RU146671U1

RU146671U1 - FREQUENCY SYNTHESIS FOR HIGH-STABILITY SMALL-SIZED ATOMIC STANDARD OF FREQUENCY AND TIME

Info

Publication number: RU146671U1
Application number: RU2013113868/08U
Authority: RU
Inventors: Виктор Михайлович Царёв; Леонид Васильевич Михайлов; Владимир Васильевич Смирнов; Юрий Андреевич Радченко; Александр Петрович Мартынов
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2014-10-20

Abstract

Синтезатор частоты, состоящий из управляемого генератора, выход которого подключен ко входу делителя частоты управляемого генератора, выходы которого соединены с первым входом фазового детектора и первым входом микроконтроллера управления, выход фазового детектора подключен ко входу фильтра нижних частот, а выход фильтра нижних частот ко входу управляемого генератора, синтезатор частоты также содержит опорный генератор и делитель частоты опорного генератора, выходы которого соединены со вторыми входами микроконтроллера управления и фазового детектора, отличающийся тем, что введен буферный усилитель, включенный между выходом опорного генератора и входом делителя частоты опорного генератора.A frequency synthesizer consisting of a controlled generator, the output of which is connected to the input of the frequency divider of the controlled generator, the outputs of which are connected to the first input of the phase detector and the first input of the control microcontroller, the output of the phase detector is connected to the input of the low-pass filter, and the output of the low-pass filter to the input of the controlled generator, the frequency synthesizer also contains a reference generator and a frequency divider of the reference generator, the outputs of which are connected to the second inputs of the control microcontroller and a phase detector, characterized in that a buffer amplifier is inserted, connected between the output of the reference generator and the input of the frequency divider of the reference generator.

Description

Полезная модель относится к радиотехнике, в частности к синтезаторам частоты, имеющим широкое применение в радиопередатчиках, приемниках и других элементах, имеющих применение в системах радиосвязи.The utility model relates to radio engineering, in particular to frequency synthesizers, which are widely used in radio transmitters, receivers, and other elements used in radio communication systems.

Известны синтеза торы частоты (RU 2467475 C1, RU 2370885 C1, RU 2273952 С2, RU 2255413 С1, RU 2001128242 A, RU 95121757 A, RU 51320 U1, US 7474166 A1, US 7292119 A1.EP 0206247 A2, US 2002009984 A1).Frequency synthesizers are known (RU 2467475 C1, RU 2370885 C1, RU 2273952 C2, RU 2255413 C1, RU 2001128242 A, RU 95121757 A, RU 51320 U1, US 7474166 A1, US 7292119 A1.EP 0206247 A2, US 2002009984 A1).

Недостатком устройств является наличие больших фазовых шумов.The disadvantage of this device is the presence of large phase noise.

Наиболее близким по технической сути является схема синтезатора частот (US 6404292 В2, H03L 7/10, 11.06.2002) с фазовой подстройкой частоты.The closest in technical essence is the frequency synthesizer circuit (US 6404292 B2, H03L 7/10, 06/11/2002) with phase adjustment of the frequency.

Синтезатор состоит из счетчика частоты и преобразователя цифра-аналог, управляемого генератора, выход которого подключен ко входу делителя частоты управляемого генератора, делителя частоты управляемого генератора, выход которого соединен со входом фазового детектора и входом микроконтроллера управления, фазового детектора, вход которого подключен к выходу делителя частоты управляемого генератора и к выходу делителя частоты опорного генератора, выход фазового детектора подключен ко входу фильтра нижних частот, а выход фильтра нижних частот ко входу управляемого генератора, делителя частоты опорного генератора, на вход которого поступает напряжение с буферного усилителя, буферного усилителя ко входу которого подключен опорный генератор, а его выход ко входу делителя частоты опорного генератора, опорного генератора, на вход которого подается напряжение питания, а выход соединен со входом буферного усилителя, микроконтроллера управления, вход которой подсоединен к выходу делителя частоты опорного генератора и к выходу делителя частоты управляемого генератора, а выход подсоединен ко входу управляемого генератора.The synthesizer consists of a frequency counter and a digital-to-analog converter, a controlled generator, the output of which is connected to the input of the frequency divider of the controlled generator, the frequency divider of the controlled generator, the output of which is connected to the input of the phase detector and the input of the microcontroller, phase detector, the input of which is connected to the output of the divider frequency of the controlled oscillator and to the output of the frequency divider of the reference generator, the output of the phase detector is connected to the input of the low-pass filter, and the output of the lower filter frequency to the input of the controlled generator, the frequency divider of the reference generator, the input of which receives voltage from the buffer amplifier, the buffer amplifier to the input of which the reference generator is connected, and its output to the input of the frequency divider of the reference generator, the reference generator, to the input of which the supply voltage the output is connected to the input of the buffer amplifier, a control microcontroller, the input of which is connected to the output of the frequency divider of the reference generator and to the output of the frequency divider of the controlled generator, and you the stroke is connected to the input of the controlled generator.

Однако в этой схеме используется счетчик частоты и преобразователь цифра-аналог, которые принципиально вносят фазовые шумы в генератор и не могут существенно снизить фазовые шумы в схеме.However, this circuit uses a frequency counter and a digital-to-analog converter, which fundamentally introduce phase noise into the generator and cannot significantly reduce phase noise in the circuit.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является понижение уровня фазовых шумов и повышение точности выходной частоты.The technical result of the invention is to reduce the phase noise and increase the accuracy of the output frequency.

Для достижения указанного технического результата предлагается синтезатор частоты, состоящий из управляемого генератора, выход которого подключен ко входу делителя частоты управляемого генератора, выходы которого соединены с первым входом фазового детектора и первым входом микроконтроллера управления, выход фазового детектора подключен ко входу фильтра нижних частот, а выход фильтра нижних частот ко входу управляемого генератора, синтезатор частоты также содержит опорный генератор и делитель частоты опорного генератора, выходы которого соединены со вторыми входами микроконтроллера управления и фазового детектора, при этом введен буферный усилитель, включенный между выходом опорного генератора и входом делителя частоты опорного генератора.To achieve the technical result, a frequency synthesizer is proposed, consisting of a controlled generator, the output of which is connected to the input of the frequency divider of the controlled generator, the outputs of which are connected to the first input of the phase detector and the first input of the control microcontroller, the output of the phase detector is connected to the input of the low-pass filter, and the output low-pass filter to the input of a controlled oscillator, the frequency synthesizer also contains a reference oscillator and a frequency divider of the reference oscillator, outputs orogo connected to second inputs of the phase detector and the control microcontroller, and the introduced buffer amplifier connected between the output of the reference oscillator and the input of the reference oscillator frequency divider.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема синтезатора частоты.Figure 1 shows the structural electrical circuit of the frequency synthesizer.

Синтезатор частоты содержит петлю фазовой автоподстройки частоты, в которую входят управляемый генератор 1, делитель частоты управляемого генератора 2, фазовый детектор 3, фильтр нижних частот 4, опорный генератор 5, буферный усилитель 6, делитель частоты опорного генератора 7, а также микроконтроллер управления 8.The frequency synthesizer contains a phase locked loop, which includes a controlled oscillator 1, a frequency divider of a controlled oscillator 2, a phase detector 3, a low-pass filter 4, a reference oscillator 5, a buffer amplifier 6, a frequency divider of a reference oscillator 7, and a control microcontroller 8.

Принцип действия синтезатора частоты основан на сравнении двух частот: частота опорного генератора 5, пройдя через буферный усилитель 6 и делитель частоты опорного генератора 7 (его частота определяет минимальный шаг перестройки), поступает на фазовый детектор 3, туда же поступает частота с управляемого генератора 1, предварительно деленная делитель частоты управляемого генератора 2 (делитель частоты 2 предназначен для перестройки по частоте синтезатора частоты).The principle of operation of the frequency synthesizer is based on a comparison of two frequencies: the frequency of the reference oscillator 5, passing through the buffer amplifier 6 and the frequency divider of the reference oscillator 7 (its frequency determines the minimum tuning step), goes to the phase detector 3, the frequency from the controlled generator 1 also goes there, a pre-divided frequency divider of the controlled generator 2 (frequency divider 2 is intended for frequency tuning of the frequency synthesizer).

Выходное напряжение сигнала ошибки с фазового детектора 3 фильтруется фильтром нижних частот 4, который определяет полосу захвата и полосу удержания кольца фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). Затем отфильтрованное напряжение поступает на элементы управляемого генератора 1 и производит его подстройку до совпадения частоты делителя частоты опорного генератора 7 и частоты делителя частоты управляемого генератора 2 с учетом коэффициентов деления. Управление синтезатором частоты и выработку модулирующего сигнала осуществляет микроконтроллер управления 8.The output voltage of the error signal from the phase detector 3 is filtered by a low-pass filter 4, which determines the capture band and the hold band of the phase-locked loop (PLL). Then the filtered voltage is supplied to the elements of the controlled generator 1 and makes its adjustment to the coincidence of the frequency of the frequency divider of the reference generator 7 and the frequency of the frequency divider of the controlled generator 2, taking into account the division factors. The frequency synthesizer is controlled and the modulating signal is generated by a control microcontroller 8.

В настоящее время для построения синтезаторов частоты с петлей фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) широкое применение находят специализированные интегральные схемы (ИС) от самых разных фирм-производителей.Currently, specialized integrated circuits (ICs) from various manufacturers are widely used to build frequency synthesizers with a phase locked loop (PLL).

Использование ИС с высокой степенью интеграции позволяет получить не только достаточно качественные технические параметры и характеристики, но значительно снизить габаритно-массовые показатели, энергопотребление, а также повысить стабильность параметров и надежность в более жестких условиях эксплуатации.The use of ICs with a high degree of integration allows us to obtain not only sufficiently high-quality technical parameters and characteristics, but also significantly reduce overall-mass indicators, power consumption, and also increase stability of parameters and reliability in more severe operating conditions.

Claims

A frequency synthesizer consisting of a controlled generator, the output of which is connected to the input of the frequency divider of the controlled generator, the outputs of which are connected to the first input of the phase detector and the first input of the control microcontroller, the output of the phase detector is connected to the input of the low-pass filter, and the output of the low-pass filter to the input of the controlled generator, the frequency synthesizer also contains a reference generator and a frequency divider of the reference generator, the outputs of which are connected to the second inputs of the control microcontroller and a phase detector, characterized in that a buffer amplifier is inserted, connected between the output of the reference generator and the input of the frequency divider of the reference generator.