Цифровой синтезатор частот Советский патент 1984 года по МПК H03L7/18 

о со

со 2. Синхронизатор по п.1, о т л н чающийся тем, что цифровой раэличитель фазы выполнен в виде последовательно соединенных первого, триггера, четвертого элемента И-НЕ. пятого элемента И-НЕ и второго триггера,и последовательно соединенных тре-тьего триггера,шестого элемента И-НЕ и седьмого элемента И-НЕ, выход которо го подключен к другому входу второго триггера, при этом инверсный выход первого триггера через восьмой элемент И-НЕ соединен с другим входом пятого элемента И-НЕ, а инверсный выход третьего триггера через девятый элемент И-НЕ соединен с другим входом седьмого элемента И-НЕ, 13 второй вход luecToro элемента И-НЕ и псрпьп вхол третьего триггера объединены и являются первым входом цифрового различителя фазы, второй вход четвертого элемента И-НЕ и первый вход первого триггера объединены и являются вторым входом 11 1фрового различителя фазы, а вторые входы девятого элемента И-НЕ, первого триггера, третьего триггера и восьмого элемента И-НЕ объединены г-г являются третьим входом Щ1фрового ра- ;ячителя фазы, инверсный и прямой выходы второго триггера являются соответственно первым и вторым PDIходами цифрового различителя фазы.

1. ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТ, содержащий соединенные в кольцо управляемый генератор, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, частотно-фазовый детектор и фильтр нижних частот, а также последовательно соединенные опорный генератор и делитель частоты с фиксированным коэффициентом деления, о тличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия при смене выходных частот, между первым выходом делителя частоты с фиксированным коэффициентом деления и другим входом частотно-фазового детектора введены последовательно соединенные цифровой различитель фазы, первый и второй элементы И-НЕ, а также введен третий элемент И-НЕ, первый вход которого подключен к второму выходу цифрового различителя фазы, выход третьего элемента И-НЕ соединен с другим входом второго элемента И-НЕ, второй вход т етьего элемента И-НЕ и второй вход цифрового различителя фазы объединены и подключены к второму выходу делителя частоты с фиксированным коэффициентом деления, первый выход которого (Л соединен также с другим входом первого элемента И-НЕ, а выход делителя частоты с переменным коэффициентом деления подключен также к третьему входу цифрового различителя.

1

Изобретение- относится к радиотехнике и может использоваться для формирования сетки частот в радиопередающих, радиоприемных и радиоизмерительных устройствах.

Известен цифровой синтезатор частот, содержащий соединенные в кольг1;о управляемый генератор, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, частотно-фазовый детектор, первый генератор стабильного тока и фильтр нижних частот, а также опорный генератор и второй генератор стабильного тока, включенный между выходом частотно-фазового детектора и входом фильтра нижних частот 1 .

Однако синтезатор не обеспечивает высокого быстродействия при смене выходных частот.

Наиболее близким по технической сзпцности к предлагаемому является цифровой синтезатор частот, содержащий соединенные в кольцо управляемьш генератор, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, частотно-фазовый детектор и фильтр нижних частот, а также последовательно соединенные опорный генератор и делитель частоты с фиксированным коэффициентом деления 2.

Однако быстродействие известного синтезатора при смене частот недостаточно вследствие потери времени из-за значительного перерегулирования, вызванного принципом работы частотно-фазового детектора.

Цель изобретения - повышение быстродействия при смене выходных частот,

Поставленная цель достигается тем, что в и фровой синтезатор частот, содержащий соединенные в кольцо управляемый генератор, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, частотно-фазовый детектор и фильтр нижних частот, а также последовательно соединенные опорный генератор и делитель частоты с фиксированным коэффициентом деления, ме))(ду первым выходом делителя частоты с фиксированным коэффициентом деления и другим входом частотно-фазового детектора введены последовательно соединенные цифровой

различитель фазы, первый и второй элементы И-НЕ, а также введен третий элемент И-НЕ, первый вход которого подключен к второму выходу цифрового различителя фазы, выход третьего

элемента И-НЕ соединен с другим входом второго элемента И-НЕ, второй вход третьего элемента И-НЕ и второй вход цифрового различителя фазы объединены и подключены к второму выходу

делителя частоты с фиксированным коэффициентом деления, первый выход которого соединен также с другим входом первого элемента И-НЕ, а выход делителя частоты с переменным коэ(|к})тпдиснтом деления подключен также к третьему входу цифрового различителя фазы. Кроме того, 1шфровор1 различител фазы выполнен в виде последовательн соединенных первого триггера, четвертого элемента И-НЕ, пятого элемента , и второго триггера, и последовательно соединенных третье триггера, шестого элемента И-НЕ и седьмого элемента И-НЕ, выход ко торого подключен к другому входу второго триггера, при этом инверсны выход первого триггера через восьмо элемент И-НЕ соединен с другим входом пятого элемента И-НЕ, а инверсный выход третьего триггера через девятый элемент И-НЕ соединен с другим входом седьмого элемента И-Н второй вход шестого элемента И-НЕ и первый вход третьего триггера объединены и являются первым входом цифрового различителя фаэь., второй вход четвертого элемента И-НЕ и пер вый вход первого триггера объединены и являются вторым входом цифрового различителя фазы, а вторые входы девятого элемента И-НЕ, перво го триггера, третьего триггера и восьмого элемента И-НЕ объединены и являются третьим входом цифрового различителя фазы, инверсный и прямой выходы второго триггера являются соответственно первым и вторым выходами цифрового различите ля фазы. На фиг.1 представлена структурная электрическая схема предлагаемо го синтезатора;на фиг.2 - структурная электрическая схема цифрового различителя фазы. Синтезатор содержит управляемый генератор 1, делитель 2 частоты с переменным коэффициентом деления (ДПКД), частотно-фазовый детектор (ЧФД) 3, фильтр 4 нижних частот (ФНЧ), опорньй генератор 5, делител 6 частоты с фиксированным коэффици том деления (ДФКД), первый, второй и третий элементы И-НЕ 7-9 и цифровой различитель 10 фазы. Цифровой различитель фазы содержит первый триггер 11, второй триггер 12, третий триггер 13, четверты пятый, шестой, седьмой, восьмой И девятый элементы И-НЕ 14-19. 34 Синтезатор работает следующим образом. В режиме синхронизма короткие импульсы на одном входе ЧФД 3 (с выхода ДФКД 2) совпадают с короткими опорными импульсами яа другом входе ЧФД 3, которые поступают через второй элемент И-НЕ 8 с первого выхода ДФКД 6 через первый элемент И-НЕ 7 либо с второго выхода ДФКД 6 через третий элемент И-НЕ 9. Опорные импульсы с первого и второго выходов ДФКД 6 равны по частоте, но отличаются по фазе на 180. При переключении синтезатора с одной частоты на другую период следования импульсов с выхода ДПКД 2 отличает- ся от периода опорных импульсов, например, становится большим, тогда в ЧФД 3 формируется управляющий импульс, под действием которого напряжение на емкости памяти ФНЧ 4 начинает возрастать так, чтобы устранить возникшее рассогласование, т.е. период следования импульсов с ДПКД 2 начинает у 1еньшаться. Прохождение опорных импульсов на второй вход ЧФД 3 с фазой О или 180 регулиру ется цифровым различителем 10 так, что проходят только те опорные импульсы, фаза которых близка к фазе импульсов с ДПКД 2. Пусть вначале для ЧФД 3 используются опорные импульсы с фазой О, но при сравнении периода импульсов с ДПКД 2 с периодом опорных импульсов, сдвинутых на в цифровом различителе 10 через четвертый и пятый элементы И-НЕ 14 и 15 на вход второго триггера 12 проходит второй опорный импульс, так как первый опорный импульс с фазой О устанавливает первый триггер 1 1 в положение, разрешающее прохождение последующего опорного импульса. В результате второй триггер 12 устанавливается в положение, при котором на первом. выходе цифрового различителя 10 появляется нулевой потенциал, запрещающий прохождение опорных импульсов с фазой 0° через первый элемент И-НЕ 7, а на втором выходе высокий потенциал, разрешающий прохождение опорных импульсов с фаой 180- через третий элемент И-НЕ 9. аким образом, происходит смена фаз ; порных импульсов на втором входе ФД 3, после чего происходит вхождение в синхронизм без перерегулирова ния . В режиме синхронизма в цифровом различителе 10 один из триггеров 11 или 13, разрешающих прохождение опорных импульсов с фазой О или 180 может находиться в случайном псшожении, в отличии от другого триггера, у.которого на выходе можно набл дать последовательность импульсов типа меандр. Это объясняется тем, что в режиме синхронизма фаз сравни ваемых последовательностей импульсов близки и могут наступить моменты, когда между двумя импульсами одной последовательности проскакива два импульса другой последовательности. Это подтверждает правильност выбранной фазы опорного сигнала. А для другого триггера фазы сравниваемых импульсных последовательностей сдвинуты на 180, и поэтому на его выходе получается меандр. При, этом каждый раз отрицательный импульс запрещает прохождение второго импульса через соответствующий элемент И-НЕ 16 или 19. В результате на выходе седьмого элемента И-НЕ 17 нет импульсов, которые .опрокинули второй триггер 12. Аналогично происходит работа, если период импульсов с ДПКД 2 при рассогласовании меньше периода опорных импульсов. При этом . цифровой различитель 10 автоматически определяет, с какой фазой опорных импульсов необходимо п изводить сравнение с ЧФД 3 импульсов с ДПКД 2. Кроме фаз О и 180 можно сравнивать и другие фазы, например при небольшом рассогласовании можно использовать более близкие фазы опорных импульсов. Таким образом, предложенный цифровой синтезатор частот имеет билее высокое быстродействие при смене выходных частот, обусловленное тем, что фазы и частоты опорных импульсов, сдвинутых на 180°, и импульсов с ДПКД близки, поэтому значительно уменьшается или вовсе устраняется перерегулирование, характерное для известного синтезатора.