Цифровой синтезатор частот Советский патент 1983 года по МПК H03L7/16 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для ген рации сетки частот в радиоприемных и радиопередающих уст ройствах.

Известен цифровой синтезатор частот, содержащий соединенные в кольцо управляемый генератор, дискретный фазовращатель, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, импульсно-фазовый детектор и фильтр нижних частот, а также .. вспомогательный генератор JYI .

Недостаток цифрового синтезатора частот - низкая спектральная чистота выхЬдных колебаний, поскольку управление дискретным фазовращате- . лем осуществляется от 1 спомогательного генератора, не синхронизированного с работой кольца фазовой автоподстройки ,

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является цифровой синтезатор частот, содержащий соединенные в кольцо управляемый генератор, смеситель, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, импульсно-фазовый детектор и фильтр нижних частот, а также дискретный фазовращатель , управляющий вход которого подключен к выход делителя частоты с переменным коэффициентом деления, при этом другойвход импульсно-фазового детектора соединен с входом умножителя частоты и точка их соединения является входом опорной частоты цифрового синтезатора частот 2 .

Недостатком известного цифрового синтезатора частот является относительно узкий диапа зон выходных частот, поскольку дискретный фазовращатель практически невозможно выполнить в широком диапазоне частот.

Цель изобретения - расширение диапазона выходных частот.

Указанная цель достигается тем, что в цифровом синтезаторе частот, содержащем соединенные в кольцо управляелшй генератор, смеситель делитель частоты с переменным коэффициентом деления, импульсно-фазовый детектор и фильтр нижних частот, а также дискретный фазовращатель, управляющий вход которого подключен к выходу делителя частоты с переменным коэффициентом деления, при этом другой вход импульсно-фазового детектора соединен с входом умножителя частоты и точка их соединени является входом опорной частоты цифрового синтезатора частот, вход выход дискретного фазовращателя подключены соответственно к выходу умножител частота и другому входу смесителяЧ

На чертеже изображена структурная схема цифрового синтезатора частот.

Синтезатор содержит управляемый генератор 1, смеситель 2, делитель частоты с переменным коэффициентом .деления (ДПКД), импульсно-фазовый детектор (ИФД) 4, фильтр 5 нижних частот, умножитель 6 частоты, дискретный фазовращатель 7.

Цифровой синтезатор частот работает следующим образом.

При необходимости получения выходной частоты, кратной частоте сравнения, сдвига фазы в дискретном фазовращателе 7 не происхЬдит, его выходная частота равна выходной частоте ff, умножителя 6 частоты. При этом выходная, частота синтезатора равна

,

где NO- коэффициент деления ДПКД 3 ijj - опорная частота кольца фазовой автопбдстройки.

Если необходимо получить выходную частоту, не кратную частоте сравнения, в дискретном фазовращателе 7 происходит периодический сдвиг фазы по команде с ДПКД 3, а величина разового сдвига фазы определяется кодом, поступающим на входы установки дискретного фазовращателя 7 от шин набора выходной частоты. При поступлении команды сдвиг фазы осуществляется один раз за каждый выходной период ДПКД 3 и на одну и ту же величину. Дискретный фазовращатель 7 может быть выполнен либ при помощи каскадно соединенных ячеек, каждая из которых состоит, из последовательно включенных управляемого делителя частоты, смесителя и полосового фильтра, а также преобразователя частоты, либо в виде многоотводной линии задержки, ли.бо в виде управляемой линии задержки, состоящей из генератора пилообразного напряжения, цифро-анйлогового преобразователя и компаратора, Независимо от выполнения дискретного фазовращателя 7 необходимо, чтобы переходные процессы в нем заканчивались быстрее, чем за один период выходного сигнала ДПКД 3,.

В выходном сигнале смесителя 2 происходит такой же сдвиг фазы, как и на выходе дискретного фазовращателя 7, Разовое изменение фазы означает изменение длительности одного из входных импульсов ДПКД 3 на величину г Дф

1пГ. -гПЧ

2ft

(где Т,

период промежуточной часТ1Чтоты на выходе смесителя 2; Alf - величина разового сдвига

фазы),

Таким образом, в течение одного периода выходной частоты на вход

ДПКД 3 поступает (Ч-1) импульс с длительностью Трц и один импульс с длительностью Т.рц (И ) .

Тогда период выходного сигнала ДПКД 3 равен

Лп«о- пч(., И Т„ДН±). Поскольку

4

I rinun lOTi

ПЧ

DniiO

&Cr Bbix PHKO

-t

.

Так как сдвиг фазы в дискретном. фазо вращателе 7 происходит один раз за каждый выходиой период ДПКД 3 и на одну и ту же величину, то все выходны.е периоды ДПКД 3 равны между собой .и скачков фазы в выходном; . сигнале ДПКД 3 не пpoиcxoдитt причем побочные составляющие, связанные с некратностью входной и выходной частоты ДПКД 3 на его выходе, отсутствуют.

При замкнутом кольце фазовой автоподстройки частоты на выходе ДПКД 3 .

равны опорной частоте f , слтельно,

la..-i..

вых

iQ. NV , (гдеМ Так как f фициент умножения умножителя то

i--Mm-.

Bbix Шаг сетки

синтезатора рав ..п

где дискрет сдвига фазы.

При этом дискретный фазовраща 5 -тель работает на одной частоте 1„ , а выходная частота может изменяться в достаточно широких пределах, ограниченных только частотами на выходе смесителя 2.

При постоянной частоте на входе фазовращателя предлагаемого устройi ства выходная частота может изменяться на 30-40%, в то время как в прототипе не более чем на 3-4%.

ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТ, содержащий соединенные в кольцо управляемые генератор, смеситель, делитель частоты с переменным коэф фициентом деления, импульсно-фазо вый детектор и фильтр нижних чайтот, а также дискретный фазовращатель, управляющий вход которого подключен к выходу делителя частоты с переменным коэффициентом деления, при этом другой вход импульсно-фазового детектора соединен с входом умножителя частоты и точка их соединения является входом опорной частоты цифрового синтезатора частот, отличающийся тем, что, с целью расигарения диапазона выходных частот, вход и выход дискретного фазовращателя подключены соответст -венно к выходу умножителя частоты и другому входу смесителя. :л X) о | СП