Синтезатор частот

(5 (5 технц а нь ных ч тотно ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское сви640417, кл, Н 03Авторское свиде758528, кл. Н 03 ИНТЕЗАТОР ЧАСТОТзобретение относится к радиое и обеспечивает расширениеона выходных сигналов приении уровня сигналов паразитстот. Синтезатор содержит чафазовый детектор 1, управляемыи г-р 2, смеситель 3, делитель 4 с переменным коэф. деления (КД), коммутаторы 5 и 12, опорный г-р 6, г-р 7 гармоник, делители 8 и 9 с фиксированным Кд, формирователь 10 кодовых сигналов, частотный дискриминатор 11, ключи 13-16, фильтры 17 и 18 нижних частот, Формирователь 10 содержит Э-триггеры по числу входных разрядов кода (РК) и эл-т ИЛИ, эл-ты ИСКЛ 10 ЧАКЮ 1 ЕЕ ИЛИ по кол-ву выходных РК на 1-м выходе формирователя 10. Использование в синтезаторе как верхней, так и нижней настроек г-ра 2 относительно частоты г-ра 7 позволяет значительно расширить диапазон выходных сигналов и полностью исключить формирование ложных выходных частот.С:9909 10 Е Кфй И,50 55 1135Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в приецопередающих и контрольно-измерительных устройствах.Целью изобретения является расширение диапазона выходных сигналов при уменьшении уровня сигналов паразитных частот.На фиг.1 представлена структурная электрическая схема синтезатора частот; на фиг.2 - пример выполнения формирователя кодовых сигналов.Синтезатор частот содержит частотно-фазовый детектор (ЧФД) 1, управляемый генератор 2, смеситель 3, делитель с переменным коэффйциентом деления (ДПКД) 4, первый коммутатор 5, опорный генератор 6, генератор 7 гармоник, первый делитель частоты с Фиксированным коэффициентом деления (ДФКД) 8, второй ДФКД 9, формирователь 10 кодовых сигналов, частотный дискриминатор 11, второй коммутатор 12, первый ключ 13, второй ключ 14, третий ключ 15, четвертый ключ 16, первый Фильтр 17 нижних частот, второй фильтр 18 нижних частот. При этом формирователь 10 содержит В-триггеры 19-29 по числу входных разрядов кода и элемент ИЛИ 30, элементы ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 31-38 по количеству разрядов выходного кода на первом выходе формирователя 10. Синтезатор частот работает следующим образом,Выходной сигнал управляемого генератора 2 с частотой Г. поступаетна первый вход смесителя 3, Сигналопорного генератора 6 частоты Г, вимпульсной форме поступает на входгенератора 7 гармоник, в которомформируется сетка опорных частот скрупным шагом. С выхода генератора 7гармоник сигнал с частотой Г =Г К,где К - коэффициент умножения частоты в генераторе 7 гармоник, поступает на второй вход смесителя 3. С выхода смесителя 3 поступает сигналпромежуточной частоты Г = Г,После деления по частоте в М раз вДПКД 4 получаем сигнал частоты сравнения Г = 1 /И, который поступаетна первый вход первого коммутатора 5и на второй вход второго коммутатора 12, На второй вход первого коммутатора 5 и на первый вход второгокоммутатора 12 поступает при этом 15 20 25 30 35 40 45 сигнал опорного генератора Го. Напервый вход частотного дискриминатора 11 поступает сигнал с частотойГ = Г /М, где М - коэффициент деления первого ДФКД 8, равный коэффициенту деления второго ДФКД 9. На второй вход частотного дискриминатора 11поступает сигнал Г = Е 1/М, Наборчастоты выходного сигнала выполняется при реализации функции т,е, набор частоты может производится как с верхней настройкой управляемого генератора (Г, Г,К) относительно установленного значения частоты генератора гармоник 7, так и с нижней настройкой (Г, Г, К) .Набор частоты производится управляющим сигналом в виде двоичного кода частоты, поступающего на вход формирователя 10, В формирователе 10 код частоты выходного сигнала с помощью, например, 0-триггеров 1929, элементов ИЛИ 30 и элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 31-38 преобразуется в коды и уровни управляющих сигналов для ряда узлов синтезатора частот. С первого выхода Формирователя 10 двоичный код коэффициента И поступает на управляющий вход ДПКД 4, а с второго выхода он поступает на управляющий вход генератора 7 гармоник.С третьего выхода формирователя 10 управляющий сигнал с логическим уровнем "0" или "1" поступает на управляющие входы первого и второго коммутаторов 5, 12 и на управляющий вход третьего ключа 15. С четвертого выхода Формирователя 10 управляющий сигнал, являясь инверсным по отношению к сигналу с третьего выхода, поступает на управляющий вход четвертого ключа 16. Пусть К, Г . Для обеспечения этих2условий работы на третьем выходе формирователя 10 присутствует сигнал "1", а на четвертом выходе - сигнал "0. Так как Г)К, то на первом выходе частотного дискриминатора 11 обеспечивается уровень "1", а на втором выходе - соответственно уровень "011. В соответствии с установленным уровнем сигнала на управляющем входе третьего ключа 15, равным "1", и независимо от уровня сигнала на его сигнальном входе сигнал с уровнемз 1359909 0 с его выхода через первый фильтр 17 удерживает первый ключ 13 в замк- о нутом состоянии, а сигнал с выхода с первого коммутатора 5 поступает на р второй вход ЧФД 1. н В соответствии с установленным Руровнем управляющего сигнала на управляющем входе четвертого ключа 16, равным "0", на его выходе устанавливается уровень сигнала в зависимости от уровня сигнала на втором выходе частотного дискриминатора 11, и при сигнале, равном "0", на его втором выходе на выходе четвертого ключа 16 будет уровень "0", которыи через второй фильтр 18 обеспечивает замкнутое состояние для второго ключа 14.Сигнал с уровнем "1", поступающий с третьего выхода формирователя 10 на управляющие входы первого 5 и второго 12 коммутаторов 5, 12, устанавливает их в такое состояние, при котором импульсные сигналы с вторых входов первого и второго коммутаторов 5, 12 поступают на их выходы. При этом сигнал опорного генератора 6 с частотой Г поступает на второй вход ЧФД 1, а сигнал ДПКД 4 с частотой следования Г поступает нг первый вход ЧФД 1. При совпадении по частоте и фазе входных сигналов ЧФД 1 на его выходе уровень управляющего сигнала остается неизменным и частота управляющего генератора 1 будет соответствовать установленному значению.При незначительных изменениях частоты управляемого генератора 2 Г под действием дестабилизирующих факторов . (например, в сторону увеличения) изменяется (в сторону увеличения) промежуточная частота Г и, следовательно, частота Г с выхода ДПКД 4, Так как частота Г на первом входе ЧФД 1 ста.ла выше частоты Г, на втором входе ЧФД 1, то на его выходе управляющий сигнал получит положительное приращение,.по действиям которого частота Й управляемого генератора 2 получает отрицательное приращение и возвращается к установленному значению,10 Перестройка частоты Г, управляемого генератора 2 мелким шагом производится изменением коэффициента деления И ДПКД 4 посредством изменения младших разрядов кода на входе формирователя 10,15 20 25 30 35 40 45 50 55 Перестройка частоты крупным шагомсуществляется при помощи изменениятарших разрядов кода на входе формиователя 10. При этом изменяется кодомера гармоники, поступающего с втоого выхода формирователя 10 на управляющий вход генератора 7 гармоник.Частота генератора 7 гармоник изменится с Г на Г в случае изменениягчастоты на весь диапазон рабочих час-тот. Промежуточная частота на выходесмесителя 3 изменится с Г, перейдетнулевое значение и установится на Гв области зеркальных настроек.Одновременно скачкообразное изменение (повышение) частоты генератора 7 гармоник с Г, на Г вызывает скачкообразное изменение (повышение) частоты с Гна Г сигнала первого ДФКД 8 на первом входе частотного дискриминатора 11. Частота сигнала Гстанет превышать частоту сигнала Гна втором входе частотного дискриминатора 11, что вызывает изменение уровней сигнала на его выходах. Сигнал с уровнем иО" с первого выхода частотного дискриминатора 11 не изменяет состояние третьего ключа 15 и первый ключ 13 остается замкнутым, Сигнал с уровнем 1 с второго выхода частотного дискриминатора 11 изменяет состояние четвертого ключа 6, сигнал с выхода которого размыкает второй ключ 14 (отключает первый вход ЧФД 1 от выхода второго коммутатора 12). При этом сигнал с выхода ДПКД 4 не поступает на первый вход ЧФД 1 и на этом входе устанавливается сигнал с уровнем "0". Так как частота Г йа втором входе ЧФД 1 превышает частоту сигнала на его первом входе, то на выходе ЧФД 1 вырабатывается отрицательное приращение управляющего сигнала, которое перестраивает управляемый генератор 2 вверх по частоте. При достижении равенства Г, = Х и соответственно Г = Г и временном расхождении передних фронтов импульсов на первом и втором входах частотного дискриминатора 11, на его выходах появляются короткие импульсы, Во втором фильтре 18, выполненном, например, в виде КС-цепочки, производится интегрирование коротких импульсов и их уровень на выходе второго фильтра 18 незначителен, и при поступлении коротких импульсов не изменяется состояние второго клю20 5 135990 ча 14. После увеличения временного расхождения между передними фронтами импульсов на входах частотного дискриминатора 11 на выходе второго фильтра 18 сигнал достигает уровня "0" с задержкой на с (время задержки второго фильтра 18), после чего он изменит состояние второго ключа 14 на замкнутое. 10В связи с тем, что частота Й на втором входе ЧФД 1 продолжает оставать ся выше частоты сигнала ДПКД 4 на первом входе ЧФД 1, изменение состояние второго ключа 14 не отразится на изменении уровня и направлении приращения управляющего сигнала и также не отразится на работе кольца авто- подстройки. На выходе ЧФД 1 будет продолжаться рост отрицательного приращения управляющего сигнала и продолжаться перестройка управляемого генератора 2 вверх по частоте. Когда частоты и фазы сигналов ДПКД 4 и опорного генератора 6 станут равными меж ду собой, на выходе ЧФД 1 приращение управляющего сигнала прекратится и в коНце автоподстройки установится режим синхронизации, при котором частота Г, управляемого генератора 2 соот- ЗО ветствует значению, заданчому кодом на входе формирователя 10.Задержку Г второго фильтра 18 целесообразно выбирать такой величины, чтобы за время задержкичасто 35 та г. управляемого генератора 2 стала выше частоты Г генератора 7 гармоник, но не превысила устанавливаемого значения Г . В противном случае избыточная настройка затем будет 40 отрабатываться основным кольцом авто- подстройки, что приведет к увеличению времени настройки синтезатора частот.Аналогичным образом может выпол няться работа в установившемся режиме автоподстройки и с нижней настройкой частоты управляемого генератора 2 относительно частоты генератора 7 гармоник (Г,(Г ), Для этого необходи мо изменить старший разряд двоичного .: кода входного сигнала формирователя 10 на инверсный. При этом на первом выходе формирователя 10 код Ы коэффициента деления ДПКД 4 изменится на инверсный, а код коэффициента умножения К генератора 7 гармоник остается без изменения. На третьем и четвертом выходах формирователя 10 уро 9 ввень сигналов изменится на инверсный. В соответствии с этим частота Г, управляемого генератора 2 должна занять нижнее значение относительно частоты Г генератора 7 гармоник. Инвертировать код управляющего сигнала ДПКД 4 необходимо для сохранения направления перестройки частоты.1Поступающий с третьего выхода фор-. мирователя 10 сигнал с уровнем "0" устанавливает первый 5 и второй 12 коммутаторы в состояние, при котором входные импульсные сигналы передаются с первого входа на выход, Этот же сигнал с уровнем 0 поступает на управляющий вход третьего ключа 15. С четвертого выхода формирователя 10 сигнал с уровнем "1" обеспечивает на выходе четвертого ключа 16 уровень пОп независимо от уровня сигнала на его сигнальном входе, На начало пе-; рестройки частота Г, имеет верхнюю настройку относительно частоты Й и соответственно 1 Г . В соответствии с этим на первом выходе частотного дискриминатора 11 сохраняется сигнал с уровнем " 1", а на втором - уровень 0. При этом на выходе третьего ключа 15 устанавливается уровень "1", которым размыкается первыйключ 13, а второй ключ 14 остается в замкнутом состоянии. При этом сигнал опорного генератора 6 с частотой Г чео рез второй коммутатор 12 поступает на первый вход ЧФД 1. На второй вход ЧФД 1 поступает с выхода первого ключа 13 сигнал "0", Частота Г на первом входе ЧФД 1 превышает частоту сигнала на его втором входе и на выходе ЧФД 1 появляется положительное приращение управляющего сигнала, которое перестраивает управляемый генератор 2 вниз по частоте, Когда Г станет ниже Г и соответственно Г станет ниже Г , на первом выходе частотного дискриминатора 11 установится уровень пО", а на его втором выходе уровень "1". Этот сигнал с уровнем "0" через первый фильтр 17 с задерж- . кой напоступает на управляющий вход первого ключа 13 и переводит его в замкнутое состояние для передачи сигнала с частотой Г с выхода первого коммутатора 5 и на второи вход ЧФД 1. В этот момент частота Г на первом входе ЧФД 1 еще превышает частоту сигнала Г на его втором входе, поэтому на выходе ЧФД 1 состояние не7 1 З изменится и будет продолжаться рост положительного приращения управляющего сигнала, обеспечивающего перестройку управляемого генератора 2 вниз по частоте. Снижение частоты Г будет продолжаться до момента совпадения частот и фаз сигналов ДП 1 Ц 4 иопорного генератора 6. После этого на выходе ЧФ 11 приращение управляющего напряжения. прекращается и в кольце автоподстройки устанавливается состояние синхронизма, а частота управлйемого генератора 2 получает новое установившееся значение.Использование в синтезаторе частот как верхней, так и нижней настроек управляемого генератора 2 относительно частоты генератора 7 гармо. - ник позволяет значительно расширить диапазон выходных сигналов и полностью исключить формирование ложных выходных частот,Формула и з обретенияСинтезатор частот, содержащий последовательно соединенные опорный генераторр генератор гармоник, смеси- тель, делитель частоты с переменным коэффициентом деления и первый коммутатор, последовательно соединенные частотно-фазовый детектор и управляемый генератор, выход которого подключен к второму входу смесителя, выход генератора гармоник соединен также с входом первого делителя частоты с фиксированным коэффициентом деления, выход которого подключен к первому входу частотного дискриминатора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона выхоцных сигналов при уменьшении уровня сигналов паразитных частот,59909ВВЕДЕНЫ ВтРй ДЕЛИТЕЛЬ Чает гм Сфиксированным коэффициентом деления,первый ключ, формирователь кодовыхсигналов, последовательно соединенные 5второй коммутатор и второй ключ, последовательно соединенные третий ключи пеовый фильтр нижних час гот, пследовательно соединенные четвертыйключ и Второй фильтр нгг.;них ч отт рвыход которого подключен к управляющему входу второго ключа, выход которого соединен с первым входом частотно-фазового детектора, выход первого фильтра нижних частот подключенк управляющему входу первого ключа,сигнальный вход и выход которого соедикены соответственно с выходом первого коммутатора и с вторым входомчастотно-фазового детектора, первыйвход первого коммутатора объединен свторым входом второго коммутатора,второй вход первого коммутатораобъединен с первым входом второго коммутатора и соединен с Выходом опорного генератора, вход и выход второго делителя частоты с фиксированным кэффи-циентом деления соединены соответственно с выходом управляемого генератора и ЗО вторым входом частотного Гискриминатора, первый и второй выхды которогоподключены соответственно к входамтретьего четвертого ключей, первый ивторой выходы формирователя кодовыхсигналов подключены соответственно к Зб управляющим входам делителя частоты спеременным коэффициентом деления игенератора гармоник, управляющийвходпервого коммутатора объединен с управляющими входами второго коммутатора и 40третьего ключа и подключен к третьемувыходу формирователя кодовых сигналов, четвертый выход которого соединен с управляющим входом четвертогоключа.4 р1359909 Составитель 10.КовалТехред И.Попович дактор М.Келемеш ектор М,Пож аказ б 164(5 НИИПИ 3035 роизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгор Проек Тираж 900Государственного комитета елам изобретений и открыт осква, Ж, Раушская наб ПодписноСССРйд. 4/5