Синтезатор частот Советский патент 1981 года по МПК H03B21/02 

1

Изобретение относится к устройствам для генерирования колебаний и может использоваться в радиоприемных и радиопередающих устройствах, устройствах измерительной техники для . синтезирования сетки стабильных частот с мелким шагом сетки и возможностью установления значения частоты в цифре.

Известен синтезатор частот, содержащий опорный генератор и последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь , фильтр нижних частот, управляемый генератор и накопительный сумматор, к информационным входам которого подключен регистр кода 1.

Однако известный синтезатор частот имеет ограниченный, диапазон синтезируемых частот.

Цель изобретения - расширение диапазона синтезируемых частот.

Поставленная цель достигается тем,что в синтезаторе частот,содержащем опорный генератор и последовательно соединенные дифроаналоговый преобразователь, фильтр нижних частот, управляемый генератор и накопительный сумматор, к информационным входам которого подключен регистр

кода, поразрядными выходами накопительного сумматора исоответствующими поразрядными входалш цифроаналогового преобразователя, введены последовательно соединенные блок инверторов и регистр памяти, ко входу синхронизации которого подключен выход опорного генератора.

На фиг. 1 представлена структур10ная электрическая схема синтезатора частот; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Синтезатор частот содержит опорный генератор 1, регистр 2 памяти,

15 цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 3, фильтр 4 нижних частот , (ФНЧ), управляеьий генератор 5, накопительный сумматор 6,регистр 7 кода и блок 8 инверторов. Опорный

20 генератор 1 предназначен для синхронизации работы устройства. Регистр 2 памяти осуществляет запоминание выходного кода блока 5 инверторов по сигналу спорного генератора 1 и

25 хранение этого кода до следующего импульса опорного генератора 1. Регистр 2 Пс1мяти может быть выполнен в виде совокупности известных запоминахщих элементов iнапример, 030триггеров) с объединенными входами

синхронизации. При поступлении сигнала, синхронизации с опорного генератора 1 в регистр 2 памяти заносится входной код, который хранится до следующего сигнала синхронизации, ЦАП 3 производит преобразование выходного кода регистра 2 памяти в аналоговую форму. ФНЧ 4 служит для |Вьщеления постоянной составляющей напряжения на выходе ЦАП 3 и для пе.рестройки частоты управляемого генератора 5, частота которого управляется входным напряжением. Выход управляемого генератора 5 является выходом синтезатора. Накопительный сумматор 6 осуществляет суммирование записанного в нем кода со входным кодом, причем суммирование выполняется при поступлении на вход синхронизации накопительного сумматора 6 импульса с выхода управляемого генератора 5. Регистр 7 кода служит для установки выходной частоты синтезатора, содержимое регистра 7 кода используется в качестве кода заполнени накопительного сумматора б. Блок 8 инверторов производит инвертирование выходного кода накопительного сумматора 6.

На фиг. 2а представлены сигналы на выходе управляемого генератора 5, на фиг. 2J - код на выходе накопительного сумматора 6; на фиг. 2-й код на выходе блока 8 инверторов; на фиг. 2г - выходной сигнал опорного генератора 1; на фиг. 2(3- код на выходе регистра 2 памяти, К1, К2 и КЗ - значения кода блока В инверторов и регистра 2 памяти соответственно в моменты времени Т1, Т2 и ТЗ периода импульсов опорного генератора 1.

Синтезатор частот работает следующим образом.

Выходные им11ульсы управляемого генератора 5 (фиг.2с|) поступбиот на вход синхронизации накопительного сумматора 6. При поступлении каждого импульса содержимое.накопительного сумматора 6 увеличивается на установленное в регистре 7 кода число М. После того, как содержимое накопительного сумматора 6 превысит полную емкость, происходит переполнение сумматора б и процесс суммирования продолжается. В результате такого суммирования процесс изменения кода в накопите льном сумматоре б имеет вид линейно нарастающей пилообразной функции Тфиг. 25) . Выходной код накопительного сумматора 6 поступает на блок 8 инверторов, и на выходе блока 8 инверторов код изменяется в соответствии с линейно убывающей пилообразной функцией (фиг. 2). . Этот код поступает на информационные входы регистра 2 памяти. синхронизации регистра 2 памяти поступаю импульсы с выхода опорного генератора 1 (моменты времени .Т1, Т2 и ТЗ). По каждому из этих импульсов входной код записывается в регистр 2 памяти СФИГ.29) и сохраняется до прихода очередного.импульса опорного генератора 1 (фиг.21,). Выходной код регистра 2 памяти поступает на ЦАП 3, на выходе которого появляется соответствунадее коду напряжение. Это напряжение фильтруется с помощью ФНЧ 4 и поступает на вход управляемого генератора 5 , частота которого устанавливается в соответствии со входным напряжением.

Предположим, что частота управляемого генератора 5 увеличивается под воздействием помехи. В результате этого в момент Т1 времени прихода импульса опорного генератора на входах регистра 2 памяти присутствует не код К1, а следукяцее, меньшее значение кода К1-М. Такое же значение появляется и на выходе регистра 2 памяти, что приводит к уменьшению напряжения на выходе ЦАП 3 и ФНЧ 4, и в итоге напряжение на входе управляемого генератора уменьшается. При этом уменьшается и частота управляемого генератора 5, т.е. помеха скомпенсирована. Аналогичным образом компенсируется и уменьшение частоты управляемого генератора 5.

Перестрс йка выходной частоты синтезатора выполняется с помощью изменения содержимого М регистра 7 кода. Это обеспечивает шаг перестройки, который значительно меньше частоты сравнения опорного генератора 1

В известном синтезаторе частот максимальная выходная частота-ограничена быстродействием ЦАП, поскольку код на входе ЦАП изменяется с частотой, равной выходной частоте синтезатора. Как следует из временных диаграмм на (фиг. , предлагаемом синтезаторе частота работы ЦАП 3 равна частоте опорного генератора 1. Частота управляемого генератора 5 для обеспечения нормальной работы синтезатора должна быть в несколько раз больше частоты опорного генератора, Следовательно, в предлагаемом синтезаторе выходная частота может быть увеличена в соответствуквдее число раз по сравнению с выходной частотой известного синтезатора за счет снижения частоты работы ЦАП 3 относительно выходной частоты синтезатора. При этом шаг перестройки выходной частоты не увеличивается.

Таким образом, в предлагаемом синтезаторе частот по сравнению с известным в несколько раз повышена максимальная выходная частота при заданном быстподействин ЦАП и сохранен минимально возможный шаг перестройки выходной частоты при заданных ограничениях на разрядность ЦАП. Указанное выше позволяет повысит

качественные показатели синтезатора частот и расширить область возможных применений устройства.

Формула изобретения

Синтезатор частот, содержащий опорный генератор и последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь, фильтр нижних частот, управляемый генератор и накопительный сумматор, к информационным входам которого подключен регистр кода, отличающийся тем, что, с

целью расширения диапазона синтезируемых частот, между поразрядньвми выходами накопительного сумматора и соответствующими поразрядными входами цифрЬаналогового преобраэовате-ч ля введены последовательно соедннеиные блок инверторов и регистр памяти ко входу синхронизации которого подключён выход опорного генератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке 2688805/18-09, кл. Н 03 В 21/02, 27.11.78.