Цифровой синтезатор частот И.П.Усачева Советский патент 1987 года по МПК H03L7/16 H03C3/10 

112

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в качестве возбудителя передатчика с час татной модуляцией.

Целью изобретения является увели- чение диапазона частот модулирующего сигнала и уменьшение уровня паразитной частотной модуляции.

На чертеже представлена электрическая структурная схема цифрового синтезатора частот (ЦСЧ).

Синтезатор содержит управляемый генератор 1, первый делитель 2 частоты с переменным коэффициентом деления (ДПКД), блок 3 установки выходной частоты, частотно-фазовый детектор 4, первый фильтр 5 нижних частот (ФНЧ), опорный генератор 6, первый делитель 7 частоты с фиксиро- ваиным коэффициентом деления (ДФКД), второй ДФКД 8, фазовый детектор 9, второй ФНЧ 10, ключ 11, индикатор 12 синхронизма, второй ДПКД 13, фильтр 14 верхних частот, фазовый модуйятор 15, интегратор 16 и источник 17 модулирующего сигнала.

ЦСЧ работает следующим образом.

В переходном режиме при переключении с одной частоты на другую, коr да нет синхронизма, ключ 11 по сигналу от индикатора 12 синхронизма отключает вькод второго ФНЧ 10. Вхождение в синхронизм осуществляется только с помощью кольца фазоэой автоподстройки частоты на основе управляемого генератора 1, первого ДПКД 2 частотно-, фазового детектора 4 и первого ФНЧ 5. После установления режима синхронизма на выходе индикатора 12 синхронизма формируется сигнал, которьй открывает ключ 11, в результате чего йеременная составляющая сигнала с выхода фазового детектора 9 через второй ФНЧ 10, ключ 11 и фильтр 14 верхних частот поступает на второй управляющий вход управляемого генератора 1.

Пусть в режиме синхронизма перед включением ключа 11 выходной сигнал управляемого генератора 1 промодули- рован напряжением паразитной частотной модуляции так, что между опорными импульсами с основного выхода второго ДФКД 8 укладывалось несколько периодов кодебаний напряжения паразитной частотной модуляции. Поскольку в режиме синхронизма импульсы с выхода первого ДПКД 2 практически

5

5

51

j

5

0

5

0

5

32

почти совпадают с импульсами с второго выхода второго ДФКД 8 (т.е. на входах частотно-фазового детектора 4), то управляющее напряжение, на, выходе частотно-фазового детектора 4 примерно Пропорционально фазовому рассогласованию в этот момент. Изменения частоты управляемого генератора 1, связанные с паразитной частотной модуляцией в промежутках между регулирующими импульсами, не отрабатываются в кольце фазовой автопод- стройки частоты. Частота импульсов с первого выхода второго ДФКД 8 выбирается на два-три порядка выше частоты импульсов с втброго выхода (т„е. вьщ1е частоты сравнения) из расчета, чтобы пропустить высокие модулирующие частоты или подавить паразитную частотную модуляцию. При этом, если выбирается фазовый детектор 9 типа выборка-запоминание, коэффициент деления второго ЩКД 13 принимается таким, что период импульсов Т, на его выходе по сравнению с периодом импульсов Т 2 на промежуточном выходе второго ДФКД 8 определяется соотношением 0,5 Т Т: Наиболее оптимальное решение

3

Т Й-т-Т, . Это объясняется следующим.

В установившемся режиме синхрониз-i ма импульсы с первого выхода второго, ДФКД 8 поступают на первый вход фазового детектора 8 (например, типа выборка-запоминание) и запускают его генератор пилообразного напряжения. Одновременно эти же импульсы поступают на вход сброса второго ДПКД 13 и устанавливают его в начало счета, т.е. оба делителя начинают счет одновременно. При этом сбросовый (начальньпЛ) импульс с выхода второго ДПКД 13 не поступает на вход фазового детектора 9. Период импульсов на выходе второго ДПКД 13 составляет примерно 3/4 от начала развертки. После этого второй ДПКД 13 начинает новый счет импульсов, но не успевает его завершить, так как импульс . с второго ДФКД 8 сбрасывает второй ДПКД 13 и оба делителя опять начинают счет сначала, и т.д. Таким образом, в режиме синхронизма при отсутствии модуляции информационным сигналом с опорного входа и паразитной частной модуляции импульс выборки должен приходить всегда и (1дну и

ту же точку,пилообразного напряжени т.е. на выходе фазового детектора 9 или второго ФНЧ 10 - постоянное на- пряжение, которое не проходит через фильтр 14 верхних частот на второй управляющий вход управляемого генератора 1. При наличии модуляции ин- формационнь1м сигналом от источника 17 через интегратор 16 и фазовый модулятор 15 опорных импульсов, по- ступающих от опорного генератора 6 через первый ДФКД 7, или паразитной частотной модуляции управляемого генератора 1, или одновременно того и другого вместе импульсы выборки приходят в разные точки пилообразного напряжения в окрестности примерно 3/4 периода опорных импульсов В результате на выходе фазового детектора 9 формируется переменное напряжение, которое проходит второй ФНЧ 10, ключ 11 и фильтр 14 верхних частот на второй управляющий вход управляемого генератора 1 и изменяет его частоту так, что паразитная частотная модуляция (из-за действия отрицательной обратной связи) значительно ослабевает (или полностью ликвидирована), а модуляция информационным сигналом полностью остается в широкой полосе частот от минимальной (почти нулевой) до такой высокой какая необходима.При этом низкие частоты модуляции проходят через частотно-фазовый детектор 4 и первьш ФНЧ 5 на первый управляющий вход управляемого генератора 1, а высокие - через фазовый детектор 9 и второй ФНЧ 10, ключ 11 и фильтр 14 верхних частот на второй управляювдий вход управляемого генератора 1. Объясняется это тем, что управляемый генератор 1 подстраивается под опорный (эталонньй) сигнал и всякое изменени опорного сигнала из-за модуляции его информационным сигналом повторяется в нем.

Таким образом, происходят одновременно модуляция управляемого генератора 1 информационным сигналом в широкой полосе и устранение паразитной частотной модуляции.

При изменении выходной частоты переключаются одновременно по коман- де от блока 3 установки первый ДПКД 2 и второй ДПКД 13 так, что период импульсов на выходе второго ДПКД 13 остается равным примерно 3/4 периода

is

5 З-З

30

0

5

0

опорных импульсов с перног о выхода второго ДФКД 8.

Применение предлагаемого ЦСЧ позволяет осуществить модуляцию информационным сигналом по опорному входу в широкой полосе частот о т минимальной (почти нулевой) до столь высокой, сколь необходима.

Можно значительно уменьшить или полностью устранить паразитную, частотную модуляцию, связанную с механическими воздействиями (вибрации, удары, акустический шум и прочее) на аппаратуру. При этом отпадает необходимость заливать управляемый генера.тор 1 специальными компаундами, тщательно его амортизировать. Это приводит к у прощению технологии изготовления, повьш1ению надежности.

Поскольку в один период между опорными импульсами частоты сравнения на входе частотно-фазового детектора 4 укладывается всегда целое число периодов опорных импульсов на входе фазового детектора 9, то в выходном сигнале синтезатора нет дискретных помех с низкой частотой сравнения, которая определяется заданным шагом сетки частот, и на вьпсоде управляемого генератора 1 присутствуют только дискретные помехи с высокой частотой, которые всегда могут быть подавлены ФНЧ до необходимой величины .

Формула изобретения

Цифровой синтезатор частот, содержащий соединенные в кольцо управляемый генератор, первый делитель частоты с переменным коэффициентом деления, частотно-фазовый детектор и первый фильтр нижних частот, после-, довательно соединенные источник модулирующего сигнала, интегратор и фазовый модулятор, последовательно соединенные опорный генератор и первый делитель частоты с фиксированным коэффициентом деления, выход которого подключен к второму входу фазового модулятора, а также блок установки выходной частоты, выход которого соединен с установочным входом первого делителя частоты с переменным коэффициентом деления, о т л и ч а - ю щ и ,й с я тем, что, с целью увеличения диапазона частот модулирующего сигнала и уменьшения уровня паразитной частотной модуляции, в него введены последовательно соеЬ1Инен- ные второй делитель частоты с фиксированным коэффициентом деления, фазовый детектор второй фильтр нижних частот, ключ и фильтр верхних частот, второй делитель частоты с переменным коэффициентом деления, а также индикатор синхронизма, вход и выход которого соединены соответственно с выходом частотно-фазового детектора и управляющим входом ключа вход и второй выход второго делителя частоты.с фиксированным козффициРедактор О.Юрковецкая Заказ 627/61

Составитель Ю.Ковалев

Техред В.Кадар КорректорМ. Пожо

Тираж 902Подписное

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проекттьчя,-

f,

деления подключены соответст

венно к выходу фазового модулятора и к второму входу частотно-фазового детектора, выход фильтра верхних частот соединен с вторым входом управляемого генератора, вьгход которого подключен к входу второго делителя частоты с переменным коэффициентом деления, установочный вход, вход сброса и выход которого соединены соответственно с выходом блока установки выходной частоты, с первым выходом второго делителя частоты с фиксированным коэффициентом деления и с.вторым входом фазового детектора.

Изобретение может быть использовано в качестве возбудителя передатчика с ЧМ. Цель изобретения - увеличение диапазона частот модулирующего сигнала и уменьшение уровня паразитной ЧМ. Устройство содержит управляемый г-р 1, 1-й делитель частоты (ДЧ) 2 с переменным коэффициентом деления (КД), блок 3 установки выходной частоты, частотно-фазовый детектор 4, 1-й фильтр (Ф) 5 нижних частот, опорный г-р 6, 1-й ДЧ 7 с фиксированным КД, фазовый модулятор 15, интегратор 16, источник 17 моду- -лирующего сигнала. В устройство введены 2-й ДЧ 8 с фиксированным КД, фазовый детектор 9, 2-й Ф 10 нижних частот, ключ 11, индикатор 12 синхронизма, 2-й ДЧ 13 с переменным КД, Ф 14 верхних частот. 1 ил. i (Л Shtx. ГС со ел 01 оо