Цифровой синтезатор частот

 

Союз Советских

Социалистических республик

| 720672 (el ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 18.04.77 (2l ) 2476978/18-09 (51)М. Кл2

Н 03 B 19/00 с присоединение|в заявки М—

Гвсударстюны3 квинтет

CCCP йо делам нзовретеннй н втхритнй (23) П риоритет

Опубликовано 05.03.80. Б|оллетень М 9

Дата опубликования описания 10.03.80 (53} УДК 621.373..43(088.8) (72) Авторы изобретения

B. С. Гутников и E. Г. Павловский

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М. И. Калинина (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТ

Изобретение относится к радиотехии» ке и может использоваться в качестве задающего генератора передающих устройств в диапазоне низких и ультраниз ких частот.

Известны цифровые синтезаторы частот, реализующие принцип частотйогосинтеза на основе импульсных счетчиков.

Основным элементом таких синтезаторов является генератор регулируемой частоты, синхронизируемый посредством ФАПЧ с частотой опорного высокостабильного генератора (1) .

Основным недостатком известных цифровых синтезаторов является низкая точ - ность воспроизведения сигналов в"диапа= зоне" низких и "ультранизких частот . .Наиболее близким техническим решением является цифровой синтезатор час тот, содержащий соединенные в кольцо 2р генератор регулируемой частоты, формирователь временного интервала, селектор импульсов, цифровой частотный детектор и управляющий элемент, а также генера« тор опорной частоты и блок задайия частоты f2).

Однако известный цифровой синтезатор частот в диапазоне низких и ультранизких частот не обеспечивает требуемой стабильности частоты выходного сигнала, вследствие временного запаздывания в: выдаче управляющего воздействия на регулируемый генератор при отклонении измеряемой частоты от заданного значения.

Бель изобретения — повышение стабильности частоты выходного сигнала.

Йпя этого в цифровом синтезаторе частот,"содержащем соединенные в кольцо генератор регулируемой частоты, формирователь временного интервала, селектор импульсов„цифровой частотный детектор и управляющий элемент, а также генератор опорной частоты и блок задания частоты, между выходом генератора опорной частоты и другим входом селектора импульсов включен преобразователь код«частота, управляющий вход которого

„g» о ч И (ф мох

40 где - частота, поступающая на вход преобразователя 8 код-частота с выхода генератора 6 опорной часто45 ты:

11 - максимальная" емкость счетma v. чика преобразователя 8 код-частота. . При работе генератора 1 регулируемой

Я) частоты через селектор 3 импульсов на вход счетчика 9 с выхода преобразователя 8 код-частота поступают импульсы с частотой следования (ч . Так как селектор 3 импульсов открыт только на вре-, мя действия управляющего сигнала Т», вырабатываемого формирователем 2 временного интервала, то в счетчик 9 посту«

7206 соединен с выходом блока задания" час т оты.

На чертеже представлена структурная электрическая схема цифрового синтеэа i îðà частот.

Блок-схема цифрового синтезатора частот содержит генератор 1 регулируемой частоты, формирователь 2 времен-

- — ного ийтервала, селектор 3 импульсов, Л цифровой частотный детектор 4, управ- 10 ляющий элемент 5, генератор 6 опорной частоты, блок 7 задания частоты, преобразователь 8 код-частота. Цифровой частотный детектор 4 состойт" йз" счетчика 9 и блока выявления разности 15

10.

Устройство работает следующим образом.

В цифровом синтезаторе частот реализуется способ точной устайовки и ста- 20 .i.. билизации частоты, основанный на-исполь- зовании счетчиков в виде цифрового измерителя периода в цепи обратной связи.

При выбранном способе построения цифра ваго синтезатора частот наибольшая допустимая погрешность частоты на выходе цифрового синтезатора автоматически задает точность, с которой осуществляется измерение периода. При наборе требуемого значения частоты с помощью блока 7 задания частоты в преобразователь

8 код- "частота вводится управляющий код Я „, соответствующий устанавливаемому значению частоты, при этом часто« та на выходе преобразователя 8 кодч частота определяется- выражениеМ

72 пает число импульсов, определяемое выражением

N-- —" -T .f =N — Т

Т х ч ч И х мох

С помощью блока 10 выявления разности число М, зафиксированное в счетчике 9, сравнивается с некоторым расчетным постоянным числом N которое задается при настройке генератора 1 регулируемой частоты, В случае неравенства чисел Й и Я д на выходе блока 1 0 выявлейия паэ»ости""появляется сйгнал рассогласования, который поступает на вход управляющего элемента 5, который вырабатывает управляющее воздействие на генератор 1 регулируемой частоты.

При этом частота регулируемого генератора 1 изменится таким образам, чтобы исключить сигнал рассогласования с выхода блока 10 выявления разности. В установишемся режиме сигнал рассогласования равен нулю (Й=М д, ). Учитывая

° что частота f„éà выходе генератора

1 регулируемой частоты определяется как число периодов сигнала в единицу времени, установившееся значение частоты определяется по формуле

f, N =N - — Т ила зад ч N „х

f 1

g =N

"" з "Ь

В установишемся режиме частота на выходе генератора 1 ре,гулируемой частоты прямо пропорциональна коду устанавливаемого значения частоты.

Таким образом предлагаеммй цифровой синтезатор частот позволяет значительно упростить процесс установки требуемого значенйя частоты за счет исключения операций ручной подстройки регулируемого генератора с визуальным контролем. Выдача управляющего воздействия на генератор регулируемой частоты при отклонении частоты от заданного значения

t производится не позже, чем за один период сигнала, что обеспечивает повышение кратковременной и долговременной стабильности частоты на выходе предлагаемого синтезатора по сравнению с известным синтезатором и позволяет также расширить диапазон воспроизводимых частот в области низких и ультранизких частот;

Формула изобретения

Цифровой синтезатор частот, содержа щий соединенные в кольцо генератор регу/

5 720672 лируемой частоты, формирователь времен- частота, управляющий вход которого соеного интервала, селектор импульсов, циф- динен с выходом блока задання частоты. ровой частотный детектор и управляющий Источники информации, элемент, а также генератор опорной час- принятые во внимание при экспертизе тоты и блок задания частоты, о т л и - 1. Богорад Г. 3.. и др. Цифровые регуч а ю шийся тем, что с целью повы- ляторы и измерители скорости. М., шения стабильности частоты выходного сиг- Энергия", 1966, с. 96-101. нала, между выходом генератора опорной 2. Чистяков Н. И. Декадные синтезачастоты и друт нм входом селектора им- " торы частот.М., Связь, 1969, с. 76пульсов включен преобразователь код- 10 77 (прототип).

Составитель М. Хазан

Редактор Т. Портная Техред О. Андрейко Корректор ° И Муска

Заказ 344/18 Тираж 995 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектйая, 4