Синтезатор частот

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОВОИОтаетииРЕСПУБЛИК ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕТЕПЬ АВТОРСКОЮ торого соответстве первыми входами п элементов И, вторы соответственно под и третьему выходам но соединены второг рвог ы которых ы к второму в люг ератора опо оответствен частот, а выхо к входам исто источника ток 2, Синтезатор п мых н д м ГОСУДАРСТ 8 ЕКНЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЛАН ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1, Калихман С.Г., Шехгман Б.И. Цифровая схемотехника.в радиовещатель ных приемниках. М., "Радио и связь" 1982, с. 56, рис. 38.2. Калихман.С.Г. и др. Цифровая схемотехника в радиовещательных приемниках,М.," Радио и связь, 1982, с. 62, рис. 41 (прототип). (54)(57) 1. СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТ, содержащий последовательно соединенные блок выработки сигнала ошибки, интегратор, генератор управляемый напряжением и счетчик импульсов, запоминающее устройство и генератор опорных частот, о т л и ч а ю щ и й- , с я .тем, что, с целью увеличения точности его работы, блок выработки. сигнала ошибки выполнен в виле триггеРа двух элементов И, источника тока разряда и источника тока заряда, точка соединения выхопов которых соединена с выходом блока выработки сигнала ошибки, причем вход установки триггера в "1" соединен с выходом счетчика импульсов, информационные входы которого соединены с выходами запоминающего устройства, а вход предварительной установки - с первым выходом генератора опорных частот, вхопом уетановки триггера в "0" ,прямой и инверсный выходы коаю ЯОоо 1 2 482 ЭЮО Н 03 В 19/00 Н 03 К 21/Я) о - чника тока ра ряа и а заряда.о п.1 о т л ич а ю щ и и с я тем, что, с целью уменьшения шага сетки частот в области высоких частот, счетчик импульсов содержит делитель частоты на К 1 К +1, счетчик импульсов с пред установкой числа М, счетчик импуль сов с предустановкой числа 6 где аБ , и триггер, причем вход предварительной установки счетчика 1 импульсов соединен с входами предварительной установки счетчиков импульсов с предустановкой чисел с( и 6 , информационные входы которых соединены с информационными входами счетчика импульсов и входо установки в "0" триггера, вход уста новки в "1" которого подключен к рыходу счетчика с предустановкой чи ла .а , а выход - к информационному входу делителя частоты на К/К+ 1, счетный вход которого соединен с входом счетчика импульсов, а выход - к счетным входам счетчика с предустановкой числа а и счетчика с предустановкой числа 5 , выход к торого подключен к выходу счетчика импульсов1 11204Изобретение относится к измерительной технике и.радиотехнике, в частности к телевидению и радиовещанию.Известно устройство аналогичногоназначения, содержащее перестраиваемый автогенератор, управляемый напряжением (ГУН), программируемый делитель частоты, импульсный Фазовыйдетектор (ИФД), кварцевый генераторопорных . частот (ГОЧ) и фильтр нижних 1 бчастот 1 ).Недостатком этого устройства является то, что оно имеет малую относительную полосу захвата (107). Попыткарасширить полосу захвата приводит кусложнению устройства в части Фазового детектора.Наиболее, близким к изобретению потехнической сущности является синтезатор частот, содержащий ГУН, счетчикчастоты, вычитатель кодов, запоминающее устройство (ЗУ), цифра-аналоговый преобразователь (ЦАП), интегратори кварцевый генератор опорных частот 2 .25Однако блок выработки сигнала ошибки, содержащий вычитатель кодов иЦАП, обладает ограниченной точностьюв связи с тем, что минимальная величина импульса ошибки ограниченаразрядностью ЦАП. Увеличение точностиможет быть достигнуто только увеличением разрядности ЦАП, что влечетза собой усложнение устройства,Целью изобретения является увели 35чение точности работы.Поставленная цель достигается тем,что в синтезаторе частот, содержащемпоследовательно соединенные блок выработки сигнала ошибки, интегратор, ге 40нератор управляемый напряжением исчетчик импульсов,.запоминающее устройство и генератор опорных частот,блок выработки .сигнала ошибки выполнен в виде триггера, двух элементов45И, источника тока. разряда и источни ка тока заряда, точка соединения вы.ходов которых соединена с выходомблока выработки сигнала ошибки, причем вход установки триггера в "1" соединей с выходом счетчика импульсов,50информационные входы которого соединены с выходами запоминающего устройства, а вход предварительной уста-.новки - с первым выходом генератора опорных частот, входом установкитриггера в "0", прямой и инверсныйвыходы которого соответственно соединены с первыми входами первого и .вто" 82 3рого элементов И, вторые входы которых соответственно подключены к второму и третьему выходам:генератораопорных частот, а выходы соответственно к входам источника тока разрядаи источника тока заряда,Кроме того, в синтезаторе частотс целью уменьшения шага сетки частотв области высоких частот, счетчикимпульсов содержит делитель частоты на К/К+ 1, счетчик импульсов с предустановкой числа а , счетчик импульсов с предустановкой числагде м 4 б и триггер, причем входпредварительной установки счетчикаимпульсов соединен с входами предварительной установки счетчиковимпульсов с предустановкой чисел,о и о , информационные входы ко-торьрс соединены с информационнымивходами счетчика импульсов и входомустановки в "0" триггера, вход установки в "1" которого подключен к выходу счетчика с предустановкой числа "Ф", а выход - к информационномувходу делителя частоты К/К+ 1,счетный вход которого соединен свходом счетчика импульсов, а выход -к счетным входам счетчика с предустановкой числа а и счетчика спредустановкой числа 8 , выход которого подключен к выходу счетчикаимпульсов.На Фиг.1 представлена блок-схемасинтезатора частот; на Фиг.2 - эпюрынапряжений в разных точках блок-схемы синтезатора частот; на Фиг.З - вариант исполнения счетчика счетчикимпульсов частоты с предустановкойи предварительным делителем.Синтезатор частот содержит блок 1выработки сигнала ошибки, интегра"тор 2, генератор З.,управляемый напряжением ГУН, счетчик 4 импульсов,запоминающее устройство (ЗУ) 5, генератор 6 опорных частот, блок выработки сигнала ошибки 1 включенв триггер 7, два элемента И 8 и 9,источник 10 тока разряда, источник 11тока заряда, точка соединения выходов которых является выходом блока 1,причем вход установки триггера 7в ф 1" соединен с выходом счетчика 4,информационные входы которого соединены с вцходами запоминающего устройства 5; а вход предварительнойустановки - с первым выходом генератора 6 опорных частот, к которомутакже подключен вход установки тригЭ 11204гера 7 в "О", прямой и инверсный выходы триггера 7 соответственно соеинены спервыми входами первого иторого элементов 8 и 9 И, вторыевходы которых соответственно подсое 5динены к второму и третьему выходам генератора 6 опорных частот, выходы первого 8 и второго 9 элемен-.тов И подсоединены соответственно квходам источника 10 тока разрядаи источника 11 тока заряда, На информационные входы ЗУ 5 поступаетсигнал с кодовых шин 12.Кроме того, счетчик,4 может бытьвыполнен в виде счетчика с предустановкой или счетчика с предустановкой .и. предварительным делителем. Счетчик 4 импульсов (фиг.3) сорержит делитель 13 частоты на КК+1,счетчик 14 с предустановкой числа а,счетчик 15 с предустановкой числао , где мЮ и триггер 16.Устройство работает следующимобразом.Импульс установки (эпюра ц, 25Фиг.2), поступающий с первого выходакварцевого генератора б.опорных частот на вход предварительной установ:ки счетчика 4 с предустановкой, переписывает код с информационных входовсчетчика, поступающий из ЗУ 5 навнутренние триггеры счетчика 4. Одновременно, импульс установки поступает на вход установки в "О" триггера 7 и обнуляет его.Импульсы с ГУН 3, поступают на,счетный вход счетчика.4, которыйработает., например, на вычитание.Отсчитав количество, импульсов, равное записанному числу, счетчик 4обнуляется и импульс с его выхода 40поступает на триггер 7 и принудительно переводит его в единичное состояние (эпюра ъ , Фиг.2),Сигналы с выхода и инверсного выхода триггера 7 поступают соответ 4 Яственно на входы 8 и 9 элементов, И, .на вторые входы которых со второгои третьего выходов кварцевого генератора 6, опорных. частот приходятинвертированный и неинвертированный измерительный импульс (эпюраб и 6 Фиг.2). Импульс установки(эпюра с фиг.2) и измерительныеимпульсы (эпюра 6 и ,в Фиг.2)синхронны и могут быть сформированы,например, счетным образом из сигнала тактового кварцевого генератора вы-сокой частоты. 82 аУстановившаяся частота ГУН 3 ( Г кода) связанас числом й соответствующим коду, записанному импульсом установки в счетчик 4, сле" дующим образомИК 0 Аэт где Т - эталонный интервал времениот заднего фронта импуль- са установки (начало счета, счетчика 4) до положительного фронта измерительного импульса (эпюра "в" фиг.2). Пусть например, увеличение напряжения на входе ГУН 3 ведет к увеличению его частоты. Предположим, что мгновенная частота ГУН 3 (Рн) больше установившейся частоты Е , тогда обнуление счетчика 4,а следовательно, и запись логической "1" в триггер 7 происходят до положительного Фронта измерительного импульса (эпюра ъ фиг.2).Тогда в результате логического умножения сигнала на выходе триггера 7 (эпюра ъ фиг.2) на сигнал инвертированного измерительного импульса (эпюра 6 фиг.2) возникает на выходе элемента 8 И импульс ошибки (эпюра "д," фиг,2), поступающийна источник 10 тока разряда, Конденсатор интегратора 2 разряжается, напряжение на выходе интегратора 2 уменьшается (эпюра з, Фнг.2) и мгновенная частота ГУН 3 уменьшается. При этом импульс ошибки на выходе второго элемента 9 И, возникающий в результате логического умножения двух сигналов (эпюра в и е Фиг.2) не образуется (эпюра я Фиг.2) и ключевой источник тока заряда конденсатора интегратора 11 остается выключенным.Следующий импульс. подстройки устанавливает триггер 7 в 10", записывает код в счетчик 4 и процесс повторяется. Через несколько периодов подстройки мгновенная частота ГУН 3 (Г)становится равной установившемуся значению частоты Г 0 д) .В том случае, если мгновенная частота ГУЯ 3(Е) меньше Г кода 1-ун"), то обнуление счетчи-. ка 4 и зайись "1" в триггер 7 происходит после положительного фронта измерительного импульса (эпюра Фиг.2). При этом импульс ошибки на выходе первого элемента И 8 не образуется (эпюра д фиг.2), импульс ошибки на выходе второго элемента 9 образуется. Импульс ошибки (эпюра;к фиг.2) открывает ключевой источник .тока заряда емкости интегра тора 2. Напряжение на выходе интегратора 2 увеличивается, а следовательно, увеличивается и.мгновенная частота ГУН 3, уменьшая отклонение мгновенной частоты ГУН 3 от установившегося значения.Из рассмотрения работы синтезатора следует. Длительность импульса ошибки, а следовательно, и напряжение коррекции пропорционально от клонению мгновенной частоты ГУН 3 от установившегося значения (При равенстве частот начинается фазовая автоподстройка ГУН, при равенстве частот и фаз импульс ошибки 20 не возникает). Система абсолютно устойчива при условии, что импульс ошибки не будет вызывать изменение частоты ГУН (по абсолютной величине) в два раза больше, чем началь ное отклонение, породившее импульс ошибки. Полоса захвата синтезатора определяется полосой перестройки ГУН 3 и может быть как угодно велика. Стабильность частоты эквивалентназ 0 стабильности частоты синтезатора с программируемым делителем частоты и импульсно-фазовым детектором.Счетчик 4 (фиг.3) с предустановкой и предварительным делителем содержит делитель частоты К /К +1 13, счетчик с предустановкой числа а. 14, счетчик с предустановкой числа Б 15, где о 4 б, и триггер 16, причем первый выход кварцевого гене-. ратора 6 опорных частот соединен со входами предварительной установки обоих счетчиков 14 и 15, информационные входы которых соединены с выходами запоминающего устройства 5, и входом установки триггера 16 в "О", вход установки в "1" которого подключен к выходу счетчика с предустановкой числа а 14, а выход - к информационному входу делителя частоты К(К+1 13, счетный вход кото" рого подсоединен к выходу генератора, управляемого напряжением, а вы-. ход - к счетным входам счетчика с предустановкой числа 0 14 и счет 5 чика с предустановкой числа д 15, выход которого подключен ко входу установки в "1" .вышеупомянутого триггера 7.Счетчик 7 работает следующим образом,Импульс с первого выхода кварцевого генератора 6 (эпюра а Фиг.2)поступает на входы предварительнойустановки счетчиков с предустановкой числа о 14 и счетчика с предустановкой числа Б 15 и переписывает код с информационных входовсчетчиков 14 и 15 на их внутренние триггеры. Одновременно этотимпульс поступает на вход установкив "О" триггера 16 и обнуляет его.Выход триггера 16 соединен с информационным входом делителя частотыКК 1 и устанавЛивает коэффициентделения К+1.Импульсы с ГУН 3, поступающие насчетный вход делителя 13 и поделенные в нем,по частоте в К+1 раз,поступают на счетные входы счетчика спредустановкой числа14 и счетчика с предустановкой числа Б 15,которые работают, например, на вйчитание. При выполнении условияа 4 б , которое накладывается на работу, счетчик 14 быстрее считаетчисло ю и обнуляется. Образовавшийся при обнулении импульс навыходе счетчика с предустановкой 14,поступает на вход установки в "1"триггера 16, сигнал с выхода которого переводит делитель 13 в состояние с коэффициентом деления К . Последующие импульсы с ГУН 3, будутприходить поделенными по частотев делителе 13 в К раз. При считывании числа Ь на выходе счетчика 15 образуется импульс, которыйпоступает на вход установки в "1"триггер 7 блока выработки сигналаошибки 1. Число импульсов, котороепришло на вход предварительного делителя К/К + 13, в установившемсярежиме за времяТ будет равноК( К 11 а +К(б-ае+ Бк, и следовательно, установившаяся частотаГУН 3 Р кода = - вТаким образом, предлагаемое устройство соединяет в себе преимуществаизвестных устройств - высокую точность настройки и широкую полосу захвата, определяемую диапазономперестройки ГУН при малых аппаратурных затратах,"Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Ф Тираж 861. ВНИИПИ Государств по делам изобрете 113035, Москва, Ж С.Клевцовжа Корректо Подписнонного комитета СССРий и открытий35, Раушская наб., д