Синтезатор частот

(51 31.7 1 йй:, ф г"/1; ", д : ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИ ЛЬСТВУ радиоупрощени т содерсумматорфильтр 3генера-. 5, 6, 7, преобразор 10,ком ват ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯ(57) Изобретение относитсятехнике, Цель изобретенияустройства. Синтезатор часжит основной накапливакщий(НС)1, фазовый детектор 2,нижних частот, управляемыйтор 4, К дополнительных НСбинационный сумматор 8,ель кода 9, мультиплекс1610599 в элементов тактовой задержки 11-17, К блоков задержки 18-20 по циклам, элементы задержки 21-26, Основной НС 1 тактируется импульсами 1с опорО ной частотой Й, содержимое основного НС 1 увеличивается с каждым тактом на величину а, Импульсы Рпере" полнения основного НС 1 следуют с частотой ГраЕ/Ь, где Ь - емкость основ 0 його НС 1 эти импульсы поступают на вход Фазового детектора 2 в петле фаИз о брет ени е относится к р адиотехнике и может быть использовано в прямопередающей: . и измерительной аппаратуре е.Целью изобретения является упрощение устройства.На фиг.1 изображена электрическаяструктурная схема синтезатора частот;на фиг,2 - временные диаграммы работыустройства при двух дополнительныхнакапливакцих сумматорах; на фиг,З -характер помехи при двух дополнительных накапливающих сумматорах.Синтезатор частот содержит накапливакщий сумматор (НС)1, фазовый детектор 2, фильтр 3 нижних частот, управляемый генератор 4, первый, второйи третий дополнительные НС 5-7, ком.бинационный сумматор 8, преобразова"тель 9 кода, мультиплексор 10, а элементов тактовой задержки 1117,ч блоков задержки 18 - 20 по циклам,х элементов задержки 21 " 26,Синтезатор частот работает следующим образом.Число а, задающее выходную частоту Г, поступает на первый кодовыйвход НС 1, емкость которого равна числу Ъ, присутствующему на втором кодовом входе НС 1. НС 1 тактируется импульсами Оо с опорной частотой Г,и формирует на кодовом выходе ступенчатую пилообразную функцию а , воэ"растающую на каждом такте на величину а. Импульсы р (с) переполнения НС 1оследуют с частотой, в среднем равнойГ =ай /Ь. В декадных синтезаторахчастот, в которых шаг сетки частотравен ЛЯ=ГО/Ь =10 , где г " целое пог 55лсжительное или отрицательное число,частота Го и число Ь обычно выбираются постоянными и кратными десяти. зо вой автоподстройкн, Импульсы переполнения дополнительных НС 5, 6, 7поступают через. блоки задержки 18-20на входы комбинационного сумматора 8,который образует суммарную последовательность, которая с помощью преобразователя кода 9 преобразуется в позиционный код, управпяющий мультиплексором 10, который совместно с элемен-,тами тактовой задержки 11-17 выполняет роль фазового манипулятора.З ил,Через ш элементов тактовой задержки 11 - 17 и мультиплексор 10, один из ключей которого обязательно замкнут, импульсы переполнения поступают на фазовый детектор 2 и являются опорными для системы фазовой автоподстройки частоты, содержащей, кроме того, фильтр 3 и управляемый генера тор 4, Петля фазовой автоподстройки предназначена для фильтрации помех дробности, содержащихся в сигнале переполнения рНС 1.Переменный код а(С), образунщийся на выходе НС 1, поступает на первый кодовый вход первого дополнительного НС 5, входящего в цепь последовательно включенных дополнительных накапливающих сумматоров 5 - 7, тактируемых импульсами р (й), задержанными с помощью первых 1 с из щ элементов тактовой задержки 11 - 13 на время 1 Т тактов, где 1 - порядковый номер первого, второго или третьего дополнительных НС 5 - 7 или, что то же самое, порядковый номер элемента тактовой задержки 11 - 13, Т = 1/Г - длительность такта. При переполнении НС 1 импульсом Р (-Т) в первом дополнительном НС 5. оз аписывает ся ост аток в функции а (С), и затем с каждым циклом заполнения основного НС 1 в первом дополнительном НС 5 накапливаются остатки в виде, функции ф, (С) . Емкости первого, второго и третьего дополнительных НС 5-7 одинаковы и: равны числу а, которое поступает на вторые входы этих сумматоров, благодаря чему емкость первого, второго и третьего дополнительных НС 5 - 7 изменяется при перестройке частоты, т,е. при изменении числа а.5 16 105Каждый последующий (второй и третий)дополнительный НС 6 и 7 накапливаетостатки предшествующего, так как выходной код М(С) -го дополнительногоНС является входным кодом для (+1)- 5го НС. Всего на фиг,1 показано 1.=3дополнительных НС 5 - 7, но при необходимости их количество может бытьувеличено, 10Импульсы переполнения Р (С) дополнительных НС 5 - 7 поступают в соответствукцие Е блоков задержки 18 - 20,элементы которых тактируются импульсами Р (С), Каждый 1-тый блок задержки 18 - 20 содержит 1. элементов задержки 21 - 26 и служит для получения серии Я,(С) чисел, являющихся коэффициентамй в треугольнике Паскаля для(1-1)-й степени разности двух величин, 20На выходе первого блока 18 задержки, состоящего из единственного элемента задержки 21, импульс переполнения РС) первого дополнительного(НС 5 появляется на следующем цикле 25после переполнения НС 1, в данном случае серия Я(С) представляет собойуказанные импульсы переполнения, весовое значение которых в комбинационном сумматоре 8 составляет +1. Второй 30блок 19 задержки, подключенный к выходу второго дополнительного НС 6, содержит два элемента задержки 22 и 23,Импульс переполнения Р(С), снимаемыйс выхода элемента задержки 22, имеетвесовое значение +1, а вес этого им.пульса, задержанного еще на один циклв элементе задержки 23 равен -1, Третий блок 20 задержки, состоящий изэлементов задержки 24 - 26, формирует 40серию Б,1(С), представлякщую собой по-следовательность чисел +.1, - 2 и+1, следующих друг за другом черезинтервалы времени, равные длительности Т ц цикла заполнения НС 1,45Комбинационный сумматор 8 образуетсуммарную последовательность Б(С),которая с помощью преобразователя 9 кода трансформируется в позиционный код,. управляющий мультиплексором 10 ь Каждой комбинации чисел, получаемой вкомбинационном сумматоре 8, соответст 1вует логический уровень в одном изразрядов 7-разрядной шины управлениямультиплексором 10, отличный от логических уровней в других разрядах, Поддействием указанного логического уровня замыкается. соответствующий ключмультиплексора 10, и на выход послед 99 6него передается импульс переполненияНС 1, задержанный элементами тактовои".задержки 11 - 17 на соответствующееколичество тактов Т. Если, например,значение суммы Я(С) на одном из циклов заполнения НС 1 равно +3, замыкается крайний слева ключ мультиплексора10 и на выход мультиплексора 10 попадает импульс Р (С-Т), а если Б(С)+1 то замыкается третий слеваключ мультиплексора 10 (на фиг,1 онзамкнут) и на выход проходит импульсР, (С-ЗТ). Мультиплексор 10, такимобразом, совместно с элементами задержки 11 - 17 выполняет роль фазового манипулятора, Фаза импульсов, коммутируемых ключами мультиплексора 10равностоящим (с точностью до одногоключа) от крайних ключей мультиплексора 10, принимается за нулевую, итогда сдвиг по времени импульса 8(С)на выходе мультиплексора 10, выраженный в количестве тактов Т, равен числу Б(С) на выходе комбинационного сум"матора 8, Ключи мультиплексора 10 иэлементы тактовой задержки 11 - 17,расположенные слева от нулевогоключа, создают опережение по фазе, асправа - запаздывание,Если количество дополнительныхНС 5 - 7 уменьшить до двух (третийдополнительный НС 7 исключается), количество комбинаций Я(С) сумм серийБ (С) и Б(С) уменьшается до четырех,а именно Я(С)может принимать значения +2, +1, 0 и -1, Поэтому надобность в элементах тактовой задержки5 - 17 и соответствуюших ключах мультиплексора 10 отпацает, Нет необходимости и в элементах задержки 24 - 26,"Нулевым" становится ключ, коммутирующий импульсы Рв(С-ЗТ), Количество разрядов управляющей шины мультиплексорауменызается до четырех,Рассмотренный. принцип модуляциисигнала 8(С) позволяет трансформировать спектр помехи дробности на выходе мультиплексор а 10 т аким образом,что ее мощность значительно убываетна низких частотах и возрастает на вы"соких, Помеха в области высоких частот эффективно подавляется фильтром 3,и результирующее соотношение сигнал//помеха на выходе синтезатора частотувеличивается. С помощью фиг,2 и 3 продемонстрирована работа синтезатора частот прирвух дополнительных НС 5,6, При этомвыбрано а=12, Ь=71,Через Т, 1 обозначена длительность1-го цикла заполнения НС 1, выражаемаяколичеством тактов опорной последовательности импульсов 1 (1) с частотойГ =1/Т. Предполагается, что фазовыйдетектор 2 выполнен в виде импульсноФазового детектора типа выборка - заОпоминание, Импульсы 1являются ком"мутирующими, а импульсы с частотойЕ = 1/Тс сигнала определяют началоочередного цикла коммутируемого пилообразногого напряжения. Та гда величинапомехи на выходе Фазового детекторапропорциональна разности Д Т,= с" .Т-- 1 Тс, где.Т и 1 Т - моменты пос"тупления импульсов соответственноопорной и сигнально последавательнос-цтей на соответствующие входы Фазовогодетектора 2,Как видно из диаграммы, приведен"ной на фиг.З, с увеличением количества дополнительных НС 5 - 7 процессДТ, становится более динамичным, амплитуда его растет, Расчеты на ЭВМпоказывают, что спектральные составляющие процесса вида Фиг, 3 в низкочастотной области вплоть до 10 . от ЗОчастоты Г сигнала на несколько подрядков ниже соответствующих составляющих процесса в случае отсутствия дополнительньх НС 5 - 7. Поскольку высокочастотные составляющие эффективно З 5подавляются Фильтром 3, выигрыш посоотношению сигнал/помеха оказываетсязначительным,В качестве ш элементов тактовойзадержки 11 - 17 и элементов задержки 4 О21 - 26 можно использовать Д-триггеры,а в качестве комбинационного сумматора 8 - комбинационный сумматор, выпал"н енный на пра ст ейших двоичных сумматорах. 45 Формула изобретенияСинте з атар частот, содержащий со е диненные в кольцо управляемый генера" тор, фазовый детектор и фильтр нижних 5 ОЯ частот, накапливающий сумматорЕ последовательно соединенных дополнитель" ных накапливащих сумматоров, кодовый вход первого из которых подключен к кодовому выходу накапливающего сумма тора, комбинационный сумматор, Е бло-,ка в задержки по циклам, вход первого,второго 1-го блоков задержки по циклам подключены соответственно к выходам переполнения первого, второго,1 с-го дополнительных накапливающих сумматоров, при этом первый, второй,1-й блоки задержки по циклам содержатсоответственно один, два, К последовательно соединенных элементов задержки,выходы которых подключены к соответствующим входам комбинационного сумматора, первый и второй кодовые входыи тактовый вход накапливающего сумматора являются соответственно первыми вторым кодовыми входами и тактовымвходом синтезатора частот, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюупрощения синтезатора, между выхоцомкомбинационного сумматора и вторымвходом Фазового детектора введены по-,следовательно соединенные преобразователь кода и мультиплексор, а такжевведены последовательно соединенныеш элементов тактовой задержки, тактовые входы которых объединены и подключены к тактовому входу накапливающего сумматора, тактовый вход каждого из элементов задержки в первом,втором, Е-м блоках задержки па цикламподключен к выходу переполнения накапливающего сумматора, который такжесоединен с входом первого из ш элементов тактовой задержки, выход каждого из ш элементов тактовой задержкиподключен к соответствующему входумультиплексора, при этом выходы первых К из ш элементов тактовой задержки подключены к тактовому входу соответствующего дополнительного накапливающего сумматора, второй кодовыйвход каждого из 1 с дополнительных накапливающих сумматоров соединен с первым кодовым входом накапливанхцего сумматора, при этом количество суммируемых комбинаций комбинационного сумматора равно 1., кодовые комбинации навыходе первого, второго, 1.-го блоковзадержки по циклам образуют коэффициенты соответственно первой, второй,1-й строк треугольника Паскаля, шмюравно сумме модулей коэффициентоввсех строк треугольника Паскаля, а-О,-7,ц Редактор М.Цнткина Заказ 3745 Тираж 656 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 цй-ют)бй-ф 0Р(а81Р 2(ЮЯ,Й)Зй) О 0 О +1 О И ф 1 О О +2 0 1 6 О 5 7 5 б 2 б 4 7 Х д 12 17 й 2 У Л 42 48 52 ЮУ И5,а 1 И ЦЦ Цб 22 ДбВЦб 11 а Ц,абЬРбЦ 17 аИ О ЦОО Ц 17 "425 ОЦ -45 Ю -Цб О,О 067-1 гб -ОЯ -4 ООфив.2 Составитель Ю, КовалевТехред М. Ходанич Корректор Л, Патай