Цифровой синтезатор частоты Советский патент 1981 года по МПК H03L7/18 

Изобретение относится к радкоэлек- тронике, в частности к устройствам фор мирования колебаний со стабильными частотами, и может быть использовано в устройствах стабилизации частоты радиостанций. Известен цифровой синтезатор частоты, содержащий последовательно соединенные опорный генератор, цифровой частотно-фазовый детектор, первый генератор стабильного тока, фильтр нижних частот, управляемый генератор и делитель частоты с переменным коэффициентом целения, выход которого подключен -к другому входу цифрового час тотно-фазового детектора, другой выход которого через второй генератор стабил ного тока соединен со входом фильтра нижних частот 1. Однако в известном цифровом синтезаторе частоты недостаточно высока кратковременная стабильность выходных колебаний. Цель изобретения - повьииение кратковременной стабильности выходных колебаний. Для достижения указанной цели в цифровой синтезатор частоты, содержащий последовательно соединенные опорный генератор, цифровой частотно-фазовый детектор, первый генератор стабильного тока, фильтр нижних частот, управляемый генератор и делитель частоты с переменным коэффициентом деления, выход которого подключен к входу цифрового частотно-фазового детектора, другой выход которого через второй генератор стабильного тока соединен со входом фильтра нижних частот, введен третий генератор стабильного тока, выход которого соединен со входом фильтра нижних частот. На чертеже приведена структурная электрическая схема цифрового синтезатора частоты. Цифровой синтезатор частоты содержит опорный генератор (ОГ)1, цифровой

частотно-фазовый детектор ЩЧФД; 2, генераторы 3, 4 и 5, стабильного тока, фильтр 6, нижних частот (ФНЧ), управляемый генератор (УГ) 7, делитель 8 частоты с переменным коэффициентом деления (ДПКД).УГ 7 через ДПКД 8 подключен к ИЧФД 2, ко второму входу которого подключен ОГ 1. Выходы ЦЧФД 2 соецинены с управляющими входами генераторов 3 и 4 стабильного згока; ФНЧ 6, включенный между соединёнными вместе .выходами генераторов стабильного тока 3 и 4 и УГ 7, обра зует кольцо импульсно-фаэсвой автоподстройки частоты (ИФАПЧ).

Синтезатор работает следующим образом,,

Если разность времени прихода входных импульсов ЦЧФД 2 больше щирины зоны нечувствительности, т.е. , то-в зависимости от того, какой из входных импульсов ЦЧФД 2 приходит первым, на одном из выходов ЦЧФД 2 появляются управляющие импульсы, вследствие чего начинает работать соответсгвующий генератор 3 или 4 стабильного тока. Причем знаки величин токов генераторов 3 и 4 должны быть прбтнвоположны.С рабогаюшего в аанный момент времени генератора 3 или 4 стабильного тока управляющие импульсы тока Е даются на ФНЧ 6. Под действием этих импульсов выкодйое напряжение ФНЧ 6 иаменяется, регулируя частоту УГ 7 так, чтобы в системе ИФАПЧ установилось состояние синхронизма, причем tyi при этом стремится к нулю. Как только становится мейьще V , регул1фования в системе ИФЛПЧ не происходит.

Отсутствие синхронизма в системе приводит к увеличению tn и при вйполнении условия t снова начинается процесс автоподстройкй частоты. Однако выходной сигнал синтезатора в таком режиме работы имеет значительную крат ковременную нестабильность частоты. Для устранения кратковременной нестабильности выходного сигнала синтезатор за счет работы системы ИФАЦЧ в режи с зоной нечувствительности необходимо устранить возможность работы системы в таком режиме.

Система ИФАПЧ не работает в указанно режиме в случае, если в состоянии синхронизма всегда выполняется условие

.:

Введение в .схему дополнительного генератора 5 стабильного гока

позволяет достичь режим работы системы ИФАПЧ, при котором указанное вьше условие выполняется. Дополнительный генератор 5 стабильного тока своим током воздействует на вход ФНЧ6 и вносит в его выкацное напряжение составляющую с линейно изменяющимся напряжением, которое постоянно смещает вых,одную час- тоту УГ 7 относительно требуемой частоты синхронизатора. Для компенсации постоянного смещения выходной частоты У.Г 7 в режиме синхронизма система ИФАПЧ вырабатывает угфавляющий импульс длительностью V , величина которого гфОпорциональна величине тока дополнительного генератора 5 стабильного тока J onЛ1ОЖНО показать, что

« ,

30

1,1

где 3

0 - величина тока генераторов

3 и 4 стабильного тока; TQ - период следования импульсов

ОГ 1.Если ширина зоны нечувствительности длд конкретной реализации цифрового сийтеаатора частоты имеет значение иj ,

то, выбирая величину тока J . из отношения

- ь

.

одновременно выполняется условие .b

Такцм образом, введение дополнительного генератора стабильного тока в схему цифрового синтезатс а частоты позволяет yeipaSttTb появление кратковременной нестабильности выходного сигнала синтезаTOpia вследствие наличия зоны нечувствительности, обусловленной конечным временем быстродействия его элементов.

Формула изобретения

Цифровой синтезатор частоту, содержащий последовательно соединенные опорный генератор, цифровой частотно-фааоизШ

детектор, первый генератор стабильного тока, фильтр нижних частот, управляемый генератор и делитель частоты с переманным коэффициентом деления, выход которого подключен к другому входу цифрового частотно- фазового детектора, другой выход которого через второй генератор стабильного тока соединен с входом нижНИХ частот, отличающийся тем, что, с цепью повышения 1фатковременной стабильности выходных колебаний, в него введен третий генератс стабильного тока, выход которого соединен с входом фильтра ншкних частот. 88625 S 24 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3714463, кл. ЗО7-Р.32, 1973 (прототип).