Цифровой синтезатор частоты

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реснубпик

<и>987817 (63) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 03.12.80 (21) 3212724/18-09 ($11М Кд 3 с присоединением заявки ¹H 03 ? 7/18

Государственный коинтет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 07.0183. Бюллетень № 1

Дата опубликования описания 07. 01 83

РЙУДК 621.373.42 (088. 8) (72) Авторы изобретения

С.К. Романов н В.Н. Малиновск (71) Заявитель (54 j ЦИФРОВОИ СИНТЕЭАТОР ЧЬСТОЧЫ

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано, например, в устройствах стабилизации . частоты радиоприемной, передающей и радиоизмерительной аппаратуры.

Известен цифровой синтезатор частоты, содержащий последовательно соединенные генератор, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, цифровой частотно-фазовый детектор, первый генератор стабильного тока и фильтр нижних частот, а также датчик кода. выходной частоты, опорный генератор,-выход которого соединен с другим входом цифрового частотно-фазового детектора, второй гейератор стабильного тока, вход и выход которого подключены соответственно к другому выходу цифрового частотно-фазового детектора и к входу филь тра нижних частот (1).

Однако в таком цифровом синтезаторе частоты быстродействие при смене выходных частот определяется динамикой системы фазовой автоподстройки частоты и недостаточно -велико.

Цель изобретения - повышение быстродействия при смене частот.

Для достижения этой цели в цифровой синтезатор частоты, содержащий последовательно соединенные управляемый генератор, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, цифровой частотно-фазовый детектор, первый генератор стабильного тока и фильтра нижних частот, датчик кода выходной частоты, опорный генератор, выход которого соединен с другим входом цифрового частотно-фазового детектора, второй генератор стабильного тока, вход и выход которого подключены соответственно к другому выходу цифрового частотно-фазового детектора и к входу фильтра нижних частот, введены последовательно соединенные блок вычисления коэффициентов деления, блок управления, RS-триггер, элементы.И и делитель частоты, выход которого подключен к другому входу

RS-триггера, при этом первый вход блока. вычисления коэффициентов деления и второй вход блока управления объединены и подключены к выходу датчика кода выходной частоты, тактовый вход блока управления соединен с выходом элемента И, второй вход которого подключен к выходу делителя частоты с переменным коэффициентом деления, управляющий вход которого соединен с выходом блока вычисления

987817 коэффициентов деления, второй вход которого подключен к второму выходу блока управления.

На чертеже приведена структурная электрическая схема цифрового синтезатора частоты. 5

«

Цифровой синтезатор частоты содержит управляемый генератор 1, делитель 2 частоты с переменным коэф фициентом деления (ДПКД), цифровой частотно-фазовый детектор (ЦЧФД) 3, 10 опорный генератор 4, первый генератор 5 стабильного тока, второй гене ратор ь стабильного тока, фильтр 7 нижних частот (ФНЧ), датчик 8 кода выходной частоты, блок 9 вычисления 15 коэффициентов деления, блок 10 управления, RS-триггер 11, делитель 12 частоты, элемент И 13.

Цифровой синтезатор частоты рабо-. тает следующим образом. 20

При смене выходной частоты от значенийсо«« до нового значения Юк датчик 8 кода изменяет код частоты. При этом блок 10 управления срабатывает и подает команды на вход значения новой частоты Щ в блок 9 вычисления и на начало вычисления промежуточных значений коэффициентов деления ДНКД

2 от значения Np до N, соответствующих выходным частотам М«« и Ж .

По окончании вычислений блок 9 вычисления подает команду на блок 10 управления, после окончания которой начинается процесс смены значений коэффициентов деления ДПКД 2 до значений N« да N через вычисленные про-356

«С межуточйые значения коэффициентов деления Ny И,...Ng+qi где n - поря" док дифференцйального управления применяемога ФИЧ 7.

Смена коэффициентов деления ДПКД 249 происходит следующим образом.

Блок 10 управления формирует команду на смены частоты которая поступает на вход установки RS-Tðèããåðà 11 и переводит его в состояние с высоким45 выходным уровнем.

Выходной сигнал RS триггера 11 подается на вход элемента И 13 и разрешает прохождение импульсов с ДПКД 2 на тактовый вход блока 10 управления.

С приходом каждого тактового импульса блок 10 управления выдает команду в блок 9 вычисления на выдачу очередного значения пром«эжуточного коэффициента деления ДПКД 2. Коэффициент деления делителя 12 частоты установлен равным m = в + 2, поэтому импульс на его выходе появляется только после выдачи из блока 9 вычисления коэффициента деления Н . Импульс с вы- 60 хода делителя 12 частоты поступает на вход сброса RS-триггера, устанавливая на его выходе низкий уровень напряжения. Элемент И 13 запрещает прохождение импульсов с ДПКД 2 íà б5 тактовый вход блока 10 управления.

Импульс с делителя частоты поступает также на блок 10 управления, информируя его об окончании процесса смены частоты синтезатора, после чего блок 10 управления переходит в исходное состояние.

Таким образом, процесс перехода на новую частоту оканчивается за (m-1) тактовых импульсов, т.е. время установки частоты. СТ О где T —. период импульсов с выхода опорного генератора 4. физическую сущность увеличения быстродействия рассмотрим для случая использования ФНЧ 7 первого порядка, т.е. n = l °

При поступлении .команды на смену частоты с появлением импульса с

ДПКД 2 его коэффициент деления устанавливается равным Ж,« и значение которого таково, что между появлением нового импульса с ДПКД 2 и очередного импульса с опорного генератора 4 формируется импульс на соответствующем выходе ЦЧФД 3, длительность которого зависит от значений частоти4 и Щ,. После окончания воздействия импульса тока напряжение на выходе ФНЧ 7 соответствует напряжению синхронизма при частоте синтезатора щк. Однако второе условие синхронизма, а именно одновременность прихода импульсов с опорного генератара 4 и ДПКД 2 на выходы ЦЧФД 3 не выполняется, так как входные импульсы ЦЧФД 3 сдвинуты во времени между собой. Поэтому с приходом импульса с ДПКД 2 устанавливается второе про- межуточное значение коэффициента деления ДПКД 2 N<, при котором появление нового импульса с ДПКД 2 совпадает с моментом появления импульса с опорного генератора 4. Напряжение на выходе ФНЧ 7 не изменится, так как длительность управляющего импульса тока в этом случае равна нулю.

Следовательно, если после появления импульса с ДПКД 2 при коэффициенте деления Н1 изменить коэффициент деления на N««, то система фазовой автоподстройки будет находиться в состоянии синхронизма. Таким образом, .переключение синтезатора на новую частоту произошло за время Т Тр .

Если в качестве ФНЧ 7 применитьфильтр более высокого порядка, например второго, то необходимо иметь три значения промежуточных коэффици-. ентов деления ДПКД 2. Два первых коэффициента деления N и N форми « руют два разнополярных импульса то ка, длительность которых, и соответственно, значение коэффициентов N и

N вычисляются иэ условия достижения, 987817

Формула изобретения

Составитель в. кояаьав

Редактор И. Ковальчук Техред Т.Маточка Корректор B. Вутяга т

Заказ 10327/47 Тираж 934 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 на выходе ФНЧ 7 после их окончания нового напряжения синхронизма..Третий коэффициент деления Мз служит (как и в случае ФНЧ 7 первого порядка) для достижения фазовых соотношений состояния синхронизма.

Таким образом, предлагаемый циф ровой синтезатор частоты позволяет

;во много раз уменьшить время смены выходных частот без ухудшения качества выходного сигнала.

Цифровой синтезатор частоты, оо1держащнй последовательно соединенные управляемый генератор, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, цифровой частотно-фазовый детектор, первый генератор стабильного тока и фильтр нижних частот, датчик кода выходной частоты, опорный ге нератор, выход которого соединен с другим входом цифрового частотнофазового детектора, второй генератор стабильного тока, вход и выход которого подключены соответственно к другому выходу цифрового частотнофазового детектора и входу фильтра нижних частот, о т л и ч а в щ и й.с я тем, что, с целью повьааения быстродействия при смене частот, введены последовательно соединенные блок вычисления коэффициентов деления, блок управления, RS.-триггер, элемент И и делитель частоты, выход которого под- клвче н к другощ входу 45""триггера, о при этом первый эха блока вычисления коэффициента деления и второй вход блока управления объединены и подключены к выходу датчика кода аы- ходной частоты, тактоэЫй вход блока

35 управления соединен с выходом элемента И, второй вхед которого подключен к выкоду делителя частоты с переменным коэффициентом деления, управляющий вход которого соединен

20 с выищем блока вычисления коэффици- ента деления, второй вжщ которого подключен.к второму выходу блока управления.

Источники информации, я5 принятые ве внимание щж экспертизе

1. Патент СНА Р 3714463, кл. 307-232 от 39.01.73 (прототип).