Умножитель частоты

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублик ии813676

Ф"Ъ

G (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05. 02. 79 (21) 2721706/18-09 с присоединением заявки ¹

Н 03 В 19/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150381 Бюллетень М (Ç) УДК б21. 373. . 42 (088. 8) Дата опубликования описания 17.0381 (72) Авторы изобретения

С. И. Богомолов и Н. Г. Переход

Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (71) Заявитель (54) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Для достижения этой цели в умножителе частоты, содержащем последовательно соединенные фильтр нижних частот, управляющий элемент, подстраиваемый генератор, ключевой фазовый детектор и запоминающее устройство, меж ду выходом запоминающего устройства и входом фильтра нижних частот введены последовательно соединенные полосовой фильтр, усилитель и фазочувствительный выпрямитель, к другому входу которого подключен выход введенного делителя частоты на два, вход которого объединен с другим входом ключевого фазового детектора и является

Входом опорного сигнала умножителя частоты. изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в качестве умножителя частоты в устройствах формирования дискретного множест- 5 ва частот.

Известны умножители частоты на основе устройств импульсно-фазовой автоподстройки частоты, содержащие соединенные в кольцо подстраиваемый ге- 10 нератор, импульсно-фазовый детектор, запоминающее устройств, фильтр нижних частот, управляющий элемент. На второй вход импульсно-фазового детектора поступает последовательность опорных импульсов, выход подстраиваемого генератора является выходом устройства $1).

Недостатком данных устройств является невысокая стабильность фазы выходного колебания подстраиваемого ге- 20 нератора, обусловленная недостаточной крутизной характеристики фазового дискриминатора в точке устойчивого равновесия кольца обратной связи, а также смещением самой точки дискри- 25 минации фазы под воздействием дестабилизирующих факторов на ключевой фазовый детектор.

Наиболее близким к предлагаемому является умножитель частоты, содержа- 30 щий последовательно соединенные фильтр нижних частот, управляющий элемент, подстраиваемый генератор, ключевой фазовый детектор и запоминающее устройство (2j.

Однако такой умножитель не обеспечивает достаточной точности умножения фазы вследствие того, что реальные схемы ключевых фазовых детекторов имеют значительный дрейф нуля.

Цель изобретения — повышение точности умножения фазы.

813676

На чертеже представлена структурная электрическая схема предложенного умножителя частоты.

Умножитель частоты содержит запоминающее устройство 1, полосовой фильтр 2, усилитель 3, фазочувствительный в япрямитель 4, фильтр нижних частот (ФНЧ ) 5, управляющий элемент б, подстраиваемый генератор 7, ключевой фазовый детектор 8, делитель 9 частоты на два.

Умножитель частоты работает следующим образом.

На один вход ключевого фазового детектора 8 поступает последовательность опорных импульсов Е (c), длительность и период повторения кото- 15 рых, соответственно : и Т, причем ь(< Т. На второй вход ключевого фазового детектора 8 поступает сигнал подстраиваемого генератора 7.

Продукт нелинейного преобразова- 2О ния на выходе ключевого фазового детектора 8 при выполнении соотношения

ы= — " (+-) (4)

2 в

Т где k — любое из ряда k = О, 1, 2, -„, 25 содержит компоненту с частотой P и амплитудой, пропорциональной ь п Р где Р— фаза сигнала подстраиваемого генератора 7 в моменты поступления опорных импульсов. 30

После выделения этой компоненты полосовым фильтром 2 и усиления усилителем 3 сигнал рассогласования поступает на вход фазочувствительного выпрямителя 4, на второй вход которого подается опорный сигнал с выхода делителя 9 частоты на два. С выхода фазочувствительного выпрямителя 4 через ФНЧ 5 напряжение, величина которого пропорциональна sing, а полярность определяется знаком рассогла 4О сования, поступает на управляющий элемент б, который подстраивает частоту генератора 7, т.е. замыкается кольцо ФАПЧ. B режиме синхронизации частота подстраиваемого генератора 7 р5 удовлетворяет условию (1) . При этом на выходе усилителя 3 амплитуда сигнала частоты F = — равна нулю при

1 дт Р = пю независимо от нестабильности параметров ключевого фазового детектора 8 и усилителя 3. При отклонении фазы колебания подстраиваемого генератора 7 от значения 4 = nil под действием дестабилизирующих факторов кольцо ФАПЧ уменьшает это отклонение до величины, определяемой коэффициентом передачи этого кольца. Увеличение крутизны характеристики фазовой дискриминации в точке устойчивого равновесия кольца ФАПЧ в данном умножителе частоты не сопровождается смещением точки устойчивого равновесия под действием дестабилизирующих факторов, характерным для известных устройств, поскольку на выходе усилителя 3 амплитуда сигнала частоты F = — равна нулю независимо

1 от нестабильности параметров ключевого фазового детектора 8 и усилителя 3. Относительный дрейф параметров фазочувствительного выпрямителя 4 в значительной мере можно скомпенсировать увеличением амплитуды сигнала, поступающего на его вход.

Фазовая нестабильность усилителя 3 приводит в этом случае лишь к изменению крутизны характеристики фазовой дискриминации, не вызывая смещения самой точки дискриминации.

Таким образом, в предложенном умножителе частот увеличивается крутизна характеристики фазовой дискриминации кольца ФАПЧ, не вызывая при этом смещения точки дискриминации, характерного для известных устройств. При этом повышается стабильность фазы «олебания подстраиваемого генератора 7, а, следовательно, и точность умножения фазы.

Формула изобретения

Умножитель частоты, содержащий последовательно соединенные фильтр нижних частот, управляющий элемент, подстраиваемый генератор, ключевой фазовый детектор и запоминающее устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения точности умножения фазы, между выходом запо:линающего устройства и входом фильтра нижних частот введены последовательно соединенные полосовой фильтр, усилитель и фазочувствительный выпрямитель, к другому входу которого подключен выход введенного делителя частоты на два, вход которого объединен с другим входом ключевого фазового детектора и является входом опорного сигнала умножителя частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шахгильдян В. В. и др. Системы фазовой автоподстройки частоты. М., "Связь", 1972, с. 339-340, 411.

2. Белоцветов Ю. В., Терентьев Б.П.

Анализ схем кратного преобразования частоты с импульсно-фазовым детектором. — "Электросвязь", 1959, N- 9, с. 25-30 (прототип ) .

Составитель Г. Захарченко

Редактор С. Тимохина Техреду. Кастелевич Корректо B. Синицкая

Заказ 805/74 Тираж 988 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,