Генератор качающейся частоты Советский патент 1984 года по МПК H03B23/00 

Изобретение относится к области радиоизмерений и предназначено для использования в радиоизмерительной аппаратуре, в частности в анализато рах спектра. . Известен ГКЧ,, содержащий последо вательно соединенные генератор импульсов, первый и второй делители с переменным коэффициентом деления, первый счетчик, цифро-аналоговьй пр образователь, аттенюатор, сумматор, фильтр, перестраиваемый генератор, счетчик и компаратор, а также второ счетчик, вход которого подключен к вьчоду первого счетчика, частотный детектор, выход которого подключен другому входу компаратора, а также элементы запоминания СП, Недостатком данного ГКЧ является невысокая скорость перестройки и большая погрешность частоты в диапа зоне. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является ГКЧ Содержащий последовательно соединен ные управляемый генератор, первый элемент совпадения, счетчик, первый реверсивньй счетчик, компаратор, второй элемент совпадения и второй реверсивный счетчик, последовательно соединенные первый инвертор, тре тий элемент совпадения, второй инве тор и четвертый элемент совпадения, третий инвертор, выход которого подключен к другому входу третьего элемента совпадения, а также цифроаналоговый преобразователь, выход которого подключен к управляющему входу управляемого генератора, при этом второй вход первого элемента совпадения объединен с входом третьего инвертора и является входом импульсов первого интервала времени ГКЧ, вход первого инвертора объедин с разрешающим входом первого реверсивногЬ счетчика и является входом импульсов второго интервала времени ГКЧ, второй выход компаратора соеди нен с вторым входом четвертого элемента совпадения, выход второго инвертора подключен также к второму входу второго элемента совпадения, третий вход которого объединен с третьим входом четвертого элемента совпадения и является входом вспомо гательной частоты ГКЧ, выход второ элемента совпадения подключен.к вхо ду Вычитание первого реверсивного счетчика, вход Сложение которого объединен с входом Сложение второго реверсивного счетчика и подключен к выходу четвертого элемента совпадения, а второй вход счетчика является установочным входом ГКЧ 21. Недостатком известного ГКЧ является недостаточно высокая скорость перестройки при обеспечении коррекции текущей частоты. Целью изобретения является повьшхение скорости перестройки при обеспечении коррекции текущей частоты. Поставленная цель достигается тем, что в ГКЧ, содержащий последовательно соединенные управляемый генератор, первый элемент совпадения, счетчик, первый реверсивный счетчик, компаратор, второй элеме-нт совпадения и второй реверсивньй счетчик, последовательно соединенные первый инвертор, третий элемент совпадения, второй инвертор и четвертый элемент совпадения, третий инвертор, выход которого подключ ен к другому входу третьего элемента совпадения, а также цифро-аналоговый преобразователь, выход которого подключен к управляющему входу управляемого генератора, при этом второй вход первого элемента совпадения объединен с входом третьего инвертора и является входом импульсов первого интервала времени ГКЧ, вход первого инвертора объединен с разрешающим входом первого реверсивного счетчика и является входом импульсов второго интервала времени ГКЧ, второй выход компаратора соединен с вторым входом четвертого элемента совпадения, выход второго инвертора подключен также к второму входу второго элемента совпадения, третий вход которого объединен с третьим входом четвертого элемента совпадения и является входом вспомогательной частоты ГКЧ, выход второго элемента совпадения подключен к входу Вычитание первого реверсивного счетчика, вход Сложение которого объединен с входом Сложение второго реверсивного счетчика и подключен к выходу четвертого элемента совпадения, а второй вход счетчика является установочным входом ГКЧ, введены блок запоминания и последовательно соединенные цифровой генератор функций и сумматор, выход которого соединен с входом цифро-аналогового преоб разователя, при этом выходы параллельного кода второго реверсивного счетчика подключены к соответствующим входам сумматора, выходы блока запоминания подключены к соответству ющим входам компаратора, На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого ГК ГКЧ содержит управляемый генератор 1, первый элемент 2 совпадения, счетчик 3, первый реверсивный счетчи 4, компаратор 5, второй реверсивный счетчик 6, цифро-аналоговый преобразователь (ЩШ) 7, второй элемент 8 совпадения,третий и четвертый элементы 9 и 10 совпадения, первьй, второй и третий инверторы 11-13, блок 1А запоминания, цифровой генератор 15 функций и сумматор 16. ГКЧ работает следующим образом.. Счетчик 3 подсчитывает колебания управляемого генератора 1 в пределах первого интервала времени и передает во время второго интервала времени в реверсивный счетчик 4 код фактического значения частоты, который затем сравнивается компаратором 5 с кодом расчётного значения текущей частоты. Компаратор 5 управляет вторым и четвертым элементами 8 и 10 совпадения, в результате чего импульсы вспомогательной частоты заполняютпервый и второй реверсивные счетчики 4 и 6 в прямом или обратном направлении до тех пор, пока накопившийся код числа в первом реверсивном счетчике 4 не уравняется с кодом расчетного значения текущей частоты, получаемым от блока 14. запоминания до завершения первого интервала времени. Регулирукицее напряжение формируется ЦАП 7 от кода числа, накапливаемого во второ реверсивном счетчике 6 и поступающего через сумматор 16. Установка счетчика 3 производится до начала действия импульса первого интервала времени. Элемент 2 совпадения пропускает импульсы часто ты f от управляемого генератора 1 к счетчику 3 во время действия первого интервала времени. Третий элемент 9 совпадения срабатывает от воздействия инвертированных с помощью первог и третьего инверторов 11 и 13 импуль сов первого и второго интервалов времени, когда значение их на входе ГКЧ равно логическому нулю, и с помо щью второго инвертора 12 снимает запрет на прохождение импульсов Частоты fv, с второго и четвертого элементов 8 и 10 совпадения. Цифровой генератор 15 функций может быть реализован в виде счетчика в случае нелинейной частотной модуляции, как это имеет место в больщингтве ГКЧ, а сумматор - в виде комбинационной схемы. В этом случае на счетчик подают последовательность импульсов неизменной частоты, а накапливаемый в нем код числа через сумматор 16 попадает на ЦАП 7, где формируется ступенчатое напряжение лестница. Наличие вспомогательной частоты обеспечивает цифровое интегрирование корректирующего воздействия на частоту управляемого генератора 1, входная цепь которого выполняет также функцию фильтра нижних частот для сглаживания ступенчатого напряжения и толчков коррекции частоты. Диапазон частот управляемого генератора 1 должен содержать t распрееленных частотных участков. Практически требуется не более 10. Расчетные значения текущей частоты P и числа импульсов Мр в счетчике 3 (код) для компенсации по частотным участкам определяются по формулам i-% L-4{fC ch;(i) NP-TO, (2) io l где fffc) - требуемая зависимость частоты управляемого генератора 1 от времени, % - первый интервал времени время заполнения счетчика 3 импульсами частоты управляемого генератора 1, t - текущее время. В частном случае линейной частотой модуляции имеем f(i)4;,Kt; fp-fH-0,5(f,-f., где -fo - начальная частота диапазона ,. v. начальная и конечная частота частотного учас-1 тка. Второй выход управляемого генератора 1 является вькодом ГКЧ.

Установочная регулировка собствен ной частоты и чувствительности управляемого генератора 1 по входу модуляции производится один раз на длительный период эксллуатации.

Таким образом повьшается скорость перестройки по частоте управляемого генератора 1, так как она осуществляется цифровым генератором 15 функций (256 перестроек при восьмиразрядном ЦДЛ 7, а фактически много более при интегрировании управляющей функции).

Точность установки частоты в диапалоне обеспечивается ограниченным (до десяти) числом цифровых установок частоты, которые компенсируют отклонения частоты. Отклонения частоты вызваны изменением собственной частоты управляемого генератора 1 и нелинейностью его модуляционной ха рактеристики.

Скорость перестройки ограничивается лишь необходимым количеством цифровых установок, которые должны быть вьтолнены за время прохождения диапазона.

Предлагаемьй ГКЧ позволяет в 45 раз повысить точность установки чатоты в диапазоне по сравнению с известным.

ГЕНЕРАТОР КАЧАЩЕЙСЯ ЧАСТОТЫ (ГКЧ), содержапщй последовательно соединенные управляемый генератор, первый элемент совпадения, счетчик, первьй реверсивный счетчик, компаратор, второй элемент совпадения и второй реверсивный счетчик, последовательно соединенные первьй инвертор, третий элемент совпадения, второй инвертор и четвертый элемент совпадения, третий инвертор, выход которого подключен к другому входу третьего элемента совпадения, а также цифро-аналоговый преобразователь, выход которого подключен к управляющему входу управляемого генератора, при этом второй вход первого элемента совпадения объединен с входом третьего инвертора и является входом импульсов первого интервала времени ГКЧ, вход первого инвертора объединен с разрешающим входом первого реверсивного счетчика и является входом импульсов второго интервала времени ГКЧ, второй выход компаратора соединен с вторым входом четвертого элемента совпадения, выход второго инвертора подключен также к второму входу второго элемента совпадения, третий вход которого объединен с третьим входом четвертого элемента совпадения и является входом вспомо- гательной частоты ГКЧ, выход второго элемента совпадения подключен к входу Вычитание первого реверсивного счетчика, вход Сложение которого i объединен с входом Сложение второго реверсивного счетчика и подключен (Л к выходу четвертого элемента совпадения, а второй вход счетчика является установочным входом ГКЧ, отличающийся тем, что, с целью повышения скорости перестройки при обеспечении коррекции частоты, введены блок запоминания и посо :о эо з: ледовательно соединенные цифровой генератор функций и сумматор, выход которого соединен с входом цифро-аналогового преобразователя, при этом выходы параллельного кода второго ND реверсивного счетчика подключены к соответствующим входам сумматора, выходы блока запоминания подк-аючены к соответствующим входам компаратора.