Синтезатор частот Советский патент 1988 года по МПК H03B21/02 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в устройствах радиосвязи.

Цель изобретения - повьппение спек тральной чистоты выходных колебаний.

На чертеже представлена структурная электрическая схема синтезатора частот.

. Синтезатор частот содержит опор- ньй генератор 1, счетчик 2, дешифратор 3, триггер А, первый аналоговый ключ 5, первый генератор пилообразного напряжения (ГПН) 6, первьй управляемый аттенюатор 7, второй анало говый ключ 8, второй ГПН 9, второй управляемьгй аттенюатор 10, первый фазовращатель 11, второй фазовращатель 12, первый фазовый детектор (ФД) 13, второй ФД 14, третий ФД 15, инверти- рующий усилитель 16, первый сумматор 17, фильтр 18 нижних частот, источни опорного напряжения (ИОН) 19, первый делитель 20 напряжения, второй делитель 21 напряжения, второй сумма- тор 22, третий сумматор 23, первый умножитель 24 частоты, второй умножитель 25 частоты, амплитудный ограничитель 26.

Синтезатор частот работает следу- ющим образом.

На первые входы первого и второго фазовращателей 11 и 12 подается гармонический сигнал с частотой F, . На управляющий вход первого и второ- го фазовращателей 11 и 12 поступают сигналы управления и постоянные напряжения и, и и, служащие для выбора начальной рабочей точки на характеристике управления первого и второ .го фазовращателей 11 и 12, характеристика управления которых имеет динамический диапазон больший 2 ff . Значения постоянных напряжений U получают от ИОН 19,с выходов соот- вётственно первого и второго делителей 20 и 21, и максимальная амплитуда управляющих сигналов (и пр. гиакс ) с выходов соответственно первого и второго ГПН 6 и 9, выбираются, исходя из получения максимальной линейности характеристики управления первого и второго фазовращателей 11 и 12, которая определяет чистоту спектра выходного сигнала синтезатора. Величи- на приращения фазы на выходе первого и второго фазовращателей 11 и 12 за время длительности пилообразного уп- .равляющего сигнала Т равна it/.

Если приращение фазы на выходе первого и второго фазовращателя 11 и 12 за время длительности пилообразного сигнала Тп равно , то в спектре его выходного сигнала содержится одна составляющая с частотой Fj, t F , где Fp 1 /Тр, при этом знак + соответствует положительной производной приращения фазы сигнала, а знак - отрицательной. Поскольку для получения на выходе первого и второго фазовращателей 11 и 12 спектра, содержащего одну частотную составляющую с частотой Fj + F или F - F , их выходные сигналы должны быть умножены в N раз, что достигается при помощи первого умножителя 24. Значение N определяется как . Для обеспечения работы первого ФД 13, гармонический сигнал F умножается на N при помощи второго умножителя 25. Если из-за каких-либо дестабилизирующих факторов приращения фазы сигнала на выходе первого умножителя 24 за время Т„ отличается от 2 /Г , то в спектре выходного сигнала появляются паразитные составляющие с частотами, кратными Fn. Для стабилизации приращения фазы используется система регулирования, в которую входят первый, второй и третий ФД 13, 14, 15, фильтр 18, инвертирующий усилитель 16, сумматор. 17, счетчик 2, дешифратор 3 и триггер 4. На выходе первого ФД 13 выделяется разность фа сигналов на его входах, т.е. информация о приращении фазы сигнала на вы- ходах первого и второго умножителей 24 и 25,

Предположим, что приращение фазы сигнала за период Т меньше 2Р, Сигнал с выхода первого ФД 13 подается на первый вход третьего ФД 15 через инвертирующий усилитель 16, а на первый вход второго ФД 14 - непосредственно.

На вторые входы второго и третьег .ФД 14, 15 подаются опорные сигналы с соответствующих выходов дешифратора 3, сдвинутые друг относительно друга на время , при этом задний фронт опорного сигнала с второго выхода дешифратора 3 сдвинут относительно начала пилообразного управляющего сигнала первого и второго фазовращателей 11 и 12 на время .

Запуск второго ФД 14 осуществляется задним фронтом опорного сигнала.

a сброс в момент прохождения сигнала через нуль с отрицательной производной. На-выходе второго ФД 14 выделяется информация, пропорциональная разности набега фаз сигналов на его входах за время Т,,/4. Запуск третьего ФД 15 осуществляется задним фронтом опорного сигнала, а сброс в момент прохождения сигнала через нуль с отрицательной производной. На выходе третьего ФД 15 вьщеляется информация пропорциональная разности ( набега фаз сигналов на его входах за время 3/4 Т. Сигналы с выходов второго и третьего ФД 14, 15 суммируются с разными знаками в первом сумматоре 17, из выходного сигнала которого с помощью фильтра 18 вьщеляется постоянная составляющая, которая подается на управляющие входы первого и второго управляемых аттенюаторов 7, 10. При этом изменяется Крутизна пилообразного сигнала на вторых входах второго и третьего сумматоров 22 и 23. Следовательно, осуществляется подстройка приращения фазы сигнала к 2 за период Тр. Использование второго и третьего ФД 14 и 15 позволяет исключить влияние смещения tf., т.е. когда (i-O, на установившийся режим синтезатора частот.

Для уменьщения уровня помех на вы- .ходе синтезатора частот, кратных частоте F, из-за конечной длительности обратного хода управляющего сигнала первого и второго фазовращателей 11 и 12, используется два канала формирования выходной частоты, работающих поочередно. Первый из кацалов включает в себя первый ГПН 6, первый управляемый аттенюатор 7, третий сумматор 23, второй делитель 21, второй фазовращатель 12 и второй, аналоговый ключ 8. Второй канал включает второй ГПН 9, второй управляемый аттенюатор 10, второй сумматор 22, первый делитель 20, первый фазовращатель 11 и первый аналоговый ключ 5.

Формирование опорных сигналов для второго и третьего ФД 14, 15 осуществляется с выхода опорного генератора 1 Рд„ при помощи счетчика 2. Первьш, и второй /разряды счетчика 2 соединен с входом первого и второго разрядов дешифратора 3. Первый, второй и тре- тий выходы дешифратора 3 являются соответственно выходами его первого, второго и третьего разрядов.

10

t5

2025

85231

На первом разряде дешифратора 3 формируется сигнал управления триггером 4, на прямом и инверсном выходах которого формируются си,гналы управления каналами при этом Т,,. 4Tpj, .

Для уменьшения амплитудной модуляции, возникающей из-за различия коэффициентов передачи каналов формирования выходной частоты, на входе первого умножителя 24 установлен амплитудный ограничитель 26.

Повьшзение спектральной чистоты выходного сигнала синтезатора частот достигается тем, что эквивалентная характеристика управления, получаемая путем использования максимального линейного участка характеристики управления первого и второго фазовращателей 11 и 12 с последз ющим умножением в N раз, имеет ошибку отклонения от линейного закона меньшую, чем характеристика управления первого и второго фазовращателей 11 и 12 на участке 2 iT.

0 5

0

5

0

5

0

Формула изобретения

Синтезатор частот, содержащий последовательно соединенные опорный генератор, счетчик, дешифратор и триггер, последовательно соединенные пер-, вый генератор пилообразного напряжения и первый управляемьш аттенюатор, последовательно соединенные второй генератор пилообразного напряжения и второй управляемый аттенюатор, последовательно соединенные первый фазовращатель и первый аналоговый ключ, последовательно соединенные второй фазовращатель и второй аналоговый ключ, выход которого обьединен с выходом перво го аналогового ключа, последовательно соединенные первый фазовьш детектор, второй фазовый детектор, первый сумматор и фильтр нижних частот, выход которог о соединен с управляющими входами первого- и второго управляемьк аттенюаторов, последовательно соединенные инвертирующий усилитель и третий фазовый детектор, выход которого подключен к второму входу первого сумматорд, при этом вход инвертирующего усилителя соединен с выходом первого фазового детектора, второй вход второго фазового детектора и второй вход третьего фазового детектора подключены соответственно к второму и третьему выходам дешифратор.а, управляющий вход первого аналогового ключа соединен с входом первого генератора пилообразного напряжения и инверсным выходам триггера, управляющий вход второго аналогового ключа соединен с входом второго генератора пилообразного напряжения и с прямым выходом триггера, сигнальные входы первого и второго фазовращателей соединены между собой и точка их соединения является входом опорной частоты синтезатора частот, отличающийся тем, что, с целью повышения спектральной чистоты выходных колебаний, введены, последовательно соединенные источник опорного напряжения, первый делитель напряжения и второй сумматор, последовательно соединенные второй делитель напряжения и третий сумматор, последовательно соединенные амплитудный ограничитель и первый умножитель частоты, а также второй умножитель частоты, вход и выход которого подключены соответственно к сигнальному .входу первого фазовращателя и первому входу первого фазового детектора, к второму входу которого подключен выход первого умножителя частоты, при этом

вход амплитудного ограничителя соединен с выходом первого аналогового ключа, вьрсод второго сумматора подключен к управляни1ему входу первого фазовращателя, выход третьего сумматора соединен с управляющим входом второго фазовращателя, вход второго делителя напряжения подключен к выходу источника опорного напряжения, выход первого, управляемого аттенюатора подключен к второму входу третьего сумматора, а .выход второго управляемого аттенюатора соединен с вторым входом второго сумматора.

Изобретение относится к радиотехнике и м.б. использовано в устр- вах радиосвязи. Целью изобретения является повьппение спектрально чистоты выходных колебаний. Синтезатор частот содержит опорный генератор 1, счетчик 2, дешифратор 3, триггер 4, аналоговые ключи 5, 8, г-ры пилообразного напряжения 6, 9, управляемые аттенюаторы 7, 10, фазовращатели 11, 12, фазовые детекторы 13, 14, 15, инвертирующий усилитель 16, сумматор 17, фильтр 18 нижних частот. С целью повышения спектральной чистоты выходных колебаний в устр-во- введены источник опорного напряжения 19, два делителя напряжения 20 и 21, два сумматора 22 и 23, два умножителя частоты 24 и 25, амплитудный ограничитель 26. Эквивалентная х-ка управления, получаемая путем использования макс, линейного участка х-ки управления фазовращателей 11 и 12 с последующим умножением в N раз, 1гмеет ошибку отклонения от линейного закона меньшую, чем х-ка управления фазовращателей 11 и 12 на участке 21, чем и достигается повьшение спектральной чистоты выходного сигнала. 1 ил. S (Л