Цифровой синтезатор частот Советский патент 1984 года по МПК H03B19/00 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемных и передакнцих устройствах для получения частот с малыми уровнями побочных колебаний. Известен цифровой синтезатор частот, содержащий последовательно соединенные генератор опорных импуль сов, делителе частоты с переменным коэффициентом деления, анализатор временного положения Импульсов, а также триггер и блок управления, между выходом делителя частоты с переменным коэффициентом деления и триггером включен блок коррекции временного положения импульсов, управляющий вход которого подключен к другому выходу анализатора временного полюжения импульсов С13 Недостатком такого цифрового синтезатора частот является невозможность использования высоких опорных частот из-за сложности создания высокочастотного блока коррекции временного положения импульсов. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является ци ровой синтезатор частот, содержащий последовательно соединенные опорный генератор и преобразователь частоты, задатчик отношения частот, выход код целой части и первый выход кода дроб ной части которого соединены соответ ствен|1О с установочным входом счетчи ка и с первым входом ншсопителя, другой вход которого подключен к выходу счетчика, и блок управления фазой, состоящий из последовательно соединенных М ячеек, каждая из которых содержит последовательно соединенньж управляе вэ1Й делитель частоты смеситель и полосовой фильтр, при этом вторые входы каждого из М смесителей объединены и подключены к выходу преобразователя частоты, а сигнальный вход управляемого делителя частоты первой ячейки подключен к выходу опорного генератора 23. Однако известный цифровой синтезатор частот также имеет Недостаточно высокий диапазон выходных частот Цель изобретения-расширение ввер диапазона выходных частот. Поставленная цель достигается TeMj что в цифровой синтезатор частот, содержащий последовательно сое. диненные опорный генератор и преобразователь частоты, задатчик отношения частот, выход кода целой части и первый выход кода дробной части которого соединены соответстненно с установочным входом счетчика и с первым входом накопителя, другой вход которого подключен к выходу счетчика, и блок управления фазой, состоящий из последовательно соединенных М ячеек, каждая из которых содержит последовательно соединенные управляемый делитель частоты, смеситель и полосовой фильтр, при этом вторые входы каждого из М смесителей объединены и подключены к выходу преобразователя частоты, а сигнальньй вход управляемого делителя частоты первой ячейки подключен к выходу опорного генератора, между выходом накопителя и входом установки управляемого делителя частоты первой ячейки блока управления фазой введен сумматор кодов, второй вход которого подключен к второму выходу кода дробной части задатчика отношения частот, третий выход кода дробной части которого подключен к входам установки управляем 1х делителей частоты остальных М-1 ячеек блока управления фазой, выход которого соединен с сигнальнымвходом счетчика, а выход счетчика подключен также JK управляю1цим входам всех управляемы} делителей частоты и является выходом цифрового синтезатора частот. На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого цифрового синтезатора частот. Цифровой синтезатор частот содержит опорный генератор 1, преобразователь 2 частоты, счетчик 3, блок 4 управления фазой, М ячеек 5, управляеьшй делитель 6 частоты, смеситель 7, полосовой фильтр 8, задатчик 9 отношения частот, накопитель 10 и сумматор 11 кодов. Устройство работает следующим образом. Выходной сигнал с опорного генератора 1 проходит через блок 4 управления и поступает на вход счетчика 3 , который является счетчиком по модулю N и подсчитывает.импульсы в соответствии с кодом, поступающим на его установочные входы с задатчика 9. Выходной сигнал счетчика 3 поступает на управляющие входы управляемах делителей 6, при этом коэффициент деления управляемых делителей 6 изменяется на один или несколько своих выходных периодов на величину, опреде/1яемую кодами, поступающими на входы установки управляемых делителей 6. Такое изменение коэффициента деления соответствует сдвигу его выходного сигнала, который передается через смеситель 7 на входы полосовых филь ров 8. Инерционность блока 4 управлений определяется шириной полосы пропускания полосовых фильтров 8, которая должна быть такой, чтобы изменение фазы, которое происходит во всех М ячейках 5, прошло на выход блока 4 управления до появления на выходе счетчика 3 следующего выходного импульса. Изменение фазы на входе счетчика 3 означает суммар ное изменение длительности его вход Л iiff ных импульсов на величину Т 1 , где Tfl - период выходного сигнала опорного генератора 1, 44 - сдвиг фазы в блоке 4 управления. Таким образом, выходной период счетчика 3 -r(Nt , В задатчике 9 происходит вычисление отнощения выходной частоты опорного генератора 1 к выходной частоте цифрового синтезатора часто и преобразование этого отношения в код, код целой части отношения подается на установочные входы счетчи ка 3, код дробной части - последова тельно на входы установки управляемых делителей 6 всех ячеек 5, кроме первой. Для первой ячейки 5 код записывается в сумматор 11. Те разряд . дробной части кода, которые не поместились в блок 4 управления и сум матор 11, поступают на накопитель 1 который под воздействием выходного сигнала счетчика-З производит вычис ление фазовой ошибки. В начальный момент на выходе накопителя 10 - нулевой сигнал, посту пающий на сумматор 11, которьй передает на вход установки управляемого делителя 6 первой ячейки 5 код, поступивший на его вход с задатчика 9. При переполнении накопителя 10 на его выходе появляется единица, и код с выхода сумматора 11 увеличивается на единицу, что приводит к увеличению сдвига фазы на выходе блока 4 управления на величину минимального дискрета сдвига фазы Л / ди Таким образом, выходной сигнал , счетчика 3 имеет два мгновенньпс значения периода выходного сигнала ,(-1Я; , (-т т вых о Тогда побочные составляющие в выходном сигнале цифрового синтезатора частот могут быть ослаблены не менее 27Г чем в N При м е р. Частота опорного генератора 1 200 МГц. Требуется получить сетку частот в диапазоне до 1 МГц с шагом 1 Гц при точности установки частоты 0,05 Гц с уровнем побочных составляющих не хуже 110 дБ при использовании блока 4 управления, состоящего из четырех декадных ячеек 5, для которого величина 4.... 10При зтом уровень побочных составляющих в выходном сигнале 6 20Pe-N- - 20ео-200-10 126(6. Для обеспечения заданной точности задатчик 9 должен вьздавать 25-разрядный код. При этом в сумматор 11 пойдет четыре разряда и в накопитель 10 также четыре разряда. В известном устройстве накопитель должен был бы иметь 25 разрядов, что при условии производства действий за один период выходной частоты привело бы к заметному снижению верхней рабочей частоты.

ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТ, содержащий последовательно соединенные опорный генератор и преобразователь частоты, задатчик отношения частот, выход кода целой части и первый выход кода дробной части которого соединены соответственно с установочным входом счетчика и с первым входом накопителя, другой вход которого подключен к выходу счетчика, и блок управления фазой, состоящий из последовательно соединенных М ячеек, каждая из которых содержит последовательно соединенные управляемый делитель частоты, смеситель и полосовой фильтр, при этом вторые входы каждого из М смесителей объединены и подключены к выходу преобразователя частоты, а сигнальный вход управляемого делителя частоты первой ячейки подключен к выходу опорного генератора, отличающийся тем, что, с целью расширения вверх диапазона выходных частот, между выходом накопителя и входом установки управляемого делителя частоты первой ячейки блока управления фазой введен сумматор кодов, второй вход которого подключен к второму выходу g (О кода дробной части задатчика отношения частот, третий аыход кода дробной части которого подключен к входам установки управляемых делителей частоты остальных М-1 ячеек блока управления фазой, выход которого соединен с сигнальным входом счетчика, а выход счетчика подключен также к . управляющим входам всех управляемых делителей частоты и является выходом цифрового синтезатора частот.