Цифровой синтезатор частот

СООЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ(19) ОН 03 Ь 7( ОПИСАН К. АВТОРСКОМ ов ечедио-.му нерас фик 2 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОбРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Е ИЗОБРЕ ВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТ(57) Изобретение относится к ратехнике. По отношению к основноа. с У 1077057 повышается быстродействие. Колебания опорного гетора 4 через делитель частоты сированным коэффициентом деления(ДФКД) 5 поступает на частотно-фазовый детектор (ЧФД) 3. На другой входЧФД 3 поступают колебания управляемого генератора 1, прошедшие черезделитель частоты с переменным коэф,деления (ДПКД) 2, Импульсы с ЧФД 3проходят соответственно через ал -мент И 12 на токовый .ключ 14, арез элемент И 13 - на токовый ключ15. В режиме синхронизма токовые ключи 14 и 15 открываются этими импульсами на короткое время и осуществляют заряд-разряд емкости фильтра нижних частот 18 так, что управляющеенапряжение на его выходе .почти не7073 30 Цифровой синтезатор частот по 35 авт,св, В 1077057, о тл ич ающи й с ятем, что, с целью повышения быстродействия, первый выход частотно-фазового детектора соединен с,управляк 1 щим входом первого генера тора тока через дополнительно введенные последовательно соединенные первый преобразователь длительности, мпульса в напряжение и третий токовый ключ, второй выход частотно фазового детектора соединен с управлякнцим входомвторого генераторатока через дополнительно введенныепоследовательно соединенные второйпреобразователь длительности импуль са в напряжение и четвертый токовыйключ, при этом управляющий входтретьего токового ключа соединен свыходом делителя частоты с фиксиро ванным коэффициентом деления через до полнительно введенный третий 3 -триггер, вход синхронизации которого подключен к выходу элемента ИЛИ-НЕ пер,вого блока стробирования, а управ 5 119 вибраторов 10, 11 короткое и устанавливается заранее.При срабатывании первого 3-триггера 8 на его выходе формируется импульс "Лог. 0", который проходит через первый элемент И 12 на управляющий вход первого токового ключа 14 и складывается по времени с импульсом на выходе ЧфД З,так, что управляющее воздействие на первый токовый ключ 1.4 продолжается весь период регулирования.Тот же импульс с выхода элемента ,ИЛИ-НЕ 20 поступает на С-вход третьего Э-триггера 26 и опроки 11 11 дывает его в состояние Лог. 1 Этот потенциал разрешает прохождение через третий токовый ключ 24 управляющего напряжения с выхода первого преобразователя 22 на управляющий вход первого генератора 16 тока. При этом величина тока навыходе первого генератора 16 тока увеличивается от значения Э до такого зна- ЧЕНИЯ 1 , КОтсрЫй соответстВУет величине управляющего напряжения. Первый и второй генераторы тока 16 и 17 могут быть выполнены, например, на основе полевого транзистора с переменным сопротивлением в цепи истока, В качестве переменного сопротивления можно использовать еще один полевой транзистор, на затвор которого поступает управляющее напряжение.Таким образом при большом рассогласовании через первый токовый ключ 14 не только течет ток заряда весь период регулирования, но и еще. величина этого тока увеличивается от минимального значения 3 до значения 3., зависящего от величины рассогласования.- Причем эта зависимость может иметь разный характер, необходимый для получения оптимальных динамических характеристик системы фазовой автоподстройки частоты.Первый токовый. ключ 14 включается непрерывно до тех пор, пока рассогласование по частоте и фазе не уменьшитсядо величины, меньшей или равной Ьь . После этого первый 0-триггер 9 и третий 0-триггер 26 от ключаются и в системе автоподстройки происходит обычное регулирование. Если после прохождения состояния равновесия произошло небольшое перерегулирование, то второйЗ-тригбгер 9 не сможет включиться, так какон на некоторое время заблокированпо 0-входу запрещающим потенциаломс выхода первого одновибратора 10.5 Включение первого одновибратора 10происходит отрицательным импульсомс выхода первого Э -триггера 8 приего срабатывании от короткого импульса по С-входу,10 Аналогично происходит работа цифрового синтезатора частот, если период импульсов с ДПКД 2 меньше периода импульсов с ДфКД 5. Только вэтом случае происходит сброс ДПКД 215 с помощью импульсов с ДФКД 5,прошедших через второй блок 7 стробирования.Таким образом, при переключениис одной частоты на другую для быстро 20 го изменения управляющего напряженияс выхода фильтра 18 нижних частот,форсированный заряд емкости С памятифильтра. 18 нижних частот осуществляется не только.весь период регулиро-,25 вания Т, но одновременно и с повышен ным значением тока 3 , величина кото.рого зависит от величины рассогласования,те,Формула изобретения55 а через второй элемент И 13 на второй токовый ключ 15. Токовые ключи14 и 15 открываются на короткое время и, осуществляют почти одновременный заряд-разряд емкости фильтра 18нижних частот так, что с .его выходауправляющее напряжение почти не ме- .няется. Одновременно импульсы с выходов ЧФД 3 поступают на первые входы первого и второго блоков 6 и 7стробирования и на входы первого ивторого преобразователей 22 и 23,1которые по определенному закону (например, линейному) преобразуют величину фазового рассогласования на вы-,ходе ЧФД 3 в напряжение. Отрицательный перепад импульса с выхода ЧФД 3 сбрасывает первый преобразователь.22 в нулевое состояние, а во,время действия импульса рассогласования напряжения на выходе первого преобразователя 22 нарастает, После окончания импульса рассогласования напряжение на выходе первого преобразователя 22 сохраняется до прихода следующего импуль са рассогласования, который своим отрицательным перепадом опять сбрасывает его выходное напряжение до нуля, т.е. работа первого преобразователя 22, в случае линейного закона преобразования величины рассогласования в напряжение, аналогична работе интегратора в фазовом детекторе .типа "выборка-запоминание". В режиме синхронизма напряжение на выхо. - де первого и второго преобразователей 22 и 23 равно нулю, так как величина рассогласования на выходе ЧФД 3 почти равна нулю,В первом блоке стробирования 6 элемент 19 задержки осуществляет задержку импульса рассогласования с ЧФД 3 на величину Ьь, большую длительности импульсов с ДПКД 2, По скольку импульсы на входах элемента ИЛИ-НЕ 20 не совпадают по времени, то на его выходе сохраняется уровень "Лог.О",который поступаетна один иэ входов элемента И 21 и запрещает прохождение импульсов свыхода ДПКД 2 на С-вход первого 17-триггера 8. При этом на К -вход .первого 2-триггера 8 поступают им- . пульсы с ДФ 1 Щ 5,которые устанавливают первый Э-триггер 8 в состояние "Лог. 1",.Этот потенциал не препят 5 0 15 20 25 30 35 40 45 50 ствует прохождению импульсов сЧФД 3 через первый элемент И 12 науправляющий, вход первого токового .ключа 14. Одновременно на-вход третьего О-триггера 26 поступают импульсы с ДФКД 5, которые устанавливают третий 0-триггер 26 в состояние "Лог, 0", Этот потенциал запрещает прохождение через третий токовый ключ 24 управляющего напряжения с выхода первого преобразователя 22 на управляющий вход первого генератора 16 тока. Поскольку в режиме синхронизма на С-вход третьего 2-триггера 26 не поступают импульсы с выхода элемента ИЛИ-НЕ .20, то третий З-триггер ,26 сохраняет этот запрещающий потенциал на своем инверсном выходе. В результате в режиме синхронизма с первого генератора 16 тока через первый токовый ключ 14 поступает на емкость памяти фильтра 18 нижних частот постоянный зарядный ток За.При переключении с одной частоты на другую .импульсы с выходов ДПКД 2 и ДФКД 5 не совпадают один с другим во времени, на одном из выходов ЧФД 3 формируются импульсы с длительностью пропорциональной разности фаз этих импульсов, а на другом выходе ЧФД 3- обычные короткие импульсы, Импульсы с длительностью пропорциональной разности фаз поступают на входы элемента ИЛИ-НЕ 20 первого блока 6 стробирования. Если разность фаз Ле превышает величину задержкина элементе 19 задержки,то на выходе элемента ИЛИ-НЕ 20 формируется импульс, равный по длительности й = Ьк., который разрешает прохождение через элемент И 21 короткого импульса с ДПКД 2, Этот импульс. поступает на С-вход первого 2-тригге- ра 8, и на вход сброса ДФКД 5,устанавливая его в начальное состояние счета, т.е. в ДПКД 2 и ДФКД 5 одновременно начинается счет импульсов соответственно от управляемого генератора 1 и опорного генератора 4. ф Импульс, поступающий на С-вход первого Э -триггера 8, опрокидывает его, поскольку запрещающие потенциа,лы на 3-входе с выхода второго одновибратора.11 действуют обычно несколь- ко периодов регулирования, т.е. время блокировки от первого и второго одно7073 30 Цифровой синтезатор частот по 35 авт,св. В 1077057, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения быстродействия, первый выход частотно-фазового детектора соединен с,управляющим входом первого генера тора тока через дополнительно введен.ные последовательно соединенные первый преобразователь длительностимпульса в напряжение и третий токовый ключ, второй выход частотно фазового детектора соединен с управляиицим входоивторого генераторатока через дополнительно введенныепоследовательно соединенные второйпреобразователь длительности импуль са в напряжение и четвертый токовыйключ,при этом управляющий входтретьего токового ключа соединенсвыходом делителя частоты с фиксированным коэффициентом деления через до полнительно введенный третий З -триггер, вход синхронизации которого подключен к выходу элемента ИЛИ-НЕ пер,вого блока стробирования, а управ 5 119 вибраторов 10, 11 короткое и устанавливается заранее.При. срабатывании первого 3-триггера 8 на его выходе формируется импульс "Лог. 0", который проходит через первый элемент И 12 на управляющий вход первого токового ключа 14 и складьеается по времени с импульсом на выходе ЧФД 3 так, что управляющее воздействие на первый токовый ключ 14 продолжается весь период регулирования.Тот же импульс с выхода элемента ИЛИ-НЕ 20 поступает на С-вход третьего 0-триггера 26 и опроки 11 11 дывает его в состояние Лог. 1 Этот потенциал разрешает прохождение . через третий токовый ключ 24 управляющего напряжения с выхода первого преобразователя 22 на управляющий вход первого генератора 16 тока. При этом величина тока навыходе первого генератора 16 тока увеличивается от значения Зо до такого значения 3 щ, который соответствует величине управляющего напряжения. Первый и второй генераторы тока 16 и 17 могут быть вынолнены, например, на основе полевого транзистора с переменным сопротивлением в цепи истока. В качестве переменного сопротивления можно использовать еще один полевой транзистор, на затвор которого поступает управляющее напряжение.Таким образом,. при большом рассогласовании через первый токовый ключ 14 не только течет ток заряда весь период регулирования, но и еще. величина этого тока увеличивается от минимального значения,З до значения Й, зависящего от величины рас"согласования.- Причем эта зависимость может иметь разный характер, необходимый для получения оптимальных динамических характеристик системы фаэовой автоподстройки частоты.Первый токовый. ключ 14 включает. - ся непрерывно до тех пор, пока рассогласование по частоте и фазе не уменьшится до величины, меньшей или равной Ьв . После этого первый О-триггер 9 и третий 17-триггер 26 отключаются и в системе автоподстройки происходит обычное регулирование, Если после прохождения состояния равновесия произошло небольшое перерегулирование, то второйЗ-тригб. игер 9 не сможет включиться, так какон на некоторое время заблокированпо 0-входу запрещающим потенциаломс выхода первого одновибратора 10.Включение первого одновибратора 10происходит отрицательным импульсомс выхода первого Э -триггера 8 приего срабатывании от короткого импульса по С-входу.1 О Аналогично происходит работа цифрового синтезатора частот, если период импульсов с ДПКД 2 меньше периода импульсов с ДФКД 5, Только вэтом случае происходит сброс ДПКД 25 с помощью импульсов с ДФКД 5,прошедших через второй блок 7 стробирования,Таким образом, при переключениис одной частоты на другую для быстрого изменения управляющего напряженияс выхода фильтра 18 нижних частот,форсированный заряд емкости С памятифильтра. 18 нижних частот осуществля-ется не только,весь период регулиро-.вания Т, но одновременно и с повышенным значением тока 3 , величина кото.рого зависит от величины рассогласования,т,е. Формула изобретенияСоставитель Ю. КовалевТехред А.Ач .Корректор А. Обручара)ш е Редактор Л. Зайцева Заказ 7576/58 Тираж 871 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж"35 Раушская наб. д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ляющий вход четвертого токовогоключа соединен с. выходом делителячастоты с переменным коэффициентомделения через дополнительно введен 1197073 8ный четвертый Э-триггер, вход синхронизации которого подключен к выходу элемента ИЛИ-НЕ второго бло"на стробирования.