RU111946U1 - FREQUENCY SYNTHESIS - Google Patents

FREQUENCY SYNTHESIS Download PDF

Info

Publication number
RU111946U1
RU111946U1 RU2011128580/08U RU2011128580U RU111946U1 RU 111946 U1 RU111946 U1 RU 111946U1 RU 2011128580/08 U RU2011128580/08 U RU 2011128580/08U RU 2011128580 U RU2011128580 U RU 2011128580U RU 111946 U1 RU111946 U1 RU 111946U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
frequency
mixer
input
divider
Prior art date
Application number
RU2011128580/08U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Анатольевич Баринов
Виктор Николаевич Посадский
Эдгар Александрович Семёнов
Александр Эдгарович Семёнов
Юрий Иванович Белый
Владимир Глебович Загородний
Владимир Владимирович Рябиков
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Научно-производственный центр "Алмаз-Фазотрон"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Научно-производственный центр "Алмаз-Фазотрон" filed Critical Закрытое акционерное общество "Научно-производственный центр "Алмаз-Фазотрон"
Priority to RU2011128580/08U priority Critical patent/RU111946U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU111946U1 publication Critical patent/RU111946U1/en

Links

Landscapes

  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

Синтезатор частот, содержащий опорный генератор, формирователь команд управления, блок формирования сетки частот, состоящий из первого смесителя, первого полосового фильтра, первого делителя и первого фильтра нижних частот, блок преобразования частоты вверх, состоящий из второго полосового фильтра и второго смесителя, фильтр и цифровой синтезатор прямого синтеза, вход управления которого соединен с выходом формирователя команд управления, выход цифрового синтезатора прямого синтеза соединен через фильтр с входом промежуточной частоты первого смесителя в блоке формирования сетки частот, выход первого смесителя соединен через первый полосовой фильтр с высокочастотным входом первого делителя, выход которого соединен через первый фильтр нижних частот с входом промежуточной частоты второго смесителя в блоке преобразования частоты вверх; вход гетеродина второго смесителя соединен с выходом опорного генератора; выход второго смесителя соединен со вторым полосовым фильтром, выход которого является выходом синтезатора, отличающийся тем, что первый делитель выполнен с возможностью переключения коэффициента деления и имеет вход управления, соединенный с выходом формирователя команд управления; дополнительно введен блок формирования сигналов гетеродина, состоящий из третьего смесителя, третьего полосового фильтра и второго делителя с переключаемым коэффициентом деления, имеющего высокочастотный вход и вход управления, при этом высокочастотный вход второго делителя и вход гетеродина третьего смесителя соединены с выходом опорного генератора; вход управления второго делителя соединен с выходом фор A frequency synthesizer comprising a reference generator, a control command generator, a frequency meshing unit, consisting of a first mixer, a first bandpass filter, a first divider and a first low-pass filter, an up-frequency conversion unit, consisting of a second bandpass filter and a second mixer, a filter and a digital direct synthesis synthesizer, the control input of which is connected to the output of the control command generator, the output of the digital direct synthesis synthesizer is connected through the filter to the intermediate input often s first mixer in the block forming the grid frequency, a first mixer output is connected via a first bandpass filter with a high frequency input of the first divider, the output of which is connected via a first low-pass filter to the input of the second intermediate frequency mixer in the frequency conversion section upwardly; the input of the local oscillator of the second mixer is connected to the output of the reference generator; the output of the second mixer is connected to the second band-pass filter, the output of which is the output of the synthesizer, characterized in that the first divider is configured to switch the division factor and has a control input connected to the output of the control command generator; additionally, a local oscillator signal generating unit has been introduced, consisting of a third mixer, a third band-pass filter and a second divider with a switchable division coefficient having a high-frequency input and a control input, while the high-frequency input of the second divider and the local oscillator input of the third mixer are connected to the output of the reference generator; the control input of the second divider is connected to the output

Description

Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована в радиолокации, в измерительной технике, в технике связи.The utility model relates to radio engineering and can be used in radar, in measurement technology, in communication technology.

Основными параметрами синтезаторов являются: диапазон перестройки выходной частоты, шаг перестройки частоты, скорость перестройки, уровень паразитных спектральных составляющих и спектральная плотность фазовых флуктуации.The main parameters of the synthesizers are: the output frequency tuning range, the frequency tuning step, the tuning speed, the level of spurious spectral components, and the spectral density of phase fluctuations.

Известны синтезаторы частот [Приложение. Стариков О. Метод ФАПЧ и принципы синтезирования высокочастотных сигналов // ChipNews. 2001], построенные на основе петли фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), которые в настоящее время являются наиболее распространенными. Базовая схема синтезатора на основе петли ФАПЧ представляет собой соединенные генератор опорной частоты, фазовый детектор, фильтр нижних частот, генератор, управляемый напряжением (ГУН), и делитель в цепи обратной связи, соединяющей выход ГУН и фазовый детектор. Достоинством данных устройств является простота реализации: небольшое количество элементов и возможность выполнения по монолитно-интегральной технологии.Known frequency synthesizers [Appendix. Starikov O. PLL method and principles of synthesizing high-frequency signals // ChipNews. 2001], built on the basis of a phase locked loop (PLL), which are currently the most common. The basic PLL loop synthesizer circuitry is a connected reference frequency generator, a phase detector, a low-pass filter, a voltage-controlled oscillator (VCO), and a divider in the feedback circuit connecting the VCO output and the phase detector. The advantage of these devices is the simplicity of implementation: a small number of elements and the ability to perform on a monolithic-integrated technology.

Одним из недостатков таких синтезаторов является повышенный уровень фазового шума, который определяется шумами цифрового фазового детектора внутри полосы пропускания петли ФАПЧ и фазовым шумом ГУНа вне полосы петли ФАПЧ. Другой недостаток - низкая скорость перестройки частоты из-за фильтрации сигнала ошибки.One of the drawbacks of such synthesizers is the increased level of phase noise, which is determined by the noise of the digital phase detector inside the passband of the PLL and the phase noise of the VCO outside the band of the PLL. Another disadvantage is the low frequency tuning rate due to filtering of the error signal.

Известен синтезатор (патент US №4791377), который состоит из четырех генераторов с ФАПЧ, формирователя команд управления, цифрового синтезатора прямого синтеза (ЦСПС), блоков преобразования и деления частоты и блока преобразования частоты. Каждый блок преобразования и деления частоты состоит из смесителя, полосового фильтра и делителя с фиксированным коэффициентом деления. Блок преобразования частоты состоит из смесителя и полосового фильтра. Достоинствами данного синтезатора являются широкая полоса перестройки частоты выходного сигнала и высокая скорость перестройки частоты.Known synthesizer (US patent No. 4791377), which consists of four generators with a PLL, a command generator, a digital direct synthesis synthesizer (DSPC), frequency conversion and division units, and a frequency conversion unit. Each frequency conversion and division unit consists of a mixer, a band-pass filter and a divider with a fixed division coefficient. The frequency conversion unit consists of a mixer and a bandpass filter. The advantages of this synthesizer are a wide frequency tuning band of the output signal and a high frequency tuning frequency.

Однако в данном устройстве невозможно обеспечить высокий уровень подавления паразитных спектральных составляющих из-за малого значения коэффициента деления делителей частоты и структуры блоков преобразования и деления частоты, в которых на входы гетеродина и ПЧ смесителей поступают некратные частоты. При этом значение частоты сигнала на входе ПЧ смесителей всего в 3 раза меньше значения частоты на входе гетеродина смесителей, что приводит к попаданию комбинационных составляющих низкого порядка, имеющих высокий уровень, в полосу пропускания полосового фильтра на выходе смесителя.However, in this device it is not possible to provide a high level of suppression of spurious spectral components due to the small value of the division ratio of the frequency dividers and the structure of the conversion and frequency division blocks, in which multiple frequencies arrive at the inputs of the local oscillator and the inverter of the mixers. At the same time, the signal frequency at the input of the inverter of the mixers is only 3 times less than the frequency at the input of the mixer local oscillator, which leads to the combination of low-order combination components with a high level in the passband of the bandpass filter at the output of the mixer.

Наиболее близким к заявляемому устройству является синтезатор частот (патент US №5495202), который состоит из опорного генератора, ЦСПС, блока преобразования и деления частоты и блока преобразования частоты вверх. Блок преобразования и деления частоты состоит из смесителя, полосового фильтра, делителя с фиксированным коэффициентом деления и фильтра нижних частот. Блок преобразования частоты вверх состоит из смесителя и полосового фильтра. За счет преобразования сигнала ЦСПС в диапазон высоких частот и последующего деления частоты достигается уменьшение уровня паразитных дискретных составляющих в спектре выходного сигнала до желаемого уровня при сохранении высокой скорости перестройки частоты. Блок преобразования частоты вверх обеспечивает перенос выходной частоты блока преобразования и деления частоты в требуемый диапазон частот. Достоинствами данного синтезатора является высокая чистота спектра выходного сигнала и высокая скорость перестройки частоты.Closest to the claimed device is a frequency synthesizer (US patent No. 54495202), which consists of a reference generator, DSPC, a frequency conversion and division unit, and a frequency conversion unit up. The frequency conversion and division unit consists of a mixer, a band-pass filter, a divider with a fixed division coefficient and a low-pass filter. The up-conversion unit consists of a mixer and a band-pass filter. By converting the DSPC signal to the high frequency range and subsequent frequency division, a reduction in the level of spurious discrete components in the output signal spectrum is achieved to the desired level while maintaining a high frequency tuning rate. The frequency conversion unit up transfers the output frequency of the conversion and frequency division unit to the required frequency range. The advantages of this synthesizer are the high purity of the output signal spectrum and the high frequency tuning speed.

Недостатком данного синтезатора является узкий диапазон перестройки частоты, так как получаемая полоса перестройки выходной частоты меньше диапазона перестройки частоты ЦСПС в D раз, где D - коэффициент деления делителя.The disadvantage of this synthesizer is the narrow frequency tuning range, since the resulting output frequency tuning band is D times smaller than the DSP frequency tuning range, where D is the divisor division factor.

Задачей заявляемой полезной модели является увеличение диапазона перестройки частоты синтезатора при обеспечении высокой чистоты спектра выходного сигнала и высокой скорости перестройки выходной частоты.The objective of the claimed utility model is to increase the frequency tuning range of the synthesizer while ensuring high purity of the output signal spectrum and high output frequency tuning speed.

Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, что синтезаторе частот, содержащем опорный генератор, формирователь команд управления, блок формирования сетки частот, состоящий из первого смесителя, первого полосового фильтра, первого делителя и первого фильтра нижних частот, блок преобразования частоты вверх, состоящий из второго полосового фильтра и второго смесителя, фильтр и цифровой синтезатор прямого синтеза, вход управления которого соединен с выходом формирователя команд управления, выход цифрового синтезатора прямого синтеза соединен через фильтр с входом промежуточной частоты первого смесителя в блоке формирования сетки частот, выход первого смесителя соединен через первый полосовой фильтр с высокочастотным входом первого делителя, выход которого соединен через первый фильтр нижних частот с входом промежуточной частоты второго смесителя в блоке преобразования частоты вверх; вход гетеродина второго смесителя соединен с выходом опорного генератора; выход второго смесителя соединен со вторым полосовым фильтром, выход которого является выходом синтезатора, первый делитель выполнен с возможностью переключения коэффициента деления и имеет вход управления, соединенный с выходом формирователя команд управления; дополнительно введен блок формирования сигналов гетеродина, состоящий из третьего смесителя, третьего полосового фильтра и второго делителя с переключаемым коэффициентом деления, имеющего высокочастотный вход и вход управления, при этом высокочастотный вход второго делителя и вход гетеродина третьего смесителя соединены с выходом опорного генератора; вход управления второго делителя соединен с выходом формирователя команд управления; выход второго делителя соединен с входом промежуточной частоты третьего смесителя, выход которого через третий полосовой фильтр соединен с входом гетеродина первого смесителя.The essence of the claimed utility model is that a frequency synthesizer comprising a reference generator, a control command generator, a frequency meshing unit, consisting of a first mixer, a first band-pass filter, a first divider and a first low-pass filter, an upward frequency conversion unit, consisting of a second a band-pass filter and a second mixer, a filter and a digital synthesizer of direct synthesis, the control input of which is connected to the output of the shaper control commands, the output of a digital synthesizer direct synthesis is connected through the filter to the intermediate frequency input of the first mixer in the frequency grid forming unit, the output of the first mixer is connected through the first bandpass filter to the high-frequency input of the first divider, the output of which is connected through the first low-pass filter to the intermediate frequency input of the second mixer in the up-conversion unit; the input of the local oscillator of the second mixer is connected to the output of the reference generator; the output of the second mixer is connected to the second bandpass filter, the output of which is the output of the synthesizer, the first divider is configured to switch the division factor and has a control input connected to the output of the control command generator; additionally, a local oscillator signal generating unit has been introduced, consisting of a third mixer, a third band-pass filter and a second divider with a switchable division coefficient having a high-frequency input and a control input, while the high-frequency input of the second divider and the local oscillator input of the third mixer are connected to the output of the reference generator; the control input of the second divider is connected to the output of the control command generator; the output of the second divider is connected to the intermediate frequency input of the third mixer, the output of which through the third bandpass filter is connected to the local oscillator input of the first mixer.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является решение поставленной задачи за счет введения в известную схему блока формирования сигналов гетеродина заявляемой конструкции и использования в качестве делителя в блоке формирования сетки частот делителя с переключаемым коэффициентом. В результате диапазон перестройки частоты заявляемого синтезатора получается в 5-10 раз больше, чем в устройстве по патенту US №5495202, при том же уровне подавления паразитных спектральных составляющих ЦСПС и высокой скорости перестройки частоты.The technical result of the claimed utility model is to solve the problem by introducing the inventive design and the use of the inventive design and using a divider with a switchable coefficient as a divider in the frequency grid forming unit. As a result, the frequency tuning range of the inventive synthesizer is 5-10 times larger than in the device of US Pat. No. 5,495,202, with the same level of suppression of spurious spectral components of the DSPC and a high frequency tuning speed.

Заявляемая полезная модель поясняется с помощью Фиг.1-2, на которых изображено:The inventive utility model is illustrated using Fig.1-2, which depict:

на Фиг.1 - структурная схема синтезатора частот;figure 1 is a structural diagram of a frequency synthesizer;

на Фиг.2 - диаграмма перестройки частоты.figure 2 is a diagram of the frequency adjustment.

На Фиг.1 позициями 1-16 обозначены:In figure 1, the positions 1-16 are indicated:

1 - цифровой синтезатор прямого синтеза (ЦСПС);1 - digital direct synthesis synthesizer (DSPC);

2 - опорный генератор;2 - reference generator;

3 - формирователь команд управления (ФКУ);3 - control command shaper (PKU);

4 - фильтр;4 - filter;

5 - блок формирования сетки частот (БФСЧ);5 - block forming a grid of frequencies (BFSCH);

6 - блок преобразования частоты вверх (БПЧВ);6 - block frequency conversion up (BPC);

7 - блок формирования сигналов гетеродина (БФСГ);7 - a unit for generating local oscillator signals (BFSH);

8 - первый смеситель;8 - the first mixer;

9 - первый полосовой фильтр (ПФ);9 - the first band-pass filter (PF);

10 - первый делитель с переключаемым коэффициентом деления (ДПКД);10 - the first divider with a switchable division ratio (DPKD);

11 - первый фильтр нижних частот (ФНЧ);11 - the first low-pass filter (low-pass filter);

12 - второй смеситель;12 - second mixer;

13 - второй ПФ;13 - second PF;

14 - второй ДПКД;14 - second DPKD;

15 - третий смеситель;15 - the third mixer;

16 - третий ПФ.16 - the third PF.

Синтезатор частот состоит из соединенных цифрового синтезатора прямого синтеза (ЦСПС) 1, опорного генератора 2, формирователя команд управления (ФКУ) 3, фильтра 4, блока формирования сетки частот (БФСЧ) 5, блока преобразования частоты вверх (БПЧВ) 6 и блока формирования сигналов гетеродина (БФСГ) 7. Блок формирования сетки частот (БФСЧ) 5 состоит из первого смесителя 8, первого полосового фильтра (ПФ) 9, первого делителя с переключаемым коэффициентом деления (ДПКД) 10 и первого фильтра нижних частот (ФНЧ) 11. Блок преобразования частоты вверх (БПЧВ) 6 состоит из второго смесителя 12 и второго ПФ 13. Блок формирования сигналов гетеродина (БФСГ) 7 состоит из второго ДПКД 14, третьего смесителя 15 и третьего ПФ 16. ЦСПС 1 соединен через фильтр 4 с входом промежуточной частоты (ПЧ) первого смесителя 8 в БФСЧ 5. Выход первого смесителя 8 соединен через первый ПФ 9 с высокочастотным входом (ВЧ) первого ДПКД 10. Выход первого ДПКД 10 соединен через первый ФНЧ 11 с входом ПЧ второго смесителя 12, вход гетеродина которого соединен с выходом опорного генератора 2. Выход второго смесителя 12 соединен со вторым ПФ 13. Выход последнего является выходом БПЧВ 6. Вход гетеродина третьего смесителя 15 и ВЧ вход второго ДПКД 14 соединены с выходом опорного генератора 2. Выход второго ДПКД 14 соединен с входом ПЧ третьего смесителя 15, выход которого через третий ПФ 16 соединен с входом гетеродина первого смесителя 8. Входы управления ЦСПС 1, первого ДПКД 10 и второго ДПКД 14 соединены с выходом ФКУ 3.The frequency synthesizer consists of a connected direct synthesis digital synthesizer (DSPC) 1, a reference oscillator 2, a control command shaper (FCU) 3, a filter 4, a frequency meshing unit (BFCH) 5, a frequency conversion unit up (BPCW) 6 and a signal generating unit local oscillator (BFSH) 7. The frequency meshing unit (BFSCH) 5 consists of a first mixer 8, a first band-pass filter (PF) 9, a first divider with a switchable division ratio (DPKD) 10 and a first low-pass filter (LPF) 11. Conversion unit frequency up (LFW) 6 s it consists of a second mixer 12 and a second PF 13. The local oscillator signal generation unit (BFSH) 7 consists of a second DPKD 14, a third mixer 15 and a third PF 16. A DSPC 1 is connected through a filter 4 to an intermediate frequency input (IF) of the first mixer 8 in the BFPS 5. The output of the first mixer 8 is connected through the first PF 9 to the high-frequency input (HF) of the first DPKD 10. The output of the first DPKD 10 is connected through the first LPF 11 to the input of the inverter of the second mixer 12, the local oscillator input of which is connected to the output of the reference generator 2. The output of the second mixer 12 is connected to the second PF 13. Output the latter is the output of the BPCV 6. The input of the local oscillator of the third mixer 15 and the RF input of the second DPKD 14 are connected to the output of the reference generator 2. The output of the second DPKD 14 is connected to the input of the inverter of the third mixer 15, the output of which through the third PF 16 is connected to the input of the local oscillator of the first mixer 8. The control inputs of the DSPC 1, the first DPKD 10 and the second DPKD 14 are connected to the output of the FCU 3.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Опорный генератор 2 обеспечивает формирование трех когерентных сигналов фиксированной частоты.The reference generator 2 provides the formation of three coherent signals of a fixed frequency.

Один из сигналов опорного генератора 1 с частотой fОП2 поступает на вход БФСГ 7, в котором, разветвляясь, поступает на ВЧ вход второго ДПКД 14 и вход гетеродина третьего смесителя 15. Коэффициент деления D1 второго ДПКД 14 задают посредством ФКУ 3 в диапазоне от D1min до D1max. Для этого с выхода ФКУ 3 на вход управления второго ДПКД 14 поступает сигнал управления. С выхода второго ДПКД 14 сигнал с частотой fОП2/D1 поступает на вход ПЧ третьего смесителя 15. На выходе третьего смесителя 15 полезный сигнал имеет частоту:One of the signals of the reference generator 1 with a frequency f OP2 is fed to the input of the BFSG 7, in which, branching, it is fed to the RF input of the second DPKD 14 and the input of the local oscillator of the third mixer 15. The division coefficient D 1 of the second DPKD 14 is set by PKU 3 in the range from D 1min to D 1max . To do this, from the output of the PKU 3 to the control input of the second DPKD 14 receives a control signal. From the output of the second DPKD 14, a signal with a frequency f OP2 / D 1 is fed to the input of the inverter of the third mixer 15. At the output of the third mixer 15, the useful signal has a frequency:

. .

Подавление нежелательных спектральных компонент сигнала осуществляют с помощью третьего ПФ 16, который может быть настроен на суммарную (fОП2+fОП2/D1) или разностную (fОП2-fОП2/D1) компоненту частоты сигнала с выхода третьего смесителя 15. Далее для определенности будем учитывать, что фильтры настраивают на суммарную компоненту сигнала на выходе смесителей. Данный выбор не влияет на работу заявляемого устройства. Так как частота fОП2 фиксирована, то на выходе БФСГ 7 количество формируемых частот будет соответствовать количеству коэффициентов деления D1 второго ДПКД 14. Значения частот определяются формулой fОП2(1+1/D1). Шаг перестройки частоты будет наибольшим для значений D1=D1min и D1=D1min+1 и может быть рассчитан по формуле: .The unwanted spectral components of the signal are suppressed using the third PF 16, which can be tuned to the total (f OP2 + f OP2 / D 1 ) or differential (f OP2 -f OP2 / D 1 ) component of the signal frequency from the output of the third mixer 15. Further for definiteness, we will take into account that the filters are tuned to the total signal component at the output of the mixers. This choice does not affect the operation of the claimed device. Since the frequency f OP2 is fixed, then at the output of the BFSG 7 the number of generated frequencies will correspond to the number of division factors D 1 of the second DPKD 14. Frequency values are determined by the formula f OP2 (1 + 1 / D 1 ). The frequency tuning step will be the largest for the values of D 1 = D 1min and D 1 = D 1min +1 and can be calculated by the formula: .

С выхода БФСГ 7 сигнал поступает на вход гетеродина первого смесителя 8 блока формирования сетки частот (БФСЧ) 5. На вход ПЧ первого смесителя 8 через фильтр 4 поступает сигнал с выхода ЦСПС 1. На опорный вход ЦСПС 1 поступает сигнал с выхода опорного генератора 2 с частотой fОП3, на вход управления - с выхода ФКУ 3. С помощью ЦСПС 1 формируют сигнал с частотой в соответствии с формулой:From the output of the BFSG 7, the signal is fed to the input of the local oscillator of the first mixer 8 of the frequency meshing unit (BFSCH) 5. The input from the inverter of the first mixer 8 receives a signal from the output of the DSPC 1 through the filter 4. The signal from the output of the reference oscillator 1 receives the signal from the output of the reference oscillator 2 s frequency f OP3 , to the control input from the output of the FCU 3. Using DSPC 1 form a signal with a frequency in accordance with the formula:

, ,

где S - разрядность накапливающего сумматора ЦСПС 1; R - значение кода, управляющего частотой ЦСПС 1, формируемое с помощью ФКУ 3, fОП3 - тактовая частота ЦСПС 1, формируемая опорным генератором 2. Сигналы с выхода первого смесителя 8 будут иметь частоту:where S is the capacity of the accumulating adder TsPSS 1; R is the value of the code that controls the frequency of the DSPC 1 generated by the PKU 3, f OP3 is the clock frequency of the DSPC 1 generated by the reference generator 2. The signals from the output of the first mixer 8 will have the frequency:

fСМ1=fОП2(1+1/D1)±fЦCПC.f CM1 = f OD2 (1 + 1 / D 1 ) ± f DSCC .

С помощью первого ПФ 9 выделяют один из сигналов с выхода первого смесителя 8,подавляя все нежелательные комбинационные составляющие.Using the first PF 9, one of the signals from the output of the first mixer 8 is isolated, suppressing all undesirable combination components.

Если ширина полосы перестройки ЦСПС 1 равна ΔfЦСПС, то на выходе первого ПФ 9 будет возможно сформировать сигнал с любым значением частоты в полосе:If the width of the tuning band of the DSPC 1 is Δf DSPC , then at the output of the first PF 9 it will be possible to generate a signal with any frequency value in the band:

. .

Ширина полосы частот сигнала с выхода первого ПФ 9 будет шире, чем полоса перестройки ЦСПС 1 за счет возможности изменения коэффициента деления D1 второго ДПКД14 в БФСГ 7.The bandwidth of the signal from the output of the first PF 9 will be wider than the tuning band of the DSPC 1 due to the possibility of changing the division coefficient D 1 of the second DPKD14 in BFSG 7.

Так как в сигнале, формируемом ЦСПС 1, содержатся паразитные составляющие, обусловленные особенностями его работы, то они будут также содержаться и в выходном сигнале синтезатора. Их уровень понижают с помощью деления частоты. Для этого с выхода первого ПФ 9 сигнал поступает на ВЧ вход первого ДПКД 10. При делении частоты с помощью первого ДПКД 10 уровень паразитных компонент снизится на 20lgD2, где D2 - значение коэффициента деления первого ДПКД 10. Однако уменьшится ширина полосы перестройки в D2 раз. Для расширения диапазона перестройки частоты выходного сигнала используют делитель с переключаемым коэффициентом деления, обеспечивая перестройку частоты на ВЧ входе первого ДПКД 10, достаточную для перекрытия участков диапазона перестройки частоты сигнала на выходе первого ДПКД 10 при выбранных значениях коэффициента деления D2. Коэффициент деления D2 изменяют с помощью ФКУ 3, подавая с его выхода сигнал управления на вход управления первого ДПКД 10. Диаграмма перестройки выходной частоты первого ДПКД 10 для различных коэффициентов деления D2 изображена на Фиг.2. Для того, чтобы обеспечить возможность формирования любой частоты на выходе синтезатора в диапазоне от fвых min до fвых mах, необходимо, чтобы при коэффициенте деления D2 и минимально необходимой частоте сигнала ЦСПС 1fвх min значение частоты выходного сигнала было меньше или равно значению выходной частоты при увеличенном на единицу коэффициенте деления, т.е. при D2+1, и максимальной частоте сигнала ЦСПС 1fвх max. Для обеспечения перекрытия участков перестройки при значениях коэффициентов деления D2min и D2min+1 необходим наибольший диапазон перестройки. Требуемая ширина полосы перестройки, при которой возможна непрерывная перестройка по частоте, определяется из условия:Since the signal generated by DSPC 1 contains parasitic components due to the features of its operation, they will also be contained in the output signal of the synthesizer. Their level is reduced by dividing the frequency. To do this, from the output of the first PFD 9, the signal is fed to the RF input of the first DPCD 10. When dividing the frequency using the first DPCD 10, the level of spurious components will decrease by 20 lgD 2 , where D 2 is the value of the division factor of the first DPCD 10. However, the tuning bandwidth in D will decrease 2 times To expand the range of tuning the frequency of the output signal, a divider with a switchable division factor is used, providing frequency tuning at the RF input of the first DPKD 10, sufficient to overlap portions of the tuning range of the signal frequency at the output of the first DPKD 10 at selected values of the division coefficient D 2 . The division coefficient D 2 is changed using PKU 3, applying from its output a control signal to the control input of the first DPKD 10. A diagram of the tuning of the output frequency of the first DPKD 10 for various division coefficients D 2 is shown in FIG. 2. In order to provide the possibility of generating any frequency at the synthesizer output in the range from f o min to f o max , it is necessary that, with a dividing factor of D 2 and the minimum required frequency of the DSPC signal 1 f in min, the value of the frequency of the output signal should be less than or equal to the value of the output frequency with a division factor increased by one, i.e. at D 2 +1, and the maximum frequency of the DSPC signal 1f in max . To ensure overlapping sections of the adjustment when the values of the division coefficients D 2min and D 2min +1 required the largest range of adjustment. The required tuning bandwidth at which continuous frequency tuning is possible is determined from the condition:

, ,

где fСМ 1 min (max) - минимально (максимально) возможное значение выходной частоты первого смесителя 8; D2min - наименьший коэффициент деления первого ДПКД 10.where f CM 1 min (max) is the minimum (maximum) possible value of the output frequency of the first mixer 8; D 2min is the smallest division coefficient of the first DPKD 10.

В этом случае ширина полосы перестройки на выходе первого ДПКД 10 будет равна:In this case, the width of the adjustment band at the output of the first DPKD 10 will be equal to:

. .

Полный диапазон перестройки частоты с учетом возможности переключения коэффициента деления D2 первого ДПКД 10 может быть вычислен по формуле:The full frequency tuning range, taking into account the possibility of switching the division coefficient D 2 of the first DPKD 10, can be calculated by the formula:

, ,

где fДПКД min (max) - минимально (максимально) возможное значение частоты на выходе первого ДПКД 10; D2min(max) - наименьший (наибольший) коэффициент деления первого ДПКД 10.where f DPKD min (max) - the minimum (maximum) possible value of the frequency at the output of the first DPKD 10; D 2min (max) is the smallest (largest) division coefficient of the first DPKD 10.

Сигнал с выхода первого ДПКД 10 с частотой fДПКД через первый ФНЧ 11 поступает на вход ПЧ второго смесителя 12, на вход гетеродина которого поступает сигнал фиксированной частоты fОП1 от опорного генератора 2. На выходе второго смесителя 12 формируют сигнал с частотой fСМ2=fОП1±/fДПКД. С помощью второго ПФ 13 на выходе второго смесителя 12 выделяют суммарную или разностную компоненту сигнала, которая является полезной частотой сигнала синтезатора. Преобразование частоты с помощью второго смесителя 12 необходимо для повышения частоты выходного сигнала, которое компенсирует понижение частоты при делении в первом ДПКД 10 и позволяет получить требуемые значения частотывыходного сигнала синтезатора.The signal from the output of the first DPKD 10 with a frequency f of the DPKD through the first low-pass filter 11 is fed to the input of the inverter of the second mixer 12, the input of the local oscillator of which receives a signal of a fixed frequency f OP1 from the reference generator 2. At the output of the second mixer 12, a signal with a frequency f CM2 = f OD1 ± / f DPKD . Using the second PF 13 at the output of the second mixer 12 allocate the total or difference component of the signal, which is the useful frequency of the synthesizer signal. The frequency conversion using the second mixer 12 is necessary to increase the frequency of the output signal, which compensates for the lowering of the frequency during division in the first DPKD 10 and allows you to obtain the desired frequency values of the output signal of the synthesizer.

По сравнению с техническим решением, описанным в патенте US №5495202, предлагаемая схема синтезатора позволяет получить более широкую полосу перестройку частоты за счет расширения диапазона перестройки частоты ЦСПС 1 при ее преобразовании с различными значениями частоты гетеродина третьего смесителя 15 и использования нескольких значений коэффициента деления во втором ДПКД 14. В результате диапазон перестройки частоты синтезатора получается в 5-10 раз больше, чем в устройстве по патенту US №5495202, при том же уровне подавления паразитных спектральных составляющих ЦСПС 1 и том же значении скорости перестройки частоты.Compared with the technical solution described in US patent No. 5495202, the proposed synthesizer circuit allows a wider frequency tuning band to be obtained by expanding the frequency tuning range of the DSPC 1 when it is converted with different values of the local oscillator frequency of the third mixer 15 and using several values of the division coefficient in the second DPKD 14. As a result, the frequency tuning range of the synthesizer is 5-10 times larger than in the device according to US patent No. 5495202, with the same level of suppression of parasitic spectrum lnyh components TSSPS 1 and the same value of the frequency tuning rate.

Claims (1)

Синтезатор частот, содержащий опорный генератор, формирователь команд управления, блок формирования сетки частот, состоящий из первого смесителя, первого полосового фильтра, первого делителя и первого фильтра нижних частот, блок преобразования частоты вверх, состоящий из второго полосового фильтра и второго смесителя, фильтр и цифровой синтезатор прямого синтеза, вход управления которого соединен с выходом формирователя команд управления, выход цифрового синтезатора прямого синтеза соединен через фильтр с входом промежуточной частоты первого смесителя в блоке формирования сетки частот, выход первого смесителя соединен через первый полосовой фильтр с высокочастотным входом первого делителя, выход которого соединен через первый фильтр нижних частот с входом промежуточной частоты второго смесителя в блоке преобразования частоты вверх; вход гетеродина второго смесителя соединен с выходом опорного генератора; выход второго смесителя соединен со вторым полосовым фильтром, выход которого является выходом синтезатора, отличающийся тем, что первый делитель выполнен с возможностью переключения коэффициента деления и имеет вход управления, соединенный с выходом формирователя команд управления; дополнительно введен блок формирования сигналов гетеродина, состоящий из третьего смесителя, третьего полосового фильтра и второго делителя с переключаемым коэффициентом деления, имеющего высокочастотный вход и вход управления, при этом высокочастотный вход второго делителя и вход гетеродина третьего смесителя соединены с выходом опорного генератора; вход управления второго делителя соединен с выходом формирователя команд управления; выход второго делителя соединен с входом промежуточной частоты третьего смесителя, выход которого через третий полосовой фильтр соединен с входом гетеродина первого смесителя.
Figure 00000001
A frequency synthesizer comprising a reference generator, a control command generator, a frequency grid forming unit consisting of a first mixer, a first bandpass filter, a first divider and a first lowpass filter, an upward frequency conversion unit consisting of a second bandpass filter and a second mixer, a filter and a digital direct synthesis synthesizer, the control input of which is connected to the output of the control command generator, the output of the digital direct synthesis synthesizer is connected through the filter to the intermediate input often s first mixer in the block forming the grid frequency, a first mixer output is connected via a first bandpass filter with a high frequency input of the first divider, the output of which is connected via a first low-pass filter to the input of the second intermediate frequency mixer in the frequency conversion section upwardly; the input of the local oscillator of the second mixer is connected to the output of the reference generator; the output of the second mixer is connected to the second bandpass filter, the output of which is the output of the synthesizer, characterized in that the first divider is configured to switch the division factor and has a control input connected to the output of the control command generator; additionally, a local oscillator signal generating unit has been introduced, consisting of a third mixer, a third band-pass filter and a second divider with a switchable division ratio having a high-frequency input and a control input, while the high-frequency input of the second divider and the local oscillator input of the third mixer are connected to the output of the reference generator; the control input of the second divider is connected to the output of the control command generator; the output of the second divider is connected to the intermediate frequency input of the third mixer, the output of which through the third bandpass filter is connected to the local oscillator input of the first mixer.
Figure 00000001
RU2011128580/08U 2011-07-12 2011-07-12 FREQUENCY SYNTHESIS RU111946U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011128580/08U RU111946U1 (en) 2011-07-12 2011-07-12 FREQUENCY SYNTHESIS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011128580/08U RU111946U1 (en) 2011-07-12 2011-07-12 FREQUENCY SYNTHESIS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU111946U1 true RU111946U1 (en) 2011-12-27

Family

ID=45783220

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011128580/08U RU111946U1 (en) 2011-07-12 2011-07-12 FREQUENCY SYNTHESIS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU111946U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU195894U1 (en) * 2019-10-31 2020-02-07 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" Frequency synthesizer
RU206224U1 (en) * 2021-05-18 2021-09-01 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" FREQUENCY GRID SYNTHESIZER

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU195894U1 (en) * 2019-10-31 2020-02-07 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" Frequency synthesizer
RU206224U1 (en) * 2021-05-18 2021-09-01 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" FREQUENCY GRID SYNTHESIZER

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10587276B2 (en) Wide range frequency synthesizer with quadrature generation and spur cancellation
WO2017053372A1 (en) Apparatus and methods for fractional-n phase-locked loops with multi-phase oscillators
CN103490777A (en) Low spurious frequency synthesizer
CN211830747U (en) Link structure of ultralow phase noise and low stray stepping frequency source
RU2602990C1 (en) Frequency synthesizer
US8803574B2 (en) Generating a tuned frequency output from a signal generator
RU111946U1 (en) FREQUENCY SYNTHESIS
CN105553475A (en) High frequency point frequency source synthetic circuit based on digital frequency division and harmonic frequency mixing
TWI505647B (en) Frequency synthesizer and frequency synthesizing method thereof
RU172814U1 (en) HYBRID FREQUENCY SYNTHESIS WITH IMPROVED SPECTRAL CHARACTERISTICS
RU128045U1 (en) FREQUENCY SYNTHESIS USING A DIGITAL COMPUTER FREQUENCY SYNTHESIS
Romashov et al. Wide-band hybrid frequency synthesizer with improved noise performance
RU2594336C1 (en) Method of generating microwave signals with low frequency spectrum pitch
CN115720091A (en) Frequency hopping source circuit and electronic system
RU195894U1 (en) Frequency synthesizer
RU2523188C1 (en) Frequency synthesiser
RU135468U1 (en) FAST FREQUENCY SYNTHESIS
RU2774401C1 (en) Hybrid multi-ring frequency synthesizer
RU183850U1 (en) SIGNAL SHAPER WITH AUTO COMPENSATION OF PHASE DISTORTIONS AND COMBINED REGULATION
KR101306458B1 (en) Apparatus and method for frequency synthesization
RU2450418C1 (en) Broadband frequency synthesiser
RU2579570C1 (en) Method of producing radio-frequency signal
JP6584330B2 (en) Frequency synthesizer
JP6428498B2 (en) Signal generator
RU194942U1 (en) Hybrid Frequency Synthesizer with Auto Phase Interference

Legal Events

Date Code Title Description
PD1K Correction of name of utility model owner