Широкодиапазонный синтезатор с фазовой автоподстройкой частоты управляемого генератора с переключаемыми резонаторами Российский патент 2023 года по МПК H03L7/99 H03L7/10 H03L7/18 H03B5/32 H03B19/00 

Устройство относится к области радиотехники и может быть использовано в широкодиапазонных радиоприемных и радиопередающих устройствах для генерации сетки стабильных частот.

Из существующего уровня техники синтеза частот известно устройство фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) с переключаемыми генераторами, управляемыми напряжением (ГУН), по патенту US4510461, H03L 7/10, в котором частотный диапазон синхронизации расширен до нескольких декад с помощь включения в кольцо ФАПЧ множества переключаемых ГУН.

Недостатком устройства является то, что реализация широкого диапазона рабочих частот приводит к значительному усложнению схемы и дополнительному использованию детекторов для определения поддиапазона из множества переключаемых ГУН.

Известны система и способ грубой настройки синтезатора с фазовой автоподстройкой частоты (ФАПЧ), описанное в патенте US6774732, H03L 7/085, HO3L 7/089. Система для грубой предварительной настройки одного из нескольких переключаемых ГУН в синтезаторе с ФАПЧ включает в себя частотно-фазовый детектор с зарядовой накачкой (ЧФД/ЗН). В режиме грубой настройки напряжение на входе ГУН доводится до заданного номинального значения путем временного отключения зарядовой накачки из схемы ФАПЧ и установки напряжения смещения от регулируемого источника опорного напряжения для желаемой частоты холостого хода ГУН через фильтр нижних частот (ФНЧ) на управляющем входе генератора.

Недостатком этой известной системы является невозможность свести к минимуму нежелательные переходные процессы при стабилизации рабочей частоты выходного сигнала в тот момент, когда кольцо ФАПЧ переключается из режима грубой настройки в нормальный режим автоподстройки.

Известен широкополосный синтезатор частот, описанный в патенте CN103684433, H03L 7/08, HO3L 7/099, сущность которого состоит в обеспечении фазовой автоподстройки частоты выбранного ГУН из блока, включающего в себя пять переключаемых с двойным перекрытием частоты генераторов, управляемых напряжением.

Недостатком широкополосного синтезатора частот является использование ГУН с двойным перекрытием частоты, имеющих заведомо повышенный уровень фазовых шумов, а также появлением в момент переключения ГУН помехи коммутации, вызывающей нежелательный переходной процесс установления частоты выбранного ГУН после подключения в кольцо ФАПЧ.

Наиболее близким аналогом по технической сущности к предлагаемому является синтезатор с коммутируемой полосой пропускания кольца фазовой автоподстройки частоты по патенту US5686864, H03L 7/095, HO3L 7/OO, принятый за прототип.

На фиг. 1 приведена структурная схема синтезатора-прототипа, где введены следующие обозначения:

1 - опорный кварцевый генератор (ОГ);

2 - делитель с фиксированным коэффициентом деления (ДФКД);

3 - частотно-фазовый детектор с зарядовой накачкой (ЧФД/ЗН);

4 - фильтр нижних частот (ФНЧ);

5 - программируемый делитель с переменным целочисленным или дробным коэффициентом деления (ДПКД/ДДПКД);

6 - контроллер;

7.1÷7.N- генераторы, управляемые напряжением (широкодиапазонный ГУН);

Кл1÷КлN - управляемые ключи.

Устройство-прототип содержит последовательно соединенные опорный кварцевый генератор 1, делитель с фиксированным коэффициентом деления 2, частотно-фазовый детектор с зарядовой накачкой 3, выход которого соединен с входом фильтра нижних частот 4, выход которого соединен с первым входом набора генераторов, управляемых напряжением (широкодиапазонным ГУН) 7. Набор ГУН 7 состоит из N параллельно соединенных генераторов 7.1÷7.N, входы которых объединены и являются первым входом широкодиапазонного ГУН 7. Выходы ГУН 7.1÷7.N соединены с клеммами соответствующих управляемых ключей Кл1÷КлN, другие клеммы которых объединены и являются выходом широкодиапазонного ГУН 7 и всего устройства. Причем выход широкодиапазонного ГУН 7 соединен с входом ДПКД/ДДПКД 5, выход которого соединен со вторым входом ЧФД/ЗН 3. Кроме того, первый выход контроллера 6 соединен со вторым входом ДФКД 2. Второй выход контроллера 6 соединен со вторым входом ДПКД/ДДПКД 5. Третий выход контроллера 6 соединен с управляющими входами ключей Кл1÷КлN, являющимися вторым входом широкодиапазонного ГУН 7.

Работает устройство-прототип следующим образом.

Сигнал опорной частоты, генерируемый ОГ 1 и поделенный делителем частоты ДФКД 2, принимается частотно-фазовым детектором с зарядовой накачкой 3, в котором сравнивается частота этого опорного сигнала с поделенной частотой выходного сигнала широкодиапазонного генератора, управляемого напряжением 7, после деления его частоты в ДПКД/ДДПКД 5, который стоит в цепи обратной связи, образуя из этих блоков кольцо ФАПЧ. Детектор ЧФД/ЗН 2 выделяет сигнал ошибки, который передается на вход ФНЧ 4. Фильтр цепи управления ФНЧ 4 формирует в ответ на появление сигнала ошибки управляющее напряжения, которое используется в качестве входного на управляющем входе широкодиапазонного ГУН 7, состоящего из набора ГУН 7.1÷7.N. В синтезаторе-прототипе контроллер 6 поочередно включает каждый ГУН из набора 7.1÷ 7.N с помощью управляемых ключей Кл1÷КлN, чтобы поочередно генерировать выходные частоты. Таким образом, контроллер 6 обеспечивает выбор частоты генератора из множества выбираемых частотных диапазонов ГУН 7.1÷7.N, (далее будут упоминаться как массив ГУН 7.1÷7.N). Генераторы, управляемые напряжением, в массиве ГУН 7.1÷7.N предпочтительно имеют перекрывающиеся частотные диапазоны, чтобы обеспечить широкий диапазон перестройки синтезатора.

Для установки новой рабочей частоты контроллер 6 начинает поочередное включение и выключение по цифровой шине данных «Коммутация ГУНов» отдельных генераторов в массиве ГУН 7.1÷7.N в ответ на сигнал запуска, генерируемый источником запуска, входящим в состав контроллера 6 (на фиг. 1 не показан). Сигнал с выходной частотой, генерируемый включенным в данный момент генератором из набора ГУН 7.1÷7.N, подается на выход синтезатора, а затем подается обратно в делитель частоты ДПКД/ДДПКД 5. Делители частоты ДФКД 2 и ДПКД/ДДПКД 5 получают по шинам цифровых данных «Изменение R» и «Изменение N» соответственно входные данные от контроллера 6, который программирует делители ДФКД 2 и ДПКД/ДДПКД 5 для деления частоты выходных сигналов на заданные величины. Затем выходной сигнал с поделенной частотой в ДПКД/ДДПКД 5 подается обратно на второй синхронизируемый вход ЧФД/ЗН 3. При индивидуальном включении генераторов диапазон перестройки выходного сигнала синтезатора в диапазоне рабочих частот распространяется на перекрывающиеся частотные диапазоны множества ГУН 7.1÷7.N. Когда генераторы в массиве ГУН 7.1÷7.N обеспечивают разные, но перекрывающиеся диапазоны перестройки, синтезатор может обеспечивать широкий диапазон перестройки частот в целом.

Недостатком устройства-прототипа является то, что за счет поочередного включения и выключения отдельных генераторов в массиве ГУН 7.1÷7.N, он имеет низкое быстродействие и не обеспечивает требуемого подавления фазовых шумов и побочных дискретных составляющих в спектре выходного сигнала, определяемых в значительной мере генератором из массива многочисленных ГУН 7.1÷7.N.

Задача - расширение диапазона рабочих частот синтезатора и повышение быстродействия и спектральной чистоты выходного сигнала при сохранении его фазовой стабильности за счет снижения уровня фазовых шумов и побочных дискретных составляющих в спектре выходного сигнала переключением высокодобротных резонаторов и конденсаторов колебательной системы в схеме единственного генератора, управляемого напряжением.

Для решения поставленной задачи в широкодиапазонный синтезатор частот с фазовой автоподстройкой частоты управляемого генератора с переключаемыми резонаторами, содержащий последовательно соединённые опорный кварцевый генератор (ОГ), делитель с фиксированным коэффициентом деления (ДФКД), частотно-фазовый детектор с зарядовой накачкой (ЧФД/ЗН), фильтр нижних частот (ФНЧ) и широкодиапазонный генератор, управляемый напряжением (ГУН), выход которого является выходом синтезатора и соединен с первым входом делителя с целочисленным переменным или дробным коэффициентом деления (ДПКД/ДДПКД), выход которого соединен со вторым входом (ЧФД/ЗН), а также контроллер, первый выход которого соединен со вторым входом (ДФКД), второй выход - со вторым входом (ДПКД/ДДПКД), а третий - со вторым входом ГУН, соединенным с управляющими выводами N управляемых ключей, согласно изобретению, в широкодиапазонный ГУН введены набор резонаторов и набор конденсаторов, между первыми выводами которых включен второй конденсатор связи, вторые выводы набора резонаторов и набора конденсаторов подсоединены к общей шине, при этом первый вывод набора конденсаторов соединен с базой первого транзистора, третий вывод набора конденсаторов является третьим входом ГУН, а четвертый вывод набора конденсаторов соединен с эмиттером первого транзистора, который через последовательно соединенные четвертый резистор и второй дроссель соединен с общей шиной, кроме того, эмиттер первого транзистора через первый разделительный конденсатор соединен с базой второго транзистора, эмиттер которого подключен к общей шине, а коллектор через последовательно соединенные третий дроссель и шестой резистор подсоединен к источнику питания, при этом коллектор второго транзистора соединен с одним выводом второго разделительного конденсатора, другой вывод которого является выходом ГУН; база второго транзистора через пятый резистор подключена к точке соединения третьего дросселя и первого фильтрующего конденсатора, другой вывод которого соединен с общей шиной; коллектор первого транзистора через последовательно соединенные третий, второй и первый резисторы подключен к общей шине; точка соединения второго, третьего резисторов и второго фильтрующего конденсатора подключена к источнику питания, при этом другой вывод второго фильтрующего конденсатора соединен с общей шиной; база первого транзистора подключена к точке соединения первого и второго резисторов; первый вывод набора резонаторов соединен с одним выводом первого конденсатора связи, другой вывод которого подключен к точке соединения первого дросселя и одного вывода варикапа, другой вывод которого соединен с общей шиной; точка соединения входного конденсатора и первого дросселя является первым входом ГУН; другой вывод входного конденсатора соединен с общей шиной, третий вывод набора резонаторов является вторым входом ГУН и соединен с третьим выходом контроллера, четвертый выход которого соединен с третьим входом ГУН; кроме того, соединения всех выходов контроллера выполнены по цифровым шинам данных.

Таким образом, в предлагаемом синтезаторе в широкодиапазонном ГУН группы ключей и наборы диэлектрических резонаторов и конденсаторов колебательной системы используются для обеспечения нескольких перекрываемых диапазонов рабочих частот генератора. Желаемая рабочая частота выбирается путем подключения соответствующего резонатора и конденсаторов колебательной системы с помощью коммутации ключей.

Схема предлагаемого широкодиапазонного синтезатора частот изображена на фиг. 2, где введены следующие обозначения:

1 - опорный кварцевый генератор (ОГ);

2 - делитель с фиксированным коэффициентом деления (ДФКД);

3 - частотно-фазовый детектор в паре с зарядовой накачкой (ЧФД/ЗН);

4 - фильтр нижних частот (ФНЧ);

5 - программируемый делитель с переменным целочисленным или дробным коэффициентом деления (ДПКД/ДДПКД);

6 - контроллер;

7 - широкодиапазонный генератор, управляемый напряжением (ГУН);

8 - набор диэлектрических резонаторов;

T.1÷T.N - диэлектрические резонаторы набора;

9 - набор конденсаторов;

С4.1÷С4.N - первая группа набора конденсаторов;

С5.1÷С5.N - вторая группа набора конденсаторов;

Кл1.1÷Кл1.N - первая группа управляемых ключей для подключения одного из первой группы набора конденсаторов;

Кл2.1÷Кл2.N -вторая группа управляемых ключей для подключения одного из второй группы набора конденсаторов;

Кл3.1÷Кл3.N - управляемые ключи для подключения в резонансную систему к варикапу одного из набора резонаторов;

L1÷L3 - первый, второй и третий дроссели;

D1 - варикап;

С1 - входной конденсатор;

С2, С3 - первый и второй конденсаторы связи варикапа с первым транзистором;

C6, C9 - разделительные конденсаторы;

C7, C8 - первый и второй фильтрующие конденсаторы по цепи питания;

VT1, VT2 - первый и второй транзисторы;

R1÷R6 - с первого по шестой резисторы.

Заявляемый широкодиапазонный синтезатор содержит последовательно соединенные опорный кварцевый генератор 1, делитель с фиксированным коэффициентом деления 2, частотно-фазовый детектор с зарядовой накачкой 3, выход которого соединен с входом фильтра нижних частот 4, выход которого соединен с первым (управляющим) входом широкодиапазонного ГУН 7, выход которого является выходом устройства и соединен с первым входом ДПКД/ДДПКД 5, выход которого соединен со вторым входом ЧФД/ЗН 3. При этом первый выход контроллера 6 по цифровой шине данных соединен со вторым входом ДФКД 2. Второй выход контроллера 6 по цифровой шине данных соединен со вторым входом ДПКД/ДДПКД 5. Третий выход контроллера 6 по цифровой шине данных соединен с входом коммутации набора конденсаторов 9 обратной связи широкодиапазонного ГУН 7, который является управляющим входом первой Кл1.1÷Кл1.N и второй Кл2.1÷Кл2.N групп ключей и третьим входом ГУН 7. Четвертый выход контроллера 6 по цифровой шине данных соединен с третьим входом набора диэлектрических резонаторов 8, являющимся вторым входом ГУН 7.

Кроме того, широкодиапазонный ГУН 7 содержит входной конденсатор С1, включенный между общей шиной и одним выводом первого дросселя L1, другой вывод которого подключен к точке соединения варикапа с первым конденсатором связи С2, другой вывод которого подключен к точке соединения первого вывода набора резонаторов 8 со вторым конденсатором связи С3, другой вывод которого соединен с первым выводом набора конденсаторов 9 и базой первого транзистора V1, которая через первый резистор R1 подключена к общей шине и через последовательно соединенные второй R2 и третий R3 резисторы - к коллектору первого транзистора V1. При этом точка соединения резисторов R2, R3 второго фильтрующего конденсатора C8 и шестого резистора R6 подключена к источнику питания V_п. Другой вывод второго фильтрующего конденсатора C8 соединен с общей шиной. Эмиттер первого транзистора VТ1 через последовательно соединенные четвертый резистор R4 и второй дроссель L2 подключен к общей шине, а через первый разделительный конденсатор С6 - к базе второго транзистора VT2, эмиттер которого соединен с общей шиной. Коллектор второго транзистора VT2 подключен к точке соединения третьего дросселя L3 и второго разделительного конденсатора С9, другой вывод которого является выходом ГУН 7. Кроме того, база второго транзистора VT2 через последовательно соединенные пятый резистор R5 и первый фильтрующий конденсатор С7 подключена к общей шине. Другой вывод третьего дросселя L3 подключен к точке соединения пятого R5 и шестого R6 резисторов.

Набор резонаторов 8 содержит N управляемых ключей Кл3.1÷3.N, первые выводы которых объединены и являются первым выводом набора резонаторов 8. Управляемые выводы ключей Кл3.1÷3.N соединены с выводами соответствующих диэлектрических резонаторов Т.1÷Т.N. Другие выводы диэлектрических резонаторов Т.1÷Т.N соединены с общей шиной и являются вторым выводом набора 8. Управляющие входы ключей Кл3.1÷Кл3.N являются третьим выводом набора диэлектрических резонаторов 8. Управляемые ключи Кл3.1÷3.N предназначены для подключения в резонансную систему к варикапу D1 одного из набора диэлектрических резонаторов Т.1÷Т.N.

Набор конденсаторов 9 содержит первую группу конденсаторов С4.1÷С4.N, первые выводы которых объединены и являются первым выводом набора 9. Вторые выводы конденсаторов С4.1÷С4.N через соответствующие управляемые ключи первой группы Кл1.1÷Кл1.N и управляемые ключи второй группы Кл2.1÷Кл2.N соединены с первыми выводами конденсаторов второй группы С5.1÷С5.N соответственно. Вторые выводы конденсаторов С5.1÷С5.N объединены и соединены с общей шиной и являются вторым выводом набора 9. Причем управляемые выводы ключей первой группы Кл1.1÷Кл1.N и ключей второй группы Кл2.1÷Кл2.N являются третьим выводом набора 9 и третьим входом ГУН 7. Кроме того, управляемые выводы ключей Кл1.1÷Кл1.N и выводы ключей Кл2.1÷Кл2.N объединены и являются четвертым выводом набора конденсаторов 9 и подключены к точке соединения четвертого резистора R4 и первого разделительного конденсатора С6.

Функционирование предлагаемого синтезатора происходит следующим образом.

Для расширения диапазона перестройки частот предлагаемого синтезатора в составе ГУН 7 используются несколько диэлектрических резонаторов из набора 8 (например, T.1, T.2, T.N), каждый из которых имеет различную резонансную частоту, например, F_T1 МГц, F_T2 МГц, F_Tn МГц.

Последовательная резонансная частота F_р диэлектрического резонатора может быть определена как:

F_р = l/(2*π квадратный корень (L_э*C_общ),

где L_э представляет собой эквивалентную последовательную индуктивность диэлектрического резонатора, а C_общ представляет собой общую емкость последовательного конденсатора эквивалентной цепи (C_э) диэлектрического резонатора, емкости выбранной пары конденсаторов из массива конденсаторов C4.1÷С4N, C5.1÷C5.N и емкости варикапа D1.

Эта формула показывает, что частота колебательного контура на диэлектрическом резонаторе может быть дискретно подстроена с помощью переключения конденсаторов C4.1÷С4N, C5.1÷C5.N с необходимыми емкостями и плавно емкостью варикапа D1 за счет фазовой автоподстройки.

На практике резонансные частоты диэлектрических резонаторов T.1 T.2, T.N и необходимые емкости выбранной пары конденсаторов из массива C4.1÷C4N и C5.1÷C5.N, и варикапа D1 выбираются таким образом, чтобы перестраиваемые резонансные контуры до некоторой степени перекрывались по частоте, для исключения неоднородностей в диапазоне перестройки частот.

Приведем пример процедуры подстройки синтезатора частот.

Этап А. Контроллер 6 получает внешнюю команду установить новую выходную рабочую частоту на F МГц.

Этап B. Контроллер 6 выдает сигнал «Коммутация резонаторов» (по цифровой шине данных с третьего выхода) для выбора диэлектрического резонатора (например, T.17) из набора резонаторов 8 с помощью ключей Кл3.1÷Кл3.N.

Этап C. Контроллер 6 выдает сигнал «Коммутация конденсаторов обратной связи» (по цифровой шине данных с четвертого выхода) для выбора с помощью ключей первой группы Кл1.1÷Кл1.N пары конденсаторов из набора конденсаторов C4.1÷C4N и C5.1÷C5.N, чтобы совместить частоту выбранного резонатора на F МГц, тем самым грубо настроив систему фазовой автоподстройки частоты.

Этап D. Контроллер 6 выдает сигнал «Изменение R» (по цифровой шине данных с первого выхода) и «Изменение N» (по цифровой шине данных со второго выхода) для выбора соответствующих коэффициентов деления ДФКД 2 и ДПКД/ДДПКД 5. Он устанавливает делители ДФКД 2 и ДПКД/ДДПКД 5 на коэффициенты деления, который соответствует желаемой выходной частоте F МГц системы ФАПЧ.

Этап E. Частотно-фазовый детектор совместно с зарядовой накачкой 3 вырабатывает постоянную составляющую напряжения, пропорционально частотному и фазовому рассогласованию сравниваемых сигналов, которая фильтруется фильтром нижних частот 4 и подается на варикап D1 резонансной колебательной системы, образованной выбранными диэлектрическим резонатором Т.i и парой конденсаторов из набора конденсаторов C4.1÷C4N и C5.1÷C5.N. Отфильтрованное напряжение постоянного тока на варикапе D1 точно подстраивает частоту ГУН 7, а система ФАПЧ устанавливает на желаемой частоте F МГц.

Частота колебаний выходного сигнала ГУН 7 является функцией емкостных цепей C4.1÷C4N и C5.1÷C5.N, подключенных через ключи Кл1.1÷Кл1.N от базы первого транзистора VT1 к общей шине и соединенные через ключи Кл2.1÷Кл2.N с эмиттером VT1. Множество диэлектрических резонаторов Т.1÷Т.N из набора 8 соединены соответственно для подключения через второй конденсатор связи С3 параллельно с выбранными конденсаторами емкостных цепей C4.1÷C4N и C5.1÷C5.N с набором ключей Кл3.2÷3.N.

С первого выхода контроллера 6 поступает сигнал управления коэффициентами деления делителя частоты ДФКД 2, со второго выхода - сигнал управления коэффициентами деления делителя ДПКД/ДДПКД 5 для выбора необходимой рабочей частоты выходного сигнала обычным способом. С четвертого выхода контроллера 6 подается сигнал для управления емкостными цепями C4.1÷C4N и C5.1÷C5.N; с третьего выхода - для управления выбором одного из набора 8 диэлектрических резонаторов Т.1÷Т.N. При этом сигналы со всех четырех выходов контроллера 6 подаются по цифровым шинам данных.

Аналоговое напряжение, выводимое из ФНЧ 4, управляет выходной частотой ГУН 7 для выбранного одного из нескольких диэлектрических резонаторов Т.1÷Т.N.

Таким образом, предлагаемый широкодиапазонный синтезатор выполняет функцию синтеза частот с использованием набора диэлектрических резонаторов, дополняющего схему ГУН в кольце ФАПЧ. Схема подстройки, состоящая из набора конденсаторов, варикапа D1 и соединенная параллельно с диэлектрическим резонатором, может использоваться для изменения эффективной параллельной емкости резонатора, изменяя тем самым резонансную частоту колебательной системы ГУН. При этом возможно обеспечивать двухуровневую регулировку частоты, так как цепь с емкостями переключаемых конденсаторов обеспечивает функцию грубой настройки, а постоянное напряжение, подаваемое на варикап, обеспечивает функцию точной плавной подстройки. В ГУН используется набор диэлектрических резонаторов. Каждый резонатор из набора обладает различной характеристической резонансной центральной частотой и может быть подключен по выбору коммутационной цепью в колебательную систему для дискретного расширения диапазона рабочих частот выходного сигнала ГУН.

Эти меры позволяют расширить диапазон рабочих частот синтезатора, повысить быстродействие и спектральную чистоту выходного сигнала при сохранении его фазовой стабильности за счет снижения уровня фазовых шумов и побочных дискретных составляющих в спектре выходного сигнала, а также значительно снизить энергопотребление, что существенно при реализации синтезатора частот в носимой аппаратуре, обеспечивая более экономичное и компактное построение синтезатора.

Техническим результатом является расширение диапазона рабочих частот синтезатора и повышение быстродействия и спектральной чистоты выходного сигнала при сохранении его фазовой стабильности за счет снижения уровня фазовых шумов и побочных дискретных составляющих в спектре выходного сигнала переключением высокодобротных диэлектрических резонаторов и конденсаторов колебательной системы в схеме единственного ГУН. Для расширения диапазона электронной перестройки частоты управляемого напряжением генератора с переключаемыми резонаторами используется дискретно-плавная перестройка частоты. Смысл этой перестройки заключается в том, что весь диапазон рабочих частот генератора с использованием нескольких переключаемых резонаторов разбивается на ряд поддиапазонов, внутри которых осуществляется плавная перестройка частоты при помощи варикапа, включенного в резонансный контур, а выбор необходимого поддиапазона частот осуществляется при помощи электронных коммутирующих устройств.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в широкодиапазонных радиоприемных и радиопередающих устройствах для генерации сетки стабильных частот. Техническим результатом изобретения является расширение диапазона рабочих частот синтезатора и повышение быстродействия и спектральной чистоты выходного сигнала при сохранении его фазовой стабильности за счет снижения уровня фазовых шумов и побочных дискретных составляющих в спектре выходного сигнала переключением высокодобротных диэлектрических резонаторов и конденсаторов колебательной системы в схеме единственного генератора, управляемого напряжением (ГУН). Широкодиапазонный синтезатор частот с фазовой автоподстройкой частоты управляемого генератора с переключаемыми резонаторами дополнительно содержит в широкодиапазонном ГУН (7) набор резонаторов (8) и набор конденсаторов (9) колебательной системы, используемых для обеспечения нескольких перекрываемых диапазонов рабочих частот генератора, а также две группы управляемых ключей (Кл1.1÷Кл1.N и Кл2.1÷Кл2.N). Желаемая рабочая частота выбирается путем подключения соответствующего резонатора и конденсаторов колебательной системы с помощью коммутации ключей. Весь диапазон рабочих частот генератора с использованием нескольких переключаемых диэлектрических резонаторов разбивается на ряд поддиапазонов, внутри которых осуществляется плавная перестройка частоты при помощи варикапа (D1), включенного в резонансный контур. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Широкодиапазонный синтезатор частот с фазовой автоподстройкой частоты управляемого генератора с переключаемыми резонаторами, содержащий последовательно соединённые опорный кварцевый генератор (ОГ), делитель с фиксированным коэффициентом деления (ДФКД), частотно-фазовый детектор с зарядовой накачкой (ЧФД/ЗН), фильтр нижних частот (ФНЧ) и широкодиапазонный генератор, управляемый напряжением (ГУН), выход которого является выходом синтезатора и соединен с первым входом делителя с целочисленным переменным или дробным коэффициентом деления (ДПКД/ДДПКД), выход которого соединен со вторым входом (ЧФД/ЗН), а также контроллер, первый выход которого соединен со вторым входом ДФКД, второй выход – со вторым входом ДПКД/ДДПКД, а третий – со вторым входом ГУН, соединенным с управляющими выводами N управляемых ключей, отличающийся тем, что в широкодиапазонный ГУН введены набор резонаторов и набор конденсаторов, между первыми выводами которых включен второй конденсатор связи, вторые выводы набора резонаторов и набора конденсаторов подсоединены к общей шине, при этом первый вывод набора конденсаторов соединен с базой первого транзистора, третий вывод набора конденсаторов является третьим входом ГУН, а четвертый вывод набора конденсаторов соединен с эмиттером первого транзистора, который через последовательно соединенные четвертый резистор и второй дроссель соединен с общей шиной, кроме того, эмиттер первого транзистора через первый разделительный конденсатор соединен с базой второго транзистора, эмиттер которого подключен к общей шине, а коллектор через последовательно соединенные третий дроссель и шестой резистор подсоединен к источнику питания, при этом коллектор второго транзистора соединен с одним выводом второго разделительного конденсатора, другой вывод которого является выходом ГУН; база второго транзистора через пятый резистор подключена к точке соединения третьего дросселя и первого фильтрующего конденсатора, другой вывод которого соединен с общей шиной; коллектор первого транзистора через последовательно соединенные третий, второй и первый резисторы подключен к общей шине; точка соединения второго, третьего резисторов и второго фильтрующего конденсатора подключена к источнику питания, при этом другой вывод второго фильтрующего конденсатора соединен с общей шиной; база первого транзистора подключена к точке соединения первого и второго резисторов; первый вывод набора резонаторов соединен с одним выводом первого конденсатора связи, другой вывод которого подключен к точке соединения первого дросселя и одного вывода варикапа, другой вывод которого соединен с общей шиной; точка соединения входного конденсатора и первого дросселя является первым входом ГУН; другой вывод входного конденсатора соединен с общей шиной, третий вывод набора резонаторов является вторым входом ГУН и соединен с третьим выходом контроллера, четвертый выход которого соединен с третьим входом ГУН; кроме того, соединения всех выходов контроллера выполнены по цифровым шинам данных.

2. Широкодиапазонный синтезатор по п. 1, отличающийся тем, что набор диэлектрических резонаторов содержит N управляемых ключей, первые выводы которых объединены и являются первым выводом набора резонаторов, управляемые выводы ключей соединены с выводами соответствующих N диэлектрических резонаторов, а также являются третьим выводом набора диэлектрических резонаторов, другие выводы N диэлектрических резонаторов объединены и являются вторым выводом набора.

3. Широкодиапазонный синтезатор по п. 1, отличающийся тем, что набор конденсаторов состоит из N конденсаторов первой группы, одни выводы которых объединены и являются первым выводом набора конденсаторов, а другие выводы соединены с выводами соответствующих ключей первой группы, управляемые выводы которых соединены с выводами соответствующих ключей второй группы, управляемые выводы которых соединены с выводами соответствующих конденсаторов второй группы, другие выводы которых объединены и являются вторым выводом набора, при этом управляемые выводы ключей первой и второй групп объединены и являются третьим выводом набора конденсаторов, кроме того, управляемые выводы ключей первой и выводы ключей второй групп объединены и являются четвертым выводом набора конденсаторов.