управляемый напряжением (3), расщепитель мощности (4), делитель частоты (5), низкочастотный коммутатор (6), смеситель (7), формирователь опорных частот (8), блок управления (12). 3 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники, радиолокации и связи. Достигаемый технический результат - повышение частотного разрешения и спектральной чистоты выходного сигнала. Синтезатор частот содержит опорный генератор, выход которого соединен с входом умножителя частоты высокой кратности, выход которого соединен с входом дополнительного умножителя частоты и с первым входом преобразователя частоты, выход дополнительного умножителя частоты соединен с входом делителя частоты, выход которого соединен с опорным входом частотно-фазового детектора, выход преобразователя частоты соединен с входом делителя частоты с переменным коэффициентом деления, выход которого соединен с другим входом частотно-фазового детектора, выход которого соединен с фильтром сигнала ошибок, выход которого соединен с входом управляемого генератора, второй вход преобразователя частоты соединен с выходом управляемого генератора, при этом частоты управляемого генератора и опорного генератора связаны заданным соотношением. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к микроволновой технике, к формирователям сверхширокополосных сигналов качающейся частоты. Достигаемый технический результат - увеличение скорости свипирования , расширения диапазона качания частот с выдачей сигнала, характеризующегося спектром высокой чистоты. Схема для генерирования сигнала качающейся частоты содержит источник эталонной частоты, первую цепь комбинирования частот со входом, подключенным к выходу источника эталонной частоты, которая работает в первом частотном диапазоне и выполнена с возможностью формирования на выходе сигнала качающейся частоты в первом частотном диапазоне, вторую цепь комбинирования частот со входом, подключенным к выходу источника эталонной частоты, которая работает во втором частотном диапазоне, отличающемся от первого частотного диапазона, и выполнена с возможностью формирования на выходе сигнала качающейся частоты во втором частотном диапазоне, многоуровневый переключатель со входом, подключенным к выходам первой и второй цепям комбинирования частот, и цепь управления, подключенную к первой и второй цепям комбинирования частот и многоуровневому переключателю. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано при разработке источников сигнала СВЧ-диапазона

Наверх