Синтезатор частот Советский патент 1985 года по МПК H03L7/22 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в системах связи для формирования сетки стабильных частот в диапазоне СВЧ.

Целью изобретения яляется сокращение времени перестройки при сохранении высокой чистоты спектра.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого синтезатора частот; на фиг, 2 структурная электрическая схема цифрового частотного синтезатора частот; на фиг,3 - структурная электрическая схема регистра и элемента сравнения кодов синтезатора частот; на фиг, 4 - структурная электрическая схема управляемого преобразователя кодов синтезатора частот; на фиг, 5 - структурная электрическая схема регистра-счет- чика синтезатора частот; на фиг 6 структурная электрическая схема блока управления синтезатора частот

Синтезатор частот содержит источник 1 опорных импульсов, импульс но-фазовый детектор 2, подстраиваемьй генератор 3, сумматор 4, ключ 5 фильтр 6 нижних частот, цифровой частотный детектор 7, регистр 8, элемент 9 сравнения кодов, управляе Nfbift преобразователь 10 кодов,регистрсчетчик 11,преобразователь 12 цифрааналог, блок 13 набора частот, блок 14 управления.

Цифровой частотный детектор 7 содержит суммирующий счетчик 15, вычитающий счетчик 16, промежуточные регистры 17 и 18, Регистр-счетчик 11 и элемент 9 сравнения кодов содержит дополнительный регистр 19, первый дополнительный сумматор 20, первый инвертор 21,

Управляемый преобразователь 10 кодов содержит первую и вторую группу элементов И 22 и 23, первую группу элементов ИЛИ 24 и второй дополнительный сумматор 25, Регистр-счетчик 11 содержит третью и четвертую группу элементов И 26 и 27, второй инвертор 28, вторую группу элементов ИЛИ 29, дополнительный элемейт ИЛИ 30, универсальный счетчик 31,

Блок 14 управления содержит первый, второй, третий и четвертый триггеры 32 - 35 соответственно, двоичный счетчик 36 и дешифратор 37„

Синтезатор работает следующим 1 образом.

Частота сигнала подстраиваемого генератора 3 определяется сигналом на выходе сумматора 4, на вход которого поступают два сигнала: один с выхода преобразователя 12 цифрааналог определяющий грубую настройку подстраиваемого генератора, второй - с выхода ключа 5, осуществляющий синхронизацию на одной из гармоник опорной частоты по кольцу 1мпульсно-фазовой подстройки. Так как сигнал на выходе преобразователя 12 цифра-аналог определяется кодом, поступающим на него с регистра-счетчика 11, то этот код полностью определяет гармонику опорной частоты, на которой в системе возникает синхронизм.

,Цпя перестройки на другую частоту в предлагаемом устройстве осуществляется следующая последовательность операций.

При помощи блока 13 набора частот в регистр-счетчик 11 записьюается код,приближенно соответствующий нужной частоте, (точное значение кода не известно, так как зависит от ряда дестабилизирующих факторов, воздействующих на генератор, и определяется в процессе работы устройства), Одновременно с записью кода поступает запускающий импульс на блок 14 управления, который размыкает ключ 5,

Цепь фазовой автоподстройки отключается. На выходе импульсно-фазового детектора 2 возникает сигнал биений частоты подстраиваемого генератора .3 с гармониками опорной частоты. Первоначальная установка частоты должна производиться с точностью, обеспечивающей расстройку менее половины опорной частоты. Частота среза фильтра 6 НИЖНИХчастот также выбирается равной половине опорной частоты. В таком случае на выходе фильтра 6 нижних частот присутствует только сигнал с частотой биений сигнала подстраиваемого генератора 3 и гармоники опорной частоты, на которую производится настройка. Эта частота измеряется цифровым частотным детектором 7 и соответствующий ей код запоминается в регистре 8, Сигнал на первом выходе блока 14 управления задает временный интервал для цифрового частотного детектора 7, сигнал на втором выходе - стробирующий импульс для переписи кода в регистр 8, Найденное значение кода в регист ре 8, пропорциональное величине ра стройки, еще не позволяет ее скомп сировать, так как в нем нет информ ции о ее знаке. Для определения знака расстройк с пятого выхода блока 14 управления подается импульс на счетный вход регистра-счетчика 11 и его содержи увеличивается на одно дискретное значение. Соответственно изменяетс и частота подстраиваемого генерато 3, также и частота биений, причем в случае, когда частота подстраива мого генератора выше частоты гармо НИКИ, на которую производится наст ройка, частота биений увеличиваетс в противном случае - уменьшается. перестройки выбирают минимальным для сокращения времени переходного процесса. Далее производится второе измер ние величины расстройки, и в элеме те 9 сравнения кодов производится сравнение с ранее найденным значением, которое хранится в регистре Результат сравнения подается на управляемый преобразователь 10 кодов, на который поступают код с регистра-счетчика 11, определяющий частоту подстраиваемого генератора 3 в настоящий момент, и код с цифрового частотного детектора 7, определяющий величину расстройки. На основании этих данных цифро вой частотный детектор 7 определяет код, соответствующий настройке подстраиваемого генератора 3 на частоту выбранной гармоники. По импульсу с четвертого выхода блока 14 управления найденный код записывается в регистр-счетчик 11. Далее блок 14 управления снимает сигнал с третьего выхода, ключ замыкается и начинает действовать фазовая автоподстройка частоты. Синтезатор работает следующим образом. Сигнал биений с выхода фильтра 6 нижних частот подается на счетные входы счетчиков цифрового частотного детектора 7. В исходном состоянии счетчики 15 и 16 обнуляются и принудительно удерживаются в этом положении сигналом, поступающим с первого выхода блока 14 управления. Этот сигнал управляет работой цифрового частотного детектора 7. Он задает временный интервал для счетчиков 15 и 16, осуществляет их обнуление и перепись информации в промежуточные регистры 17 и 18. Код в промежуточном регистре 17 соответствует положительному числу, пропорциональному величине расстройки, в промежуточном регистре 18 - отрицательному. Код положительного числа подается на регистр 8, элемент 9 сравнения кодов и управляемый преобразователь 10 кодов, код отрицательного числа подается только на управляемый преобразователь 10 кодов. Такое вьтолнение цифрового частотного детектора 7 позволяет упростить управляемый преобразователь 10 кодов. На входы А управляемого, преобразователя подается код с регистра-счетчика 11, соответствующий частоте в настоящий момент, на входы В - код, соответствующий расстройке, В зависимости от знака расстройки (.сигнала с выхода элемент сравнения кодов 9) ее код подается либо в виде положительного числа (через первую группу элементов И 22), либо в виде отрицательного числа (через вторую группу элементов И 23). Основным элементом регистра-счетчика 1 1 является универсальный счетчик 31, который может работать как в режиме счета, так и в режиме приема информации. При записи информации от управляемого преобразователя 10 кодов код подается через третью группу элементов И 26, а от блока 13 набора частот - через четвертую группу элементов И 27. Первый триггер 32 блока 14 управления управляет работой двоичного счетчика 36 и дешифратора 37, Второй и третий триггеры 33 и 34 формируют временные ворота для первого и второго измерения частот, четвертый триггер 35 формирует сигнал управления ключом 5 в цепи фазовой автоподстройки, В синтезаторе частот производится измерение не частоты подстраиваемого генератора, а биений между его частотой и требуемой частотой настройки.

5:Wi

«SI t I « rMt I n Т Т I

СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТ, содержащий включенные последовательно преобразователь цифра-аналог,сумматор, подстраиваемый генератор, импульсно фазовый детектор, к другому входу которого подключен источник опорных импульсов, и фильтр нижних частот, а также цифровой частотный детектор отличающийся тем, что, с целью сокращения времени перестро ки при сохранении высокой чистоты спектра, между выходом импульсно-фазового детектора и вторым вхрдом сумматора включен ключ, выход фильтра нижних частот подключен к входу цифрового частотного детектора,между выходом которого и входами преобразователя цифра-аналог включены последовательно соединенные регистр, злемент сравнения кодов, управляемый преобразователь кодов и регистр - счетчик, другой вход которого подключен к выходу блока набора частот, а выход - к управляющему входу управляемого преобразователя кодов, третий вход которого соединен с вторым входом элемента сравнения кодов и цифровым частотным детектором, при этом входы управления цифрового частотного детектора, регистра, ключа, регистра-счетчика и блока набора частот подключены к соответствующим выходам блока управления, запускающий вход которого соединен с соответствующим выходом блока набора частот. г

F

. j

L.

«N I«M

oa

e

CV4

Ю

is

fr

ем (

FT

09 o«

cUf

oJT

bJ

J

1Л

«0

t- «М

«arS gt

Mо

5S

.

I ,

I

o

«o

«SI

ft

5

ts

c o