Цифровой синтезатор частот
470901
ОПИСАН И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.01.73 (21) 1878158/26-9 с присоединением заявки № (23) Приоритет
Опубликовано 15.05.75. Бюллетень № 18
Дата опубликования описания 24.09.75 (51) М. Кл. Н ОЗЬ 21/02
Государственный комитет
Совета Министров СССР ло делам изобретений н открытий (53) УДК 621.373.42 (088.8) (72) Авторы изобретения
О. Я. Жук и В. И. Козлов (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТ
Изобретение может быть использовано в различных областях радиоэлектроники, где необходимо получение дискретной сетки стабильных частот от одного источника высокостабильных опорных колебаний.
Известны цифровые синтезаторы частот, содержащие синхронизируемый генератор, фильтр нижних частот, импульсно-фазовый детектор и делитель частоты с дробным переменным коэффициентом деления (ДДПКД), применение которого позволяет получить шаг перестройки частоты ниже частоты сравнения, снизить требования к фильтрации помехи от опорного колебания и сократить время перестройки.
Коэффициент деления ДДПКД периодически изменяется на единицу и фаза импульсной последовательности на его выходе также изменяется, что воспринимается системой как помеха. Частота помехи совпадает по величине с шагом сетки частот. Поскольку эту помеху необходимо фильтровать, а ее частота можеть быть очень низкой, то фильтр нижних частот должен иметь достаточно большую постоянную времени, что приводит к возрастанию времени перестройки и к увеличению кратковременной фазовой нестабильности выходного сигнала за счет флуктуаций в элементах, вибрации и других дестабилизирующих факторов. В результате преимущества увеличения частоты сравнения не удается использовать в полной мере, С целью уменьшения кратковременной фазовой нестабильности выходного сигнала при повышенной фильтрации помех, кратных шагу сетки частот, в предлагаемом синтезаторе между выходом устройства управления и фильтром нижних частот введены последовательно соединенные цифро-аналоговый преобразователь, ключ, интегрирующее звено, безынерционное звено и сумматор, причем второй вход сумматора соединен с выходом импульсно-фазового детектора, а управляющий вход ключа подключен к выходу программирующего устройства и ко входу устройства управления.
На чертеже представлена схема предлагаемого цифрового синтезатора частот.
Устройство содержит синхронизируемый генератор 1, сигнал от которого подается на выход 2 и на делитель 3 с дробным переменным коэффициентом деления (ДДПДК), состоящий из счетчика 4, программирующего устройства 5 и устройства 6 управления, между выходом которого и фильтром 7 нижних частот включены последовательно соединенные цифро-аналоговый преобразователь 8, ключ 9, интегрирующее звено 10, безынерционное звено 11 и сумматор 12. Второй вход
30 последнего соединен с выходом импульспо470901
3. фазового детектора 13, причем управляющий вход ключа 9 подключен к выходу программирующего устройства 5 и ко входу б устройства управления, а выход фильтра 7 нижних частот подключен к синхронизаторному генератору 1.
В момент переключения коэффициента деления ДДПКД 3 с N на У+1 и наоборот частота на входе импульсно-фазового детектора
13 получает скачок ЬР, величина которого может быть определена, если учесть, что частота при коэффициенте Ь равна
Foý а при коэффициенте
N+ — +
#+1
FQь тогда
bF=F — Р=
Л коэффициент
U (jQ) = Ф (U„„, 1 (t)) A(jQ). (2) где N — целочисленный
ДДПДК;
Fo — опорная частота; пь n2 — весовой аргумент соответствующего дробного разряда.
На входе фильтра нижних частот спектр помехи, вызванной этим скачком, равен
U„(jQ) = 9 (2к о 1(t) I (9а) (1)
1 л(/2 где Ф вЂ” символ преобразования Фурье;
F (yo) — крутизна характеристики фазового детектора в рабочей точке ю
1 — — коэффициент передачи интегриl2 рующего звена, связывающего изменения фазы на выходе синхронизирующего генератора с изменениями его частоты.
Скачки частоты на выходе ДДПКД 3 происходят синхронно с переключениями программы в устройстве 5. В момент переключения напряжение программы изменяется скачком на величину Умакс. Если к выходу устройства 5, программирующего дробность, подключить цепь с коэффициентом передачи
А (jA), то на ее выходе получим спектр скачка
Из сравнения выражений 1 и 2 видно, что они равны, если цепь, подключенная к выходу программирующего устройства 5 имеет коэффициент передачи
A (jQ) = к о. — (9î) —1,(3)
JОт. е. эта цепь должна быть интегрирующим звеном с коэффициентом усиления
2кF() F (у) (макс
Тогда, подключив выход этой цепи ко входу фильтра 7 нижних частот, можно получить
15 компенсацию помех.
Необходимыми условиями компенсации помехи являются: соблюдение противоположности знаков функций U и Uq; введение завиб 1
20 симости U =- f (— ) в выражении (2). л)
Первое условие обеспечивается использованием напряжения программы дробности с инверсией или без нее, второе — введением цифро-аналогового преобразователя 8, реали25 зующего функцию деления на цифровой аргумент кода управления целочисленными коэффициентами ДДКПД 3. В общем случае подключение интегрирующего звена 10 к сумматору 12 необходимо производить через без30 ынерционное звено 11 с регулируемым коэффициентом передачи для установления необходимого уровня компенсирующего сигнала.
Предмет изобретения
Цифровой синтезатор частот, содержащий соединенные в кольцо синхронизируемый генератор, фильтр нижних частот, импульснофазовый детектор и делитель частоты с дроб40 ным коэффициентом деления, состоящий из счетчика импульсов, программирующего устройства и устройства управления, о т л и ч а ющи и ся тем, что, с целью уменьшения кратковременной фазовой нестабильности выход45 ного сигнала при повышенной фильтрации помех, кратных шагу сетки частот, между выходом устройства управления и фильтром нижних частот введены пследовательно соединенные цифро-аналоговый преобразователь, 50 ключ, интегрирующее звено, безынерционное звено и сумматор, причем второй вход сумматора соединен с выходом импульсно-фазового детектора, а управляющий вход ключа подключен к выходу программирующего устрой55 ства и ко входу устройства управления.
Редактор Т. Янова
Составитель Е. Погиблов
Техред Т. Миронова
Корректоры: E. Рожкова и Л. Котова
Заказ 2251/14 Изд. № 1450 Тираж 902 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
