Цифровой синтезатор частот с частотной модуляцией Советский патент 1992 года по МПК H03L7/16 H03C3/10 

VJ о

VI VI О СЛ

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемной и радиопередающей аппаратуре.

Целью изобретения является уменьшение частотных искажений выходного сигна- ла.

На чертеже представлена электрическая структурная схема цифрового синтезатора частот с частотной модуляцией.

Цифровой синтезатор частот с частот- ной модуляцией содержит опорный генератор 1, делитель частоты с фиксированным коэффициентом деления (ДФКД) 2, первый фазовый детектор (ФД) 3, фильтр нижних частот (ФНЧ) 4, управляемый генератор 5, делитель частоты с переменным коэффициентом деления (ДПКД) 6, блок 7 установки частоты, фазовый модулятор 8, источник 9 модулирующего сигнала, второй ФД 10, ключ 11, фильтр верхних частот (ФВЧ) 12, усилитель 13, индикатор 14 синхронизма, элемент ИЛИ 15, одновибратор 16.

Цифровой синтезатор частот с частотной модуляцией работает следующим образом.

В режиме синхронизма при подаче модулирующего напряжения от источника 9 на модулирующий вход управляемого генератора 5 происходит его частотная модуляция (как при обычном прямом одноточечном способе). С выхода управляемого генератора 5частотномодулирован- ный сигнал поступает на вход ДПКД 6. где делится по частоте на коэффициент деления N. С выхода ДПКД 6 модулированные по фазе короткие импульсы поступают на вход фазового модулятора 8 и на вход второго ФД 10, где сравниваются с короткими опорными импульсами с частотой сравнения fcp с выхода ДФКД 2, получающимися в результате деления частоты оперного генератора 1 на постоянный коэффициент деления ДФКД 2. В результате сравнения этих импульсов по частоте и фазе на выходе вторюго ФД 10 вырэбэтываетсяупрэв- ляющее напряжение, которое по принципу отрицательной обратной связи через ключ 11, ФВЧ 12 и усилитель 13 поступает на управляющий вход фазового модулятора 8 и модулирует по фазе его входные импульсы ик, чтобы на выходе фазового модулятора 8 были импульсы уже не модулированные, как в режиме синхронизма без подачи модулирующего сигнала (т.е. модуляция полностью снимается).

В предложенном устройстве фазовый модулятор 8 включен во вспомогательный контур автоматической подстройки разности фаз выходного сигнала относительно входного. Такой контур позволяет стабилизировать фазу входного сигнала фазового модулятора 8 при воздействии модулирующих возмущений в полосе частот, определяемой в полосе частот пропускания ФВЧ 12. Иначе говоря, все модулирующие возмущения импульсов на входе фазового модулятора 8 и искажения, с ними связанные, автоматически компенсируются в полосеча- стот, определяемой полосой пропускания ФВЧ 12,

С выхода фазового модулятора 8 импульсы с модуляцией,снятой в полосе частот, равной полосе пропускания ФВЧ 12, поступают на второй вход первого ФД 3. где сравниваются с опорными импульсами с ДФКД 2, С выхода первого ФД 3, медленно меняющееся управляющее напряжение, через ФНЧ 4 поступает на управляющий вход управляемого генератора 5 и подстраивает его по частоте и фазе под опорный генератор 1,

Таким образом, кольцо фазовой автоподстройки частоты отрабатывает изменения частоты управляемого генератора 5, начиная с самой низкой и кончая частотой среза ФВЧ 12.

В переходном режиме, когда разность фаз на входах второго ФД 10 превышает заранее установленную максимальную величину, которая определяется максимально необходимым уровнем девиации частоты управляемого генератора 5 при его модуляции, от выходного сигнала второго ФД 10 срабатывает индикатор 14 синхронизма и на его выходе формируется запрещающий сигнал, который через схему ИЛИ 15 поступает на управляющий вход ключа 11, е результате чего ключ 11 закрывается.

Таким образом, вспомогательный контур авторегулирсвания размыкается и подстройка частоты УГ 5 в кольце фазовой автоподстройки частоты происходит обычным путем, при котором кольцо фззовой автоподстройки отрабатывает изменения частоты управляемого генератора 5, начиная с самой низкой и кончая частотой среза ФНЧ 4. Иначе говоря, при этом полоса пропускания кольца автоподстройки расширяется и определяется только частотой среза ФНЧ 4, которая может быть значительно выше частоты среза ФВЧ 12.

Таким образом, быстродействие в переходном режиме сохраняется высокое при широкой полосе модуляции, как и при двухточечном способе, но нет частотных искажений.

Ключ 11 закрывается не только по сигналу от индикатора 14 синхронизма, но и по сигналу с выхода одновибраторэ 16, При переключении коэффициентов деления

ДПКД б с второго выхода блока 1 установки на вход одновибратора 16 поступает импульс, который опрокидывает его в состояние, когда на выходе одновибратора 16 формируется запрещающий сигнал. Этот сигнал поступает через второй вход схемы ИЛИ 15 на управляющий вход ключа 11, в результате чего ключ 11 закрывается. Время действия запрещающего сигнала от одновибратора 16 не больше переходного времени установки новой частоты в цифровом синтезаторе частот. Усилитель 13 необходим для правильного подбора коэффициента передачи управляющего сигнала на управляющем входе фазового модулятора 8 в соответствии с его крутизной. Коэффициент передачи усилителя 13 подбирается таким, чтобы на выходе фазового модулятора 8 модуляции импульсов по фазе была полностью снята в полосе частот, определяемой ФВЧ 12.

В случае использования цифрового синтезатора частот как гетеродина приемника можно разомкнуть вспомогательный контур авторегулирования на основе второго ФД 10, подав на ключ 11 запрещающий сигнал соответствующего логического уровня.

В цифровом синтезаторе частот компенсация реакции кольца фазовой автоподстройки на модулирующее возмущение и связанные с этим искажения в заданной полосе частот автоматически получается полная, так как здесь действует отрицательная обратная связь (по возмущению вперед. Это позволяет получить расширение диапазона модулирующих частот в область нижних частот по сравнению с одноточечной модуляцией при заданном быстродей0

5

0

5

0

5

0

ствии и одновременно избежать искажений выходного сигнала.

Формула изобретения Цифровой синтезатор частот с частотной модуляцией, содержащий соединенные в кольцо управляемый генератор, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, фазовый модулятор, первый фазовый детектор и фильтр нижних частот, последовательно соединенные опорный генератор и делитель частоты с фиксированным коэффициентом деления, выход которого подключен к второму входу первого фазового детектора, источник модулирующего сигнала, выход которого соединен с модулирующим входом управляемого генератора, а управляющий вход делителя частоты с переменным коэффициентом деления подключен к первому выходу блока установки частоты, отличающийся тем, что, с целью уменьшения частотных искажений выходного сигнала, между вторым выходом блока установки частоты и управляющим входом фазового модулятора введены последовательно соединенные одновибратор, элемент ИЛИ. ключ, фильтр верхних частот и усилитель, а также последовательно соединенные второй фазовый детектор и индикатор синхронизма, выход которого подключен к второму зхо- ду элемента ИЛИ, первый и второй входы второго фазового детектора подсоединены соответственно к выходу делитг-q час оты с фиксированным коэффициентом деления и к выходу делителя частоты с переменным коэффициентом деления, а сигнальный вход ключа подключен к выходу второго фазового детектора.

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - уменьшение частотных искажений выходного сигнала. Цифровой синтезатор частот с частотной модуляцией содержит опорный генератор 1. делитель частоты 2 с фиксированным коэффициентом деления, первый фазовый детектор 3, фильтр нижних частот 4, управляемый генератор 5. делитель частоты 6 с переменным коэффициентом деления, блок установки 7 частоты, фазовый модулятор 8, источник 9 модулирующего сигнала, второй фазовый детектор 10, ключ 11, фильтр верхних частот (ФВЧ) 12, усилитель 13, индикатор синхронизма 14, элемент ИЛИ 15, одновибратор 16. Фазовый модулятор 8 включен во вспомогательный контур автоматической подстройки разности фаз. что позволяет стабилизировать фазу выходного сигнала при воздействии модулирующих возмущений в полосе частот ФВЧ 12 Это позволяет отрабатывать изменения частоты управляемого генератора 5 от самой низкой до частоты среза ФВЧ 12. 1 ил (Л г