Цифровой синтезатор частоты

 

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться для генерации сетки частот в измерительных устройствах и в приемных и передающих устройствах. Цель изобретения - повышение быстродействия при изменении выходной частоты. Это достигается за счет использования грубой ускоренной автоподстройки частоты управляемого выходного генератора 18 за несколько циклов работы делителей 2 и 3 с последующим автоматическим переходом в режим фазовой автопостройки частоты генератора 18. Синтезатор содержит задающий генератор 1, триггеры 4 - 6, счетчики 7 и 9 импульсов, дешифратор 8, преобразователь 10 код-напряжение, вентили 11-17. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИА ЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

1 ОГ40Ь ii

I . . г. ° ::йИ

; (. (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (54 ) ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться для генерации сетки частот в измерительных устройствах и в приемных и передающих устройствах. Цель изобретения — повышение быстродействия при изменении выходной частоты. Это достигается за счет использования грубой ускоренной автоподстройки частоты управляемого выходного генератора 18 за несколько циклов работы делителей

2 и 3 с последующим автоматическим переходом в режим фазовой автоподстГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 41 7 7149/24-21

1 (22) 08.01.87 (46) 23.08.89. Бкя, h 31 (72) А.С.Воробьев и А.Е.Моисеев (53) 62 1.373 .42 (088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР

h 1059673, кл. Н 03 L 7/18,08.12.80.

Авторское свидетельство СССР

N 1307586, кл . Н 03 K 23/66,18.12.85.

Григорьев В.В., Дроздов В.Н. Сабинин Ю.А. и др . Импульсные системы фазовой автоподстройки частоты. -- Л,:

Энергоатомиздат, Ленинградское отделение, 1982, с. 62, рис.26.

„„SU„„1503070 А 1 (51) 4 Н 03 1. 7 18 Н 03 Е 2 /66

1 50:30 7() ройки частоты > енератора 18. Синтезатор содержит задан>щий генератор 1, триггеры 4--6, счетчики 7 и 9 импуль-Изобретение относится к импульсной 10 технике и может быть использовано для генерации сетки частот в измерительных устройствах, а также в приемных и передающих устройствах.

Цель изобретения -- понышение Г>ыст- 15 родействия при изменении выходной частоты.

На фиг,1 приведена электрическая структурная схема цифрового синтезатора частоты; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства в установившемся режиме.

Цифровой синтезатор частоты содержит задающий генератор 1, перный и второй делители 2 и 3 частоты, с первого по третий триггеры 4-6, счетчик 7 импульсов, дешифратор 8, реверсивный счетчик 9 импульсов, цифроаналоговый преобразователь 10, с первого по седьмой вентили 11 — 17 (вентили

11,12,14,16 и !7 -- элементы V.-HE, вентили 13 и 15 — элементы ИЛИ-НЕ), перестраиваемь>й генератор 18, шину

19 управления и выходную шину 20.

Выход (инверсный) первого триггера 35

4 соединен с первыми входами первого

11 и четвертого 14 вентилей, выход (инверсный) второго триггера 5 соединен с первым входом второго нентиля

12 и вторым входом четвертого венти- 40 ля 14, Выход первого вентиля 11 соединен с первым входом седьмого вентиля 17 и входом суммирования реверсив-ного счетчика 9 импульсов, вход вычитания которого соединен с выходом 45 второго вентиля 12 и вторым входом седьмого вентиля 17, выход которого соединен с счетным входом счетчика 7 импульсов, вход сГроса которого соединен с S-входами первого 4 и второго

5 триггеров и выходом пятого вентиля

15, первый вход которого соединен с первым входом дешифратора 8, с выходом четвертого вентиля 14 и с вторым входом третьего вентиля 13. Второй вход пятого вентиля 15 соединен с

R-входами первого, второго и третьего триггеров 4-6 с шиной 19 управления

/ и входом стробирования дешифратора 8, сов, дешифратор 8, преобразователь

10 >О>д -- напряжение, вентили 11-17, 2 ил. входы которого с второго по и-й соединены с соответстнующими выходами счетчика 7 импульсов, причем и-й выход счетчика 7 импульсов соединен с его же входом разрешения счета и тактовым входом третьего триггера 6, прямой ныход которого соединен с первым входом третьего вентиля 13, выход которого соединен с входами записи первого 2 и нторого 3 делителей частоты. Инверсный выход третьего триггера 6 соединен с перным входом шестого вентиля 16, выход которого соединен с вторыми входами первого 11 и второго 12 вентилей, второй входс первым выходом задающего генератора 1, второй выход которого соединен с тактовым входом второго делителя 3 частоты, третий выход — с третьими входами первого 11и второго 12 венти- лей. Выходы реверсивного счетчика 9 импульсов через цифроаналоговый пре- ° образонатель- 10 соединен с входом перестраинаемого генератора 18, выход которого соединен с тактовым входом первого делителя 2 частоты и выходной шиной 20. Тактовые входы первого 4 и второго 5 триггеров соединены с выходами соответственно второго 3 и первого 2 делителей частоты. D-входы с первого по третий триггеров 4-6 соединены с общей шиной.

Устройство работает в двух режимах: в Режиме грубой частотной автоподстройки и режиме фазовой автоподстройки частоты генератора 18.

В первом режиме устройство работает либо при его включении, либо при переключении устройства на другую частоту. Во второй режим работы устройство автоматически переходит после, завершения первого режима. Задание частоты осуществляется подачей на установочные входы делителей 2 и 3 (с переменным коэффициентом деления) двоичных кодов, а также импульса на шину

19. При этом на инверсных выходах триггеров 4-6 устанавливаются уровни логической единицы, а на выходе вентиля 14 формируется отрицательный

Таким образом, устройство осущест-вляет грубую ускоренную автоподстройку частоты генератора 18 за несколько циклов работы делителей 2 и 3 и автоматически переходит во второй режим работы-фазовую антоподстройку частоты генератора 18 с минимальной начальной фазоной ошибкой, Второй режим работы иллюстрирован диаграммами, изображенными на фиг.2.

В моменты времени t, t, t u формируются положительные импульсы на выходе делителя 2 (фиг.26), а в моменты, t4 t< и t7 — на выходе делителя 3. Эти импульсы устанавливают в единичное состояние инверсные выходы соответствующих триггеров 4 и 5 (фиг.2г,д). При этом открывается соответствующий вентиль 11 или 12 (фиг. к,л), пропускающий на входы счетчика 9 тактовые импульсы частоты

f. с третьего выхода генератора 1 (фиг,2 к,л), что как и н первом режиме, приводит к соответствующему изменению напряжения на выходе преобразователя 10 (фиг.2) и частоты на выходе генератора 18, что сокращает фаэовую ошибку.

Максимально допустимая фазовая ошибка контролируется с помощью вентиля 17 и счетчика 7. При достижении фазовой ошибки допустимого значения, соответствующего половине емкости счетчика 7, на выходе его старшего ра".ðÿäà устанавливается единичный потенциал, запрещающий дальнейший счет импульсов этим счетчиком и устанавливающий триггер 6 в нулевой состояние, обеспечивая возможность прохождения импульсов с выхода вентиля

74 через вентиль 13 на входы записи делителей 2 и 3, Таким образом, устройство автоматически переходит в первый режим работы.

B том случае, если выходным регу.лирующим параметром является не частота импульсов, снимаемых с выхода генератора 18, а период импульсов, снимаемых с делителя 3, то перестройка периода может осуществляться аналогичным образом, но без подачи на шину 19 управляющего импульса, В этом случае, при плавном регулировании периода, не происходит существенных Скачков фазы этих импульсов даже при выходе на режим грубой автоматической подстройки.

5 1503070 импульс. В результате этого на ныходе нентиля 13 формируется положительный импульс, устанавливающий делители 2 и 3 в исходное состояние, при котором в них записываются двоичные коды коэффициентов деления, подаваемые на их устаноночные входы. После окончания импульса на шине 19 на выходе вентиля 15 появляется положительный !

О импульс, который сбрасывает счетчик

7 в нуль и устанавливает триггеры 4 и 5 в единичное состояние, что приводит к окончанию импульсов на выходах вентилей 14 и 15. С этого момента

15 делители 2 и 3 однонременно начинают, счет опорных импульсов с выхода генератора 1 и импульсов с выхода генератора 18 соответственно. После завершения полных циклов счета делителей

2 и 3 на их выходах формируются положительные импульсы. Эти импульсы устанавливают в единичное состояние по С-входу инверсные выходы соответствующих триггеров 4 и 5. При этом

25 открывается соответСтвующий вентиль

11 или 12, пропускающий на входы счетчика 9 тактоные импульсы частоты

f, с третьего выхода генератора 1 и через открытый вентиль 16 тактовые импульсы повышенной частоты f c 2 второго выхода генератора 1. При этом соответственно увеличивается или уменьшается число, записанное н счет-. чике 9 и, следовательно, возрастает или снижается уровень напряжения на 35 выходе преобразователя 10, что приводит к повышению или понижению частоты на выходе генератора 18. Если периоды выходных импульсов делителей

2 и 3 совпадают с точностью до одного 40 периода тактовых, импульсов, поступающих с второго выхода генератора 1, то отрицательный импульс, формируемый на выходе вентиля 14, проходит через дешифратор 8, в результате 45

I чего на выходе дешифратора 8 формируется положительный импульс, устанавливающий триг ер 6 в единичное состояние, При этом нулевой потенциал на инверсном выходе триггера 6 запре- 50 щает прохождение тактовых импульсов повышенной частоты Г на входы счетчика 11, а единичный потенциал на прямом ныходе триггера 6 запрещает прохождение через вентиль 13 отрица- 55 тельных импульсов с выхода вентиля

14 на входы записи целителей 2 и 3, запрещая прерывание цикла работы этих делителей.

1503070 формулаизобретения

» » ар»у ву

Out8

Составитель А.Соколов

Редактор Н.Лазаренко Техред M.»tèäûê Корректор В.Гирняк

Заказ 5085/57 Тираж 884 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иоскна, Ж-35, Раушская 1»аб., д. 4/5г

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 ((ифровой синтезатор частоты, содержащ»»й» задающий генератор, пернь»»» и второй вентили, перные входы которых соединены с выходали, соответст-венно первого и второго триггеров, выходы — с входами соответственно суммирования и вычитания реверсивно-10

ro счетчика импульсов, выходы которого через цифроаналогоный преобразователь соединены с входом перестраиваемого генератора, выход которого соединен с выхбдной шиной и с такто15 вым входом первого делителя частоты, и третий и четвертый вентили, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия при изменении выходной частоты, в него введены пятьгй», шестой и седьмой вентили, третий триггер, второй делитель частоты, шина управления и дешифратор, выход которого соединен с S-входом третьего триггера, 0-вход которо25 го соединен с общей шиной, прямой выход — с первым входом третьего вентиля, выход которого соединен с входами записи первого и второго делителей частоты, второй вход — с первым входом дешифратора, с ньжодом четвер- 30 того вентиля, первый и второй входы которого подключены к выходам соот.ветственно, первого и второго триггерон, и с первым «ходом пятого вентиля, «ыход которого соединен с Бвход »л»»» первого и второго триггеров и с входом сброса счетчика импульсов, выходы разрядов которого, начиная с второго, соединены с соотнетстнующими входами дешифратора, и-й вход которого соединен с входом запрета счета счетчика импульсов и с тактовым входом третьего триггера, R-вход которого соединен с вторым нходом пятого вентиля, с входом стробирования дешифратора, с R-входами первого и второго триггеров, D-.âõîäû которых подключены к общей шине, и с шиной управления, инверсный выход — с первым входом шестого вентиля, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго вентилей, второй вход — с первым выходом задающего генератора, второй выход которого соединен с тактовым входом второго делителя частоты, третий выход — с третьими входами первого и второго вентилей, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входал»и седьмого вентиля, выход которого соединен со счетным входом счетчика импульсов, при этом, выходы первого и второго делитег1ей частоты соединены с тактовыми входами, соответственно, второго и первого триггеров.