Устройство фазовой автоподстройки частоты Советский патент 1992 года по МПК H03L7/00 

Изобретение относится к технике синтеза частот и может быть использовано в синтезаторах частот, построенных по схеме активного синтеза.

Известно устройство фазовой автоподстройки частоты, содержащее последовательно соединенные фазовый детектор, фильтр нижних частот, подстраиваемый генератор, выход которого является выходом устройства, и тракт приведения, выход которого соединен с первым входом фазового детектора. Входом устройства являете второй вход фазового детектора (см.Зарецкий М.М., Мовшович М.А. Синтезаторы частоты с кольцом фазовой автоподстройки.М: Энергия, 1974, с.14,15).

Описанное устройство может работать только в узком диапазоне частот, не превышающем полосы захвата кольца ФАП.

Известно устройство фазовой автоподстройки частоты, содержащее последовательно соединенные фазовый детектор, фильтр нижних частот, подстраиваемый генератор, тракт приведения, выход которого соединен с первым входом фазового детектора, второй вход фазового детектора является входом устройства, блок предварительного приведения частоты и блок управления, первый выход которого подключен к управляющему входу тракта приведения (см. Зарецкий М.М., Мовшович М.А. Синтезаторы частоты с кольцом фазовой автоподстройки. М.: Энергия, 1974, с.207).

V|

СО

VI

VI Ю 00

Взятое в качестве прототипа устройст-1 во может работать в диапазоне частот, равном диапазоне частот подстраиваемого генератора.

Недостаток такого устройства состоит в том, что вследствие изменения статического коэффициента передачи в результате изменения коэффициента деления делителя в тракте приведения и крутизны характеристики перестраиваемого генератора, в нем нельзя достичь предельной степени фильтрации помеховых составляющих и, следовательно, спектральная чистота выходного колебания не может быть сделана достаточно высокой, а диапазон частот ограничен диапазоном частот подстраиваемого генератора и не может быть сделан достаточно широким.

Целью изобретения является повышение спектральной чистоты выходного колебания в широком диапазоне частот.

Для достижения цели в устройстве фазовой автоподстройки частоты, содержащем последовательно соединенные фазовый детектор, фильтр нижних частот, подстраиваемый генератор, выход которого является выходом устройства, тракт приведения, выход которого соединен с первым входом фазового детектора, второй вход фазового детектора является входом устройства, блок предварительного приведения частоты и блок управления, первый выход которого подключен к управляющему входу тракта приведения, блок управления снабжен вторым выходом и п выходами коммутации, подстраиваемый генератор выполнен в аиде п управляемых генераторов, входы предварительной настройки и входы управления которых соответственно соединены между собой и являются соответствующими входами подстраиваемого генератора, выходы управляемых генераторов объединены и являются выходом подстраиваемого генератора, входы коммутации управляемых генераторов соединены с соответствующими выходами коммутации блока управления, фазовый детектор выполнен с управляемой крутизной характеристики, и в устройство введены последовательно соединенные функциональный преобразователь кода и первый цифроаналоговый преобразователь, причем первый вход функционального преобразователя кода подключен к выходу блока предварительного приведения, а второй вход - к второму выходу блока управления, выход цифроаналогового преобразователя подключен к входу управления фазового детектора, а между блоком предварительного приведения и подстраиваемым генератором включен второй цифроаналоговый преобразователь.

Суть предлагаемого изобретения заключается в том, что вводится единственная

регулировка статического коэффициента усиления посредством фазового детектора, крутизна характеристики которого управляется постоянным напряжением, формируемым последовательно соединенными

функциональным преобразователем кода, цифроаналоговым преобразователем, при этом функциональный преобразователь кода по значениям кода частоты выходного колебания устройства, кода коэффициента

деления делителя частоты в тракте приведения и кода напряжения предварительного приведения частоты, вырабатываемого устройством предварительного приведения, формирует код выходного напряжения второго цифроаналогового преобразователя так, чтобы статический коэффициент усиления устройства был близок к постоянному. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет существенно уменьшить изменение статического коэффициента усиления Кет. обусловленное изменением крутизны характеристики управления перестраиваемого генератора и коэффициента деления делителя Мд в тракте приведения в

процессе перестройки устройства за счет изменения крутизны статической характеристики фазового детектора .

Snr Кфнч (0)рт-

где Кфнч(О) - коэффициент передачи фильтра нижних частот для постоянной составля- ющей.

Вычисление необходимой величины кода напряжения управления фазовым детектором осуществляется функциональным п реобразователем.

На чертеже изображена блок-схема заявляемого устройства.

Устройство фазовой автоподстройки частоты содержит последовательно соединенные фазовый детектор 1, фильтр 2 нижних частот, подстраиваемый генератор 3, тракт приведения 4, выход которого соединен с

первым входом фазового детектора 1, второй вход фазового детектора 1 является входом устройства, блок 5 предварительного приведения частот и блок управления1 б, первый выход которого подключен к управляющему входу тракта приведения 4. Блок управления б снабжен вторым выходом, п выходами коммутации. Подстраиваемый генератор 3 выполнен в виде п управляемых генераторов 3.1-З.п, входы предварительной настройки и входы управления которых соответственно соединены между собой и являются соответствующими входами подстраиваемого генератора 3. Выходы управляемых генераторов объединены и являются выходом подстраиваемого генератора 3, выходом устройства. Входы коммутации управляемых генераторов 3.1-3,п соединены с соответствующими выходами коммутации блока управления 6.

Фазовый детектор 1 выполнен с управляемой крутизной характеристики.

В устройство введены последовательно соединение функциональный преобразователь кода 7 и цифроаналоговый прербразо- ватель 8, причем первый вход функционального преобразователя кода 7 подключен к выходу блока 5 предварительного приведения частоты, а второй вход - к второму выходу блока управления 6. Выход цифроаналогового преобразователя 8 подключен к входу управления фазового детектора 1. Между блоком предварительного приведения частоты 5 и подстраиваемым генератором 3 включен цифроаналоговый преобразователь 9, который выходом соединен с входом предварительной настройки подстраиваемого генератора 3.

Устройство работает следующим образом.

Блок управления 6 в соответствии с требуемой частотой выходного колебания обеспечивает включение одного из управляемых генераторов 3.1-З.п в подстраиваемом генераторе 3, установку требуемого коэффициента деления в тракте приведения 4 и выдает код частоты выходного колебания на функциональный преобразователь кода 7.

Блок 5 предварительного приведения частоты через цифроаналоговый преобразователь 9 осуществляет введение частоты включенного управляемого генератора в полосу захвата устройства и выдает код напряжения предварительного приведения на функциональный преобразователь кода 7, осуществляющий цифровую переработку входных кодов и формирующий код управляемого напряжения фазового детектора 1, вырабатываемого посредством цифроаналогового преобразователя 8. Это напряжение обеспечивает такое значение 5фд, при котором К ст близко к некоторой расчетной величине, постоянной для всех выходных частот. После этого в кольце фазовой автоподстройки (управляемый генератор-тракт приведения 4 - фазовый детектор 1 - фильтр 2 нижних частот) автоматически осуществляется известный процесс захвата и подстройки выходного колебания управляемого генератора.

В результате посредством обработки кода функциональным преобразователем кода 7 оказываются учтенными все три указанных фактора, влияющих на изменение 5 статического коэффициента усиления кольца: смена управляемого генератора (через код частоты выходного колебания), изменение коэффициента деления делителя частоты в тракте приведения 4 и изменение

10 рабочей точки характеристики управляемого генератора (через код напряжения предварительного приведения частоты). При этом за счет введения цифровой обработки информации структура системы значительно

5 упрощается при сохранении высокой точности регулирования статического коэффициента усиления кольца, следовательно, улучшенных спектральных характеристик вы0 ходного колебания. Предлагаемое устройство фазовой автоподстройки частоты обладает следующими преимуществами по сравнению с прототипом. Если в устройстве, выполненном по схеме прототипа, кру5 тизна управляющей характеристики управляемого генератора Sn,r меняется в п раз, а коэффициент деления делителя Мд меняется в m раз, и на частоте, где Sn.r максимальна, а на Мд минимальна , за счет

0 оптимизации фазочастотной характеристики коэффициента передачи разомкнутого кольца достигается предельно возможное подавление помеховых составляющих, то на частоте, где Sqr минимально, а Мд макси5 мально, подавление помех будет в n x m раз меньше, а следовательно, гарантированное подавление помеховых составляющих в устройстве фазовой автоподстройки частоты, выполненном по схеме прототипа, будет в пх

0 x m раз меньше предельного.

В устройстве ФАП, выполненном по предлагаемой схеме, фазочастотная характеристика не зависит от частоты выходного колебания кольца, поэтому, добившись оп5 тимизации характеристики для какой-либо из частот выходного колебания, мы тем самым делаем характеристику оптимальной во всем диапазоне частот выходного колебания, а следовательно, достигнем во всем

0 диапазоне частот предельно-возможного подавления помех. Это означает, что в устройстве, выполненном по предлагаемой схеме, может быть достигнуто в m x n оаз большее гарантированное подавление поме5 ховых составляющих, чем в устройстве, выполненном по схеме прототипа.

Формула изобретения Устройство фазовой автоподстройки частоты, содержащее последовательно соединенные фазовый детектор, фильтр нижних частот подстраиваемый генератор, выход которого является выходом устройства, тракт приведения, выход которого соединен с первым входом фазового детектора, второй вход фазового детектора является входом устройства, блок предварительного приведения частоты, выход которого подключен к входу предварительной настройки подстраиваемого генератора, и блок управления, первый выход которого подключен к управляющему входу тракта приведения, отличающееся тем, что, с целью повышения спектральной чистоты выходного колебания в широком диапазоне частот, блок управления снабжен вторым выходом и выходами коммутации, подстраиваемый генератор выполнен в виде управляемых генераторов, входы предварительной настройки и входы управления которых соединены между собой и являются соответствующими входами подстраиваемого генератора, выходы управляемых генератором объединены и являются выходом подстраиваемого генератора, входы коммутации управляемых генераторов соединены с соответствующими выходами коммутации

лока управления, фазовый детектор выполнен с управляемой крутизной характеристики, и в устройство введены последовательно соединенные функциональный преобразо- ватель кода и первый цифроаналоговый преобразователь, причем первый вход функционального преобразователя кода подключен к выходу блока предварительного приведения, а второй вход- к второму выходу блока управления, выход первого цифроаналогового преобразователя подключен к входу управления фазового детектора, и второй цифроаналоговый преобразователь, при этом выход блока предварительного приведения частоты подключен к входу предварительной

настройки подстраиваемого генератора через второй цифроаналоговый преобразователь.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в синтезаторах частоты. Цель изобретения - повышение спектральной частоты выходного колебания в широком диапазоне частот. Устройство содержит подстраиваемый генератор 3, тракт приведения 4. фазовый детектор 1, фильтр нижних частот 2, образующие кольцо фазовой автоподстройки частоты. Функциональный преобразователь кода 7 и цифроаналоговый преобразователь 8 формируют напряжение, управляющие крутизной фазового детектора 1 в зависимости от кодов на выходах блока 4 предварительного приведения и блока 5 выбора диапазона. При этом обеспечивается постоянство статического коэффициента усиления кольца при переключении и изменении крутизны управляемых генераторов 3.1-З.п и изменении коэффициента деления тракта приведения частоты, что позволяет поддерживать оптимальную чистоту спектра выходного колебания при смене выходной частоты устройства. 1 ил.