Синтезатор частот Советский патент 1989 года по МПК H03L7/18 

Фиа.1

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

Целью изобретения является расширение диапазона синтезируемых частот. На фиг.1 представлена электрическая структурная схема синтезатора частот; на фиг.2 - электрическая структурная схема блока установки кода частоты.

Синтезатор частот содержит блок 1 установки кода частоты, первый смеситель 2, первый источник 3 опорной частоты, управляемый генератор 4, фазовый детектор 5, первый делитель 6 частоты с переменным коэффициентом деления (ДПКД), фильтр 7 нижних частот, второй ДПКД 8, второй Смеситель 9, второй источник 10 опорной частоты, При этом блок 1 установки содержит формирователь 11 импульсов, блок 12 инверторов, сумматор 13 кодов, формирователь 14 кода номера частоты, формирователь 15 кода ша га частоты.

Синтезатор частот работает следующим образом.

Сигнал управляемого генератора 4 f г сравнивается но частоте с сигналами первого f1 и второго fг источников 3 и 10 опорного сигнала. На выходах первого и второго смесителей 2 и 9 образуются соответственно перг вая ЈПщИ вторая f пч-z промежуточные частоты: f r-f -,; f г (считаем, что f , Ј f г f p .

После прохождения через первый и второй ДПКД 6 и 8 на входы фазового детектора 5 поступают сигналы с частотами fflsi /N1 и fn rt/N4.

Выходной сигнал фазового детектора 5 через фильтр 7 поступает на вход управляемого генератора 4.

Синхронизм в системе фазовой автоподстройки наступает при их равенстве, т.е. при fn41/N1 fn45/N4. Отсюда частота fr равна:

f cNiif J.J. в f (f i-f 1 )Nj, « N,+N4 f N или

f f iLcLllNi

r M N t

где N N , H.

Следовательно, если управление частотой синтезатора частот осуществляется так, что ,+Ni const, фор

0 Ь

0 5

0

5

0

мируется эквидистантная сетка частот с шагом ()/N. Если выбрано новое значение для суммы N t+N N , то шаг сетки частот окажется другим (f-j-f ,)/N . Таким образом, для полу чения эквидистантной сетки частот блок I установки должен формировать такие коды, устанавливающие коэффициенты деления частоты в первом и вто- ром ДПКД 6 и 8, чтобы увеличение одного из них сопровождалось уменьшением другого на ту же величинус Эту задачу решает блок I установки (фиг.2).

Формирователь I5 кода тага формирует Р-разрядный двоичный код числа N, которым задается значение суммы N,+N или величина шага перестройки /JF(f г-Ј 1)/N . В формирователе 14 кода номера формируется Р-разрядный двоичный код числа N 1 , определяющий номер формируемой частоты в сетке частот с шагом перестройки, заданным установкой числа N.

Код числа N , поступает на выход блока I установки и, одновременно пройдя блок 12 инверторов, совмест- с кодом шага перестройки поступает на вход сумматора 13. При этом с учетом инверсии на первом входе оказывается Р-разрядное двоичное число N Р-(1 +Nji) , а на втором входе - чис- ,ло N, равное N 1+N v При суммировании кодов чисел N и N , с учетом наличия уровня логической единицы на входе переноса сумматора с выхода формирователя l.l на выходе сумматора 13 получают | IN1+N +P-1-N ,+ l lp |P+N5lp N1, т.е. код числа N. Полученный код числа N поступает далее на второй выход блока I установки и на управляющий вход второго ДПКД 8.

Особенностью синтезатора частот является то, что для каждой из формируемой им сеток частот, т.е. при фиксированном шаге перестройки, изменение коэффициентов деления каждого из ДПКД 6 и 8 слабо влияет на частотные характеристики регулирования в кольце фазовой автоподстройки.

Выходное напряжение фазового детектора 5 пропорционально разности фаз ifr-i/, ef4-Ur

5

- к I - Ч u-r

К I N, N4 J

где ц , 1 , ц - мгновенные значения фаз управляемого генератора 4, первоJ14.801

го и второго источников З.и 10 опорной частоты; К - коэффициент пропор- с

ционалыюстн.

При высоких и относительно близких частотах f , и f, т.е. при 2(fz-ff)/(f1-+ -ff) ЈЈ t формируемых когерентно, можно принять . Тогда Ю

u«D -кО,-.) jrj-hrj.

Эффективный коэффициент ослабления фазовой ошибки от выхода управляемого генератора 4 до входа фазового 15 детектора 5 равен:

Nj N-Nji

N,(1

-N-L).

N

При фиксированном при из- менении N, максимальное значение этого ослабления N}( M(IKfN/4.

Если принять, что Nэ +изменяется не более, чем в 2 раза от своего максимального значения, т.е. от N/A до N/8, граничные значения Ы1г N/2(11

± ) расположень симметрично относительно значения N,N/2.

Следовательно, значение N, можно выбирать в интервале

,

В этом случае допустимый диапазон относительных изменений величины N1t

определяемый отношением N1 waKC /N1A(MH , равен

42

NL

jg±L - 5 82

ГГ-1- vz-i vl

Если принять, что коэффициенты деления N, изменяются в диапазоне ок- тавы в окрестности значения N,,N/2, т.е. 4

N 2/3N , ™V носительное изменение эффективного коэффициента ослабления ошибки от выхода управляемого генератора 4 до входа фазового детектора 5 составит:

. MOVIEN/4

И,

N.

(1-NtMC«KC/N

Z 1,13,

МИН

т.е.- ДК3ФФ составляет всего 13%, а не октаву. Отсюда видно, что влияние изменений коэффициента деления в первом и втором ДПКД 6, 8, на коэффициент передачи разомкнутой системы фазо6

вой автоподстройки слабое, при этом частота среза системы также изменяется слабо, что повышает стабильность частотных характеристик регулирования.

В синтезаторе частот возможно также формирование выходных частот, не кратных частотам опорных генераторов с общепринятыми круглыми номиналами выходных частот 1,5,10 мГц„ Это достигается выбором соответствую- щей разности частот между первым и вторым источниками 3, 10 опорной частоты и суммы коэффициентов деления Nt

Синтезатор частот может работать как с когерентными, так и не когерентными первым и вторым источниками ,3 и 10 опорной частоты. В случае некогерентных источников взаимная их нестабильность по частоте отразится на стабильности частоты выходного сигнала. При этом большее влияние будет оказывать нестабильность того источника опорной частоты, к которому ближе частота подстраиваемого генератора.

Формула изобретения

1. Синтезатор частот, содержащий соединенные в кольцо управляемый генератор, первый смеситель, первый делитель частоты с переменным коэффициентом деления, фазовый детектор и фильтр нижних частот, а также последовательно соединенные второй смеситель и второй делитель частоты с переменным коэффициентом деления, при этом второй вход второго смесителя подключен к выходу управляемого генератора, второй вход первого смесителя подключен к выходу первого ис-- точника опорной частоты, управляющие входы первого и второго делителей частоты с переменным коэффициентом деления подключены соответственно к первому и второму выходам блока установки кода частоты, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью расширения диапазона синтезируемых частот, введен второй источник опорной частоты, выход которого подключен к второму входу второго смесителя, а выход второго делителя частоты с переменным коэффициентом деления соединен с вторым входом фазового детектора.

2. Синтезатор по п. отличающийся тем, что блок установки кода частоты содержит последовательно соединенные формирователь кода номера частоты, блок инверторов и сумматор кодов, а также формирователь кода шага частоты, выход которого подключен к второму входу сумматора кодов, а вход переноса сумматора

кодов соединен с выходом формирова теля импульсов, при этом выходы формирователя кода номера частоты и сумматора кодов являются соответственно первым и вторым выходами блока установки кода частоты.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемниках и радиопередающих устройствах. Цель изобретения - расширение диапазона синтезируемых частот. Для достижения цели введен источник 10 опорной частоты. Особенностью синтезатора частот является то, что для каждой из формируемых им сеток частот, т.е. при фиксированном шаге перестройки, изменение коэффициентов деления каждого из делителей 6, 8 частоты с переменным коэффициентом деления слабо влияет на частотные характеристики регулирования в кольце фазовой автоподстройки. В синтезаторе частот возможно формирование выходных частот, не кратных частотам опорных генераторов с общепринятыми "круглыми" номиналами выходных частот 1, 5, 10 мГц. Это достигается выбором соотв. разности частот, источников 3, 10 и суммы коэффициентов деления N. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Фие.2