Цифровой синтезатор частоты Советский патент 1991 года по МПК H03L7/18 

О ч| XI 00 XI

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение спектральной частоты выходных колебаний. Цифро- ЁОЙ синтезатор частот содержит опорный генератор 1, частотно-Фазовый детектор (ЧФД) 2, первый генератор 3 стабильного тока (ГСТ). второй 4 и третий 5 ГСТ, фильтр 6 нижних частот, управляемый генератор 7, делитель 8 частоты с переменным коэффициентом деления, синхронизатор 9, усилитель 10 переменного тока, компаратор 11 напряжений, реверсивный счетчик 12, циф- роаналоговый преобразователь (ЦАП) 13. В режиме синхронизма на первом выходе ЧФД 2 формируются импульсы, длительность которых пропорциональна сдвигу по фазе сигналов на входах ЧФД 2 и равна длительности стробирующих импульсов на втором выходе синхронизатора 9. При неравенстве токов первого и второго ГСТ 3,4 на выходе усилителя 10 формируется импульсный сигнал, в зависимости от формы которого на одном из двух выходов компаратора 11 вырабатывается сигнал, при помощи которого изменяется код числа в реверсивном счетчике 12, за счет этого выходной сигнал ЦАП 13 изменяет величину тока второго ГСТ 4 в сторону уменьшения абсолютной величины разности токов первого и второго ГСТ 3,4. 3 ил. w Ё

(

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в приемопередающих радиоизмерительных устройствах. Целью изобретения является повышение спектральной чистоты выходных колебаний.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема цифрового синтезатора частот; на фиг.2 - временные диаграммы его работы; на фиг.З - вариант выполнения синхронизатора.

Цифровой синтезатор частоты содержит опорный генератор 1, частотно-фазовый детектор (ЧФД) 2, первый генератор 3 стабильного тока (ГСТ), второй ГСТ4,трбтий ГСТ 5, фильтр 6 нижних частот, управляемый генератор 7, делитель 8 частоты с переменным коэффициентом деления (ДПКД), синхронизатор 9, усилитель 10 переменного тока, компаратор 11 напряжений, реверсивный счетчик 12 и цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 13.

Цифровой синтезатор частоты работает следующим образом.

В режиме синхронизма выходной сигнал управляемого генератора 7 через ДПКД 8 поступает на первый вход ЧФД 2, на второй вход которого поступает сигнал опорного генератора 1, На первом выходе ЧФД 2 формируются импульсы, длительность которых пропорциональна сдвигу по фазе сигналов на входах ЧФД 2 и равна длительности стробирующих импульсов на втором выходе синхронизатора 9, которые поступают на вход второго ГСТ 4, Сигнал с первого выхода ЧФД 2, пройдя через синхронизатор 9, поступает на вход стробирования первого ГСТ 3. При равенстве абсолютных значений токов первого и второго ГСТ 3,4 токовые импульсы, действующие на входе фильтра 6, взаимно компенсируются, что приводит к снижению уровня побочных составляющих в спектре выходного сигнала.

Для поддержания равенства абсолютных значений токов первого и второго ГСТ 3,4 во всем диапазоне рабочих температур используются усилитель 10, компаратор 11, реверсивный счетчик 12 и ЦАП 13 В режиме синхронизма на вход второго ГСТ 4 поступают стабильные по длительности импульсы с второго выхода синхронизатора 9 (фиг.2а), на вход первого ГСТ 3 - регулирующие импульсы с первого выхода синхронизатора (фиг,26), На входе усилителя 10 из-за неравенства абсолютных значений токов первого и второго ГСТ 3,4 образуется импульсный сигнал (фиг.2в), форма которого зависит от соотношения этих токов (в левой части изображены эпюры напряжений при Игст 12гст, в средней - при hrcT

l2K,r, а в правой - при Нгст 12гст. После усилители 10 импульсный сигнал (фиг.2г) поступает на вход компаратора 11, который выполнен в виде двухуровневого компаратора и в зависимости от формы сигнала на выходе усилителя 10 вырабатывает на одном из двух выходов импульсы (фиг,2д,2е), которые, поступая на входы реверсивного счетчика 12, изменяют код записанного в

него числа так, чатобы выходной сигнал с выхода ЦАП 13 (фиг.2ж), воздействуя на то- козадающий вход второго ГСТ 4, изменил абсолютную величину тока второго ГСТ 4 в сторону уменьшения абсолютной величины

разности токов (Игст- 2гст).

Выбирая определенный коэффициент усиления усилителя 10 и уровни опорных напряжений компаратора 11, можно добиться любого наперед заданного уровня

подавления побочных составляющих в спектре выходного сигнала. Третий ГСТ 5 предназначен для компенсации всевозможных токов утечки элементов.

Синхронизатор 9 формирует постоянный (в режиме синхронизма) по длительности импульс на втором выходе и обеспечивает синхронность передних фронтов стробирующих импульсов на первом и втором выходах. Длительность импульса, формируемого первым формирователем 14 импульсов (фиг.З), выбирается несколько большей, чем величина задержки формирования импульса ЧФД 2. Длительность импульса, формируемого вторым формирователем 15 импульсов, выбирается больше величины зоны нечувствительности ЧФД 2. Сформированные синхронизатором импульсы через первый и второй элементы ИЛИ 16,17

поступают на соответствующие выходы синхронизатора,

Таким образом, в цифровом синтезаторе частоты нет схемотехнических ограничений величины подавления уровня побочных

5 составляющих в спектре выходного сигнала, при этом сохраняются высокая кратковременная стабильность частоты, постоянство фазового сдвига между выходным и опорным сигналами без потери быс0 тродействия установки частоты.

Формула изобретения Цифровой синтезатор частоты, содержащий последовательно соединенные уп- 5 равляемый генератор, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, частотно-фазовый детектор, синхронизатор, первый генератор стабильного тока, фильтр нижних частот, выход которого подключен к входу урправляемого генератора, опорный

генератор, выход которого соединен с вторым входом частотно-фазового детектора и с тактовым входом синхронизатора, второй вход и второй выход которого подключены соответственно к второму выходу частотно- фазового детектора и к входу второго генератора стабильного тока, третий генератор стабильного тока,выход которого соединен с выходом второго генератора стабильного тока и с входом фильтра нижних частот, о т- личающийся тем, что, с целью повышения спектральной чистоты выходных колебаний, между выходом третьего генератора стабильного тока и токозадающим входом второго генератора стабильного тока введены последовательно соединенные усилитель переменного тока, компаратор напряжений, реверсивный счетчик и цифро- аналоговый преобразователь, при этом второй выход компаратора напряжений

подключен к второму входу реверсивного счетчика.

Фиг.2