Цифровой синтезатор частоты

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК О 1637 О 15 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЛЬСТ с вентили ратор 1 Фиг, 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯ 1 ЙПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИ(56) Авторское свидетельство СССР1503070, кл. Н 03 Ь 7/18, 1987, (54) ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТЫ (57) Изобретение может быть использовано для генерации сетки частот в измерительных устройствах, а также в приемных и передающих устройствах с широким диапазоном частот, малым шагом перестройки и установившейся ошибкой по фазе, близкой к нулю. Целью изобретения является повышени 03 1 7/18 Н 03 К 3 быстродеиствия при изменении выходной частоты, Сущность изобретения заключается в том, что в цифровой синтезатор частоты дополнительно введены умножитель 21 частоты и делитель 22 частоты, позволяющие при тех же значениях опорной и выходной частот снизить значения коэффициентов деления делителей 2 и 3 частоты и повысить частоту сравнения фазы в кольце фазовой автоподстройки, Цифровой синтезатор также содержит задающий генератор 1, делители 2 и 3 частоты, триггеры 4-6, счетчик 7 импульсов, дешифратор 8, реверсивный счетчик 9, цифроаналоговый преобразователь 10,11-17, перестраиваемый гене 8 245 Изобретение относится к имлульсной технике, может быть использованодля генерации сетки частот в измерительных устройствах, а также в приемных и передающих устройствах, и является усовершенствованием синтезатора по основному авт.св. Р 1503070.Цель изобретения - повышение быстродействия при изменении выходной 10частоты,На фиг, 1 приведена электрическаяструктурная схема цифрового синтезатора частот; на фиг. 2 - временныедиаграммы, поясняющие работу устройства в установившемся режиме,Цифровой синтезатор частоты содер"жит задающий генератор 1, первый ивторой делители 2 и 3 частоты, первый4, второй 5 и третий 6 триггеры, 20счетчик 7 импульсов, дешифратор 8,реверсивный счетчик 9 импульсов, цифроаналоговый преобразователь 10, первый, второй, третий, четвертый,пятый, шестой и седьмой вентили 11- 2517 (вентили 11, 12, 14, 16 и 17 -элементы И-НН, вентили 13 и 15 - элементы ИЛИ-НЕ), перестраиваемый генератор 18, шину 19 управления ивыходную шину 20, умножитель 21частоты и третий делитель 22 частоты, Выход (инверсный) первого триггера 4 соединен с первыми входамипервого и четвертого вентилей 11 и14, выход (инверсный) втоРого триггера 5 соединен с первым входом второго вентиля 12 и с вторым входомчетвертого вентиля 14. Выход первого вентиля 11 соединен с первым входом седьмого вентиля 17 и с входом 40суммирования реверсивного счетчика 9импульсов, вход вычитания которогосоединен с выходом второго вентиля12 и с вторым входом седьмого вентиля 17, выход которого соединен ссчетным входом счетчика 7 импульсоввход сброса которого соединен с Явходами первого и второго триггеров4 и 5 и с выходом пятого вентиля15, а перВый ВХОД которого соеДиненс первым входом дешифратора 8, с выходом четвертого вентиля 14 и с вторым входом третьего вентиля 13, Второй вход пятого вентиля 15 соединенс Н-входами первого, второго и третьего триггеров 4-6, с шиной 19 управления и с входом стробированиядешифратора 8, входы которого с второго по и-й соединены с соответствующими выходами счетчика 7 импульсоЬ, причем и-й выход счетчика 7 импульсов соединен с его же входом разрешения счета и с тактовым входом третьего триггера 6, прямой выход которого соединен с первым входом третьего вентиля 13, выход которого соединен с входами записи первого, второго и третьего делителей 2, 3 и 22 частоты, Инверсный выход третьего триггера 6 соединен с первым входом шестого вентиля 16, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго вентилей 11 и 12, второй вход с первым выходом задающего генератора 1, второй выход которого через умножитель 2 1 частоты соединен с тактовым входом второго делителя 3 частоты, третий выход с третьими входами первого и второго вентилей 11 и 12, Выходы реверсивного счетчика 9 импульсов через цифроаналоговый преобразователь 10 соединены с входом перестраиваемого генератора 18, выход которого соединен с тактовым входом первого делителя 2 частоты, с выходной шиной 20 и с тактовым входом третьего делителя 22 частоты, Тактовые входы первого и второго триггеров 4 и 5 соединены с выходами соответственно второго и первого делителей 3 и 2 частоты, 0-входы первого, второго и третьего триггеров 4-6 соединены с общей шиной.В качестве умножителя 21 частоты можно использовать адаптивный умножитель частоты следования импульсов, а в качестве первого, второго и третьего делителей частоты - делитель частоты следования импульсов с переменным коэффициентом деления.Синтезатор работает в двух режимах: в режиме грубой частотной авто- подстройки и режиме фазЬвой автоподстройки частоты генератора 18.В первом режиме устройство работает либо при его включении, либо при переключении устройства на другую частоту. Во второй режим работы устройство автоматически переходит после завершения первого режима. Задание частоты осуществляется подачей на установочные входы умножителя 21 и делителей 2, 3 и 22 (с переменным коэффициентом деления) двоичных кодов, а также импульса на шину 19. При этом на инверсных выходах триггеров 4-6 устанавливаются уровни логической "12пульсов с выхода вентиля 14 на входызаписи делителей 2 и 3, запрещаятем самым прерывание цикла работыэтих делителей,Таким образом, устройство осуществляет грубую ускоренную автоподстройку частоты генератора 18 эа несколько циклов работы делителей 2 и3 и автоматически переходит во второйрежим работы - фазовую автоподстройкучастоты генератора 18 с минимальнойначальной фазовой ошибкой.Второй режим работы иллюстрировандиаграммами, изображенными на фиг.2.В моменты вРемени С, Сз, э и ЙУформируются .положительные импульсы навыходе делителя 2 (фиг, 2 б), а в моменты й, ,и с - на выходеделителя 3 (фиг. 2 в). Эти импульсы устанавливают в единичное состояниеинверсные выходы соответствующихтриггеров 4 и 5 (фиг, 2 г,д). При этомоткрывается соответствующий вентиль11 или 12 (фиг. 2 к,л), пропускающиена входы счетчика 9 тактовые импульсы частоты Е с третьего выхода генератора 1 (фиг2 к,л), что, как и впервом режиме, приводит к соответствующему изменению напряжения на выходепреобразователя 10 (фиг. 2 и) и частоты на выходе генератора 18, что при-,водит к сокращению фазовой ошибки.Максимально допустимая фазоваяошибка контролируется с помощью вентиля 17 и счетчика 7. При достижениифазовой ошибкой допустимого значения,соответствующего половине емкостисчетчика 7, на выходе его старшегоразряда устанавливается единичныйпотенциал, запрещающий дальнейшийсче"г импульсов этим счетчиком и устанавливающий триггер 6 в нулевоесостояние, обеспечивая воэможностьпрохождения импульсов с выхода вентиля 14 через вентиль 13 на входы записи делителей 2 и 3. При этом уст ройство автоматически переходит в первый режим работы,Таким образом, умножитель 21,и делитель 22 позволяют повысить частоту сравнения импульсов в кольце частотно-фазовой автоподстройки за счет умножения частоты опорного генератора, а также за счет перестройки коэффициента Ь умножения опорной частоты, позволяющей на порядок снизить значения коэффициентов деления Х и У делителей 2 и 3 частоты, что 5 163702а на выходе вентиля 14 формируетсяотрицательный импульс, В результатеэтого на выходе вентиля 13 формируется положительный импульс, устанавливающий делители 2, 3 и 22 в исходное5состояние, при котором в них записываются двоичные коды коэффициентовделения, подаваемые на их установочные входы, После окончания импульсана шине 19 на выходе вентиля 15 появляется положительный импульс, который сбрасывает счетчик 7 в "0" и устанавливает триггеры 4 и 5 в единичное состояние, что приводит к окончанию импульсов на выходах вентилей 14и 15. С этого момента делители 2, 3и 22 одновременно начинают счет опорных импульсов с выхода генератора 1и импульсов с выхода генератора 18 20соответственно. После завершенияполных циклов счета делителей 2, 3и 22 на их выходах формируются положительные импульсы. Импульсы, формируемые делителями 3 и 2, устанавливают в единичное состояние по С-входуинверсные выходы соответствующихтриггеров 4 и 5. При этом открываетсясоответствующий вентиль 11 или 12,пропускающий на выходы счетчика 9 3 Отактовые импульсы частоты Х с третьего выхода генератора 1 и через открытый вентиль 16 тактовые импульсы повышенной частоты Г с второго выходагенератора 1. При этом соответственно увеличивается или уменьшаетсячисло, записанное в счетчике 9 и,следовательно, возрастает или снижа"ется уровень напряжения на выходепреобразователя 10, что приводит кповышению или понижению частоты навыходе генератора 18. Если периодывыходных импульсов делителей 2 и 3ЙЬвпадают с точностью до одного периода тактовых импульсов, поступающих с второго выхода генератора 1,то отрицательный импульс, формируемый на выходе вентиля 14, проходитчерез дешифратор 8, в результате чегона выходе дешифратора 8 формируется 5 Оположительный импульс, устанавливающий триггер 6 в единичное состояние.При этом нулевой потенциал на инверсном выходе триггера 6 запрещает прохождение тактовых импульсов повышен 55ной частоты К на входы счетчика 11,а единичный потенциал на прямом выходе триггера 6 запрещает прохождениечерез вентиль 13 отрицательных им1637022 формула изобретения Цифровой синтезатор частоты по авт, св. В 1503070, о т л и ч а ю Составитель В,ЧижовРедактор Е.Папп Техред Л.Олийнык Корре Муск Заказ 825 Тираж 460 ПодписноеРчИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-иэдательскин комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,10 приводит к сокращению на порядоквремени установки частоты и фазывыходного напряжения, т.е, повьппается быстродействие предлагаемогосинтезатора по отношению к известному при их одинаковых опорной йвыходной частотах.щ и й с я тем, что, с целью повьппения быстродействия, в него введены третий делитель частоты и умножитель частоты, включенный между вторым выходом задающего генератора и так-. товым входом второго делителя часто.ты, тактовый вход третьего делителя частоты подключен к выходу перестраиваемого генератора, вход записи третьего делителя частоты соединен с выходом третьего вентиля.