Синтезатор частот Советский патент 1992 года по МПК H03L7/18 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в системах радиосвязи, радиолокации, а также в радиоизмерительной технике.

Цель изобретения - расширение полосы выходных рабочих частот при сохранении шумовых характеристик и быстродействия синтезатора частот.

На фиг.1 представлена структурная схема синтезатора частот; на фиг.2 - структурная электрическая схема синтезатора для

случая применения кольца ФАПЧ с двумя преобразованиями частоты.

Синтезатор содержит опорный генератор 1, умножитель 2 опорной частоты, N блоков преобразования частоты (показаны первый блок 3 и N-й блок 4), датчик 5 крупной сетки частот, фазовый дискриминатор (ФД) 6, усилитель 9 постоянного тока, фильтр 8 нижних частот и управляемый автогенератор 7. Первый блок 3 преобразования частоты включает первый смеситель (См-) 10, первый полосовой фильтр 11, перXI

ю

00

ю

XI

вый делитель частоты с фиксированным коэффициентом деления (ДКФД) 12. N-я ячейка преобразования частоты состоит из М-го датчика 13 сетки опорных частот , N-го смесителя 14, N-го полосового фильтра 15, М-го ДФКД 16.

Синтезатор работает следующим образом.

На первый смеситель 10 подаются колебания управляемого генератора 7 f0 и одной опорной частоты nfqo до n-й гармоники частоты колебаний опрного генератора 1 fqo с выхода умножителя 2 частоты, включающего полосовой фильтр с фиксированной настройкой. Смесителем 10 весь рабочий диапазон управляемого генератора 7 переносится на первую промежуточную частоту (ПЧ), фильтруется фильтром 11 первый ПЧ, делится первым ДФКД 12 в Ci раз и подается на второй смеситель 14. На другой вход второго смесителя 14 подаются колебания суммарной частоты fq всех предыдущих декад синтезатора частот с выхода датчика 13 сетки опорных частот. Колебания второй ПЧ фильтруются полосовым фильтром 15 и через второй ДКФД 16, который делит частоту в Са раз, подаются на ФД 6.

На другой вход ФД 6 с датчика 5 подаются колебания крупной сетки частот выходных колебаний fqccfl. Сигнал рассогласования с выхода ФД 6 через усилитель 9 и фильтр 8 управляет частотой управляемого автогенератора 7.

На умножитель 2 частоты, датчики 13 и 5 опорных частот подаются колебания опорного генератора 1.

Основное уравнение частотного плана системы

fo nfqo - С1Тд + С1ТД -HHCafqCDfl

(1)

Обозначают Д0 - шаг сетки частот синтезатора, Дд - шаг сетки опорных частот п редыдущих декад, Д ФД - шаг сетки опорных частот, соответствующий шагу крупной сетки частот выходных колебаний - ширине поддиапазона частот синтезатора.

Для изменения частоты fo на До частота ffl изменяется на Дд при неизменной частоте fqOA- При этом из (1) получают

До С1Дд(2)

Для изменения частоты f0 на ЛП0 частота ФД изменяется на Дфд при неизменной частоте тд. При этом из (1) получим

АП0 С1С2ДФД(3)

Таким образом, разбив полосу выходных частот синтезатора П0 на m поддиапазонов и, изменяя частоту сравнения Фд на ФДт раз с шагом Д фд , обеспечивают крупный шаг сетки выходных частот. При этом значение частоты сравнения можно выбирать достаточно большим независимо как от значения Дфд , так и от значения Д0 , чем можно обеспечить нужную с точки зрения шумовых характеристик и времени перестройки широкополосность кольца ФАПЧ

при заданной степени подавления побочных составляющих в выходных колебаниях синтезатора и широкой полосе выходных частот.

Так как значение опорной частоты с выхода умножителя 2 частоты значительно превосходит пересчитанные к первому смесителю значения опорных частот с выходов датчиков 13 и 5, шумовые характеристики синтезатора частот определяются главным

образом шумами в опорном колебании с выхода умножителя 2 частоты.

Пространственное разделение частей синтезатора СВЧ не вызывает затруднений, так как умножитель 2 частоты не нужно переключать - он оказывается простым, малогабаритным и легко размещается в выносной части синтезатора и благодаря применению ДФКД 12 и 16 опорные частоты с выходов датчиков 13 и 5 оказываются столь низкими,

что их канализация по гибким коаксиальным кабелям к выносной части синтезатора не приводит к заметным потерям энергии. Формула изобретения Синтезатор частот, содержащий последовательно соединенные опорный генератор и датчик крупной сетки частот, последовательно соединенные управляемый автогенератор, первый блок преобразования частоты, второй блок преобразования частоты,..., М-й

блок преобразования частоты, фазовый дискриминатор, усилитель постоянного тока и фильтр нижних частот, выход которого соединен с управляющим входом управляемого автогенератора, при этом первый блок преобразования частоты выполнен в виде последовательно соединенных смесителя и полосового фильтра, второй(N - 1)-й блоки преобразования частоты выполнены в виде последовательно соединенных датчика

опорных частот, смесителя и полосового фильтра, N-й блок преобразования частоты выполнен в виде последовательно соединенных датчика опорных частот, смесителя, полосового фильтра и делителя частоты с

фиксированным коэффициентом деления, выход которого является выходом этого блока преобразования частоты, в каждом из N блоков преобразования частоты один из входов смесителя является первым входом этого блока преобразования частоты, второй вход смесителя первого блока преобразования частоты является вторым входом этого блока преобразования частоты, а вход каждого из датчиков опорных частот, который является вторым входом соответствующего блока преобразования частоты, подключен к выходу опорного генератора, о т- личающийся тем, что, с целью расширения полосы выходных рабочих частот при сохранении шумовых характере™ к и быстродействия, между выходом опорного генератора и вторым входом первого блока преобразования частоты введен

умножитель частоты, выход датчика крупной сетки частот подключен к другому входу фазового дискриминатора, в каждом из блоков преобразования частоты, кроме N-ro, выход полосового фильтра соединен с входом введенного делителя частоты с фиксированным коэффициентом деления, выход которого является выходом соответствующего блока преобразования частоты.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах радиосвязи, радиолокации, а также в радиоизмерительной технике. Цель изобретения - расширение полосы выходных рабочих частот при сохрании шумовых характеристик и быстродействия. Синтезатор частот содержит опорный генератор 1. умножитель 2 частоты, первый, ..., N-й блоки преобразования частоты (БПЧ) 3, 4(2),..., 4(N), датчик крупной сетки частот 5, фазовый дискриминатор (ФД) 6, усилитель постоянного тока 9, фильтр нижних частот 8 и управляемый автогенератор 7. Первый N-й 2 БПЧ включают в себя смесители 10,14(2) 14(N), полосовые фильтры 11,15(2) 15(N), делители с фиксированным коэффициентом деления (ДФКД) 12, 16(2)16(М), датчики опорной частоты 13(2),..., 13(N). Введение умножителя 2 и ДФКД 12, 16(2)16(N - 1) приводит к получению низких опорных частот с выходов датчиков 13 и 5, а разбив полосу выходных частот синтезатора П0 на m поддиапазонов и изменяя частоту сравнения fqo на ФДт раз с шагом , обеспечивают крупный шаг сетки выходных частот. При этом значение частоты сравнения можно выбирать достаточно большим независимо как от значения , так и от значения шага сетки частот синтезатора , чем можно обеспечить нужную с точки зрения шумовых характеристик и времени перестройки широкополосность при заданной степени подавления побочных составляющих в выходных колебаниях синтезатора и широкой полосе выходных частот. 2 ил. СО С

Фиг.1

выход