Синтезатор частот

 

СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТ, содержащий последовательно соединенные опорный генератор.и датчик опорных частот , последовательно соединенные N идентичных декад и декаду старшего разряда, при этом каждая идентичная декада содержит последовательно соединенные первый смеситель, первый полосовой фильтр, первый делитель частоты, второй смеситель, второй полосовой фильтр и второй делитель частоты, а декада старшего разряда содержит последовательно соединенные первый смеситель и первый полосовой фильтр, а также второй смеситель, первый вход первого смесителя декады старшего разряда является входом декады старшего разряда, каждая из N идентичных декад и декада старшего разряда содержат первый и второй блоки ключей, при этом выходы блока ключей в каждой из N идентичных декад и в декаде старшего разряда подключены к второму входу первого смесителя, а выходы второго блока ключей в каждой из N идентичных декад - к второму входу второго смесителя , управлякдцие входы первогхз и второго блоков ключей каждой из N идентичных декад и декады старшего разряда объединены и являются входом управления синтезатора частоты, выход опорной частоты {, датчика опорных частот подключен к входу декады младшего разряда из N идентичных декад , первые входы первого и второго блоков ключей всех идентичных декад и декады старшего разряда объединены и подключены к выходу частоты датчика опорных частот, вторые входы первого и второго блоков ключей всех идентичных декад и декады старшего разряда объединены и подключены к С/) выходу частоты.f датчика опорных С частот, третьи входы первого и второго блоков ключей всех идентичных о декад и декады старшего разряда объединены и подключены к выходу частоты fj датчика опорных частот, чет ертые входы первого и второго блоков 00 ключей всех идентичных декад и декады старшего разряда объединены и подключены к выходу частоты 4 датчика опорных частот, отличающий&9 ся тем, что, с целью улучшения i .спектральной чистоты синтезируемых | частот и расширения диапазона частот, в декаду старшего разряда введены первый и второй ключи, причем выход первого ключа подключен к второму входу первого смесителя, выход второго ключа подключен к первому входу второго смесителя, второй вход которого соедииен с выходом полосового фильтра, сигнальные входы первого и второго ключей объединены и подключены к выходу опорной частоты f| датчи

СОЮЗ ССЮЕТСКИХ

МЮ Ю

PECllYS JlHH () 9) (11) (1)4 Н 03 В 21/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTDPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДФРСТИЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3670086/24-09 (22) 29.11.83 (46) 23.09.85. Бюл. Ф 35 (72) В.П.Большаков, А.А.Артамонов, М.С.Гитман, М.М.Зарецкий и О.В.Смирнов (53) 621.373.42(088.8) (56) Манассевич В. Синтезаторы частот. Теория и проектирование. -М.:

Связь, 1979, с. 22-23.

Патент США Р 3372347, кл. 331-39, опублик. 05.03.68. (54)(57) СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТ, содержащий последовательно соединенные опорный генератор.и датчик опорных частот, последовательно соединенные и идентичных декад и декаду старшего разряда,. при этом каждая идентичная декада содержит последовательно соединенные первый смеситель, первый полосовой фильтр, первый делитель частоты, второй смеситель, второй полосовой фильтр и второй делитель частоты, а декада старшего разряда содержит последовательно соединенные первый смеситель и первый полосовой фильтр, а также второй смеситель, первый вход первого смесителя декады старшего разряда является входом декады старшего разряда, каждая из Н идентичных декад и декада старшего . разряда содержат первьФ и второй бло. ки ключей, при этом выходы первого блока ключей в каждой из К идентичных декад и в декаде старшего разряда подключены к второму входу первого смесителя, а выходы второго блока ключей в каждой из К идентичных декад - к второму входу второго смесителя, управляющие входы первот о и второго блоков ключей каждой из и идентичных декад и декады старшего разряда объединены и являются входом управления синтезатора частоты, вы" ход опорной частоты g датчика опорных частот подключен к входу декады младшего разряда из Й идентичных декад, первые входы первого и второго блоков ключей всех идентичных декад и декады старшего разряда объединены и подключены к выходу частоты f датчика опорных частот, вторые входы первого и второго блоков ключей всех идентичных декад и декады старшего Е разряда объединены и подключены к выходу частоты.fg датчика опорных частот, третьи входы первого и второго блоков ключей всех идентичных декад и декады старшего разряда объе- а динены и подключены к выходу частоты f9 датчика опорных частот, чет1вертйе входы первого и второго блоков ключей всех идентичных декад и декады старшего разряда объединены и подI ключены к выходу частоты 4. датчика опорных частот, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения

i .спектральной чистоты синтезируемых частот и расширения диапазона частот, в декаду старшего разряда введены первый и второй ключи, причем выход первого ключа подключен к второму входу первого смесителя, выход второго ключа подключен к первому входу второго смесителя, второй вход которого соединен с выходом полосового фильтра, сигнальные входы первого и второго ключей объединены и подключены к выходу опорной частоты Й датчы1181113 где ка опорных частот, управляющие входы первого и второго ключей объединены и являются входом управления синтезатора частот, выход второго блока ключей подключен к первому входу второго смесителя, при этом

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для формирования сетки частот в приемопередающей и радиоизмерительной àïïàратуре. 5

Цель изобретения — улучшение спектральной чистоты синтезируемых частот и расширение диапазона частот.

На фиг.1 изображена структурная электрическая схема сйнтезатора час- -10 тот; на фиг.2 — датчик опорных частот.

Синтезатор частот содержит опорный генератор 1, датчик 2 опорных частот, 1 идентичных декад 3, декаду 4 старшего разряда, каждая из N идентичных 15 декад 3 содержит первый смеситель 5, первый полосовой фильтр (ПФ) б, первый делитель 7 частоты, второй смеситель 8, второй ПФ9, второй делитель

10 частоты, первую 11 и вторую 12 20 группы ключей, декада 4 старшего разряда содержит первый смеситель 13, ПФ 14, второй смеситель 15, первый ключ 16, второй ключ 17, первую 18 и вторую 19 группы ключей 19. 25

Датчик 2 опорных частот содержит первый умножитель 20 частоты, формирователь 21 четырех вспомогательных частот, второй умножитель 22 частоты,. смесители 23-26. 30

Синтезатор частот работает следующим образом.

Колебания частоты опорного генератора 1 поступают на вход датчика 2.

В первом умножителе 20 из этого колебания формируются колебания опорной частоты т. для идентичной декады 3 младшего разряда, а во втором умно" кителе 22 формируются колебания декады 4 старшего разряда. В формирова- 0 теле 21 формируются колебания четырех вспомогательных частот, которые подаются на первые входы смесителей 23"

26. На вторые входы каждого из этих одна из опорных частот Е,, 2 3 1- ! 2 сумматоров подают колебания опорной частоты . На выходах смесителей

23-26 выделяются колебания опорных частот — Х . Спектры шумов этих

1 Ф опорных частот в основном определяются спектром шумов колебания опорНОЙ частоты fö

Через первые и вторые группы 11, 12, 18 и 19 ключей в соответствии с кодом заданной частоты, поступающим по входу управления синтезатора частоты к входам первых и вторых смесителей 5,8, 13 и 15 всех декад подключаются выходы одного из колебаний а через первый и второй ключи 16 и 17 к первому и второму смесителям 13 и 15 декады 4 старшего разряда подключается колебание опорной частоты

Колебание опорной частоты 1 идентичной декады 3 младшего разряда поступает на вход первого смесителя 5 в котором вычитается по частоте из колебаний одной из опорных частот 4

Полученные колебания разностной частоты через первый ПФ 6 поступают на вход первого делителя 7, который осуществляет деление на два, Колебания с выхода первого делителя 7 преобразуются во втором смесителе 8 и раэностная частота поступает на вход второго делителя 10, который осуществляет деление на пять.

Колебания частот с выхода идентич" ной декады 3 младшего разряда поступают на вход следующей идентичной декады 3, где осуществляются аналогичные преобразования частоты. Колебания частот с выхода и-й идентичной декады 3 подаются на первый вход первого смесителя 13 декады 4 старшего разряда, в котором происходит сложение их с колебаниями одной иэ опорных

3 11811 частот (f — () или . Результирующие

1 колебания суммарных частот через ПФ 14 поступают на первый вход второго смесителя 15 декады 4 старшего разряда в котором осуществляется вычитание колебаний опорных частот („- )

-и fÂПредлагаемое построение декады 4 старшего разряда совместно с введенными между опорными частотами соот- 1б ношением обеспечивают компенсацию шумов колебаний опорных частот и тем самым существенно улучшает спектральную чистоту синтезируемых колебаний. Уровень шумов колебаний

1на выходе ь-й идентичной декады 3 в Н раз меньше, чем в колебаниях опорных частот (f, — f1), поступающих на ,вход второго смесителя 8 этой декады и следовательно, вкладом этих шумов в выходное колебание синтезатора можно пренебречь (N=5 — коэффициент де ления второго делителя 10).

Степень компенсации шумов колебаний опорных частот (f„ -Е4) и Ее в декаде 4 старшего разряда определяется тем, насколько спектры фазовых шумов этих колебаний идентичны. Идентичность спектров фазовых шумов достигается выбором номинальных значений этих частот из соотношения (i) ь где ; — одна из опорных частот

fg, E, fg Даже в наихудшем случае, когда 16 — Е; = fo, и, учитывая, что значение опорной частоты f8 декады

4 старшего разряда в синтезаторах такого типа Ее "10 Ед, то подстав13 4 ляя это значение в (1) получаем т 9 j для худшего случая.

Поскольку соотношение сигнал/шум при умножении частоты ухудшается пропорционально коэффициенту умножения, . то из полученных соотношений для опорной частоты fe декады 4 старшего разряда и f1 видно, что отношение сигнал/шум колебания опорной частоты

fe будет отличаться от аналогичного отношения для колебаний опорнйх частот f< всего лишь íà 10Х, т.е. спектры шумов колебаний опорных час.тот, подаваемых на смесителе 13 и

15 декады 4 старшего разряда через первый и второй ключи 1б и 19 практически идентичны.

Вследствие того, что декада 4 старшего разряда представляе собой компенсационную схему, происходит компенсация шумов и на выходе синте" затора оказывает влияние только их разность, равная в данном случае шу" мам колебания одной опорной частоты идентичной декады 3 младшего разряда.

Введение в декаду 4 старшего разряда первого и второго ключей 16 и

19 и подключение входов этих ключей к выходу опорной частоты датчика

2 расширяет диапазон рабочих частот синтезатора без ухудшения спектраль" ной частоты выходных колебаний.

При значениях опорных частот

=(93-96) ИГц и е =100 МГц измеренные среднеквадратичные значения паразитного отклонения частоты (ПОЧ) в колебаниях опорных частот сос1 тавляет (1,3-2,2) Гц, а на выходе синтезатора не превышают 0,4 Гц.

Ъ ,ь

Ь ь ,ф

„3 ь ф м р

I .ч," ° .Л

Ф М % !

I !

I

1181113,I ,ф

lg ! " 4

I ф

Ъ я Ъ.g

I, (ь ь1 Г

Ь

1181113

Составитель Ю.Ковалев

Редактор М.Бланар Техред И.Асталон Корректор А.Обручар

Заказ 5947/58 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óêãoðoä, ул.Проектная, 4