RU172814U1 - HYBRID FREQUENCY SYNTHESIS WITH IMPROVED SPECTRAL CHARACTERISTICS - Google Patents
HYBRID FREQUENCY SYNTHESIS WITH IMPROVED SPECTRAL CHARACTERISTICS Download PDFInfo
- Publication number
- RU172814U1 RU172814U1 RU2017114254U RU2017114254U RU172814U1 RU 172814 U1 RU172814 U1 RU 172814U1 RU 2017114254 U RU2017114254 U RU 2017114254U RU 2017114254 U RU2017114254 U RU 2017114254U RU 172814 U1 RU172814 U1 RU 172814U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- output
- synthesizer
- phase detector
- inputs
- Prior art date
Links
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 title claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract description 7
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
- H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
- H03L7/16—Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop
- H03L7/18—Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop
Landscapes
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к радиотехнике, в частности к синтезаторам частот.Гибридный синтезатор частот содержит генератор опорной частоты с двумя выходами, частотно-фазовый детектор с двумя входами и выходом, подключенным через петлевой фильтр нижних частот к генератору, управляемому напряжением, выход которого является выходом всего устройства и через направленный ответвитель соединен с одним из входов смесителя, один из выходов генератора опорной частоты подключен через умножитель частоты к цифровому вычислительному синтезатору, выход которого через полосовой фильтр подключен ко второму входу смесителя, выход которого соединен через делитель частоты с одним из входов частотно-фазового детектора. Также содержит дополнительный цифровой вычислительный синтезатор, имеющий тактовый вход, который подключен ко второму выходу генератора опорной частоты, и выход, соединенный со вторым входом частотно-фазового детектора.Технический результат - расширение диапазона перестройки частоты выходного сигнала устройства, уменьшение уровня побочных составляющих спектра выходного сигнала устройства. 1 ил.The utility model relates to radio engineering, in particular to frequency synthesizers. The hybrid frequency synthesizer contains a reference frequency generator with two outputs, a frequency-phase detector with two inputs and an output connected via a low-pass loop filter to a voltage-controlled generator, the output of which is the output of all devices and through a directional coupler connected to one of the inputs of the mixer, one of the outputs of the reference frequency generator is connected through a frequency multiplier to a digital computer synthesizer, the output of which through a band-pass filter is connected to the second input of the mixer, the output of which is connected through a frequency divider to one of the inputs of the frequency-phase detector. It also contains an additional digital computer synthesizer having a clock input that is connected to the second output of the reference frequency generator, and an output connected to the second input of the frequency-phase detector. The technical result is an extension of the frequency tuning range of the device output signal, a decrease in the level of side components of the output signal spectrum devices. 1 ill.
Description
Настоящее техническое решение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиопередающих и радиоприемных устройствах, а также в контрольно-измерительной аппаратуре.This technical solution relates to radio engineering and can be used in radio transmitting and receiving devices, as well as in instrumentation.
Из существующего уровня техники известен гибридный однопетлевой синтезатор частот [1], наиболее близкий к заявленному техническому решению, который выполнен на основе системы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), содержащей последовательно соединенные частотно-фазовый детектор, фильтр нижних частот и генератор, управляемый напряжением, сигнал которого подается на выход схемы и на один из входов смесителя, на другой вход которого подается сигнал с выхода цифрового вычислительного синтезатора (ЦВС), выходной сигнал смесителя после требуемого (программируемого) деления по частоте поступает на частотно-фазовый детектор, где сравнивается с опорной частотой.From the current level of technology, a one-loop hybrid frequency synthesizer is known [1], which is closest to the claimed technical solution, which is based on a phase locked loop (PLL), which contains a series-connected frequency-phase detector, a low-pass filter and a voltage-controlled oscillator, a signal which is fed to the output of the circuit and to one of the inputs of the mixer, to the other input of which a signal is output from the output of the digital computer synthesizer (DAC), the output signal of the mixer after emogo (programmable) frequency division is supplied to the phase-frequency detector, where it is compared with the reference frequency.
Достоинством такого технического решения является высокое частотное разрешение. Недостатком является то, что низкий уровень фазового шума на выходе устройства обеспечивается лишь для частот, определяемых максимальной выходной частотой цифрового вычислительного синтезатора. Для повышения выходной частоты устройства требуется увеличить коэффициент деления в цепи обратной связи петли ФАПЧ до получения максимально допустимой частоты сравнения частотно-фазового детектора, что приводит к возрастанию фазовых шумов на выходе синтезатора пропорционально коэффициенту деления.The advantage of this technical solution is the high frequency resolution. The disadvantage is that a low level of phase noise at the output of the device is provided only for frequencies determined by the maximum output frequency of the digital computing synthesizer. To increase the output frequency of the device, it is necessary to increase the division ratio in the feedback loop of the PLL to obtain the maximum permissible frequency of comparison of the frequency-phase detector, which leads to an increase in phase noise at the output of the synthesizer in proportion to the division ratio.
Для увеличения выходной частоты без существенного роста уровня фазовых шумов может использоваться гибридный синтезатор частот, использующий дискретные составляющие спектра выходного сигнала цифрового вычислительного синтезатора - образы основной частоты ЦВС [2], также известный из существующего уровня техники и выполненный на основе изобретения [1]. Образы основной частоты ЦВС имеют частотыTo increase the output frequency without a significant increase in the level of phase noise, a hybrid frequency synthesizer can be used that uses discrete components of the spectrum of the output signal of a digital computational synthesizer — images of the main frequency of the DAC [2], also known from the prior art and made on the basis of the invention [1]. The images of the main frequency of the DAC have frequencies
где fT - тактовая частота ЦВС, fout - основная частота ЦВС, n=1; 2; 3… - номер образа основной частоты ЦВС. Для выделения необходимого образа основной частоты ЦВС используется полосовой фильтр, причем для лучшей фильтрации дискретных составляющих рекомендуется использовать коэффициент умножения ЦВСwhere f T is the clock frequency of the DAC, f out is the main frequency of the DAC, n = 1; 2; 3 ... - the number of the image of the main frequency of the DAC. To select the necessary image of the main frequency of the DAC, a band-pass filter is used, and for the best filtering of discrete components it is recommended to use the multiplication factor of the DAC
Амплитуда образов основной частоты ЦВС определяется по закону sin(x)/x. Кроме самих образов основной частоты ЦВС в спектре выходного сигнала ЦВС присутствуют гармоники и субгармоники образов основной частоты ЦВС с меньшей амплитудой.The amplitude of the images of the fundamental frequency of the CVS is determined by the law sin (x) / x. In addition to the images of the main frequency of the CVS themselves, the spectrum of the output signal of the CVC contains harmonics and subharmonics of the images of the main frequency of the CVC with a lower amplitude.
Конструктивно гибридный синтезатор, использующий образы основной частоты ЦВС, отличается от изобретения [1] тем, что на выходе ЦВС устанавливается полосовой фильтр, настроенный на частоту определенного образа. За счет этого выходная частота ЦВС существенно увеличивается.Structurally, a hybrid synthesizer using images of the main frequency of the DAC differs from the invention [1] in that a band-pass filter tuned to the frequency of a specific image is installed at the output of the DAC. Due to this, the output frequency of the CVC is significantly increased.
Достоинством гибридного синтезатора, использующего образы основной частоты ЦВС, является то, что за счет применения образов основной частоты ЦВС можно увеличить выходную частоту ЦВС и, как следствие, уменьшить коэффициент деления делителя в цепи обратной связи системы ФАПЧ, что приведет к снижению уровня фазовых шумов выходного сигнала гибридного синтезатора. Однако, данный гибридный синтезатор имеет следующие недостатки:The advantage of a hybrid synthesizer using images of the main frequency of the DAC is that through the use of images of the main frequency of the DAC, you can increase the output frequency of the DAC and, as a result, reduce the division factor of the divider in the feedback loop of the PLL system, which will reduce the phase noise level of the output signal of a hybrid synthesizer. However, this hybrid synthesizer has the following disadvantages:
малый диапазон выходных частот гибридного синтезатора (из-за малого диапазона изменения коэффициента умножения ЦВС KЦВС);a small range of output frequencies of the hybrid synthesizer (due to the small range of variation of the multiplication coefficient of DAC K DAC );
высокий уровень нежелательных побочных составляющих спектра выходного сигнала (из-за случайных близких значений частот гармоник и субгармоник образов основной частоты ЦВС, попадающих в полосу пропускания полосового фильтра, к частоте сравнения частотно-фазового детектора). a high level of undesirable side components of the spectrum of the output signal (due to random close values of the frequencies of harmonics and subharmonics of the images of the main frequency of the DAC, falling into the passband of the bandpass filter, to the comparison frequency of the frequency-phase detector).
Задачами, на решение которых направлено заявленное техническое решение, являютсяThe tasks to which the claimed technical solution is directed are
расширение диапазона перестройки частоты выходного сигнала устройства; expanding the range of tuning the frequency of the output signal of the device;
уменьшение уровня побочных составляющих спектра выходного сигнала устройства. reducing the level of side components of the spectrum of the output signal of the device.
Данные задачи решаются за счет включения в структуру устройства дополнительного цифрового вычислительного синтезатора.These tasks are solved by including an additional digital computer synthesizer in the device structure.
Техническим результатом, обеспечиваемым данной совокупностью признаков, является расширение диапазона формируемых частот и уменьшение уровня побочных составляющих спектра выходного сигнала устройства.The technical result provided by this set of features is to expand the range of generated frequencies and reduce the level of side components of the spectrum of the output signal of the device.
Сущность заявленного технического решения поясняется фиг. 1, на которой изображена структурная схема гибридного синтезатора частот с улучшенными спектральными характеристиками.The essence of the claimed technical solution is illustrated in FIG. 1, which shows a block diagram of a hybrid frequency synthesizer with improved spectral characteristics.
Гибридный синтезатор частот с улучшенными спектральными характеристиками содержит генератор опорной частоты 1 с двумя выходами, первый из которых подключен к цифровому вычислительному синтезатору 2, выход которого соединен с одним из входов частотно-фазового детектора 3, подключенного через петлевой фильтр нижних частот 4 к генератору 5, управляемому напряжением, выход которого является выходом всего устройства и через направленный ответвитель 6 соединен с одним из входов смесителя 8, второй выход генератора опорной частоты 1 подключен через умножитель частоты 9 ко второму цифровому вычислительному синтезатору 10, выход которого через полосовой фильтр 11 подключен ко второму входу смесителя 8, выход которого соединен через делитель частоты 7 с другим входом частотно-фазового детектора 3.The hybrid frequency synthesizer with improved spectral characteristics contains a
Работает устройство следующим образом. Генератор опорной частоты 1 вырабатывает высокостабильную частоту, которая подается на оба его выхода. Данная высокостабильная частота по первому выходу подается на цифровой вычислительный синтезатор 2 и тактирует его. Выходной сигнал цифрового вычислительного синтезатора 2 подается на один из входов частотно-фазового детектора 3, выходной сигнал которого через петлевой фильтр нижних частот 4 подается на генератор 5, управляемый напряжением, выходная частота которого является выходной частотой всего синтезатора, а также через направленный ответвитель 6 подается на смеситель 8.The device operates as follows. The
Высокостабильная частота генератора опорной частоты 1 по второму выходу подается на умножитель частоты 9, где умножается в n1 раз, и тактирует цифровой вычислительный синтезатор 10, выход которого подключен к полосовому фильтру 11, выделяющему частоту необходимого образа основной частоты цифрового вычислительного синтезатора 10. Сигнал с частотой образа основной частоты ЦВС 10, являющийся опорным для смесителя 8, подается на второй вход смесителя 8.The highly stable frequency of the
С помощью смесителя 8 выходная частота генератора 5, управляемого напряжением, переносится вниз по частоте на величину образа основной частоты ЦВС 10. Затем выходной сигнал смесителя 8 делится в программируемом делителе частоты 7 в N2 раз и подается на другой вход частотно-фазового детектора 3, который сравнивает сигналы на обоих входах и вырабатывает сигнал ошибки, который после фильтрации подстраивает выходную частоту генератора 5, управляемого напряжением.Using a
В отличие от гибридных синтезаторов [1] и [2], где перестройка выходной частоты устройства осуществлялась за счет изменения выходной частоты ЦВС, при котором из-за получившейся разности между частотами сигналов, подающихся на частотно-фазовый детектор, он вырабатывал сигнал ошибки и перестраивал генератор, управляемый напряжением, перестройка частоты выходного сигнала заявленного гибридного синтезатора частот с улучшенными спектральными характеристиками на другую частоту осуществляется следующим образом. Частоты выходных сигналов цифровых вычислительных синтезаторов 2, 10 изменяются так, чтобы исключить значения частоты сравнения частотно-фазового детектора 3, близкие к частотам гармоник и субгармоник образов основной частоты ЦВС 10, попавших в полосу пропускания полосового фильтра 11. Фактически при перестройке частоты выходного сигнала заявленного устройства изменяется и частота сравнения частотно-фазового детектора 3, и частота образа основной частоты ЦВС 10. Из-за получившейся разности на входах частотно-фазовый детектор 3 вырабатывает сигнал ошибки и перестраивает генератор, управляемый напряжением, на нужную частоту.Unlike hybrid synthesizers [1] and [2], where the output frequency of the device was tuned by changing the output frequency of the DAC, in which, due to the resulting difference between the frequencies of the signals fed to the frequency-phase detector, it generated an error signal and tuned a voltage-controlled generator, tuning the frequency of the output signal of the claimed hybrid frequency synthesizer with improved spectral characteristics to a different frequency is as follows. The frequencies of the output signals of digital
Применение образов основной частоты ЦВС позволяет без использования умножения основной частоты ЦВС значительно повысить частоту выходного сигнала синтезатора без существенного увеличения уровня фазовых шумов. Кроме того, применение дополнительного ЦВС позволит расширить диапазон частот и уменьшить уровень нежелательных побочных составляющих спектра выходного сигнала устройства.The use of images of the main frequency of the DAC allows you to significantly increase the frequency of the output signal of the synthesizer without significantly increasing the level of phase noise without multiplying the main frequency of the DAC. In addition, the use of an additional DAC will expand the frequency range and reduce the level of undesirable side components of the spectrum of the output signal of the device.
Источники информацииInformation sources
1. Патент США, Direct digital synthesis (DDS) phase locked loop (PLL) frequency synthesizer and associated methods / Nicholas Paul Shields; Harris Corporation. - № 7250823; заявлено 25.05.2005; опубл. 31.06.2007, с. 8.1. US patent, Direct digital synthesis (DDS) phase locked loop (PLL) frequency synthesizer and associated methods / Nicholas Paul Shields; Harris Corporation. - No. 7250823; claimed May 25, 2005; publ. June 31, 2007, p. 8.
2. Ромашов В.В., Ромашова Л.В., Храмов К.К., Якименко К.А. Применение образов основной частоты ЦВС в гибридных синтезаторах частот // Радиотехнические и телекоммуникационные системы. 2013, № 3, с. 19-24.2. Romashov V.V., Romashova L.V., Temples K.K., Yakimenko K.A. The use of images of the main frequency of the DAC in hybrid frequency synthesizers // Radio engineering and telecommunication systems. 2013, No. 3, p. 19-24.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017114254U RU172814U1 (en) | 2017-04-24 | 2017-04-24 | HYBRID FREQUENCY SYNTHESIS WITH IMPROVED SPECTRAL CHARACTERISTICS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017114254U RU172814U1 (en) | 2017-04-24 | 2017-04-24 | HYBRID FREQUENCY SYNTHESIS WITH IMPROVED SPECTRAL CHARACTERISTICS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU172814U1 true RU172814U1 (en) | 2017-07-25 |
Family
ID=59499038
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017114254U RU172814U1 (en) | 2017-04-24 | 2017-04-24 | HYBRID FREQUENCY SYNTHESIS WITH IMPROVED SPECTRAL CHARACTERISTICS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU172814U1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU185004U1 (en) * | 2018-07-04 | 2018-11-16 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | High Frequency Purity Hybrid Frequency Synthesizer |
RU187248U1 (en) * | 2018-10-29 | 2019-02-26 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Hybrid frequency synthesizer with enhanced spectrum clarity and extended operating frequency range |
RU2774401C1 (en) * | 2021-11-15 | 2022-06-21 | Акционерное общество «Всероссийский научно-исследовательский институт радиотехники» (АО «ВНИИРТ») | Hybrid multi-ring frequency synthesizer |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6198353B1 (en) * | 1999-08-05 | 2001-03-06 | Lucent Technologies, Inc. | Phase locked loop having direct digital synthesizer dividers and improved phase detector |
WO2001020774A1 (en) * | 1999-09-14 | 2001-03-22 | Conexant Systems, Inc. | Wireless transmitter having a modified translation loop architecture |
US20120112806A1 (en) * | 2010-11-09 | 2012-05-10 | Sony Corporation | Frequency synthesizer and frequency synthesizing method |
RU2602990C1 (en) * | 2015-07-14 | 2016-11-20 | Публичное акционерное общество "Радиофизика" | Frequency synthesizer |
-
2017
- 2017-04-24 RU RU2017114254U patent/RU172814U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6198353B1 (en) * | 1999-08-05 | 2001-03-06 | Lucent Technologies, Inc. | Phase locked loop having direct digital synthesizer dividers and improved phase detector |
WO2001020774A1 (en) * | 1999-09-14 | 2001-03-22 | Conexant Systems, Inc. | Wireless transmitter having a modified translation loop architecture |
US20120112806A1 (en) * | 2010-11-09 | 2012-05-10 | Sony Corporation | Frequency synthesizer and frequency synthesizing method |
RU2602990C1 (en) * | 2015-07-14 | 2016-11-20 | Публичное акционерное общество "Радиофизика" | Frequency synthesizer |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Romashov V.V. Modelling and comparing of phase noise curves of hybrid synthesizers // International Siberian Conference on Control and Communications, 2015. Якименко К. А. Проектирование гибридного синтезатора с использованием образов основной частоты цифрового вычислительного синтезатора // МЕТОДЫ И УСТРОЙСТВА ПЕРЕДАЧИ И ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ, N 16, 2014 (стр. 29-34). * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU185004U1 (en) * | 2018-07-04 | 2018-11-16 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | High Frequency Purity Hybrid Frequency Synthesizer |
RU187248U1 (en) * | 2018-10-29 | 2019-02-26 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Hybrid frequency synthesizer with enhanced spectrum clarity and extended operating frequency range |
RU2774401C1 (en) * | 2021-11-15 | 2022-06-21 | Акционерное общество «Всероссийский научно-исследовательский институт радиотехники» (АО «ВНИИРТ») | Hybrid multi-ring frequency synthesizer |
RU214526U1 (en) * | 2022-05-25 | 2022-11-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Hybrid frequency synthesizer based on a high-speed digital-to-analogue converter in special operating modes |
RU225423U1 (en) * | 2024-02-04 | 2024-04-23 | Кирилл Александрович Якименко | HYBRID FREQUENCY SYNTHESIZER BASED ON A FAST DIGITAL TO ANALOG CONVERTER WITH HIGH CHANGE SPEED |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103490777B (en) | low spurious frequency synthesizer | |
CN104135280B (en) | Harmonic generation and mixing frequency source circuit | |
CN103795410A (en) | Broadband frequency agility frequency source based on double phase-locked loops | |
RU172814U1 (en) | HYBRID FREQUENCY SYNTHESIS WITH IMPROVED SPECTRAL CHARACTERISTICS | |
US2964714A (en) | Automatic frequency control system | |
CN105553475A (en) | High frequency point frequency source synthetic circuit based on digital frequency division and harmonic frequency mixing | |
RU186742U1 (en) | SIGNAL SHAPER WITH PHASE DISTORTION AUTOMATIC COMPENSATOR AND DEVIATION REGULATION | |
CN104333378B (en) | A kind of fast lock phase low nose signal generator and signal generating method | |
CN113726334A (en) | S-band low-phase-noise low-spurious fine-stepping frequency source component and using method | |
CN116827340A (en) | Frequency synthesizer and frequency synthesis method thereof | |
TWI505647B (en) | Frequency synthesizer and frequency synthesizing method thereof | |
RU2594336C1 (en) | Method of generating microwave signals with low frequency spectrum pitch | |
RU128045U1 (en) | FREQUENCY SYNTHESIS USING A DIGITAL COMPUTER FREQUENCY SYNTHESIS | |
KR101959789B1 (en) | Frequency synthesizer | |
KR101298621B1 (en) | Fmcw synthesizer and control method thereof | |
CN105553468A (en) | Low-phase noise reference source | |
RU195894U1 (en) | Frequency synthesizer | |
CN103501174A (en) | Low-noise reference signal generator and signal generation method | |
RU184346U1 (en) | FREQUENCY SYNTHESIZER | |
RU183850U1 (en) | SIGNAL SHAPER WITH AUTO COMPENSATION OF PHASE DISTORTIONS AND COMBINED REGULATION | |
RU135468U1 (en) | FAST FREQUENCY SYNTHESIS | |
US20160105191A1 (en) | Frequency synthesizer | |
RU111946U1 (en) | FREQUENCY SYNTHESIS | |
JP6428498B2 (en) | Signal generator | |
RU2579570C1 (en) | Method of producing radio-frequency signal |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20180425 |