Синтезатор частот
Иллюстрации
Реферат
1. СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТ, содержащий последовательно соединенные блок выработки сигнала ошибки, интегратор , генератор управляемый напряжением и счетчик импульсов, запоминающее устройство и генератор опорных частот, отличающий-, с я тем, чТо, с целью увеличения точности его работы, блок вьфаботки. сигнала ошибки вьтолнен в виде триггера , двух элементов И, источника тока разряда и источника тока заряда , точка соединения выходов 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, входом установки триггера в 0 лрямой и инверсный выходы которого соответственно соединены с первыми входами первого и второго. элементов И, вторые входы которых соответственно подключены к второму и третьему выходам генератора опорных частот а выходы соответственно - к входам источника тока разряда и источника тока заряда. 2. Синтезатор по п.1,, о т л ич а ю .щ и и с я тем, что, с целъю уменьшения шага сетки частот в области высоких частот, счетчик импульсов содержит делитель частоты на К/К +1, счетчик импульсов с предустановкой числа 64 , счетчик импульсов с предустановкЬй числа б , где , и триггер, причем вход (Л предварительной установки счетчика i импульсов соединен с входами предварительной установки счетчиков им§ пульсов с предустановкой чисел с( и 5 информационные входы которых соединены с информационными входами счетчика импульсов и входом установки в О триггера, вход устаto новки в 1 которого подключен к О 4ia рыходу счетчика с предустановкой числа « , а выход - к информационно00 Ю му входу делителя частоты на k/K+i, счетный вход которого соединен с входом счетчика импульсов, а выход - к счетным входам счетчика с предустановк ой числа « и счетчика с предустановкой числа 5 , выход которого подключен к выходу счетчика импульсов.
СОКИ СОВЕТСКИХ
CN9
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
flO Д."ЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) .3542014/18-21 (22) 18 ° 01. 83 (46) 23.10.84, Бюл. У 39 (72) М.В.Шепихин и В.А.Хиздер (53) 621.372.632.(088.8) (56) 1. Калихман С.Г., Шехгман Б.И.
Цифровая схемотехника в радиовещательных 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
° I 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 разряпа и источника тока заряда, точка соепинения 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 ко„Я0„„12 482
3C59 H 03 В 19/00 Н 03 К 21/00 торого соответственно соединены с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых соответственно подключены к второму и третьему выходам генератора опорных частот, а выходы соответственно — к входам источника тока разряда и источника тока заряда.
2. Синтезатор по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уменьшения шага сетки частот в области высоких частот, счетчик импульсов содержит делитель частоты на К /К +1 счетчик импульсов с предустановкой числа б1 счетчик импуль-, г O сов с предустановкой числа 6 где a < b и триггер, причем вход предварительной установки счетчика импульсов соединен с входами предварительной установки счетчиков импульсов с предустановкой чисел и а и Б, информационные входы которых соединены с информационными входами счетчика импульсов и входом установки в "0" .триггера, вход установки в "1" которого подключен к рыходу счетчика с предустановкой числа а, а выход — к информационному входу делителя частоты на k/к+1, «Х» счетный вход которого соединен с М входом счетчика импульсов, а выход — к счетным входам счетчика с предустановкой числа и счетчика с предустановкой числа 5, выход ко- ф торого подключен к выходу счетчика импульсов.
1 11204
Изобретение относится к измерительной технике и.радиотехнике, в частности к телевидению и радиовещанию.
Известно устройство аналогичного назначения, содержащее перестраиваемый автогенератор, управляемый напряжением (ГУН), программируемый делитель частоты, импульсный фазовый детектор (ИФД), кварцевый генератор опорных . частот (ГОЧ) и фильтр нижних 1б частот (1 7.
Недостатком этого устройства является то, что оно имеет малую относительную полосу захвата (107). Попытка расширить полосу захвата приводит к усложнению устройства в части фазового детектора.
Наиболее, близким к изобретению по технической сущности является синтезатор частот, содержащий ГУН, счетчик частоты, вычитатель кодов, запоминающее устройство (ЗУ), цифра-аналоговый преобразователь (ЦАП), интегратор и кварцевый генератор опорных частот 2 7.
Однако блок выработки сигнала ошибки, содержащий вычитатель кодов и
ЦАП, обладает ограниченной точностью в связи с тем, что минимальная величина импульса ошибки ограничена разрядностью ЦАП. Увеличение точности может быть достигнуто только увеличением разрядности ЦАП, что влечет за собой усложнение устройства.
Целью изобретения является увели35 чение точности работы.
Поставленная цель достигается тем, что в синтезаторе частот, содержащем последовательно соединенные блок выра ботки сигнала ошибки, интегратор, ге46 нератор управляемый напряжением и счетчик импульсов,.запоминающее устройство и генератор опорных частот, блок выработки .сигнала ошибки выполнен в виде триггера, двух элементов
И, источника тока. разряда и источни ка тока заряда, точка соединения выходов которых соединена с выходом блока выработки сигнала ошибки, причем вход установки триггера в "1" соединей с выходом счетчика импульсов, 50 информационные входы которого соединены с выходами запоминающего устройства, а вход предварительной уста-. новки — с первым выходом генератора опорных частот, входом установки триггера в "0", прямой и инверсный выходы которого соответственно соединены с первыми входами первого и .вто"
82 3 рого элементов И, вторые входы которых соответственно подключены к второму и третьему выходам:генератора опорных частот, а выходы соответственно к входам источника тока разряда и источника тока заряда.
Кроме того, в синтезаторе частот с целью уменьшения шага сетки частот в области высоких частот, счетчик импульсов содержит делитель частоты на К/К+ 1, счетчик импульсов с предустановкой числа a, счетчик импульсов с предустановкой числа где а ь б и триггер, причем вход предварительной установки счетчика импульсов соединен с входами предварительной установки счетчиков импульсов с предустановкой чисел .а и о, информационные входы ко- торьрс соединены с информационными входами счетчика импульсов и входом установки в "0" триггера, вход установки в "1" которого подключен к выходу счетчика с предустановкой числа " ", а выход — к информационному входу делителя частоты К / К+ 1, счетный вход -которого соединен с входом счетчика импульсов, а выход— к счетным входам счетчика с предустановкой числа е и счетчика с предустановкой числа 8, выход которого подключен к выходу счетчика импульсов.
На фиг.1 представлена блок-схема синтезатора частот; на фиг.2 — эпюры напряжений в разных точках блок-схемы синтезатора частот; на фиг.З вЂ” вариант исполнения счетчика „ счетчик импульсов частоты с предустановкой и предварительным делителем.
Синтезатор частот содержит блок 1 выработки 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 включен в триггер 7, два элемента И 8 и 9, источник 10 тока разряда, источник 11 тока заряда, точка соединения выходбв которых является выходом блока 1, причем вход установки триггера 7 в "1" соединен с выходом счетчика 4, информационные входы которого соединены с выходами запоминающего устройства 5; а вход предварительной установки — с первым вьюсодом генератора 6 опорных частот, к которому также подключен вход установки тригЭ 11204 гера 7 в "0", прямой и инверсный выходы триггера 7 соответственно соеинены с первыми входами первого и торого элементов 8 и 9 И, вторые входы которых соответственно подсое5 динены к второму и третьему выходам генератора 6 опорных частот, выходы первого 8 и второго 9 элемен-. тов И подсоединены соответственно к входам источника 10 тока разряда и источника 11 тока заряда. На информационные входы ЗУ 5 поступает сигнал с кодовых шин 12.
Кроме того, счетчик .4 может быть выполнен в виде счетчика с предуста- 15 новкой или счетчика с предустановкой . и- предварительным делителем. Счетчик 4 импульсов (фиг.3) сорержит делитель 13 частоты на К/К+1, счетчик 14 с предустановкой числа a „ счетчик 15 с предустановкой числа о, где ol < о и триггер 16.
Устройство работает следующим образом.
Импульс установки (эпюра а, 25
:фиг.2), поступающий с первого выхода кварцевого генератора 6.опорных частот на вход предварительной установ:ки счетчика 4 с предустановкой, переписывает код с информационных входов счетчика, поступающий из ЗУ 5 на внутренние триггеры счетчика 4. Одновременно, импульс установки поступает на вход установки в "0" триггера 7 и обнуляет его.
Импульсы с ГУН 3, поступают на. счетный вход счетчика.4, который работает., например, на вычитание.
Отсчитав количество, импульсов, равное записанному числу, счетчик 4 обнуляется и импульс с его выхода - 4О поступает на триггер 7 и принудительно переводит егоs единичное состояние (эпюра i, фиг.2).
Сигналы с выхода и инверсного выхода триггера 2 поступают соответ45 ственно на входы 8 и 9 элементов, И,на вторые входы которых со второго и третьего выходов кварцевого генератора 6, опорных. частот приходят инвертированный и неинвертированный измерительный. импульс (эпюра б и 8 фиг.2). Импульс установки (эпюра а фиг.2) и измерительные импульсы (эпюра 6 и .в фиг.2) синхронны и могут быть сформированы, например, счетным образом из сигнала тактового кварцевого генератора высокой частоты.
82 4
Установившаяся частота ГУН 3 (F кода) связана с числом и соответствующим коду, записанному импульсом установки в счетчик 4, следующим образом
КОА т эт где Т вЂ” эталонный интервал времени от 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 (Р„„н) больше установившейся частоты F тогда обнуление счетчика 4,а следовательно, и запись логи ческой "E" 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 нзмерительного импульса (эпюра 6 фиг.2) возникает на выходе элемента 8 И импульс ошибки (эпюра "д" фиг.2), поступающий на 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 9И, возникающий в результате логического умножения двух сигналов (эпюра в и е фиг.2) не образуется (эпюра х фиг.2) и ключевой источник тока заряда конденсатора интегратора 11 остается выключенным.
Следующий импульс. подстройки устанавливает триггер 7 в "0", записывает код в счетчик 4 и процесс повторяется. Через несколько периодов подстройки мгновенная частота ГУН 3 (F „)становится равной установившемуся значению частоты (Гк д) .
В том случае, если мгновенная частота ГУЯ 3(Е„„) меньше F кода („„„ < "к ), то обнуление счетчи-. ка™4 и зайись "1" в триггер 7 происходит после положительного фронта измерительного импульса (эпюра фйг.2). При этом импульс ошибки на выходе первого элемента И 8 не об- .
1120482 разуется (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- 5 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 отклонению 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- 25 ное отклонение, породившее импульс ошибки. Полоса захвата синтезатора определяется полосой перестройки
ГУН 3 и может быть как угодно велика. Стабильность частоты эквивалентнащб 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+ 13, счетчик с предустановкой числа
14, счетчик с предустановкой числа с" 15, где с 4б, 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 которого подсоединен к выходу генератора, управляемого напряжением, а вы-. ход — к счетным входам счетчика с предустановкой числа 0 14 и счет5$ 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 предварительной установки счетчиков с предустановкой числа о 14 и счетчика с предустановкой числа Б 15 и переписывает код с информационных входов счетчиков l4 и 15 на их внутренние триггеры. Одновременно этот импульс поступает на вход установки в "О" триггера 16 и обнуляет его.Выход триггера 16 соединен с информационным входом делителя частоты
К/g 1 и устанавЛивает коэффициент деления К+1.
Импульсы с ГУН 3, поступающие на счетный вход делителя 13 и поделенные в нем, по частоте в К+1 раз, поступают на счетные входы счетчика* с предустановкой числа 14 и счетчика с предустановкой числа 8 l5, которые работают, например, на вйчитание. При выполнении условия
ol 4 <, которое накладывается на работу, счетчик 14 быстрее считает число- с и обнуляется. Образовавшийся при обнулении импульс на выходе 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, будут приходить поделенными по частоте в делителе 13 в К раз. При считывании числа Ь на выходе счетчика 15 образуется импульс, который поступает на вход установки в "1" триггер 7 блока выработки сигнала ошибки 1. Число импульсов, которое пришло на вход предварительного делителя К/К+ 13, в установившемся режиме за время Те будет равно
К (к+1) а +K(6-а! е+ Бк, и следовательно, установившаяся частота
ГУН 3 Р кода =" к6 т
Таким образом, предлагаемое устройство соединяет в себе преимущества известных устройств — высокую точность настройки и широкую полосу захвата, определяемую диапазоном перестройки ГУН при малых аппаратурных затратах.!!204Я2
ll20482 "ь. ъ
1I20482
Редактор Л.Лосева
Заказ 7759/44
Составитель С.Клевцов
Техред M.Кузжа Корректор В.Сирохман, Тираж 861. Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4