Синтезатор частот

ОП И САН И ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик он 987818(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 10.03.81 (21) 3256494/18-09с присоединением заявки Йо(Щ М. Кп. Н 03 Ь 7/18 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(088.8) Дата опубликования описания 07.01.83(72) Авторы изобретения А.А. Кибирев и Ю.А. Гел 1 Заявитель Таганрогский радиотехнический инс в(54) СИНТЕЗАТО вого эл, ентом двыход устрочен к первта И (1,Однакоимеет го подделиэффицирсныйподклюэлеменвыход которочному входуременным ковторой инвеуправленияду второго емента И, к установ с то ты с п еления, а ва вх 1 О тот ствНаиболее близким по технической сущности к предлагаемому является синтезатор частот, содержащий последовательно соединенные генератор опорной .частоты, делитель частоты с постоянным коэффициентом деления, фазовый детектор, фильтр нижних частот, первый ключ, управляемюй гене" ратор и делитель частоты с переменным коэффициентом деления, выход которого соединен с первым входом разделителя знака частотной ошибки, другим входом Фазового детектора и первыи входом первого элемента.И и нервым входом устройства управления, выход делителя частоты с постоянным коэффициентом деления соединен с вторым входом различнтеля знака частотной ошибки, первым входом второго элемента И и втоым входом устроЯИзобретение относится к радиотехнике и макет использоваться в устройствах синтеза частот, а.также в качестве гетеродина приемников и возбудителя радиопередатчиков.Известен синтезатор частот, содер" жащий последовательно соединенные опорный генератор, делитель частоты .с постоянным коэффициентом деления, первый ключ, Фазовый детектор, устройство памяти, Фильтр нижних частот, управляемый генератор, делитель час тоты с переменным коэффициентом деления и второй ключ, выход которого подключен к второму входу Фазового детектора, а также различитель знака Частотной сивибки, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами делителей частоты с переменным и постоянным коэффициентами делеийя,. первый и второй входы различителя знака частотной сшибки подключены к соответствующим входам устройства управления, первый и второй выходы которого соединены с вторыми входами соответственно второго и первого ключей,при этом первый инверсный выход устройства управления соединен с вторым входом устройства памяти и с первым входом перзвестный синтезатор ча едостаточное быстродейства управления первый выход которого подключен к второму;входу пер" вого элемента И и к управляющему входу второго ключа, второй выход устройства управления соединен с вторым входом второго элемента И и с 5 )управляющим входом третьего ключа, к другому входу второго и третьего ключа подключены соответственно выходы первого и второго источника постоянного напряжения, при этом вы ходы второго и третьего ключей объединены и подключены к выходу фазового детектора, выход первого элемента И через первый элемент ИЛИ соединен с установочным входом делите-15 ля частоты с.постоянным коэффициентом деления, выход второго элемента И через второй элемент ИЛИ подключен к установочному входу делителя частоты с переменным козффициен- р 0 том деления, вторые входы первого и второго элементов ИЛИ объединены с третьим входом различителя знака частотной ошибки и являются входом предарительной установки, первый и второй выходы различителя знака частотной ошибки подключены соответственно через третий и четвертый элементы ИЛИ к первому и второму входам включения устройства управления, а к третьему выходу устройства управления подключен элемент задержки 21.Однако известный синтезатор частот имеет недостаточное быстродействие при перестройке с одной частоты на другую. Цель изобретения - повышение быстродействия.Поставленная цель достигается тем, что в синтезатор частот, содержащий 49 последовательно соединенные генератор опорной частоты, делитель частоты с постоянным коэффициентом деления, фазовый детектор, фильтр нижних частот, первый ключ, управляемый 45 генератор и делитель частоты с переменным коэффициентом деления, выход которого соединен с первым вхо" дом различителя знака частотной ошибки, другим входом фазового детектора, первым входом первого элемента И и первым входом устройства управления, выход делителя частоты с постоянным коэффициентом деления соединен также с вторым входом различителя знака частотной ошибки, первым входом второго элемента И и вторым входом устройства управления, первый выход которого подключен к второму входу первого элемента И и к управляющему входу второго ключа, второй выход 6 Оустройства управления соединен с вто"рым входом второго элемента И и суправляющим входом третьего ключа,к другому входу второго и третьегоключа подключены соответственно выходы первого и второго источникапостоянного напряжения, при этом вы"ходы второго и третьего ключей объединены и подключены к выходу фазового детектора, выход первого эле"мента И через первый элемент ИЛИ соединен с установочным входом делителя частоты с постоянным коэффициентом деления, выход второго элементаИ через второй элемент ИЛИ подключенк установочному входу делителя частоты с переменным коэффициентом деления, вторые входы первого и второго элементов ИЛИ объединены с третьим входом различителя знака частотной ошибки и являются входом предварительной установки, первый и второйвыходы различителя знака частотной)шибки подключены соответственно через третий и четвертый элементы ИЛИк первому и второму входам включения устройства управления, а к третьему выходу устройства управления подключен элемент задержки, введеныпоследовательно соединенные пятыйэлемент ИЛИ, третий элемент И и трехстабильный триггер, а также четвертый, пятый, шестой и седьмой элементы И, при этом первые входы четвертого и пятого элементов И подключенык выходу делителя частоты с переменным коэффициентом деления, а первыевходы шестого и седьмого элементовИ подключены к выходу делителя частоты с постоянным коэффициентом деления, первый выход трехстабильноготриггера подключен к вторым входамчетвертого элемента И, шестого элемента И и первого ключа, второй итретий входы трехстабильного триггера подключены к выходу соответственно четвертого и шестого элементов И,второй вход третьего элемента И подключен к выходу элемента задержки,первый и второй входы пятого элемента ИЛИ соединены соответственно спервым и вторым входами различителязнака частотной ошибки, второй выходтрехстабильного триггера соединен стретьим входом у-тройства управленияи вторым входом пятого элемента И,выход которого подключен к другому вхо,ду третьего элемента ИЛИ,а третий выход трехстабильного триггера соединен с четвертым входом устройства уп"равления и вторым входом седьмогоэлемента И, выход которого подключен к другому входу четвертого элемента ИЛИ. На чертеже изображена структурная электрическая схема синтезатора частот.Синтезатор частот содержит генератор 1 опорной частоты, делитель 2 частоты с постоянным коэффициентом деления, управляемый генератор 3, делитель 4 частоты с переменным коэффициентом деления, различитель 5знака частотной, ошибки, Фазовый де 1тектор б, фильтр 7 нижних частот,первый ключ 8, первый элемент И 9,первый элемент ИЛИ 10, второй элемент И 11, второй элемент ИЛИ 12, 5второй ключ 13, третий ключ 14, первый источник 15 постоянного напряжения, второй источник 16 постоянногонапряжения, элемент 17 задержки,устройство 18 управления третий элемент ИЛИ 19, четвертый элемент ИЛИ 20,пятый элемент ИЛИ 21, третий элемент И 22 трехстабильный триггер 23,четвертый элемент И 24, пятый элемент И 25, шестой элемент И 26, седьмой элемент И 27.В состав устройства 18 управлениявходят управляющий трехстабильныйтриггер 28, восьмой элемент И 29,девятый элемент И 30, шестой элементИЛИ 31В состав различителя 5 знака входят различающий трехстабильный триггер 32, десятый элемент И 33, одиннадцатый элемент И 34, двенадцатыйэлемент И 35, тринадцатый элементИ 36, седьмой элемент ИЛИ 37, и восьмой элемент ИЛИ 38.Синтезатор частот работает следующим образом,Пусть при перестройке с одной час 30тоты на другую начальная расстройкаположительна (начальная расстройкаэто раеность приведенных к входамфазового детектора бчастот опорногои синтезирующего сигналов при разомкнутом первом ключе 8, т.е. при нулевом напряжении на управляющем входе управляемого генератора 3, а .мгновенная расстройка отрицательна (мгновенная расстройка это разность приведенных к входам фазового детектора 6 частот опорного и синхронизируемого сигналов нри замкнутом первомключе 8, т.е. при наличии остаточного напряжения на выходе фильтра 7). 45К моменту перестройки синтезатор частот находится в синхронизме, т.е.разрешающий потенциал на втором выходе, устройства 18 управления, а также на третьем выходе трехстабильноготриггера 23.перестройка по частоте осуществляется изменением коэффициента деления делителя 4 частоты. Одновременно на вход предварительной установки подается импульс, который поступает на третий вход различителя 5 знака и через первый и второй элементы ИЛИ 10 и 12 на установочные входы делителей 2 и 4 частоты, т.е. произво- б 0 дится синфаэирование, Так как мгновенная расстройка отрицательна, частота управляемого генератора 3 выше частоты синхронизма, а следовательно, раньше появится импульс с , 65 выхода делителя 4 частоты. Этот импульс поступает на первый вход различителя 5 знака, на первые входы первого четвертого и пятого элементов И 9, 24 и 25.Одновременно появляется импульс на первом выходе различителя 5 знака который через пятый элемент ИЛИ 21 и третий элемент И 22 поступает на первый вход трехстабильного триггера 23, также импульс с первого выхода различителя 5 знака через третий элемент ИЛИ 19 поступает на первый вход включения устройства 18 управления, где он приводит к появлению разрешающего потенциала.на его пер- вом выходе, который поступает на второй вход первого элемента И 9 и разрешает прохождение импульса с выхода делителя 4 частоты на установочный вход делителя 2 частоты для его синфазирования, Разрешающий потенциал с первого выхода устройства 18 управления замыкает второй ключ 13, через который к входу фильтра 7 подключается первый источник 15 постоянного напряжения, напряжение на выходе фильтра 7 начнет уменьшаться, уменьшая частоту управляемого гене,ратора 3 и компенсируя мгновенную расстройку. Разрешающий потенциал на первом входе третьего элемента И 22 действует на протяжении всего выходного импульса различителя 5 знака, благодаря элементу 17 задержки, поэтому по заданному фронту выходного импульса различителя 5 знака трехстабильный триггер 23 устанавливается в положении, при котором на его первом выходе появляется разрешающий потенциал, который разомкнет контур регулирования с помощью первого ключа 8 Поскольку контур разомкнут, а начальная расстройка положительна следующий импульс появится на шине опорного сигнала. Этот импульс не проходит через различитель 5 знака, поскольку не нарушается очередность поступления импульсов на его первый и второй входы. Этот импульс также не проходит через седьмой элемент И 27, поскольку на втором его входе отсутствует разрешающий потенциал При этом не изменяется состояние устройства 18 управления. Установка в исходное состояние делителя 4 частоты запрещается, так как на первом входе второго эдемента И 11 присутствует запрещающий потенциал с второго выхода устройства 18 управления. Импульс с выхода делителя 2 частоты проходит через шестой элемент И 26 на вход трехстабильного триггера 23 и по заднему Фронту установит его в положение, при котором разрешающий потенциал будет на его третьем выходе. В этот момент первый ключ 8 замкнет контур регулирования, 987818и, поскольку напряжение на выходе фильтра 7 уменьшается, будет уменьшаться частота управляемого генератора 3, оставаясь выше частоты синхронизма. В течение всего времени уменьшения частоты управляемого ге" нератора 3 импульсы с выхода делителя 4 частоты проходят через различи- тель знака 5 и третий элемент ИЛИ 19 на первый вход включения устройства управления 18, т.е. подтверждает его состояние, что повышает помехоустойчивость,Устройство управления 18 содержит,10 равления взаимодействуют, то разрешающий потенциал может быть только на одном из выходов устройства 18 управления,Когда частота управляемого генератора 3 станет несколько меньше частоты синхронизма, т.е. мгновеннаярасстройка станет положительной, период следования импульсов на выходеделителя 4 частоты станет больше периода следования опорного сигнала, на выходе делителя 2 частоты появится импульс, который пройдет через седьой элемент И 27 и четвертый элемент ИЛИ 20 на второй вход включения устройства 18 управления и на его втором выходе появится разрешающий потенциал, который заьыкает третий ключ 14 и подключает второй источник 16 постоянного напряжения к входу фильтра 7. Напряжение на выходе фильтра 7 и, следовательно, частота управляемого генератора 3 начм50 нут быстро увеличиваться.Таким образом, осуществляется реверсирование релейного управления, поскольку, хотя мгновенная расстройка и уменьшилась по абсолютной ве О личине, она изменила знак и при сло-жившихся с учетом синфазирования делителей 2 и 4 частоты фазовых соотношениях выходное напряжение фазового детектора 6 с пилообразной харак например, управляющий трехстабильныйтриггер 28, первый, второй и третийвыходы которого являются соответственно первым, вторым и третьим выходами устройства 18 управления, апервый и второй входы трехстабильного триггера 28 являются, соответственно первым и вторым входами включения, Кроме того, устройство управления содержит восьмой и девятыйэлемент И 29 и 30, а также шестойэлемент ИЛИ 31. При поступлении импульсов на первом или втором входахвключения устройства управления 18разрешающий потенциал возникает соответственно на первом или третьемего выходах, причем по времени возникновения разрешающий потенциал З 0совпадает с первым фронтом импульса.Так как все выходы устрОйства 18 уптеристикой должно было быть близким к мйнимальному; в то время как для ком= пенсации большой положительной начальной расстройки выходное напряжение фазового детектора 6 должно быть близким к максимальному.Разрешающий потенциал с второго выхода устройства 18 управления поступает на первый вход второго элемента И 11, где он разрешает синфазирование делителя 4 частоты импульсами с выхода делителя 2 частоты.Таким образом, пока частота управляемого генератора 3 ниже частоты синхронизма, делитель 4 частоты будет синфазироваться импульсами опорной частоты с выхода делителя 2 частоты. При изменении знака делителя 4 частоты, который поступает на первый вход устройства 18 управления, на четвертом входе которого присутствует разрешающий потенциал с третьего выхода трехстабильного триггера 23 и устанавливается разрешающий потенциал на втором выходе устройства 1.8 управления. Третий ключ 14 размыкается и отключает второй источник 16 от входа фильтра 7, т.е. синтезатор частот переходит на линейный режим. Таким образом, обеспечиваются. благоприятные для захвата начальные условия, т.е. мгновенная расстройка минимальна по абсолютной величине и отрицательна, начальная расстройка положительна и расстройка по фазе минимальна, так как производилось синфазирование.При нарушении режима синхронизма синтезатор частот работает полностью автоматически, т,е. появляется импульс на одном из входов различителя 5 знака, включается устройство 18 управления для компенсации возникшей мгновенной расстройки и далее синтезатор частот будет работать по вышеприведенной схеме. Различитель 5 знака содержит, например, различающий трехстабильный триггер 32, первый, второй и третий входы которого являются соответственно первым, вторым и третьим входами различителя 5 знака, а также дерятый и одиннадцатый элементы И 33, 34 двенадцатый и тринадцатый элементы И 35 и 36, а также седьмой и восьмой Ьлементы ЙЛИ 37 и 38, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами различителя 5 знака, - При поступлении на третий вход различителя 5 знака импульса предварительной установки различитель 5 знака переходит в такое состояние, при котором первый же импульс, поступивший на первый или второй его входы, пройдет на его первый или второй выход. В дальнейшем на этих выходах импульсы появятся только тогда, когдасоответственно на его первый или второй входы поступят подряд два или более импульсов. При поочередном поступлении импульсов на указанные входы импульсы на его выходах не появляются.5Формула изобретения Синтезатор частот, содержащий по следовательно соединенные генератор опорной частоты, делитель частоты с постоянным коэффициентом деления, фазовый детектор, фильтр нижних частот, первый ключ, управляемый генератор и делитель частоты с переменным коэффициентом деления, выход которого соединен с первым входом различителя знака частотной ошибки, другим входом фазового детектора, первый входом первого элемента И испервым входом устройства управления, выход делителя частоты с постоянным коэффициентом деления соединен также с вторым входом разделителя знака частотной ошибки, первым входом второго элемента И и вторым входом устройства управления, первый выход которого подключен к второму входу первого элемента И и к управляющему входу второго ключа, второй выход устройства управления соединен с вторым входом второго элемента И и с управлякщим входом третьего ключа, к другому входу второго и третьего ключей подключены соответственно выхо ды первого и второго источников постоянного напряжения, при этом выходы второго и третьего ключей объединены и подключены к выходу фазового детектора, выход первого эле мента И через первый элемент ИЛИ соединен с установочным входом делителя частоты с постоянным коэффициентом деления, выход второго элемента И через второй элемент ИЛИ подключен к установочному входу делителя частоты с переменным коэффициентом деления, вторые входы первого и второго элементов ИЛИ объединены с третьим входомраэличителя знака частот- ной ошибки й являются входом предварительной установки, первый и второйвыходы различителя знака частотнойсшибки подключены соответственно через третий и четвертый элементы ИЛИк первому и второму входам включенияустройства управления, а к третьемувыходу устройства управления подключен элемент задержки, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, введены последовательно соединенные пятый элементИЛИ, третий элемент И и трехстабильный триггер, а также четвертый, пятый, шестой и седьмой элементы И,при этом первые входы четвертого ипятого элементов И подключены к выходу делителя частоты с переменнымкоэффициентом деления, а первые входы шестого и седьмого элементов Иподключены к выходу делителя частоты с постоянным коэффициентом деления, первый выход трехстабильноготриггера подключен к вторым входамчетвертого элемента И, шестого элемента И и первого ключа, второй итретий входы трехстабильного триггера подключены к выходу соответственночетвертого и шестого элементов И,второй вход третьего элемента И подключен к выходу элемента задержки,первый и второй входы пятого элемента ИЛИ соответственно соединены спервым и вторым выходами различителя знака частотной ошибки, второй выход трехстабильного триггера соединен с третьим входом устройства управления и вторым входом пятого элемента ИЛИ, выход которого подключенк другому входу третьего элементаИЛИ, а третий выход трехстабильноготриггера соединен с четвертым входомустройства управления и вторым входом седьмого элемента И, выход которого подключен к другому входу четвертого элемента ИЛИ,Источники информации,принятые во внимание,при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 479215, кл. Н 03 В 21/02 от05.0273.2. Авторское свидетельство СССРР 555534, кл. Н 03 Ь 7/18 от01.02; 74 (прототип),987818 Составитель Ю, Ковалеведактор И. Ковальчук Техред А.Бабинец Корректор . РеА. Фе Заказ 10327/47 1130 иал ППП фПатент, г, Ужгород, ул. Проектная,Тираж 934НИИПИ Государственногопо делам изобретений5, Москва, Ж, Раушс Подписнокомитета СССРоткрытийая наб д. 4/5