Синтезатор тактовой частоты

(19) (11) СОЮЗ ССВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 04 Ь 7/02; 3/06 ТЕНИЯ ТВУ СССР981,ации.Л.Н, Бе 1982,асоо ото, с цел я тем авного изм пазон ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(56) Авторское свидетельствоВ 866771, кл. Н 04 Ь 7/02,Системы фазовой синхронизПод ред, В.В. Шахгильдяна илюстиной. М.: Радио и связьс. 24 1, рис, 14.3. КТОВОй ЧАСТО р опорной ч оединенные фазовый частот, пе выход кот стройства,выход кот у входу Фаз ч а ю щ и расширения кения фазы(54) (57) СИНТЕЗАТОР ТА ТЬ 1, содержащий,генерато тоты, последовательно с первый делитель частоты детектор, фильтр нижних рестраиваемый генератор рого является выходом у второй делитель частоты рого подключен к другом ного детектора, о т л и выходного сигнала в соответствии с изменениями фазы входного сигнала, введены последовательно соединенные дополнительный Фазовый детектор, блок усреднения,реверсивный счетчик, дешифратор состояния реверсивного счетчика и блок добавления и исключения импульсов и последовательно соединенные цифроаналоговый преобра" зователь и управляемый фазовращатель, при этом выход генератора опорной частоты через управляемый фазовращатель подключен к соответствующему входу блока добавления и исключенияС 2 импульсов, выход которого подключен (9 к входу первого делителя частоты, выходы разрядов реверсивного счетчика подключены к соответствующим вхо- дам цифроаналогового преобразователя, а выход перестраиваемого генератора подключен к одному из входов дополнительного фазового детектора, другой вход которого является сигнальным входом устройства.40 Изобретение относится к связи иможет быть использовано при построении опорных эталонных генераторовдля узлов и станций синхронной цифро, вой сети связи, а также в других областях техники, например, для измерений, в которых необходимо иметь прецезионный источник колебаний с частотой, большей частоты опорного генератора колебаний, с возможностью регулировки фазы выходного сигналадискретами меньшими, чем его период.Цель изобретения - расширение диапазона плавного изменения фазы выходного сигнала в соответствии с изменениями фазы входного сигнала.На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема синтезаторатактовой частоты для синхроннойцифровой сети связи; на фиг. 2 и 3вариант реализации дешифратора состояния реверсивного счетчика и временные диафрагммы его работы.Синтезатор тактовой частоты содержит генератор опорной. частоты 1управляемый фаэовращатель 2, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 3,блок добавления и исключения импульсов (ДИИ) 4, дешифратор состояния 5реверсивного счетчика, реверсивный З 0счетчик 6, первый и второй делителичастоты (ДЧ)и 8, фазовый детектор 9, фильтр нижних частот (ФНЧ) 10,блок усреднения 11, перестраиваемыйгенератор 12 и дополнительный фазовый детектор 13, а дешифратор состояния 5 реверсивного счетчика содержитэлементы И-НЕ 14, 15, 16 и 17, элементы НЕ 18, - 18 1 , формирователиимпульсов 19 и 20 по положительномуфронту и формирователи импульсов 2 1и 22 по отрицательному фронту,Синтезатор тактовой частоты работает следующим образом,.Частота выходного сигнала Гвь, 45связана с частотой генератора опорной частоты Г, следующим соотношением:а- .ГВы ДОД1 50где Э ) - коэффициенты деления соответственно первого ивторого делителей частоты 7 и 8.В дополнительном фазовом детекторе 13 фаза выходного сигнала сравнивается с фазой входного сигнала, Сигнал рассогласования в виде импульсов,присутствующих в зависимости от знака рассогласования на первом или вто-, ром выходах дополнительного фазового детектора 13, усредняется в блоке усреднения 11, который выполнен в виде реверсивного счетчика, емкость которого зависит от постоянной времени петли фазовой автолодстройки (ФАП),. состоящей из первого и второго делителей частоты 7 и 8, фазового детектора 9, фНЧ 10 и перестраиваемого генератора 12, Чем больше постоянная времени петли ФАП, тем больше должна быть емкость реверсивного счетчика. Усредненный сигнал рассогласования в виде импульсов поступает в зависимости от знака рассогласования йа первый или второй входы реверсивного счетчика 6, каждый импульс добавляет вычитает единицу из числа, записанного в реверсивный счетчик 6. В результате напряжения на выходе ЦАП 3 изменяется на величину, равную 1,/2 где (1 ц,о - размах напряжения на выходе ЦАП 3, 2 - емкость реверсивноМго счетчика 6, Напряжение с выхода ЦАП 3 поступает на вход управляемого фаэовращателя 2, который меняет фазусинусоидального напряжения частотой 5 мГц,поступающего с выхода генератора опорной частоты 1 в пределах от 0 до 2 в ,порциями равными 2 9 /2 .Та- .М ким образом, фаза синусоидального сигнала на выходе управляемого фазовращателя 2 зависит от величины выходного напряжения ЦАП 3Обязательно возникает такое состояние, когда реверсивный счетчик 6 переполняется или опустошается, т.е, переходит либо в состояние 111, либо в состояние 000, Допустим, для опреде- ленности, что реверсивный счетчик 6 находится в состоянии 111, Следующий импульс добавления на входе реверсивного счетчика 6 переводит его в состояние 000. Это вызывает изменение напряжения на выходе ЦАП 3 на величину 6 и, следовательно, приводит к скачку фазы сигнала на выходе управляемого фазовращателя 2 на 2 Ф и, если не принять специальных мер, к изменению фазы выходного сигнала на величинуААДешифратор состояния 5 реверсивного счетчика служит для формирования команды добавления импульса в послеодин импульс. Переход реверсивного счетчика 6 из состояния 000 в состояние 111 вызывает появление импульса на выходе первого формирователя импульсов 2 1 по отрицательному фронту (фиг. Зг) и импульса на выходе второго формирователя импульсов 20 по положительному фронту (Фиг.Зд). Эти импульсы получаются из отрицательного фронта сигнала (фиг. За) и положительного фронта сигнала (фиг, Зб) соответственно. В результате на выходе второго (двувходового) элемента И-НЕ 17 появляется импульс (фиг, Зи), который поступает на второй вход блока добавления и исключения импульсов 4 и служит командой, по которой в последовательность импульсов с частотой следования 5 мГц добавляется один импульс. Переход реверсивного счетчика 6 из состояния 111 (000) в любое другое, отличное от состояния 000 (111), и наоборот, вызывает. появление импульсов на выходе одного из формирователей импульсов 19, 20, 21 и 22, но на вылодах (двувходовых) элементов И-НЕ 16 и 17 команд исключения и добавления не. будетИспо)тьзование данного изобретения позволяет просто синхронизировать даже, высокоскоростные цифровые системы передачи согласно требованиям МККТТ. Так, например, четверичная сис" тема передачи имеет тактовую частоту 139,264 мГц. Коэффициенты деления первого и второго ДЧ 7 и 8 в этом случае равны 625 и 17408 соответственно. Разрядность ЦАП 3 можно выбрать Й = 8. Следовательно, один шаг подстройки равен смещению фазы колебания генератора опорной частоты 1 на 45- период колебаний генератора опорной частоты 1,Это вызывает такое же смещение фазывыходного колебания перестраиваемогогенератора 12. Смещение Фазы нах С = 0,78 10 с составляет,Д 0,8 10-щ-0 Ю,йргде Т ч -период колебания перестраи"ваемого генератора, т.е. шаг подстройки меньше 1/9 такта выходного где Т А 50 55 довательность импульсов с частотой следования 5 мГц, формируемых иэ синусоидального сигнала в блоке добавления и исключения импульсов 4, при переходе реверсивного счетчика 6 иа состояния 000 в состояние 111, и для формирования команды исключения импульса из последовательности импульсов с частотой следования 5 мГц при переходе реверсивного счетчика 6 из состояния 111 в состояние 000. При этом состоянию реверсивного счетчика 000 должна соответствовать фаза на выходе управляемого Фазовращателя 2 по отношению к его входу, равная нулю, а состоянию 111, равная 2 Ф, Благодаря этому фаза сигнала на выходе блока добавления и исключения импульсов 4 может неограниченно изменяться как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения порциями, равными .2 Я /2 , Изменение фазы опорного сигИнала на входе петли ФАП вызывает . переходной процесс установления новой фазы сигнала на выходе перестраиваемого генератора,в результате, фаза выходного сигнала плавно изменяется. Величина. этого изменения,олравнаА 2"если состояние реверсивного счетчика 6 изменилось на +1.Переход реверсивного счетчика 6 всостояние 11 1 вызывает : появление "0" на выходе первого элемента И-НЕ 14 с И входами (фиг.За), а переход ц состояние 000 - появление 0 на выходе второго элемента И-НЕ 15 с К входами (фиг. Зб). Переход реверсивного счетчика 6 из состояния 11..1 в состояние 000 вызывает появление импульса на выходе первого формирователя импульсов 19 по положительному фронту (фиг. Зв) и импульса на выходе второго Формирователя импульсов 22 по отрицательно- му фронту (фиг. Зе), Эти импульсы получаются из положительного фронта сигнала (Фиг. За) и отрицательного фронта сигнала (фиг. Зб) соответственно, В результате на выходе перво-го (двувходового) элемента И-НЕ 16 появляется импульс (Фиг. Зж), который поступает на первый вход блока добавления и исключения импульсов 4 и служит командой, по которой из последовательности импульсов с частотой следования 5 мГц исключается 1 О 15 20 25 30 35401195466 бшаг подстройки будет еще меньше,что позволяет выбирать меньшую разрядность ЦАП 3. 3колебания. Естественно используя ЦАП 3 на М = 8 для менее скоростных систем передачи (третичной и т.д,),Составитель В,Техред.О,Ващиши имова Корректор О. Редактор В, Ковтун я 658енногний иаушск"Патент", г. Ужгород, ул, Проект иал каз 742 11359 ТиражВНИИПИ Государст по делам изобрет 5, Москва, Ж,Подписнокомитета СССРткрытийнаб., д. 4/5