Синтезатор частот Советский патент 1983 года по МПК H03B19/00 

Изобретение относится к радиотех НИке и может -быть использовано для синтеза частот в радиопередающих, радиоприемных устройствах, а .также измерительной технике. Известен синтезатор частот,содержа щий опорный генератор и соединенные, в кольцо устройство вычитания импульс делитель с переменньзм коэффициентом пересчета и анализатор временного положения импульсов fl. Однако наличие временного отклон ния выходных импульсов такого синте затора частот приводит к возникновению побочных спектральных составл ющих, Наиболее близкий к предлагаемому синтезатор частот содержит последовательно соединенные опорный гене)ратор,устройство вычитания имйульсов счетчик с переменным коэффициентом пересчета, первый генератор пилообразного напряжения, компаратор и накапливающий сумматор, выход переполнения которого соединен с управляющим входом устройства вычитания импульсов С2 J. Однако и данный синтезатор частот обладает недостаточно высокой спектральной чистотой выходных коле баний. Цель изобретения - повышение спектральной чистоты выходного сигнала. Поставленная цель достигается тем, что в синтезатор, частот, содер жащий последовательно соединенные опорный генератор, устройство вычитания импульсов, счетчик с переменным коэффициентом пересчета, первый генератор пилообразного напряжения, компаратор и накапливающий сумматор выход переполнения которого соедине с управляющим входом устройства вычитания импульсов, мелщу дополнительным выходом счетчика с переменным коэффициентом пересчета и вторым входом компаратора введен второ генератор пилообразного напряжения, управляющие выходы которого объединены с управляющими входами первого генератора пилообразного напряжения и подключены к соответствующим пора рядным выходам накапливающего сумма тора. Кроме того,каждый из генераторов пилообразного напряжения выполнен в виде последовательно соединенных . элемента с управляющим сопротивлениеми конденс&тора, параллельно которому включен транзисторный ключ вход которого является входом генератора пилообразного напряжения, а входы управления элемента с управля емым сопротивлением являются управл ющими входами генератора пилообразного напряжения. На чертеже представлена структурная схема предлагае лого синтезатора частот. Синтезатор частот содержит опорный генератор 1, устройство 2 вычитания импульсов, счетчик 3 с переменным коэффициентом пересчета, первый генератор пилообразного напряжения (ГПН) 4, компаратор 5, второй генератор пилообразного напряжения (ГПН) б, .накапливающий сумматор 7, транзисторный ключ 8, конденсатор 9, элемент с управляющим сопротивлением 10, резистор 11. Синтезатор частот работает следующим образом. Опорный генератор 1 создает равномерную импульсную последовательность с постоянной частотой следования fg. В исходном состоянии устройство 2 вьочитания импульсов пропускает все импульсы на вход счетчика 3, который выделяет на своем основном выходе каждый N-й входной импульс, а на дополнительном выходе - каждый, импульс, предшествующий N-му. Импульсы. с выхода компаратора 5 поступают на вход накапливающего сумматора 7, увеличивая с каждым тактом число, з писанн5 е в памяти накапливающего сумматора 7 на величину X 1. Емкость накапливающего сумматора 7 выбрана равной единице и при переполнении на выходе переполнения накапливающего сумматора 7 сигнал,по которому устройство 2 вычитания импульсов не пропускает один импульс на вход счетчика 3. Суммарный коэффициент пересчета становится равным N+1. Таким образом, на основном и дополнительном выходах счетчика 3 остаются квазипериодические последовательности импульсов заданной частоты, сдвинутые один относительно другого, 1 на период опорногоколебания т . о Каждый импульс на дополнительном выходе счетчика 3 вызывает пилообразное изменение напряжения на выходе второго ГПН 6. Через время Тр импульс на основном выходе счетчика 3 вызывает пилообразное изменение напряжения на выходе первого ГПН 4. Скорость нарастания обоих напряжений на выходах ГПН 4 и б в каждом цикле различна и определяется кодом на выходе накапливающего сумматора 7. Однако скорость нарастания напряжения на Выходе первого ГПН 4 выше скорости нарастания напряжения на выходе вто-рого ГПН 6. В момент времени, когда. эти напряжения становятся равными, на выходе компаратора 5 генерируется- выходной импульс синтезатора. Разница в скорости нарастания напряжений на выходе ГПН 4 и б выбрана таким образом, чтобы величина временного сдвига выходных импульсов синтезатора относительно импульсов на основном выходе счетчика 3 была пропорциональна коду на выходе нака ливающего сумматора 7. При одинаковом законе изменения напряжения на выходах ГПН 4 и б их собственная нелинейность и изменение питающего напряжения не влияют на спектральну чистоту вйходного колебания. В случ использования в простейших нелинейных ГПН 4 и 6 в виде RC-депи, величины сопротивлений элементов с. упра ляемым сопротивлением 10 пряью пропор цйбнальны коду А Ма выходе накапли вающего сумматора 7, а емкости С конденсаторов 9 выбраны одинаковыми Казкдалй импульс с дополнительного .выхода счетчика 3 открывает транзис торйый ключ 8 второго ГПН б, через который раз яжается конденсатор 9. По окончании импульса начинается заряд конденсатора 9 через элемент 10 и резистор 11. Напряжение на кон денсатору 9 изменяется по экспоненциальному закону rVK.), где C C{KA+R), К - коэффициент пропордиональНОСТИ;R - сопротивление резистора 11; Е - напряжение источника питания . - , Через время Тр на основном выходе счетчика 3 появляется импульс, кото рый открывает транзисторный ключ 8 первого ГПН 4. По окончании этого импульса начинается заряд конденetTopa 9 первого ГПН 4 с постоянной ремени tj С«КА и г лиг Е(1 Импульс на ко1шаратора 5 генерируется в момент равенства напяжений U|.j, и UfnH . Из этого условия нетрудно определить t т., ---li- , о f /f, ч- г а величина временного сдвига выходной последовательности синтезатора относительно последовательности на основном выходе счетчика 3: - КА m -2 -ф %-V ° -RМаксимальная величина эадеряжи при должна быть равна Т, поэтому вы& рается R , т.е. - -а. А, А - к ,., .. Таким образом, величина временного сдвига прямо пропорциональна вычисленному коду временного отклонения импульсов на основном в всоде счетчика 3 от импульсов равномерной (ги- потетической) последовательности, а tj не зависит от нелинейного закона нарастания напряжения на выходе ГПН 4 и 6 и от величины напряжения питания Е. В результате выходная последовательность синтезатора частот не отличается от равномерной и не содержит побочных спектральных составляющих (при идеальном-компараторе 5).

1. СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТ, содержащий последовательно соединенные опорный генератор, устройство вычитания импульсов, счетчик с переменньа коэффициентом пересчета, первый гене ратор пилообразного напряйсения, ком паратор и накапливающий сумматор, « выход переполнения которого соединен е управляющим входом устройства вы- читания импульсов, о т л и ч а ю- . щ и и с я тем, что, с целью .повышения спек.тральнойчистоты выходного сигнала, между дополнительным выходом счетчика с переменным коэффици- . ентрм пересчет.а и вторым входом компаратора введен второй генератор Пилообразного Напряжения, управляювще входи которого объединены г. упгравляющимй входаыви Ьервого генератора пилообразного напряжения и подключены к соответствуявдим поразрядным выходам накапливающего сумматора. 2. Синтезатор по п. 1, о т л ичающийся тем, что каждый из генераторов пилообразного напряже ння выполнен в виде последовательно соединенных элемента с управляемым сопротивлением и конденсатора,парал-лельно которому включен транзисторный ключ, вход которого является-входом « генератора пилообразного напряжения, (П а входы управления элемента с управ,ляемым сопрЬтивлением являются управЛЯК1ВД1МИ входами генератора пилообраз.ного напряжения.