Цифровой синтезатор частот Советский патент 1980 года по МПК H03B19/00 

1

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в качестве задающего генератора передающих устройств в диапазоне низких и ультранизких частот.

Известны цифровые синтезаторы частот, реализующие принцип частбТ йгОго Т синтеза на основе импульсных счетчиков. Основным элементом таких синтезаторов является генератор регулируемой часто-ты, синхронийируемый посредством ФАПЧ с частотой опорного высокостабильного генератора l.

Основным недостатком известных цифровых синтезаторов является низкая точность воспроизведения сигналов вдйаШ- зоне низкихи ультрайизких частот.

.Наиболее близким техническим решением является цифровой синтезатор частот, содержащий соединенные в кольцо генератор регулируемой частоты, формирователь временного интервала, селектор импульсов, цифровой частотный детектор и управляющий элемент, а также генера тор опорной частоть и блок задания частоты 2 . .

Однако известный цифровой синтезатор чартот в диапазоне низких и ультранизких частот не обеспечивает требуемой стабильности частоты выходного сигнала, вследствие вре1йённого запаздйвания IB выдаче управляющего воздействия на регулируемый генератор при отклонении измеряемой частотыот заданного значений.

Цель изобретения - повышение стабильности частоты выходного сигнала.

Для этого в цифровом синтезаторе частот, Содержащем соединенные в кольцо генератор рёгулируемой частоты, формирователь Временного интервала, селектор импульсов,, цифровой частотный детектор и управляющий элемент, а также генератор опорной частоты и блок задания частоты, между вЕгходЬМ генератора опорйЬй частоты и другим входом селектора импульсов включен преобразователь код-частота, управляющий вход которого соединён с выходом блоКа эайанТ1я час- тоты. На чертеже представлена структурная электрическая схема цифрового синтезаtopa частот. Блок-схема цифрового синтезатора частот содержит генератор 1 регулируе мой ч астеэты, формирователь 2 времен- i ного интервала, селектор 3 импульсов, цифровой частотный детектор 4, управляющий элемент 5, генератор б опорной частоты, блок 7 задания частоты, преобразователь 8 код-частота. Цифровой частотный детектор 4 сбст6Й 1Ш счетчика 9 и блока выявления разности 10. ,/ Устройство работает следующим обрй. ispM., в цифровом синтезаторе частот реализуется способ точной установки и ста- билизации частоты, основанный на исполь зовании счетчиков 3 виде цифрового измерителя периода в цепи обратной Связи. При выбранном способе построения цифро вого синтезатора частот наибопьщая до- пустйма я погрешность частоты на BBIXO- де цифрового синтезатора; автоматически издаёт точность, с которой осуществляет ся измерение периода. При наборе трэ- буемогр значения частоты с помощью блока 7 задания частоты в преобразователь S код-ча;стота вводится управляющий код My, соответствующий устанавливае- . мому значению частоты, при этом частота f на Выходе преобразователя 8 кодчастота Ь предёляётся ёыражением где .to - частота, поступающая на вход преобразователя 8 код-частота с выхода генератора 6 опорной часто ты; -максимальная ёмкость сче чика преобразователя 8 , код-частота. . . При работа генератора 1 регулируемо Частоты через селектор 3 импульсов на вход счетчика 9 с выхода преобразовате ля 8 КЬД-частога поступают импульсы с частотой следования fy . Так как селектор 3 импульсов открыт только на время действия управляющего сигнала Ту , вырабатываемого формирователем 2 временного интервала, то в счетчик 9 пост ает число .импульсов, определяемое выажениемf N I Y С помощью блока 10 выявления разности число N I зафиксированное в счетчике 9, сравнивается с некоторым расчетным постоянным числом N сш , Которое задается при настройке генератора 1 регулируемой частоты. В случае неравенства чисел М и Мулд на выходе блока 10 вЬ1явйенй азЙ остй п6являё-тся сигнал , рассогласования, который поступает на вход управляющего элемента 5, который вырабатывает управляющее воздействие на генератор 1 регулируемой частоты. При этом частота регулируемого генератора 1 изменится таким образом, чтобы исключить сигнал рассогласования с выхода блока 10 выявления разности. В установишемся режиме сигнал рассогласования равен нулю ). Учитывая, что частота f на выходе генератора 1 регулируемой частоты определяется как число периодов сигнала в единицу времени, установившееся значение частоты определяется по формуле |М,.Ы-тК-Т. ,ах , В установишемся режиме частот на выходе генератора 1 регулируемой частоты прямо пропорциональна коду устанавливаемого значения Ч1астоты. Таким образом предлагаемый цифровой синтезатор частот позволяет значительно упростить процесс установки требуемого значения частоты за счет исключения бпераций ручной подстройки регулируемого генератора с визуальным контролем. Выдача управляющего воздействия на генератор регулируемой частоты при отклонении частоты or заданного значения производится не позже, чем за один период сигнала, что обеспечивает повыщение кратковременной и долговременной стабильности частоты на ыходе предлагаемого синтезатора по сравнению с извест- HbiM синтезатором и позволяет также расширить, диапазон воспроизводимых частот в области низких и ультранизких частот; Формула изобретения Цифровой синтезатор частот, содержащий соедине1 ные в кольцо генератор регу- лируемой частоты, формирователь, временного интервала, селектор импульсов, цифровой частотный детектор и управляющий элемент, а также генератор опорной частоты и блок задания частоты, о т л и - чающийся тем, целью повышения стабильности частоты выходного сиг нала, между выходом генератора опорной частоты и другим входом селект(фа й1й« пульсов включен преобразователь код- частота, управляющий вхоц которого соединен с выходом блока задания частоты. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Богорад Г. 3.. и др. Цифровые регуляторы и измерители скорости. М., Энергия, 1966, с. 96-101. 2.Чистяков Н. И. Декадные синтезаторы частот.М.,Связь, 1969, с. 7677 (прототип).