Цифровой синтезатор частот

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 12.01.73 (21) 1878158/26-9 51) М. Кл. Н ОЗЬ 21 сп оединением заявкиГосударственный комитет Совета Министров СССР ло делам изобретенийн открытий(71) Заявител 54) ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗАТОР ЧАСТ Изобретение может быть использовано в различных областях радиоэлектроники, где необходимо получение дискретной сетки стабильных частот от одного источника высоко- стабильных опорных колебаний.Известны цифровые синтезаторы частот, содержащие синхронизируемый генератор, фильтр нижних частот, импульсно-фазовый детектор и делитель частоты с дробным переменным коэффициентом деления (ДДПКД), применение которого позволяет получить шаг перестройки частоты ниже частоты сравнения, снизить требования к фильтрации помехи от опорного колебания и сократить время перестройки.Коэффициент деления ДДПКД периодически изменяется на единицу и фаза импульсной последовательности на его выходе также изменяется, что воспринимается системой как помеха, Частота помехи совпадает по величине с шагом сетки частот. Поскольку эту помеху необходимо фильтровать, а ее частота можеть быть очень низкой, то фильтр нижних частот должен иметь достаточно большую постоянную времени, что приводит к возрастанию времени перестройки и к увеличению кратковременной фазовой нестабильности выходного сигнала за счет флуктуаций в элементах, вибрации и других дестабилизирующих факторов. В результате преимущества увеличения частоты сравнения не удается использовать в полной мере,С целью уменьшения кратковременной фазовой нестабильности выходного сигнала приповышенной фильтрации помех, кратных шагу сетки частот, в предлагаемом синтезаторемежду выходом устройства управления ифильтром нижних частот введены последовательно соединенные цифро-аналоговый преобразователь, ключ, интегрирующее звено, безынерционное звено и сумматор, причем второйвход сумматора соединен с выходом импульсно-фазового детектора, а управляющий входключа подключен к выходу программирующего устройства и ко входу устройства управления.На чертеже представлена схема предлагаемого цифрового синтезатора частот.Устройство содержит синхронизируемый генератор 1, сигнал от которого подается па выход 2 и на делитель 3 с дробным переменнымкоэффициентом деления (ДДПДК), состоящий из счетчика 4, программирующего устройства 5 и устройства 6 управления, меж 25 ду выходом которого и фильтром 7 нижнихчастот включены последовательно соединенные цифро-аналоговый преобразователь 8,ключ 9, интегрирующее звено 10, безынерционное звено 11 и сумматор 12. Второй вход30 последнего соединен с выходом импульсиоЭ.фазового детектора 13, причем управляющий вход ключа 9 подключен к выходу программирующего устройства 5 и ко входу б устройства управления, а выход фильтра 7 нижних частот подключен к синхронизаторному генератору 1.В момент переключения коэффициента деления ДДПКД 3 с У на Я+1 и наоборот частота на входе импульсно-фазового детектора 13 получает скачок ЬР, величина которого может быть определена, если учесть, что частота при коэффициенте Ь равнаФ+ - +10р,= розФ а при коэффициенте Ф+ - + р,= 10роз тогда р=р - рЛ коэффициент ю (Ф) = ф Умакс 1 А(1 й) (2) где Ж - целочисленныйДДПДК;ро - опорная частота;пь и, - весовой аргумент соответствующего дробного разряда.На входе фильтра нижних частот спектр помехи, вызванной этим скачком, равенц (;О) . Ф 2 кс 1 р)Ь) (1)Л/2где Ф - символ преобразования Фурье;Е(о) - крутизна характеристики фазового детектора в рабочей точке р;1-- коэффициент передачи интегрирующего звена, связывающего изменения фазы на выходе синхронизирующего генератора с изменениями его частоты.Скачки частоты на выходе ДДПКД 3 происходят синхронно с переключениями программы в устройстве 5. В момент переключения напряжение программы изменяется скачком на величину Уманс Если к выходу устройства 5, программирующего дробность, подключить цепь с коэффициентом передачи А(1 Х), то на ее выходе получим спектр скачка Из сравнения выражений 1 и 2 видно, чтоони равны, если цепь, подключенная к выходу программирующего устройства 5 имеет коэффициент передачи2 сЬ) 1 (3)акс )От. е. эта цепь должна быть интегрирующимзвеном с коэффициентом усиления102 кР Р (у)максТогда, подключив выход этой цепи ко входуфильтра 7 нижних частот, можно получить15 компенсацию помех,Необходимыми условиями компенсации помехи являются: соблюдение противоположности знаков функций 1lп и У; введение зави( 120симости У=-- ) в выражении (2).Первое условие обеспечивается использованием напряжения программы дробности синверсией или без нее, второе в введениемцифро-аналогового преобразователя 8, реали 25 зующего функцию деления на цифровой аргумент кода управления целочисленными коэффициентами ДДКПД 3. В общем случае подключение интегрирующего звена 10 к сумматору 12 необходимо производить через без 30 ынерционное звено 11 с регулируемым коэффициентом передачи для установления необходимого уровня компенсирующего сигнала,Предмет изобретения35Цифровой синтезатор частот, содержащийсоединенные в кольцо синхронизируемый генератор, фильтр нижних частот, импульсно- фазовый детектор и делитель частоты с дроб ным коэффициентом деления, состоящий изсчетчика импульсов, программирующего устройства и устройства управления, о т л и ч а ющи й ся тем, что, с целью уменьшения кратковременной фазовой нестабильности выход ного сигнала при повышенной фильтрациипомех, кратных шагу сетки частот, между выходом устройства управления и фильтром нижних частот введены пследовательно соединенные цифро-аналоговый преобразователь, 50 ключ, интегрирующее звено, безынерционноезвено и сумматор, причем второй вход сумматора соединен с выходом импульсно-фазового детектора, а управляющий вход ключа подключен к выходу программирующего устрой ства и ко входу устройства управления.Заказ 2251/14 Изд.1450 Тираж 902 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2