Цифровой синтезатор частот Советский патент 1986 года по МПК H03L7/18 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для формированиясетки частот в радиопередающих и радиоприемных устройствах.

Цель изобретения - увеличение спектральной чистоты выходного сигнала.

На фиг,1 представлена структур-, нал электрическая схема цифрового синтезатора частот; на фиг.2 - вариант выполнения формирователя импульса начала цикла.

Цифровой синтезатор частот содержит опорный генератор 1, частотно- фазовый детектор (ЧФД) 2, первый 3 и второй 4 генераторы тока, элемент ИЛИ 5, фильтр 6 нижних частот (ФНЧ) управляемый генератор 7, делитель 8 частоты с переменным коэффициентом деления (ДПКД), интегратор 9, устройство 10 выборки-хранения, формирователь 11 импульса начала.цикла делитель 12 частоты, распределитель 13 импульсов. При этом формировател 11 импульса начала цикла содержит первый 14, второй 15, третий 16, четвертый 17 D-триггеры, первый 18 и второй 19 элементы И-НЕ.

Цифровой синтезатор частот работает следующим образом.

I

Частота повторения импульсов с выхода управляемого генератора 7 f в ДПКД 8 делится до частоты повторения, равной частоте сигнала опорного генератора 1 f. Выходной импульс ДПКД 8, длительность которого в общем случае может быть не связана с определенным количеством периодов выходного колебания управляемого генератора 7, запускает своим передним фронтом формирователь 11. Тогда с помощью поступающих с выхода управляемого генератора 7 импульсов на тактовый вход формирователя 11 в нем вырабатьшается импульс, длительность которого равна определенному количеству периодов входных импульсов. Импульс с выхода формирователя 11 устанавливает в начальное состояние делитель 12 частоты, который после прекращения действия указанного ш пульса начинает делить частоту поступающих на его счетный вход импульсов с выхода управляемого генератора 7 на число М и вьщает на своем выходе импульсную последовательность с частотой повторения f,/М.

52940

Импульс с выхода формирователя 11 также запускает распределитель 13 импульсов, который под действием поступающих на его тактовый вход им5 пульсов с выхода делителя 12 частоты вырабатывает на своих выходах импульсы, равные по длительности определенному количеству периодов выходных импульсов делителя частоты 12,

О но разнесены собой по времени.

В режиме синхронизма петли фазовой автоподстройки частоты импульс с выхода опорного генератора 1 своим передним фронтом открывает первый

5 выход ЧФД 2, выходной сигнал которого, в свою очередь, открывает пер- вьй генератор 3 тока, являющийся источником тока, под действием тока которого напряжение на выходе

интегратора 9 падает. Импульс с пер- вого выхода распределителя 13 импульсов своим передним фронтом закрывает первый выход ЧФД 2, а через элемент ИЛИ 5 открывает второй генератор 4 тока, являющийся элемен- том отвода тока, под действием тока которого напряжение на выходе интегратора 9 повышается к первоначальному уровню.

Таким образок, данный датульс,

длительность которого выбирается большей, чем величина зоны нечувствительности ЧФД 2, смещает рабочую точку дискриминационной характеристики ЧФД 2 на период своего действия. Следовательно, положение выход- ных импульсов распределителя 13 импульсов, повторяющихся с частотой f и являющихся импульсами обратной связи петли фазовой автонод- стройки в режиме синхронизма петли, жестко связано с импульсами опорного генератора через определенное количество периодов выходного колебания синтезатора частот, и это количество периодов не меняется в диапазоне выходных частот синтезатора, т.е. фазовый сдвиг между выходным колебанием цифрового синтезатора

частот и колебанием опорного генератора в диапазоне выходньпс частот синтезатора остается постоянным.

Окончательно установившееся напряжение с выхода интегратора 9

во время действия импульса с второго выхода распределителя 13 импульсов передается на выход устройства 10 выборки-хранения, откуда через

3

ФНЧ 6 поступает на вход управления частотой управляемого генератора 7.

Таким образом, переходные процессы, появляющиеся на выходе интегратора 9 из-за неодновременности действия токов первого 3 и второго 4 генераторов тока, развязываются от входа управляемого генератора 7, и поэтому уровень побочных составляющихся с частотой опорного генератора 1 в спектре выходного колебания синтезатора частот значительно снижается по сравнению с известным синтезатором при сохранении высокой кратковременной стабильности частот и одинакового быстродействия установки частот.

Формирователь 11 работает следующим образом.

Выходной импульс ДПКД 8 своим передним фронтом записывает логи- .ческую 1 с D-входа первого D-триг гера 14 на его выход. Первый элемент И-НЕ 18 открьшается и выходные импульсы управляемого генератора 7 поступают на С-входы второго 15 и четвертого 17 D-триггеров в инверсии Первый положительный перепад на С- входе четвертого D-триггера 17 записывает логическую 1 на его выход. Связка из второго 15 и третьего 16 D-триггеров и второго элемента И-НЕ 19 после прохождения третьего положительного перепада на С-вход второго D-триггера 15 на выходе второго элемента И-НЕ 19 вырабатывает уровень логического О, который сбрасывает все D-триггеры в состояние логического О. В результате на выходе четвертого D-триггера 17 вырабатывается импульс, по длительности равный двум периодам выходньк импульсов управляемого генератора 7.

Распределитель 13 может быть вы-, полнен в виде регистра сдвига. Делитель 12 частоты может быть построен на основе стандартных микросхем делителей частоты с предустановкой начального состояния или сбросом на ноль. Величина коэффициента М выбирается из такого соображения, чтобы выходная частота следования импульсов делителя 12 частоты была

52Ч404

достаточно низкой для применения в распределителе 13 импульсов экономичных микросхем и может быть порядка 10-50 в зависимости от диапа- 5 зона частот синтезатора.

Интегратор 9 может быть построен на основе операционного усилителя с конденсатором в цепи отрицательной to обратной связи либо по другому принципу .

Формула изобретения

5 Цифровой синтезатор частот, содержащий последовательно соединенные опорньй генератор, частотно-фазовый детектор и первый генератор тока, последовательно соединенные

0 фильтр нижних частот, управляемый генератор и делитель частоты с пере- .манным коэффициентом деления, последовательно соединенные элемент ИЛИ и второй генератор тока, выход кото5 рого объединен с выходом первого генератора тока, первый вход элемента ИЛИ соединен с вторым выходом частотно-фазового детектора, отличающийся тем, что, с целью

0 увеличения спектральной чистоты выходного сигнала, между выходом делителя частоты с переменным коэффициентом деления и вторым входом частот- но- фазового детектора введены после, довательно соединенные формирователь импульса начала цикла, делитель частоты и распределитель импульсов, а между выходом первого генератора тока и входом фильтра нижних часQ Тот введены последовательно соединенные интегратор и устройство выборки-хранения, управляющий вход которого подключен к второму выходу распределителя импульсов, тактовый

2 вход формирователя импульса начала цикла объединен со счетным входом делителя частоты и подключен к выходу управляемого генератора, выход формирователя импульса начала цикла

Q соединен с установочным входом распределителя импульсов, выход которого подключен также к второму входу элемента ИЛИ.

От7

K1Zn13

Изобретение относится к радиотехнике и обеспечивает увеличение спектральной частоты выходного сигнала. Цифровой синтезатор частот содержит опорный генератор 1, частот- но-фазовьй детектор (ЧФД) 2, два генератора 3 и 4 тока (ГТ), элемент ИЛИ 5, фильтр 6 нижних частот, управляемый генератор 7, делитель 8 частоты с переменным коэф. деления, интегратор 9, устройство 10 выборки- хранения, формирователь 11 импульса начала цикла, делитель 12 частоты и распределитель 13 импульсов (РИ). В режиме синхронизма петли фазовой автоподстройки частоты импульс с опорного генератора 1 открьт ет первый выход ЧФД 2. Его выходной сигнал открывает ГТ 3. Под действием вырабатьшаемого им тока напряжение на выходе интегратора 9 падает. Импульс с РИ 13 закрывает первьп1 выход ЧФД 2, а через элемент ИЛИ 5 открьгоает ГТ 4. Его ток повышает напряжение на выходе интегратора 9 до первоначального уровня. Положение выходных импульсов РИ 13, являющихся импульсами обратной связи петли фазовой автоподстройки в режь- ме синхронизма, жестко связано с импульсами опорного генератора через определенное количество периодов выходного колебания синтезатора частот, т.е. фазовый сдвиг остается постоянным. 2 ил. § (Л дыкод

Редактор А.Козориз

Составитель Ю.Ковалев

Техред Л.Сердюкова Корректор В.Синицкая

Заказ 4631/57 Тираж 816 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4