СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТ Российский патент 2004 года по МПК H03L7/16 H03L7/95 

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

Известен “Синтезатор частот” (патент РФ на изобретение №2014733, Н 03 L 7/22, 1994), который содержит опорный генератор, два перестраиваемых генератора, делитель с переменным коэффициентом деления, два фазовых детектора, два фильтра нижних частот, не инвертирующий сумматор, блок установки частот, элемент задержки, блок выборки хранения.

Недостатком этого устройства является сложная схема с использованием двух цепей синхронизации.

Известен также “Синтезатор дробных частот с фазовой синхронизацией” (заявка РФ на изобретение №98108892, Н 03 L 7/18, 2000), который содержит генератор опорной частоты, генератор, управляемый напряжением, схему фазовой автоподстройки частоты, счетчик-делитель и схему для управления мгновенным значением коэффициента деления счетчика-делителя.

Недостатком этого устройства являются низкий уровень мощности выходного сигнала, сложная схема управления формированием сетки частот и отсутствие индикации режимов работы.

Известно подключение на выходе синтезатора частот усилителя и умножителя частоты для получения сигнала требуемой частоты и мощности (В. Манасевич “Синтезаторы частот. Теория и проектирование.”, Москва, Связь, 1979, с.331-334).

Однако данное устройство не решает, например, задачу индикации.

Известно также использование в синтезаторах частоты, выполненных на основе схемы фазовой автоподстройки частоты ФАПЧ, индикаторов захвата частоты, реагирующих на мощность сигнала (а.с. СССР №732768, Н 03 L 7/095, 1980).

Недостатком данного устройства является низкая мощность и частота сигнала.

Наиболее близким техническим решением является синтезатор частот, выполненный на схеме фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), содержащий два делителя с переменным коэффициентом деления, управляемые от микропроцессора, на которые поступает команда “установка частоты” (Шапиро Д.Н., Паин А.А. “Основы теории синтеза частот.”, Москва, Радио и связь, 1981, с.138-139).

Недостатком данного синтезатора является низкая мощность и частота выходного сигнала, а также отсутствие индикации режимов работы синтезатора.

Целью изобретения является получение на выходе синтезатора СВЧ-сигнала заданной частоты и мощности, а также индикация режимов работы синтезатора.

Поставленная цель достигается введением в схему синтезатора умножителя частоты с полосовым фильтром, усилителя мощности и схемы индикации.

На чертеже приведена электрическая схема синтезатора.

Синтезатор частот содержит опорный генератор (ОГ) 1, микропроцессор (МП) 2, схему фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), состоящую из делителей с переменным коэффициентом деления (ДПКД1 и ДПКД2) - соответственно 3 и 4, фазового детектора (ФД) 5 и фильтра нижних частот 6, генератор, управляемый напряжением (ГУН) 7, умножитель частоты 8, полосовой фильтр 9, схему индикации 10 и усилитель мощности 11.

Синтезатор работает следующим образом.

Опорный генератор выдает стабилизированный сигнал на схему ФАПЧ, который, пройдя через первый делитель с переменным коэффициентом деления (ДПКД1), поступает на один из входов фазового детектора. Одновременно с этим на второй вход фазового детектора поступает контрольный сигнал с генератора ГУН, прошедший через второй делитель ДПКД2. В фазовом детекторе происходит сравнение поступивших сигналов, и, если их частоты не равны, фазовый детектор выдает разностный (корректирующий) сигнал, который, пройдя через фильтр нижних частот, поступает на реактивный элемент генератора ГУН и подстраивает его частоту. Так происходит до тех пор, пока частоты сигналов, поступающих на фазовый детектор, не окажутся равными. Тогда фазовый детектор прекращает подачу разностного сигнала для генератора ГУН и начинает вырабатывать телеметрический сигнал “захват частоты”, поступающий на схему индикации. Подбор коэффициентов деления для ДПКД1 и ДПКД2 осуществляет микропроцессор. Сигнал установки частоты поступает на микропроцессор с механического переключателя и позволяет задать одно из 16 значений частот, коэффициенты деления которых заложены в микропроцессоре.

Выходной сигнал с генератора ГУН поступает на умножитель частоты, который переносит частоту сигнала в СВЧ-диапазон, затем на полосовой фильтр, служащий для отсечения побочных гармоник, усилитель мощности и далее на выход синтезатора. Усилитель мощности содержит детектор, реагирующий на уровень выходного сигнала синтезатора и формирующий телеметрический сигнал “мощность”, когда мощность выходного сигнала больше или равна заданной. Телеметрический сигнал “мощность” поступает на схему индикации.

Схема индикации содержит три светодиода, которые информируют о состоянии синтезатора. При поступлении телеметрического сигнала “захват частоты” или “мощность” загорается соответствующий светодиод. Работа светодиода, соответствующего телеметрическому сигналу “авария”, основана на логике И-НЕ, то есть при наличии двух сигналов “захват частоты” и “мощность”, светодиод “авария” не горит. При пропадании одного или обоих телеметрических сигналов светодиод “авария” загорается, сигнализируя о недостаточной мощности или несоответствии частоты сигнала требуемой. Горящие светодиоды “захват частоты” и “мощность” и негорящий светодиод “авария” сигнализируют о нормальной работе синтезатора. Негорящие светодиоды “захват частоты” и “мощность” в сочетании с горящим светодиодом “авария” сигнализируют о несоответствии параметров работы синтезатора требуемым.

Таким образом, введение в схему синтезатора умножителя частоты с полосовым фильтром позволяет получить сигнал СВЧ-диапазона, введение усилителя мощности - повысить уровень мощности выходного сигнала, а схемы индикации - отображать режимы работы синтезатора.

Изобретение относится к технике радиорелейной связи и может быть использовано в аппаратуре радиорелейных станций зоновых систем связи в качестве формирователя сетки стабильных частот. Достигаемый технический результат - получение заданной частоты и мощности СВЧ сигнала на выходе синтезатора частот. Синтезатор частот содержит схему фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), генератор, управляемый напряжением, умножитель частоты, полосовой фильтр, усилитель мощности, микропроцессор, вырабатывающий сигнал в виде кода частоты, который поступает на схему ФАПЧ, и схему индикации. 1 ил.

Синтезатор частот, содержащий опорный генератор, выход которого соединен с входом схемы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), последовательно соединенные генератор, управляемый напряжением, умножитель частоты и полосовой фильтр, усилитель мощности, микропроцессор, вырабатывающий сигнал в виде кода частоты, который поступает на схему фазовой автоподстройки частоты, на которую поступает также сигнал с генератора, управляемого напряжением, при этом схема фазовой автоподстройки частоты выдает корректирующий сигнал для генератора, управляемого напряжением, отличающийся тем, что введена схема индикации, усилитель мощности подключен к выходу полосового фильтра, при этом со схемы фазовой автоподстройки частоты на схему индикации подается сигнал “Захват частоты” или сигнал “Авария”, когда частота генератора, управляемого напряжением, не равна требуемой, а также на схему индикации с выхода усилителя мощности поступает сигнал “Мощность” при мощности выходного сигнала, соответствующей номинальной, или сигнал “Авария” при отсутствии или понижении уровня мощности выходного сигнала.