Синтезатор частот

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 3 1. 7/18 АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ Т СССР ГОС ПО И ПР САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТЕЛЬСТ АВТОРСКОМ льас- ен- екСЬ Сл 4 СЬ Ж(57) Изобретение относится к радиотехнЦель изобретения - повышение спектраной чистоты выходного сигнала путемдавления помех дробности. Синтезатор чтот содержит делитель 1 частоты с перемным коэффициентом деления, фазовый дет 80654969 тор 2, фильтр 3 нижних частот, управляемый генератор 4, накапливающие сумматоры 5, блоки 6 по тактовой задержки, элемент 7 задержки, сумматоры 8 и 1 кодов, делитель 9 частоты с управляемым коэффициентом деления, умножители 10 и 12 кода и полосовой фильтр 13, Для обеспечения мелкого шага сетки частот делитель 9 частоты работает в режиме дробного деления опорной частоты. Возникающая при этом помеха дробности действует через фильтр 3 на управляемый генератор 4. В синтез аторе частот обеспечивается получение определенного закона модуляции дробных значений коэффициента деления для перераспределения помех по спектру частот сигнала на выходе делителя 9 частоты. 1 ил.3Изобретение относится к радиотехнике,и может быть использовано в нриемопередающей и измерительной аппаратуре.Целью изобретения является повышениеспектральной чистоты выходного сигнала путем подавления помех дробности,На чертеже представлена структурнаяэлектрическая схема синтезатора частот.Синтезатор частот содержит делитель 1Частоты с переменным коэффициентом делеНия (ДПКД), фазовый детектор 2, фильтр 3нижних частот, управляемый генератор 4,1-й, 2-й,(У+1) -й накапливающие сумматоры (НС) 5, 5, , Ья-и, 1-й, 2-й, , М-йблоки потактовой задержки (БПЗ) 6,ь , би, элемент 7 задержки, первый суммаор 8 кодов, делитель 9 частоты с управяемым коэффициентом деления, первый уможитель 10 кода, второй сумматор 11 коов, второй умножитель 12 кода, полосовойильтр 13.ь Синтезатор частот работает следующимбразом.ДПКД 1, фазовый детектор 2, фильтр 3,управляемый генератор 4 образуют петлюфазовой автоподстройки, синхронизируемуюгармониками частоты о, получаемой из опорной частоты я с помощью делителя 9 частоты. Частота сигнала на выходе синтезатора частот равна ,=,У, где У - коэффициент деления ДПКД 1, управление которымадается через первый кодовый вход. При(постоянном значении М коэффициента деления делителя 9 частоты шаг сетки частот,(получаемый на выходе синтезатора частот,равен Лх=я/М.Для обеспечения более мелкого, чемЬя, шага Л,сетки частот делитель 9 частоты работает в режиме дробного деленияОпорной частоты. Дробные разряды коэффи 1 иента К делителя 9 частоты формируютсяпомощью первого НС 5. При его переполнении в делитель 9 частоты через первыйсумматор 8 поступает команда на уменьшеНие коэффициента деления на единицу. Емкость первого НС 5 выбирается равнойО= тй+а,где т=Ля/Л, - соотношение между крупным Ьк и мелким Лшагами сетки частот;а - число на втором кодовомвходе синтезатора частот.Число на первом кодовом входе первогоНС 5 равно ат. Поэтому дробный коэффициент К делителя 9 частоты равенаМ аМ тУМО тУ+а тУ+аУчитывая установленные зависимости,нетрудно найти выражение для частоты навыходе синтезатора- я =ЬМ+Ьма. (1)М Первый НС 5 тактируется импульсамичастоты о. Число аМ на его первом кодовом 1654969входе образуется с помощью второго умно- жителя 12, на который поступает число а с второго кодового входа синтезатора частот, Число О, управляющее емкостью первого НС 5, формируется путем умножения пере 5 менного числа М на первом кодовом входена постоянное число т и последующего суммирования результата тй с числом а.Для этого используются первый умножитель 10 и второй сумматор 11.10 Поскольку дробный коэффициент деления К образуется в, результате чередования целочисленных коэффициентов М и М - 1, изменяется разность фаз импульсов, сравниваемых в фазовом детекторе 2. Возникающая при этом помеха дробности действует через фильтр 3 на управляемый генератор 4 и переносится в спектр сигнала синтезатора.Остальные узлы синтезатора частот служат для получения определенного закона модуляции дробных значений коэффициента20 деления К с целью такого перераспределения помех по спектру частот сигнала на выходе делителя 9 частоты, чтобы мощность низкочастотных составляющих в боковых полосах сигнала убывала за счет увеличения мощности высокочастотных со 25 ставляющих. Последние эффективно подавляются полосовым фильтром 13, благодаря чему результирующее отношение сигнал - помехана выходе синтезатора увеличивается.Модуляция дробного коэффициента деления осуществляется следующим образом.Переменный код ао(1), образующийся на выходе первого НС 5, поступает на первый кодовый вход второго НС 5 ь входящего в цепь последовательно включенных идентичных (И+1) НС 5, 5 ь ", 5(к+) и такжетактируемых импульсами частоты о с выхода делителя 9 частоты. Кодовые входы управления емкостью (%+1) НС 5, 5 ь Ья+и являются общими, Выходной код а;(1) -го НС 5, является входным кодом для40 (1)-го НС 5;.0. Всего на чертеже показано К=З НС 5 ь 5 ъ , Ья+и, но при необходимости их количество может быть увеличено.При переполнении -го НС 5 его импульспереполнения поступает в первый сумматор 8 и является командой на изменение коэффициента К. Каждый из (%+1) НС 5, 5, , Ья+ц генерирует серию изменений числа К, получаемую с помощью БПЗ 6, 6 ь ", 6 и импульса переполнения. Для0 этого каждый из Ф БПЗ бь 6 г, .", 6 импульса переполнения содержитэлементов 7 задержки, в качестве которых можно использовать О-триггеры.Полярность и степень изменения коэффициента К зависят от точек подключения55 входов первого сумматора 8 к элементам 7задержки, которые тактируются теми же импульсами, что и (У+1) НС 50 5 ь , Ья+и, Так, второй НС 5 я при его переполнении обеспечивает уменьшение числа на единицу, 16549695а затем после задержки импульса переполнения в первом БПЗ 6 на один такт - увеличение на ту же величину. Третий НС 5 згенерирует серию изменений числа в видепоследовательности - 1, +2, - 1; НС 54 -серию - 1, +3, - 3, +1. В каждом случаесумма членов в последовательности равнанулю, так что среднее значение числа Кпод действием импульсов переполнения Ж НС5 , Ьн+ц не меняется (остается равнымК=М - а/Ь). Закономерности расположениячленов в последовательностях находятся всоответствии с треугольником Паскаля.За счет используемого принципа модуляции дробных коэффициентов деления помехадробности на выходе делителя 9 частоты вполосе отстроек, например Я от частоты го, уменьшается на 120 дБ и более. Помехаза указанной полосой эффективно подавляется узкополосным полосовым фильтром 13,на вход фазового детектора 2 приходитспектрально чистый сигнал, и на выходе синтезатора частот помехи дробности сводятсядо исчезающе малой величины. Основаниемдля этого служит тот факт, что полосовойфильтр 13 является сугубо линейной системой и его воэможности по фильтрации помех практически ничем не ограничены.Пример. Использование данного технического решения применительно к реализации синтезатора частот с типичными характеристиками: диапазон частот ,=70 -100 МГц, шаг сетки частот Ь= 100 Гц,опорная частота я = 10 МГц.Выберем крупный шаг сетки частот равным Лх = 100 кГц, т. е. т=Лк/Ьн == 1000; М=я/Ак = 100, Выражение (1)для частоты сигнала синтезатора принимаетвид=М 100 кГц+ а 100 Гц,откуда следует, что диапазоны изменениячисловых значений кодов У и а, управляющих частотой синтезатора частот, равныУ = 700999; а = 0999. Диапазон изменения переменной емкости (У+1) НС 5 ь5 ь 5 зЬ = тй+а = 700 10999999,а числа на первом кодовом входе НС 5аМ = 099900 через 100 единиц.НС 5, 5 ь 5 з должны, таким образом,содержать по 20 двоичных разрядов,Диапазон изменения частоты о на выходе делителя 9 частоты равенЛ = я (1/Кмин - 1/Кмакс),Где Кмин и Кмакс - соответственно минимальное и максимальное значения дробного коэффициента деления, получаемые при соответствующих крайних значениях= О, Ьма к с = 999999.Вычисления дают результатЛ = 100150 - 100000 = 150 Гц,что в процентном выражении составляетУ = - 100 о = 0,1576Вычисленную полосу пропускания может обеспечить кварцевый фильтр, который эффективно подавляет помехи вне полосы пропускания. При количестве дополнительных НС, равном К=4 помехи дробности в полосе фильтра 3 находятся значительно ниже уровня минус 160 дБ. Умножаясь в петле фазовой автоподстройки не более чем в Ммакс=10, помеха пройдет на выход синтезатора частот с уровнем, не превышающим 160 - 60 = = минус 100 дБ.Формула изобретения Синтезатор частот, содержащий соединенные в кольцо управляемый генератор, выход которого является выходом синтезатора частот, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, фазовый детектор и фильтр нижних частот, 1-й, 2-й, , (У+1)-й последовательно соединенные накапливающие сумматоры, вторые кодовые входы которых объединены, первый сумматор кодов, 1-й, 2-й, , М-й блоки потактовой задержки, вход 1-го, 2-го, , %-го блоков потактовой задержки соединены с выходом переполнения соответственно 2-го, З-го, , (У+1) -го накапливающих сумматоров, выходы переполнения 1-го, 2-го, (У+1)-го накапливающих сумматоров подключены к соответствующим входам первого сумматора кодов, 1-й, 2-й, , М-й блоки потактовой задержки выполнены в виде соответственно одного, двух, , М элементов задержки, которые включены последовательно, выход каждого из элементов задержки в 1-м, 2-м, , %-м блоках потактовой задержки соединены с соответствующи ми входами первого сумматора кодов, тактовые входы каждого из элементов задержки в 1-м, 2-м, , М-м блоках потактовой задержки объединены с тактовыми входами 1-го, 2-го, , (%+1)-го накапливающих сумматоров, кодовый вход делителя частоты с переменным коэффициентом деления является первым кодовым входом синтезатора частот, отличающийся тем, что, с целью повышения спектральной чистоты выходного сигнала путем подавления помех дробности, введены последовательно соединенные первый умножитель кода и второй сумматор кодов, второй умножитель кода, последовательно соединенные делитель частоты с управляемым коэффициентом деления и поло- совой фильтр, выход которого подключен к второму входу фазового детектора, выход и кодовый вход делителя частоты с управляемым коэффициентом деления соединены соответственно с тактовыми входами каждого из элементов задержки в каждом из 15 20 25 30 35 40 45 50 55 жителя кода объединен с вторым входом второго сумматора кодов и является вторым кодовым входом синтезатора частоты,блоков потактовой задержки и с выходом первого сумматора кодов, вход второго умно1654969 Составитель Ю. КовалевРедактор Л. Гратнлло Техред А, Кравчук Корректор Л. ПатайЗаказ 1959 Тираж 461 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб д. 4/5Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 вход первого умножителя кода подключен к кодовому входу делителя частоты с переменным коэффициентом деления, выход второго сумматора кодов соединен с первым кодовым входом первого накапливающего,8сумматора, второй вход которого подключен к выходу второго умножителя кода, а сигнальный вход делителя частоты с управляемым коэффициентом деления является опорным входом синтезатора частот.