Синтезатор частот

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиотехнических устройствах различного назначения, в том числе в устройствах радиосвязи, 5Цель изобретения - повышение спектральной чистоты выходного сигнала.На чертеже представлена электрическая структурная схема синтезаторачастот.. Синтезатор частот содержит первый 1 и второй 2 и третий 3 фазовыедетекторы, генератор 4 частоты, первый 5 и второй 6 фазовращатели,фильтр 7 нижних частот, первый 8 и. второй 9 управляемые аттенюаторы,первый 10 и второй 11 аналоговыеключи, первый 12 и второй 13 генераторы пилообразного напряжения ГПН)инвертирующий усилитель 14, параллельный сумматор 15, счетчик 16, дешифратор 17 и триггер 18 со счетнымвходом.Синтезаторчастот работает следующим образом,На первые входы первого 5 и .второго 6 фазовращателей подается гармонический сигнал с опорной частотой Р, на вторые входы первого 5 и второго 6 фазовращателей соответственно через второй 9 и первый 8 управляемые аттенюаторы поступает управляющий сигнал с соответствующих второго 13 и первого 12 ГПН,управляющий сигнал первым 5 и вторым 6 фазовращателями представляет собой напряжение, изменяющееся по пилообразному закону. Если приращение Фазы на выходе первого 5 и второго 6 фазовращателей за время длительности пилообразного сигнала Т равно 23, в спектре выходного сигнала первого 5 и второго 6 Фазовращателей содержится одна составляющая частотой Р + Р, где Р= 1./Т, при этом знак "+" соответствует положительной производной приращения фазы сигнала на выходе первого 5 и второ го 6 фазовращателей, а знак "-" - отрицательной, Таким образом, формирование выходной частоты синте. затора частот, снимаемой с выходов первого 10 и второго 11 аналоговых ключей, осуществляется без использования генератора, управляемого напряжением, который является основным .источником фазовых шумов в синтезаторах частот, выполненных на основе фазовой автоподстройки частоты.Повьппение спектральной чистоты выходного сигнала синтезатора частот достигается установкой первого 5 и второго 6 фазовращателей непосредственно между входом и выходом синтезатора частот. Если из-за каких-либо дестабилизирующих Факторов прираще - ние фазы сигнала на выходе первого 5 и второго 6 Фазовращателей за время Т отличается от 23, в спектре выходного сигнала синтезатора частот появляются паразитные составляющие частотами, кратными Р . Для стабилизации приращения Фазы на выходе первого 5 и второго 6 фазовращателей равным 23 Г за период Т в синтезаторе частот искпользуется система регулирования, в которую входят первый 1, второй 2 и третий фазовые детекторы, фильтр 7, инвертирующий усилитель 14, параллельный сумматор 5, первый 1 О и второй 11 аналоговые ключи, первый 8 и второй 9 управляемые аттенюаторы.Система регулирования работает следующим образом.На входы первого фазового детектора 1 подаются сигналы с входов и выходов первого 5 и второго 6 Фаэовращателей. На выходе первого Фазового детектора 1 выделяется разность фаз сигналов на его входах, т.е. информация о приращении фазы сигнала на выходах первого 5 и второго 6 Фаэовращателей. Характеристика первого Фазового детектора 1 описывается функцией созе, а начальная разность Фаз сигналов на выходах первого Фазового детектора 1 М,.= О. 1, - разность Фаз, соответствующая моментам времени, когда управляющий сигнал первого 5 и второго 6 Фаэовращателей равен нулю, Отличие приращения фазы сигнала на выходах первого 5 и второго 6 Фазовращателей за время Т от 211 выделяется на втором 2 и третьем 3 фазовых детекторах.Рассмотрим работу второго 2 и третьего 3 фазовых детекторов. Предположим, что приращение Фазы сигнала за период Т меньше 2 Ъ. Сигнал с выхода первого фазового детектора 1 подается на первый вход второго Фазового детектора 2 непосредственно, а на первый вход третьего фазового детектора 3 через иннертирующий усилитель 14, который может быть выпол 1285555нен, например, на операционном усилителе. На вторые,входь второго 2 и третьего 3 фазовых детекторов подаются опорные сигнзлы соответственно с второго и третьего выходов дешифратора 17, сдвинутые относительно друг друга на время Т, /2. Кроме того, задний фронт опорного сигнала с второго выхода дешифратора 17 сдвинут относительно начала пилообразного 10 управляющего сигнала первого 5 и второго 6 фазовращателей на время Т /4.Запуск второго фазового детектора 2 осуществляется задним фронтом опорного сигнала, а сброс - в момент 15 прохождения сигнала, характеризующего приращение фазы сигнала через нуль с отрицательной производной, На выходе второго фазового детектора 2 выделяется информация, пропорциональ ная разности набега фаз сигналов на его входах за время Т /4. Запуск третьего фазового детектора 3 осуществляется задним фронтом опорного сигнала, а сброс - в момент прохождения сигнала с выхода инвертирующего усилителя 14 через нуль с отрицательной производной, На выходе третьего фазового детектора 3 выделяется инФормация, пропорциональная разности 30 набега Фаз сигналов на его входах за время 3/4 Т .Сигналы с выходов второго 2 и третьего 3 фазовых детекторов суммируются с разными знаками в параллель ном сумматоре 15, который может быть выполнен, например, на операционном усилителе.Из выходного сигнала параллельного сумматора 15 фильтром 7 выделя ется постоянная составляющая, которая подается на управляющие входы первого 8 и второго 9 управляемых аттенюаторов, при этом изменяется крутизна пилообразного сигнала на управляющих входах второго 6 и первого 5 фазовращателей и следовательно осуществляется подстройка приращения Фазы сигнала к 2 Ъ за период Т.50Первый 8 и второй 9 управляемые аттенюаторы могут быть выполнены, например, на ри диодах. Использование двух Фазовых детекторов 2 и 3 позволяет исключить влияния смещеният.е. когда 9О, на установившийся режим синтезатора частот.Для уменьшения уровня помех на выходе синтезатора частот, кратных частате Г, из-за конечной длительности обратного хода управляющего сигнала первым 5 и вторым 6 фазовращателями, используется два канала формирования выходной частоты, работающихпоочередно. Первый из каналов включает в себя первый ГПН 12, первый управляемый аттенюатор 8, второй фазовращатель 6 и первый аналоговыйключ 10. Второй канал содержит второй ГПН 13, второй управляемый аттенюатор 9, первый фазовращатель 5 ивторой аналоговый ключ 11. При этомпервый 12 и второй 13 Г 1 Я могут быть реализованы, например, на основе интегратора со сбросом.Рассмотрим формирование опорныхсигналов второго 2 и третьего 3 фазовых детекторов и сигналов коммутации каналов. С выхода генератора 4сигнал частотой Р поступает на счетрчик 16, выполненный в виде двоичногосчетчика.Первый и второй разряды счетчика 16 соединены с входом первого ивторого разряда дешифратора 17. Первый, второй и третий выходы дешифратора 17 являются соответственно выходами е.-о первого, второго и четвертого разрядов,Сигналы с выходов второго и четвертого разрядов дешифратора 17 используются в качестве опорных сигналов второго 2 и третьего 3 фазовыхдетекторов,На первом разряде дешифратора 17формируется сигнал управления триггером 18, который включен в режимесчета. На первом и втором выходахтриггера 18, которые являются соответственно неинвертирующим и инвертирующим выходами, формируются сигналы управления каналами, при этомТр = 4 Тщ Формула изобретенияСинтезатор частот, содержащий последовательно соединенные первый и второй фазовые детекторы, третий Фазовый детектор, генератор частоты, первый Фазовращатель и фильтр нижних частот, при этом первый вход первого фазового детектора является входом опорной частоты синтезатора частот, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения спектральной чистоты выходного сигнала, введены последовател.но соединенные счетчик , дешифра1285555 Составитель Б, КовалевРедактор А, Шишкина Техред М.Ходанич Корректор О, Луговая Заказ 7533/55 Тираж 899 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграФическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 тор,триггер со счетным входом, первый генератор пилообразного напряжения, первый управляемый аттенюатор,второй фазовращатель и первый анало="говый ключ, последовательно соединенные второй генератор пилообразногонапряжения и второй управляемый аттенюатор, параллельный сумматор, инвертирующий усилитель и второй аналоговый ключ, вход которого подклю- Ючен к выходу первого фазовращателя,выход первого аналогового ключа объединен с выходом второго аналоговогоключа и соединен с вторым входом первого фазового детектора, выход которого подключен к входу инвертирующего усилителя, выход которогосоединен с первым входом третьего фазового детектора, второйвход второго фазового детектора и 20второй вход третьего фазового детектора подключены соответственно квторому и третьему выходам дешифратора, выходы второго и третьего фазовых детекторов подключены к соответствующим входам параллельногосумматора, выход которого подключенк входу фильтра нижних частот, управляющий вход первого управляемогоаттенюатора объединен с управляющим входом второго управляемого аттенюатора и подключен к выходу фильтра нижних частот, вход второго генератора пилообразного напряженияобъединен с управляющим входом второго аналогового ключа и соединен спрямым выходом триггера со счетнымвходом, а управляющий вход первогоаналогового ключа соединен с инверсным выходом триггера со счетнымвходом, выход второго управляемого,аттенюатора подключен к управляющему входу первого фазовращателя, сигнальный вход которого объединен ссигнальным входом второго фазовращателя и подключен к первому входу пер"вого фазового детектора, а выход генератора частоты соединен с входом счетчика.