Синтезатор частот Советский патент 1991 года по МПК H03L7/18 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в приемопередающей аппаратуре и в устройствах измерительной техники,

Целью изобретения является повыше- нив спектральной чистоты выходного сигнала.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема синтезатора частот; на фиг.2а. б, а, г - диаграммы работы,

Синтезатор частот содержит импульс- но-фазовый детектор (ИФД) 1, фильтр 2 нижних частот, управляемый генератор 3, делитель 4 частоты с дробным переменным коэффициентом деления (ДДПКД), первый блок 5 коррекции опорного напряжения, второй блок б коррекции опорного напряжения, первый цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 7, второй ЦАП 8, датчик 9 интервалов времени, ключ 10. ИФД 1 состо- ит из первого ключа 11, второго ключа 12, источника 13 тока, первого конденсатора 14, второго конденсатора 15, первого повторителя 16, второго повторителя 17. ДДПКД 4 содержит сумматор 18 кодов, регистр 19 фазы, блок 20 выделения импульса, делитель 21.

Синтезатор частот работает следующим образом.

ИФД 1, фильтр 2, управляемый генера- тор 3 и ДДПКД 4 образуют кольцо фазовой автоподстройки.

В исходном состоянии на дополнительном управляющем входе ДДПКД 4 присутствует S-рэзрядный код, числовое значение которого равно X, информационная емкость по дополнительному управляющему входу равна М. Коэффициент деления делителя 21 равен N. Длительность импульса датчиков 9 интервалов времени равна Тс.

С приходом короткого импульса положительной полярности по входу опорной частоты открывается первый ключ 11 в ИФД 1 и разряжается первый конденсатор 14. На выходе первого ЦАП 7 установлен ток, соот- ветствующий значению У. Первый и второй ЦАП 7,8 должны иметь токовый выход, либо дополнительный преобразователь напряжение - fox на выходе. По заднему фронту импульса закрывается первый ключ 11. Дат- чик 9 интервалов времени на время Тс открывает ключ 10. Первый конденсатор 14 заряжается суммой токов источника 13 тока, первый ЦАП 7, второй ЦАП 8 - в течение времени Тс (эпюра 2.6). Затем первый ключ Д закрывается м первый конденсатор 14 продолжает заряжаться током источника 13 тока и второго ЦАП 8. В момент появления импульса на выходе делителя 21 происходит перезапись значений напряжений с

первого конденсатрра 14 через первый повторитель 16 и второй ключ 12 на второй конденсатор 15.

В регистр 19 записывается число Х+Х.

В установившемся режиме постоянное напряжение на втором конденсаторе 15 через второй повторитель 17 и фильтр 2 поступает на управляющий вход управляемого генератора (эпюра 2.в). С приходом второго импульса по входу опорной частоты цикл повторяется, причем так как в регистре 19 записано число X+Y, то соответственно изменен ток первого ЦАП 7. Процесс продолжается до тех пор, пока текущее значение фазы на выходе регистра 19 вместе с добавляемым числом X не превысит М и на выходе переноса сумматора 18 не появится уровень логической единицы, который даст раэре- шеняе блоку 20 выделения импульса удалить один импульс из выходного сигнала управляемого генератора 3.

В следующем цикле к оставшемуся числу в регистре 19, которое может быть не равно нулю, добавится опять число X.

Далее процесс повторяется.

Для определения напряжения первого и второго блоков 5,6 коррекции считают

ДТ-To-NT, 1 Х М/2 , ДТ - (N+1)T-T0 М/2 X М - 1.

0)

Так как МТ0 (MN+X)T, то выражение (1) можно представить

ДТ Х То

MN +X

(2)

х х

X1 - М-Х

1 X М/2 . М/2 Х М -1.

Их эпюр на фиг.2 ясно, что для постоянства уровня напряжения на втором конденсаторе 15 необходимо, чтобы напряжение на первом конденсаторе 14 Ди от суммарного тока I источника 13 тока и второго ЦАП 8 за время ДТ равнялось приращению напряжения на первом конденсаторе 14 Ди от тока первого ЦАП 7 ДI за время Тс, т е.

ди

Д| -Тс

ди

(3)

Так как ДI 1цап7 X1 /М - шаг квантования первого ЦАП 7,1цап7 Ецап/R, причем Ецвп - напряжение на входе опорного напряжения первого ЦАП 7, R - сопротивление резистивной матрицы R-2R первого ЦАП 7, то

Д1ТС

fX To

MN t X

(4)

Принимая

I -т lo(MN+X) X

MN МКР 0 р)

где lo -jr- ток источника 13 тока;

R

X

I0 ток второго ЦАП 8,

MN причем

Ео - напряжение питания источ тока, получим

Д | lo х То

TCMN Полный ток первого ЦАП 7

I цап т- А I . Откуда Е цап ° °

М X Выражение

X

MN

NTC о реализует второй

Е цап8

N

ЦАП 8 при напряжении второго блока 6 коррекции25

Ео

Выражение (6) реализует первый ЦАП 7 при входном коде X и при напряжении перЕ Т вого блока 5 коррекции Е иап7 ° °

I с N

Таким образом, при изменении X для уменьшения уровня побочных составляющих необходимо изменять токи заряда пер- вого конденсатора 14 в соответствии с выражениями (5) и (6).

Вход синхронизации первого ЦАП 7 введен для выполнения необходимых фазовых соотношений коррекция фазы путем вырезания импульса должна предшествовать началу цикла формирования длинной пилы.

В качестве источника 13 тока может быть использован ток- старшего разряда второго ЦАП 8, при этом разрядность второ

10

15

20

25

30

35

40

45 го ЦАП 8 равна S+log2 N+1, а величина напряжения второго блока б коррекции равна 2Е0

Формула изобретения Синтезатор частот, содержащий последовательно соединенные импулЪсно фазовый детектор, фильтр нижних частот, управляемый генератор и делитель частоты с дробным переменным коэффициентом деления, выход которого подключен к первому входу импульсно-фазового детектора, последовательно соединенные первый блок коррекции опорного напряжения, первый цифроаналоговый преобразователь и первый ключ, вход которого соединен с первым дополнительным входом импульсно-фазового детектора, датчик интервала времени, выход которого подключен к управляющему входу ключа, при этом вход датчика интервалов времени объединен с вторым входом импульсно-фазового детектора и тактовым входом первого цифроэналогового преобразователя и является входом опорной частоты синтезатора частот, информационный вход первого цифроаналогового преобразователя соединен с информационным выходом делителя частоты с дробным переменным коэффициентом деления, управляющий вход которого является управляющим входом синтезатора частот, отличающийся теь, мо. с целою говышения спектральной чистоты выходное сигнала, введены послйдовз ельис соединенные второй блок коррекции опорного напряжения и второй цифрозьалою 1:; Г . реобразо- ватель, выход и информационный вход которого подключены сс-о- етс-в но к второму дополнительному пульсно- фазового детектора и управляющему входу делителя частоты с;фобг S«M переменным коэффициентом дзлсчи который снабжен дополнительным управляющим входом, который соединен с входами первого и второго блоков коррекции опорного напряжения и явямагс. дополнительным управляющим входом синтезатора частит.

«а

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение спектральной чисто ы выходного сигнала. Синтезатор частот содержит импульсио- фазовый детектор (ИФД) 1, фильтр 2 нижних частот, управляемый генератор 3, делитель с дробным переменным коэффициентом деления (ДДПКД)4, первый 5. второй 6 блоки коррекции, первый цифроанапогозый преобразователь (ЦАП) 7, второй ЦАП 8, датчик 9 интервалов времени, ключ 10. ИФД 1 состоит из первого 11 и второго 12 ключей, источника 13 тока первого 14 и второго 15 конденсаторов, первого 16 и второго повторителей. ДДПКД 4 содержит сумматор 18 кодов, регистр 19 фазы, блок 20 выделения импульса, делитель 21. В процессе работы датчик 9 открывает ключ 10 и осуществляется заряд первого конденсатора 14. Для постоянства уровня напряжения на втором конденсаторе 15 обеспечивается равенство напряжения на первом конденсаторе 14 от токов источника тока 13 и второго ЦАП 8 за один интервал времени и напряжения от первого ЦАП 7 в другой интервал времени. При выполнении этого условия уменьшается уровень паразитных составляющих в спектре выходного сигнала. 2 мл. (Л С о ю 00 О 00 00 Фм1