Генератор качающейся частоты

СОЮЗ СОВЕТСНИ)(СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕРЪБЛИН ЦЮ (П)А 3 В 23/О та РЕТ АНИЕ 1и Х АВТОРСХ ВИДЕТ.Балтанскас ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1. Патент США В 35828 кл. 356"86, 01,06.71.2. Федоров В.А., Вили Р.П.П. Широкодиапазонный генератор с,частотной автоподстройкой управляемый кодом. - фТехника средств связи сер, РИТ, М., 1981,. вып. 4, с. 78 (прототип).(54)(57) ГЕНЕРАТОР КАЧМОЩЕЯСЯ ЧАСТОТЫ (ГКЧ), содержаший последовательно. соединенные генератор Фиксированных частотсмеснтель, Фильтр нижних частот, первый управляемый делитель .частоты, преобразователь частота"напряжение и детектор сигнала ошибки, к другому входу которого подключен выход цифроаналогового . преобразователя, последовательно соединенные второй управляемый делитель частоты, преобразователь частотакод, многоканальный коммутатор и первый регистр, а также генератор перестраиваемой частоты, второй регистр, вход которого объединен с входом первого регистра, дешифратор и блок цифрового управления, первый. выход которого подключен к адресному входу дешифратора, второй выход к входу записи дешифратора и к входу. управления многоканального коммутатора, а шина передачи информации многоканального коммутатора подключена к шине данных блока цифрового управления, первый выход дешяфратора подключен к входу сброс-запуск преоб" разователя частота-код, второй вы.ход дешифратора подключен к входу записи второго регистра, третий выход лешифратора подключен к входу записи первого регистра, вход второго управляемого делителя частоты подключен к выходу фильтра нижних частот, выход второго регистра подключен к управ-, ляющим входам первого управляемого делителя частоты, преобразователя частота-код и второго управляемого делителя частоты, о т л и ч а юш н й с я тем, что, с целью расширения диапазона частот, между выходом генератора перестраиваемой частоты и другим входоМ смесителя введены последовательно соединенные умножительчастоты и управляемый полосовойфильтр, между выходом детектоРа сигналаошибки и входом генератОра пере страиваемой частоты введен аналоговый управляемый инвертор, между выходом первого регистра и входом цифии роаналогового преобразователя введен цифровой управляемый инвертор, а так же введен переключатель, первый вход которого подключен к выходу Фильтра нижних частот, второй вход которого подключен к вьпсоду управляемого полосового Фильтра; третий вход - к выхо" ду генератора перестранваемой частоты, при этом генератор фиксированных частот выполнен управляемым, а управляюшие входы управляемого полосового фильтра, генератора фиксиро ванных частот, переключателя, аналогового управляемого инвертора и цифрового управляемого инвертора подключены к выходу второго регистра, а выход переключателя является выходом ГКЧ, 1054869Изобретение относится к радиотех"нике и может быть использовано вавтоматизированной радиоизмеритель-.ной аппаратуре для иэмерения частотных характеристик радиоустройств иих элементов. 5Известен генератор качающейся.частоты (Гкч), содержащий соединенные в кольцо автоподстройки частотыпреобразователь частота-напряжение,детектор сигнала ошибки, усилитель 10сигнала ошибки и генератор перестраиваемой частоты, при этом на второйвход детектора сигнала ошибки подается управляющее напряжение от генератора пилообразного напряжения Погрешность установки частоты и нелинейность ее перестройки определяется погрешностью установки управляющего напряжения, нелинейностью характеристики преобразователя частота-напояжение и величиной сигналаошибки системы автоподстройки частотй.Недостатки данного ГКЧ - большая погрешность установки частоты и сравнительно узкий диапазон частот.Наиболее близким к предлагаемому является генератор качающейся часто- ты (ГКЧ), содержащий последовательно соединенные генератор фиксированных частот, смеситель, фильтр нижних частот, первый управляемый делитель 30 частоты, преобразователь частота-напряжение и детектор сигнала ошибки, к другому входу которого подключен выход циФроаналогового преобразова теля, последовательно соединенные 35 второй управляемый делитель частоты, преобразователь частота-код, многоканальный коммутатор и первый регистр, а также генератор перестраиваемой частоты, второй регистр, вход которо.го объединен с входом первого регистра, дешиФратор и блок цифровогоуправления, первый выход которого подключен к адресному входу дешифратора,второй выход - к входу записи дешифратора и к входу управления многоканальЮЫо коммутатора, а шйна передачи инФормации многоканального комМутатора подключена к шине данных блока цифро,вого управления, первый выход дешиФратора подключен к входу сброс-за пуск преобразователя частота-код, второй выход.дешифратора подключен к входу записи второго регистра, третий ,выход дешифратора подключен к входу записи первого регистра, вход второго 55 управляемого делителя частоты подключен к выходу Фильтра нижних частот, выход второго регистра подключен к управляющим входам первого управляемого делителя частоты, преобразова-. 60 теля частота-код и йторого управ, .ляемого делителя частотйС 23днако известный ГВЧ характеризуется недостаточно широким диапазовом частот, 65 Цель изобретения - расширение диапазона частот.указанная цель достигается тем, что в ГКЧ, содержащий последовательно соединенные генератор фиксированных частот, смеситель, Фильтр ниж них частот, первый управляемый делитель частоты, преобразователь частота-напряжение и детектор сигнала ошибки, к другому входу которого подключен выход цифроаналоговогопреобразователя, последовательно соединенные второй управляемый делительчастоты, преобразователь частотакод, многоканальный коммутатор и первый регистр, а также генератор перестраиваемой частоты, второй регистр, вход которого объединен с входом первого регистра, дешифратор и блок цифрбвого управления, первый выход которого подключен к адресному входу дешифратора, второй выходк входу записи дешифратора и к входу управления многоканального коммутатора, а шина передачи информации многоканального коммутатора подключена к шине данных блока цифрового управления, первый выход дешифратора подключен к входу сброс- запуск преобразователя частота-код, второй выход дешифратора подключен к входу записи второго регистра, третий выход дешифратора подключен к входу записи первого регистра, вход второго управляемого делителя частоты подключен к выходу фильтра нижних частот, выход второго регистра подключен к управляющим, входам первогоуправляемого делителя частоты, прбобразователя частота-код и второго управляемого делителя частоты, между выходом генератора перестраиваемой частоты и другим входом смесителя введены последовательно соединенные умножитель частоты и управляемый полосовой фильтр, между выходом детектора сигнала ошибки и входом генератора перестраиваемой частоты введенаналоговый управляемый инвертор, между выходом первого регистра и входонцифроаналогового преобразователявведен цифровой управляемый инвертоу,а также введен переключатель, первыйвход которого подключен к выходуФильтра нижних частот, второй входкоторого подключен к выходу управлявмого полосового Фильтра, третийвход - к выходу генератора перестрааваемой частоты, при этом генератор фиксированных частот выполнен управляемым, а управляющие входы управляе-.мого полосового Фильтра, генератораФиксированных частот, переключателя,аналогового управляемого инвертораи цифрового управляемого инвертораподключены к выходу второго регистра,а выход переключателя является выходом ГКЧ,На чертеже представлена структурная схема предлагаемого ГКЧ.ГКЧ содержит первый управляемый делитель 1 частоты, преобразователь 2 частота-напряжение ТПЧН),.детектор 3 сигнала ошибки, генератор 4 перестраиваемой частоты (ГПЧ), смеситель 5, генератор б фиксированных частот(ГФЧ), фильтр 7 нижних частот (ФНЧ),. второй управляемый делитель 8 частоты, преобразователь 9 частота-код, многока нальный коммутатор 10, блок 11 цифро-. вого управления (БЦУ), дешифратор 12, первый регистр 13, цифроаналоговый преобразователь,(ЦАП) 14, второй регистр 15, умножитель 16 частоты, уп равляемый полосовой фильтр (УПФ) 17, аналоговый управляемый инвертор 18, цифровой управляемый инвертор 19 и переключатель 20.ГКЧ работает, следующим образом. 2 ОГенераторная часть ГКЧ построена таким образом, что можно как смешивать частоты, так и непосредственно использовать сигнал ГПЧ Егд , предгячф варительно умноженный по частоте в 2 раза. Так как максимальная частота первого поддиапаэона, построенного по методу смешивания частот, ограничена максимально допустимой частотой первого и второго управляемых делителей частоты 1 и 8 Е- то для непрерывной работы с помощью лереключателя 20 с более высокочастотным вторым поддиапазоном, в котором используется непосредственно сигнал Югяч, а также с помощью переключателя 20 с третьим поддиапазоном, в котором используется сигнал 2 Х., ц, частоты ГПЧ .4 выбираются из Условия Е 4 ЮГПЧ ВфлтЩХ ДЕЛ 1 ГдчваХ ГПЧ ЕЬ 40 Для того, чтобы комбинационные частоты третьего порядка ие попадали в полосу пропускания ФНЧ 7, перед смешиванием производится умножение сигнала ГПЧ 4 по частоте на 2. Октавное 45 Умножение частоты Е пч,на 2 осУщест вляется, например, йо методу двухполупериодного детектирования с последующим выделением частоты 2 Егпч с .помощью УПФ 17. Частоты ГФЧ 6 выбираются из условияЕ =Е . +Ю1 ГФЧ ГПЧ Е 1 Г ГПЧ ЮФХ 1ЙГФЧ 1 Гфч ЬЫФ ЯйпПетля частотной автоподстройки, содержащая первый управляемый делитель частоты и ПЧН 2, обеспечивает линейную зависимость выходной частоты ГКЧ . от управляющего напряжения, устанавливаемого БЦУ 11 через многоканальный коммутатор 10 и первый регистр 1360 с помощью ЦАП 14. Коррекция установки частот ГКЧ осуществляется БЦУ 11 по данным преобразователя 9 частота.код с помощью ЦАП 14. Необходимая разрешающая способность преобразова теля 9 частота-код устанавливаетсяБЦУ 11 изменением времени преобраэова.ния преобраэователя 9 частота-коди коэФфициента деления частоты второго управляемого делителя 8 частоты.Частотная автоподстройка и преобразование частота-код в любом подциапазоне осуществляется по сигналу с раз"ностной частотой,1 гфч ЕгпЧ или 2 ЕГпч Е 2 гфч или2 Е -Егпч 1 гфчОт БЦУ подаются цифровые сигналы,коды которых последовательно заносятся в первый и второй регистрысигналом фЗапись с третьего ивторого выходов дешифратора 12соответственно при соответствующемкоде на первом выходе БЦУ 11, которым является адресна шина БЦУи соответствующем коде на второмвыходе БЦУ 11, которым являетсяшина управления БЦУ 11. Код, записанный в первый регистр 13, используется для управЛения ЦАП 14, выходное напряжение которого, меняясьпропорционально величине кода нашине данных БЦУ, линейно перестраивает выходную частоту ГКЧ, Код; эаписанный во второй регистр, исйоль-эуется для коммутации следующихвеличин: коэффициента деления частоты первого и второго управляемыхделителей частоты, величины време-.ни преобразования преобразователячастота"код 9, полосы пропусканияУПФ 17, частот. ГФЧ б и для коммутации цифрового и аналогового управляемых инверторов 19 и 18 и переключа- .теля 20. Для увеличения точностиотсчета частоты ГКЧ содержит преобразователь 9 частота-код, зайусккоторого осуществляется сигналом спервого выхода дешнфратора 12 присоответствующем коде на адреснойшине БЦУ, По истечении времени преобразования соответствуюаим кодомна шине управлении ВЦУ 12 многоканальный коммутатор 20 переключается в режим Передача, по шинеданных в БЦУ 11 поступает информа"ция с преобразователя 9 частотакод о выходной частоте ГКЧ. В первом поддиапазоне БЦУ 11 устанавливает частоту ГФЧ, равную Егфч , цифровой и аналоговый управляемйе инверторы 19 и 18 в положение 1 фИнверсияф,управляемый полосовой фильтр 17 вположение, соответствующее полосепрглускания от 2 Егдч,; доЕ,- Е,; , переключатель 20 вположение, пропускающее сигнал свыхода ФНЧ 7. В этом поддиапаэонеБЦУ 11, устанавливая коды на шинеданных и комщутируя коэффициент де-ления частоты первого управляемогоделителя частоты 1, может устанавливать выходную частоту ГКЧ от ее ми1054869 5нимального значения до величины,Равнойдц,; . Отсчет частоты впервом поддиапазоне БЦУ производитпо алгоритму КИ/т,где К - коэффициент деления частотывторого управляемого делителя частоты 8 М,ф- код и время преобразования преобразователя 9 частота-код соответственно, Второй поддиапазон с помощью БЦУ 11 разбивается на три частотных интервала. В первом интервале БЦУ 11 устанавливает переключатель 20 в положение, пропускающее сигнал с выхода Гпч 4, а цифровой управляемый инвертор 19 в положение фПовторениефф. В этом интервале ВЦУ 11, устанавливая коды на шине . данных и коммутируя коэффициент деления частоты первого управляемого делителя 1 частоты, может изменять частоту ГПЧ 4 в тех же пределах, что и в первом поддиапазоне, только в обратном направлении. Выходная частота ГПЧ 4 при этом может изменяться от величины, равной ц ; до величины 0,5 ( Й ф, - - ,. Отсчет частоты в данном интервале БЦУ производит по алгоритму 0,5 (Юрфц -КГ). Во втором интервале БЦУ устанавливает частоту ГФЧ 6, равную Ф фц, циФровой и аналоговый управляемые инверторы 19 и 18 - в положение Инверсияф.и фПовторением соответственно, УПФ 17 - в положение, соответствую" щее полосе пропускания от 1 ГФЧ %И вчемдо 2-пц дух В этом интервале БЦУ 11, устанавливая коды на шине данных и коммутируя коэффициент деления первого управляемого делителя частоты, может устанавли" вать Выходную частоту РКЧ от значе ния, равного 0,5 Ы.,р 4 - хдо величины, равной Ю где1 гфц вых е(пГ вых405(Е +Е2 Гфц гпн пйь)Отсчет частоты в данном интервалеБЦУ производит по алгоритму0.5 (Юфц +КГМ . В третьем интервале БЦУ устанавливают частотуГфЧ 6, РавиУю чгцйРИ этом Выхбдная частота ГКЧ может устанавливаться от значенияФ равного Е 6(хдозначения уц. . Отсчет частоты вданном интервале производится поалгоритму 0,5 (Ец +ЯК/Ф)В третьем поддиапазоне БЦУ устанавливаетпереключатель 20 в положение, пропускающее сигнал с выхода управляемого полосового фильтра 17, управле"ние выходной частотой ГКЧ осуществля ется аналогично управлению во этором поддиапазоне, при этом выходнаячастота ГКЧ может устанавливатьсяот значения Г пцдо 2%пцОтсчет частоты в нервом, втором и 25 третьем интервале третьего поддиапазона производится Бцу соответственно по.алгоритмам1 гфч2.гфц+Ю Ф 1,+К/.Таким образом, положительйыйэффект - расширение диапазона частотдостигается за счет того, чтовведение последовательно соединенных умножителя частоты 16 и УПФ 17,аналогового и цифрового управляемыхинверторов 18 и 19 и переключателя 20 позволяет с помощью БЦУ 11осуществлять частотную перестройкуГКЧ до величины, равной 21 г = ,"41 х е, следовательно, значениемаксймальной частоты ГКЧ увеличенов 4 раза и в 4 раза расширился часттотный диапазон.ВНИИПИ Заказ 9117/56 Тираж 936 Подписноъ филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул,Проектная,4