Цифровой синтезатор частоты

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоаетскикСоциалистическихРеснубпик по 987817(ф 1) М. Кл. с присоединением заявки ЙоН 03 Ь 7/18 Государственный коинтет СССР по делам изобретений и открытий) Заявител 4) ЦИФРОВОИ СИНТЕЭАТОР ЧЬСТОЧЫ Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано, например, в устройствах стабилизации частоты радноприемной, передающей нрадиоизмернтельной аппаратуры.Известен цифровой синтезатор частоты, содержащий последовательно сое. диненные генератор, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, цифровой частотно-фазовый детектор, первый генератор стабильного тока и фильтр нижних частот, а также датчик кода. выходной частоты, опорный генератор, выход которого соеди" нен с другим входом цифрового частотно-фазового детектора, второй гейератор стабильного тока, вход и выход которого подключены соответственно к другому выходу цифрового частотно-Фазового детектора и к входу фильтра нижних частот (1.Однако в таком цифровом синтезаторе частоты быстродействие при смене выходных частот определяется динамикой системы фазовой автоподстройки частоты и недостаточно велико.Цель изобретения - повышение быстродействия при смене частот.Для достижения этой цели в цифровой синтезатор частоты, содержащий последовательно соединенные управляемый генератор, делитель частоты спеременным коэффициентом деления,цифровой частотно-фазовый детектор,первый генератор стабильного тока ифильтра нижних частот, датчик кодавыходной частоты, опорный генератор,выход которого соединен с другим входом цифрового частотно-Фазового де"тектора, второйгенератор стабильного тока, вход и выход которого подключены соответственно к другому выходу цифрового частотно-фазового детектора и к входу фильтра нижних частот, введены последовательно соединенные блок вычисления коэффициентовделения, блок управления, ВБ-триггер,элементы.И и делитель частоты, выходкоторого подключен к другому входуВБ-триггера, при этом первый входблока. вычисления коэффициентов деления и второй вход блока управленияобъединены и подключены к выходудатчика кода выходной частоты, тактовый вход блока управления соединенс выходом элемента И, второй входкоторого подключен к выходу делителячастоты с переменным коэффициентомделения, управляющий вход которогосоединен с выходом блока вычислениякоэффициентов деления, второй вход которого подключен к второму выходу блока управления.На чертеже приведена структурная электрическая схема цифрового синтезатора частоты. 5 1Цифровой синтезатор частоты содержит управляемый генератор 1, делитель 2 частоты с переменным коэффициентом деления (ДПКД), цифровой частотно-фазовый детектор (ЦЧФД) 3, 10 опорный генератор 4, первый генератор 5 стабильного тока, второй генератор ь стабильного тока, Фильтр 7 нижних частот (ФНЧ), датчик 8 кода выходной частоты, блок 9 вычисления коэффициентов деления, блок 10 управления, ВЯ-триггер 11, делитель 12 частоты, элемент И 13.Цифровой синтезатор частоты рабо-. тает следующим образом. 20При смене выходной частоты от значенийа до нового значения Юк датчик 8 кода изменяет код частоты. При этом блок 10 управления срабатывает и подает команды на вход значения новой частоты Щ в блок 9 вычисления и на начало вычисления промежуточных значений коэффициентов деления ДНКД 2 от значения В, до й, соответствующих выходным частотам МН и Кс,По окончании вычислений блок 9 вычисления подает команду на блок 10 управления, после окончания которой начинается процесс смены значений коэффициентов деления ДПКД 2 до значений ин до М через вычисленные про Кмежуточйые значения коэффициентов деления Н 4, И,Б+, где п - поря" док дифференцйального управления применяемого ФИЧ 7.Смена коэффициентов деления ДПКД 240 происходит следующим образом.Блок 10 управления формирует команду на смены частоты которая поступает на вход установки ВЗ-триггера 11 и переводит его в состояние с высоким 45 выходным уровнем.Выходной сигнал ЙЯ триггера 11 подается на вход элемента И 13 и разрешает прохождение импульсов с ДПКД 2 на тактовый вход блока 10 управления. С приходом каядого тактового импульса блок 10 управления выдает команду в блок 9 вычисления на выдачу очередного значения промежуточного коэффициента деления ДОКД 2. Коэффициент деления делителя 12 частоты установлен равным в = в + 2, поэтому импульс на его выходе появляется только после выдачи из блока 9 вычисления коэффициента деления Нк. Импульс с вы хода делителя 12 частоты поступает на вход сброса ВЗ-триггера, устанавливая на его выходе низкий уровень напряжения. Элемент И 13 запрещает прохождение импульсов с ДПКД 2 на 5 тактовый вход блока 10 управления. Импульс с делителя частоты поступает также на блок 10 управления, информируя его об окончании процесса смены частоты синтезатора, после чего блок 10 управления переходит в исходное состояние.Таким образом, процесс перехода на новую частоту оканчивается за (в) тактовых импульсов, т.е. время установки частоты.С = Т (щ"1),где Т - . период импульсов с выходаопорного генератора 4,физическую сущность увеличениябыстродействия рассмотрим для случаяиспользования ФНЧ 7 первого порядка,т,е. и = 1При поступлении .команды на сменучастоты с появлением импульса сДПКД 2 его коэффициент деления устанавливается равным Ж, и значениекоторого таково, что между появлением нового импульса с ДПКД 2 и очередного импульса с опорного генератора 4 формируется импульс на соответствующем выходе ЦЧФД 3, длительность которого зависит.от значенийчастоти 4 и Щ,. После окончания воздействия импульса тока напряжение навыходе ФНЧ 7 соответствует напряжению синхронизма при частоте синтезатора щк. Однако второе условиесинхронизма, а именно одновременностьприхода импульсов с опорного генератора 4 и ДПКД 2 на выходы ЦЧФД 3 невыполняется, так как входные импульсы ЦЧФД 3 сдвинуты во времени междусобой. Поэтому с приходом импульсас ДПКД 2 устанавливается второе про-межуточное значение коэффициента деления ДПКД 2 И 4, при котором появле"ние нового импульса с ДПКД 2 совпадает с моментом появления импульса сопорного генератора 4, Напряжение навыходе ФНЧ 7 не изменится, так какдлительность управляющего импульсатока в этом случае равна нулю.Следовательно, если после появления импульса с ДПКД 2 при коэффициенте деления И 1 изменить коэффициентделения на Бк, то система фазовойавтоподстройки будет находиться всостоянии синхронизма. Таким образом,,переключение синтезатора на новуючастоту произошло за время ТТр .Если в качестве ФНЧ 7 применитьфильтр более высокого порядка, например второго, то необходимо иметьтри значения промежуточных коэффици-,ентов деления ДПКД 2, Два первыхкоэффициента деления М и И форми"1руют два разнополярных импульса тока, длительность которых, и соответственно, значение коэффициентов Б, иВ вычисляются иэ условия достижения987817 Формула изобретения Составитель в, ковалов Ковальчук Техред Т.Иаточка Корректор В. Вутяга еа Подписноого комитета СССРий и открытийаушская наб., д. 4/ Тираж 934Государстве елам изобрет осква, Ж,Заказ 10327/47ВНИИ 113035 Филиал ППП фПатентф, г, Ужгород, ул ктная,на выходе ФНЧ 7 после их окончания нового напряжения синхронизмаТре" тий коэффициент деления Мз служит (как и в случае ФНЧ 7 первого порядка) для достижения фазовых соотношений состояния синхронизма.Таким образом, предлагаемый цифровой синтезатор частоты позволяет ;во много раз уменьшить время смены выходных частот без ухудшения качества выходного сигнала. Цифровой синтезатор частоты, оо 1 держащий последовательно соединенные управляемый генератор, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, цифровой частотно-фазовый детектор, первый генератор стабильного тока и Фильтр нижних частот, датчик кода выходной частоты, опорный генератор, выход которого соединен с другим входом циФрового частотно- фазового детектора, второй генератор стабильного тока, вход и выход которого подключены соответственно к другому выходу цифрового частотнофазового детектора и входу фильтранижних частот, о т л и ч а в щ и й.с я тем, что, с целью повьааения быст"родействия при смене частот, введеныпоследовательно соединенные блок вычисления коэффициентов деления, блокуправления, %6 -триггер, элемент И нделитель частоты, выход которого под-клвчен к другощт входу Йб "триггера,ф при этом первый вход блокавычисления коэффициента деления и второйвход блока управления объединены и .подключены к выходу датчика кода вы-ходной частоты, тактоэмй вход блока35 управления соединен с выходом элемента И, второй вход которого подключен к выноду делителя частоты спеременным коэффициентом деления,управляющий юсод которого соединенрр с вьаищем блока вычисления коэффици-ента деления, второй вжщ которогоподключен к второму выходу блока управления.Источники информации25 принятые во внимание прн экспертизе1. Натент СЗЮ 9 3714463,кл. 307-232 от 30.01.73 (прототип).