Синтезатор частот

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для формирования сетки частот в приемо-передающей аппаратуре. Цель изобретения - повышение спектральной чистоты выходных сигналов. Синтезатор частот содержит эталонный генератор 1, первый, второй, ..., N-1-ый каналы 2 1, 2 2,..., 2 N-1 формирования частоты, фазорасщепитель 3 эталонной частоты, генератор 4 высокой частоты. Каждый из N - 1 каналов 2 1, 2 2, ... 2 N-1 содержит ФД 5, ФНЧ 6, управляемый генератор 7, фазорасщепитель 8 и управляемый фазовращатель 9. Принцип формирования частот в синтезаторе заключается в последовательном сдвиге частот генератора 4 и частот управляемых генераторов 7 в каждом канале на величину F частоты эталонного генератора 1. В результате при частоте генератора 4 F частота управляемого генератора 7 в первом канале 2 оказывается равной F + F, частота управляемого генератора 7 во втором канале 2 2 F + 2F и т.д., если управляемые фазовращатели настроены так, что даваемый ими сдвиг фаз равен φ = ΩT и частота управляемого генератора 7 будет равна F - F, если управляемые фазовращатели 9 дают сдвиг фаз φ = -ΩT. Цепь фазовой автоподстройки из блоков 5 - 7 обеспечивает равенство частот на входах ФД 5. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1577071 щ) Н 03 В 21/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (54) СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТ

ГОСУДАРСТЭЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4400158/24-09 (22) 30 03 88 (46) 07.07.90. Бюл. 11 25 (71) Московский электротехнический институт связи .(72) О.В ° Головин, А.В.Кротов и Н.И.Чистяков (53) 621.373.42 (088.8) (56) Авторское свидетельство, СССР

В 1285555, кл. Н 03 В 21/02, 26.04.85.

Авторское свидетельство СССР

У 845262, кл. Н 03 В 21/02, 15.05.78. (57) Изобретение относится к радиотехнике и м.б. использовано для формирования сетки частот в приемнопередающей аппаратуре. Цель изобретения — повышение спектральной чистоты выходных сигналов. Синтезатор частот содержит эталонный генератор 1, первый, второй,...,N-1-ый каналы 2„, ормирования частоты фазорасщепитель 3 эталонной частоты, генератор 4 высокой частоты. Каждый из М-1 каналов 2, 2, ..., 2,„, 3

1577071

10 содержит ФД 5, ФНЧ 6, управляемый генератор 7, фазорасщепитель 8 и уп- . равляемый фазовращатель 9. Принцип формирования частот в синтезаторе заключается в последовательном сдвиге частот генератора 4 и частот управляемых генераторов 7 в каждом канале на величину F частоты эталонного генератора 1. В результате при частоте генератора 4 f частота управляемого генератора 7 в первом канале 2 ока-!

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для формирования сетки частот в приемно-передающей аппаратуре.

Цель изобретения — повышение

CIIPKTpBJIbHOH HrTo t t ttt o tttt CHI HG" лов.

На чертеже приведена структурная электрическая схема синтезатора част от.

Синтезатор частот содержит эталонный генератор 1, первый, второй,..., N-1-й каналы 2„, 22, ..., 2g 1 фор1 пирования частоты, фазорасщепитель 3, 30 эталонной частоты, геHeðàòüð 4 высокой частоты. Каждый иэ М-1 каналов 2

2,„, содержит фазовый детектор 5, фильтр нижних частот (ФНЧ) 6, управляемый генератор 7, фазорасщепитель

8 и управляемый фазовращатель 9.

Синтезатор частот работает следующим,образом.

Эталонный генератор 1 вырабатывает напряжение, частота F которого 40 равна разности частот .двух смежных спектральных составляющих синтезируе мой сетки частот. Генератор 4 высокой частоты вырабатывает напряжение, частота f которого соответствует нижней 45 или верхней границе синтеэируемой сетки частот. управляемые генераторы

7 каждого канала 2 вырабатывают на" пряжения, частоты которых отличаются от частоты генератора 4 высокой частоты соответственно на Р, 2F, 3F, (N-1)F. Фазорасщепители 8 каждого иэ всех каналов преобразуют однофазные напряжения, поступающие на их вход в М-фазные перед подачеи . 55 их на.соответствующие входы управле-, ния управляемых фазовращателей 4.

Фазорасщепитель 3 преобразует однофазное напряжение эталонного генера-; зывается равной f + Fs частота управляемого генератора 7 во втором канале

22 f + 2F,и т.д,, если управляемые фазовращатели настроены так, что да-, ваемый ими сдвиг фаз равен = Я t и частота управляемого генератора 7 равна f — F, если управляемые фазовращатели 9 дают сдвиг фаз Ч= — Qt.

Цепь фазовой автоподстройки из блоков

5-7 обеспечивает равенство частот на входах ФД 5, 1 ил. тора 1;в М-фаэное. Каналы 2 е в у

2,, содержащие фа эовые детекторы

5, фильтры 6 нижних частот, управляемые генераторы 7, обеспечивают подстройку управляемых генераторов 7 соответственно на частоты f + F, Е + 2F, ., Х + (N-1)F.

Принцип синтеза частот в предлагаемом синтезаторе заключается в последовательном сдвиге частот генератора

4 и управляемых генераторов 7 в каждом из всех каналов на величину частоты Р эталонного генератора 1. В результате при частоте генератора 4 высокой частоты f, соответствующей нижней границе синтезируемой сетки частот, частота управляемого генератора 7 в первом канале 2 оказывает1 ся равной f + F, частота управляемого генератора 7 во втором канале 2

+ 2Р и т.д. Если частота генератора 4 высокой частоты соответствует. верхней границе синтезируемой сетки частот, то частота управляемого генератора 7 в первом канале 2 равI на f — F, частота управляемого генератора 7 по втором канале 2 2—

f — 2F и т.д. Так, например, частота генератора 7 в первом канале 2 . под1 держивается равной f + F цепью фазовой автоматической подстройки частоты (ФАПЧ) из блоков 5 — 7 благодаря следующему ходу процессов.

Напряжение от генератора 4 высокой частоты, изменяющееся по закону

U-.cos t где м)= 2 71t f получает в управляемом фазовращателе 9 первого канала 21 дополнительный переменный фазовый сдвиг, равный q = gt, где Й = 27t f в результате на выходе управляемого фазовращателя 9 образуется напряжение

1577071

Кфь У (" " + 4)

K4,oU cos(@3+ 9) t, 40.пХ к cos (-- + a) 2 а также

ОприКФ1,MÔ

Mcos (W + Я) t, МФ1. где К вЂ” коэффициент передачи управфб ляемого фазовращателя 9 по напряжению.

Напряжение, полученное от управляемого фазовращателя 9, действует на другой вход фазового детектора 5, на вход которого поступает напряжение от управляемого генератора 7. Выходное напряжение фазового детектора 5 через фильтр 6 нижних частот подстраивает управляемый генератор 7 и в результате устанавливается равенство частоты напряжения этого генератора (i) угловой частоте напряжения U т.е, устанавливается равенство К) = ) + Я

Следовательно, частота f, управляемого генератора 7 в первом канале

2 будет равна f + F. Аналогично в

1 цепи из блоков 3 — 7 во втором канале

2 происходит преобразование частоты управляемого генератора 7 в частоту f = f + F, т.е. управляемый генератор 7 дает -напряжение с частотой

f + 2F, и т.д.

Если частота f соответствует верхней границе сетки частот, то управляемые фазовращатели 9 настраиваются так, чтобы даваемый ими сдвиг фазы бып равен не Ч = Я t, а ф= — Я t.

Аналогично изложенному частоты управляемых генераторов 7 в каждом из

И-1 каналов 2, 2, ..., 2 я 1 будут соответственно равны f — F, f — 2F, f — 3F и т.д.

Способ осуществления управляемых фазовращателей 9 может быть реализован на варакторах С„, ..., С, подм ключенных к общей нагрузке R, и резистбрах развязки R» ..., Км — (не показаны).

Под воздействием И-фазного напряжения эталонной частоты емкость варактора С. изменяется в соответствии с

1 выр аже ни ем

С(= + С«созК(Я t + .М

Если напряжение, подводимое к варактору С, от фазорасщепителя 8, равI но

2а

= U . sin Kt — — (i — 1)

4Ð L, М

1 то ток с частотой ь(, проходящий через С., соответственно равен

= U зсоз t - )27 (i-1)1 Е С к

ФР

2Я

° - < -))1М

К% — С cos t () + Kg)t+

2 «,=a

+ — (K-1) (i-1) (+ ——

2я Уфр

И 2

15 cos С(с — КR) t — (К+1)

ЗГ

М к (j-1)) Напряжение на выходе управляемого фазовращателя 9, создаваемое суммой этих токов, равно м RU М сю

U =R gi = — - — ЕСфб > ) 2 I I «вО

25 к cos ((ьз + Kit я. — (K-1)"

КУфр и

«(i — 1) 1 + ------ ", Q C «

2;а «=o

«cos ((ь! — КЯ) t - - (К+1)»

КУфр Id м И-1

° (i-1)) - — — -- ", С

«

jaO

2 (((К-1) всав tj — — - -. в (и+ Кв))В)+

"м-1

+ + С ", соя j (К .1)+.

+ (ш — Кй)в) .

Используя формулу

X . (п+1) Х

cos(KX + a) = cosec — sin - — — -

IC O

2 2

45 получают м\ t . 2() к сов () К к " ) + (вв -Кввс) О, 1=О приМ Ф 1

М-1 . 2(I

", cas j (к-)) (и кйв(=

jim s

1577071

Ry ñ М

ПФв ° С с- оз (Ю +2 ) t, М Ф 1, Составитель A.Èûøàêèí

Техред M.Äèäûê

Редактор Л.Зайцева

Корректор И,Муска

Заказ 1855 Тираж 653 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101

Напряжение на выходе фазсвращателя определяется выражением т,е. требуемое смещение частоты достигнуто.

При этом на вход фазового детектора 5 поступает одна гармоническая сОставляющая.

Вращение фазы в обратном направле нии может быть получено изменением пОрядка подключения входов управляемого фазовращателя 9 к выходам фаэорасщепйтеля 3 эталонной частоты или к вы15 ходам фазорасщепителя 8.

Пепь фазовой автоматической подстройки обеспечивает равенство частот напряжений на входах фазового детектора 5. Этим достигается син. хрониэация управляемого генератора 7 б каждого канала 2 с напряжением на выходе управляемого фазовращателя 9 этого канала. 25

Техническое преимущество предлагаемого синтезатора состоит в том, что в отличие от известного в состав колец ФАПЧ не входят преобразователи ч4стоты, из-за которых обогащается 3р слектр сигнала, подаваемого на вход фазового детектора, а следовательно, и спектр выходного сигнала. СинтезатОр частот позволяет повысить стабильность выходных колебаний, поскольку. работает без умножителей частоты.

Формула изобретения.

Синтезатор частот, содержащий эталонный генератор, генератор высокой частоты, первый, второй, ..., N — 1-й канал фсрмирования частоты, каждый из которых содержит соединенные в кольцо управляемый генератор, фазовый детектор и фильтр нижних частот, отличающийся тем, что, с целью повьппения спектральной чистоты выходных сигналов, введены фазорасщепитель эталонной частоты, вход которого соединен с выходом генератора эталонной частоты, в каждый из

N-1 каналов формирования частоты введены последовательно соединенные фазорасщепитель и управляемый фазовращатель, выход которого соединен с другим входом фазового детектора, при этом вхоцы фазорасщепителей первого, второго, третьего, ..., N-1-ro каналов соединены соответственно с выходом генератора высокой частоты, с выходом управляемого генератора первого канала формирования частоты, с выходом управляемого генератора второго канала формирования частоты, с выходом управляемого генератора N-2-ro канала формирования частоты, входы управления управляемых фазовращателей первого, второго,..., N-1-го каналов формирования частоты соединены с соответствующими выходами фазорасщепителя эталонной частоты.