Устройство предварительного приведения частоты подстраиваемого генератора Советский патент 1992 года по МПК H03L7/00 

Щи2.1

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в аппаратуре синтеза частот с кольцом фазовой автоподстройки.

Целью изобретения является повышение быстродействия..

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства предварительного приведения частоты подстраиваемого генератора; на фиг. 2 - временная диаграмма, поясняющая принцип его работы,

Устройство содеожит подстраиваемый генератор 1, блок 2 приведения частоты, первый счетчик 3 периодов, различитель 4 знака частотной ошибки, вычислитель 5 сигнала ошибки, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 6, эталонный генератор 7, второй счетчик 8 периодов. При этом вычислитель 5 содержит первый сумматор 9 кодов, первый блок 10 памяти (БП), коммутатор 11, счетчик 12 циклов, первый формирователь 13 кодов, второй БП 14, второй формирователь 15 кодов, второй сумматор 16 кодов.

Устройство работает следующим образом.

Подстраиваемый генератор 1 должен иметь нелинейную управляющую характеристику. По команде запуска, поступающей на третий вход счетчика циклов 12, устройства устанавливается в начальное состояние, которому соответствует нулевой цикл счетчика 12 циклов, По команде нулевого цикла со счетчика 12 циклов первый формирователь 13 (приращения номера участка) выдает на первый сумматор 9 (номера участка) код, соответствующий половине номера последнего участка. Первый сумматор 9 передает этот код на первый БП 10 (кода границы участка). На выходе первого БП 10 появляется код соответствующего воздействия. Этот код, пройдя через коммутатор 11, попадает на вход ЦАП 6. В результате с выхода ЦАП 6 передается на подстраиваемый генератор 1 напряжение, подстраивающее его на частоту, равную среднеарифметическому значению области возможных значений частот выходного колебания подстраиваемого генератора 1. Пройдя через блок 2 приведения и претерпев необходимые преобразования частоты, колебание попадет на первый счетчик 3 периодов. В то же время на вход второго счетчика 8 периодов подается с эталонного генератора 7 эталонное колебание. В результате работы первого и второго счетчиков 3 и 8 периодов на вход различителя 4 знака попадают два импульса. По их взаимному расположению различитель 4 знака вырабатывает команды Больше (когда частота выходного

колебания блока 2 приведения превышает частоту эталонного колебания), Меньше (когда частота эталонного колебания превышает частоту выходного колебания блока 2

приведения и Не знаю (когда расхождения частот недостаточно для определения знака расхождения).

После окончания работы различителя 4 знака происходит переключение счетчика

12 циклов и устройство переходит к следующему циклу работы. Сигнал со счетчика 12 циклов подается на первый формирователь 13 (приращения номера участка). По этому сигналу формирователь 13 кода делит на

два код приращения номера участка,

При наличии сигнала Больше с различителя 4 знака первый сумматор 9 (номера участка) вычитает из кода номера участка

код приращения. Если с различителя 4 знака на первый сумматор 9 поступает сигнал Меньше, то первый сумматор 9 прибавляет код приращения к коду номера участка. Сигнал Не знаю приводит к тому, что код на

выходе первого сумматора 9 не изменится.

В результате поступления нового кода на первый блок 10 памяти (кода границы участка) воздействие, поступающее на подстраиваемый генератор 1 с ЦАП 6, перестроит частоту подстраиваемого генератора 1 таким образом, что ее значение станет равным среднеарифметическому значению частоты в новой, вдвое более узкой по отношению к предыдущему циклу области

возможных значений частоты выходного колебания подстраиваемого генератора 1. Дальнейшая работа устройства будет проходить аналогичным образом на протяжении первых п циклов. По окончанию п-го

цикла область возможных значений воздействия сузится до одного участка. На п+1 цикле счетчик 12 циклов переключит коммутатор 11 и на ЦАП 6 начнет поступать код с второго сумматора 16 (кода воздействия).

Этот код в п+1-ом цикле будет образован из

кода, поступившего на ЦАП 6 в n-ом цикле.

Эта разность записана во втором БП 14

(кода разности). Ее величина определяется

номером участка, код которого поступает на

вход второго БП 14 в n-ом цикле.

Если различитель 4 знака выдает сигнал Больше, то код приращения вырабатываемый вторым формирователем 15 (код приращения воздействия), вычитается из

кода, поступающего на коммутатор 11 в предыдущем цикле. Когда различитель 4 знака выдает сигнал Меньше, коды суммируются. При сигнале Не знаю код на выходе коммутатора 11 не изменится.

В конкретном случае настройки устройства на частоту fx, лежащую в диапазоне частот fo - (fo + 8 Af) (фиг. 2), число участков в рабочем диапазоне выбрано кратным целой степени числа п, в данном случае 8. По команде нулевого цикла на выходе первого БП 10 появляется код четвертого участка, в результате чего с выхода ЦАП 6 передается на подстраиваемый генератор 1 напряжение U 4, подстраивающее этот подстраива- емый генератор 1 на частоту, равную среднему значению области возможных значений частот. Различитель 4 знака вырабатывает сигнал Меньше (частота эталонного колебания превышает частоту выходного колебания блока 2 приведения). По окончанию работ различитель 4 знака устройство переходит к следующему циклу работы, происходит переключение счетчика 12 циклов. По сигналам со счетчика 12 цик- лов и различителя 4 знака первый сумматор 9 прибавляет код приращения к коду номера участка, и в результате на выходе первого БП 10 появляется код шестого участка. ЦАП 6 преобразует код в напряжение Ue и производится различение знака. Различитель 4 знака вырабатывает сигнал Больше (когда частота выходного колебания блока 2 приведения превышает частоту эталонного колебания) и первый сумматор 9 вычитает из кода номера участка код приращения. В результате на выходе первого БП 10 появляется код пятого участка, а на выходе ЦАП 6 - напряжения U5.

Таким образом, по окончании третьего цикла область возможных значений воздействия сузится до одного участка. На четвертом цикле счетчик 12 циклов переключит коммутатор 11 и на ЦАП 6 начнет поступать код с второго сумматора 16. Этот код будет образован из кода, поступающего на ЦАП 6 в третьем цикле (Us) и кода приращения, который определяется номером участка, поступающего на вход первого БП 10 в третьем цикле и в рассматриваемом случае соответствует (Ue - Us)/2.

В каждом последующем цикле код приращения уменьшается вдвое. В результате воздействие, вырабатываемое ЦАП 6 и поступающее на подстраиваемый генератор 1 в п+1-ом и всех последующих циклах, оказывается равным среднеарифметическому значению границ области возможных значений воздействия, которая сужается в два раза в каждом цикле.

Формула изобретения Устройство предварительного приведения частоты подстраиваемого генератора, содержащее последовательно соединенные подстраиваемый генератор, блок приведения частоты, первый счетчик периодов, различитель знака частотной ошибки, вычислитель сигнала ошибки и цифроаналоговый преобразователь, выход которого подключен к входу подстраиваемого генератора, последовательно соединенные эталонный генератор и второй счетчик периодов, выход которого подключен к второму входу различителя знака частотной ошибки, второй выход которого соединен с вторым входом вычислителя сигнала ошибки, третий вход, второй и третий выходы которого соответственно подключены к выходу эталонного генератора, к второму входу второго счетчика периодов и к второму входу первого счетчика периодов, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, вычислитель сигнала ошибки содержит последовательно соединенные первый сумматор кодов, первый блок памяти и коммутатор, а также последовательно соединенные счетчик циклов и первый формирователь кодов, последовательно соединенные второй блок памяти, второй формирователь кодов и второй сумматор кодов, выход которого подключен к второму входу коммутатора, при этом первый вход первого сумматора кодов, первый и второй входы счетчика циклов являются соответственно первым, вторым и третьим входами вычислителя сигнала ошибки, второй вход второго сумматора кодов подключен к первому входу первого сумматора кодов, второй вход которого соединен с выходом первого формирователя кодов, выход первого сумматора кодов подключен к входу второго блока памяти и к третьему входу первого сумматора кодов, выход коммутатора соединен с вторым входом второго сумматора и является первым выходом вычитателя сигнала ошибки, третий вход второго сумматора кодов соединен с вторым входом коммутатора, второй и третий выходы счетчика циклов являются соответственно вторым и третьим выходами вычислителя сигнала ошибки, четвертый и пятый выходы счетчика циклов подключены соответственно к третьему входу коммутатора и к второму входу второго формирователя кодов, а третий вход счетчика циклов является входом запуска устройства предварительного приведения частоты подстраиваемого генератора.

U7

и u

J8

улр

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение быстродействия. Устройство предварительного приведения частоты подстраиваемого генератора содержит подстраиваемый генератор 1, блок 2 приведения частоты, первый счетчик 3 периодов, различитель 4 знака частотный ошибки, вычислитель 5 сигнала ошибки, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 6, эталонный генератор 7, второй счетчик 8 периодов, первый сумматор 9 кодов, первый блок 10 памяти (БП), коммутатор 11, счетчик 12 циклов, первый формирователь 13 кодов, второй БП 14, второй формирователь 15 кодов, второй сумматор 16 кодов. Перестраиваемый генератор 1 имеет нелинейную управляющую характеристику и напряжение с выхода ЦАП 6 настраивает на частоту, равную среднеарифметическому значению области возможных значений частот выходного колебания подстраиваемого генератора 1. По окончании п циклов подстройки область возможных значений воздействия сужается до одного участка. 2 ил. (/) С

Фиг. Z