RU185004U1 - Гибридный синтезатор частот с повышенной чистотой спектра - Google Patents
Гибридный синтезатор частот с повышенной чистотой спектра Download PDFInfo
- Publication number
- RU185004U1 RU185004U1 RU2018124529U RU2018124529U RU185004U1 RU 185004 U1 RU185004 U1 RU 185004U1 RU 2018124529 U RU2018124529 U RU 2018124529U RU 2018124529 U RU2018124529 U RU 2018124529U RU 185004 U1 RU185004 U1 RU 185004U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- frequency
- mixer
- input
- vco
- Prior art date
Links
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 11
- 101150033556 pfd-6 gene Proteins 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 241000272190 Falco peregrinus Species 0.000 description 1
- 241000867418 Morion Species 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- FWZLYKYJQSQEPN-SKLAJPBESA-N peregrine Chemical compound OC1[C@H]2[C@@H]3C4([C@@H]5C6OC(C)=O)C(OC)CC[C@@]5(C)CN(CC)[C@H]4C6[C@@]2(OC)C[C@H](OC)[C@H]1C3 FWZLYKYJQSQEPN-SKLAJPBESA-N 0.000 description 1
- FWZLYKYJQSQEPN-UHFFFAOYSA-N peregrine Natural products OC1C2C3C4(C5C6OC(C)=O)C(OC)CCC5(C)CN(CC)C4C6C2(OC)CC(OC)C1C3 FWZLYKYJQSQEPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction 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
-
- 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
- H03L7/183—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 a time difference being used for locking the loop, the counter counting between fixed numbers or the frequency divider dividing by a fixed number
- H03L7/185—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 a time difference being used for locking the loop, the counter counting between fixed numbers or the frequency divider dividing by a fixed number using a mixer in the loop
Landscapes
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
Предлагаемое техническое решение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиопередающих и радиоприемных устройствах, а также в контрольно-измерительной аппаратуре.Техническим результатом, обеспечиваемым данной совокупностью признаков, является минимизация паразитных составляющих спектра на выходе устройства.Для достижения технического результата в устройство, содержащее генератор опорной частоты (ОГ) (1), последовательно соединенные цифровой вычислительный синтезатор (ЦВС) (5), частотно-фазовый детектор (ЧФД) (6), петлевой фильтр нижних частот (ПФНЧ) (7), генератор, управляемый напряжением (ГУН) (8), а также смеситель (9) и делитель частоты (10), введены первый (2) и второй (3) синтезаторы частот (СЧ), выходы которых соединены с соответствующими входами ключа (4), выход которого подсоединен к входу ЦВС (5), причем выход первого СЧ (2) соединен с соответствующим входом смесителя (9), выход которого подключен к другому входу ЧФД (6), при этом выход ОГ (1) соединен с входами первого (2) и второго (3) СЧ, кроме того, один выход ГУН (8) является выходом устройства, а другой выход через делитель частоты (10) соединен с соответствующим входом смесителя (9).
Description
Предлагаемое техническое решение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиопередающих и радиоприемных устройствах, а также в контрольно-измерительной аппаратуре.
Известен гибридный однопетлевой синтезатор частот [1], который выполнен на основе системы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), содержащей последовательно соединенные частотно-фазовый детектор (ЧФД), фильтр нижних частот (ФНЧ) и генератор, управляемый напряжением (ГУН), сигнал которого подается на выход схемы и на один из входов смесителя (СМ), на другой вход которого подается сигнал с выхода цифрового вычислительного синтезатора (ЦВС), выходной сигнал смесителя после требуемого деления по частоте поступает на частотно-фазовый детектор, где сравнивается с опорной частотой. Кроме того известен патент US №6198353 B1, H03L 7/18, 06.03.2001.
Недостатками аналогов является то, что низкий уровень фазового шума на выходе устройств обеспечивается лишь для частот, определяемых максимальной выходной частой ЦВС. Для повышения выходной частоты устройств необходимо увеличить коэффициент деления в цепи обратной связи петли ФАПЧ до получения граничной частоты сравнения ЧФД, что приводит к увеличению фазовых шумов на выходе синтезаторов пропорционально коэффициенту деления.
Наиболее близким аналогом по технической сущности к предлагаемому является устройство по патенту 172814; H03L 7/18, принятое за прототип.
На фиг. 1 изображена структурная схема устройства-прототипа, где введены следующие обозначения:
1 - генератор опорной частоты (ОГ);
5, 13 - первый и второй цифровые вычислительные синтезаторы (ЦВС);
6 - частотно фазовый детектор (ЧФД);
7 - петлевой фильтр нижних частот;
8 - генератор, управляемый напряжением (ГУН);
9 - смеситель;
10 - программируемый делитель частоты;
11 - направленный ответвитель;
12 - умножитель частоты;
14 - полосовой фильтр.
Устройство-прототип содержит последовательно соединенные генератор опорной частоты (ОГ) 1, первый ЦВС 5, ЧФД 6, петлевой фильтр нижних частот (ФНЧ) 7, ГУН 8 и ответвитель 11, выход которого является выходом устройства, а его второй выход соединен с одним из входов смесителя 9, выход которого через программируемый делитель частоты 10 соединен со вторым входом ЧФД 6. Кроме того, второй выход ОГ 1 через последовательно соединенные умножитель частоты 12, второй ЦВС 13 и полосовой фильтр 14 соединен с другим входом смесителя 9.
Работает устройство-прототип следующим образом.
Перестройка частоты выходного сигнала гибридного синтезатора частот на другую частоту осуществляется за счет того, что частоты выходных сигналов цифровых вычислительных синтезаторов 5 и 13 изменяются так, чтобы исключить значения частоты сравнения частотно-фазового детектора 6, близкие к частотам гармоник и субгармоник образов основной частоты первого ЦВС 5, попавшие в полосу пропускания полосового фильтра 14. Сигнал ошибки из-за имеющейся разности частот на входах ЧФД 6 фильтруется петлевым фильтром нижних частот 7 и перестраивает ГУН 8 на нужную частоту.
Недостатком устройства-прототипа является наличие паразитных составляющих спектра на выходе устройства, т.к. в состав цифровых вычислительных синтезаторов входят цифро-аналоговые преобразователи, которые вносят дополнительную погрешность выходного сигнала из-за преобразования ступенчатого цифрового сигнала в синусоидальный аналоговый.
Задача предлагаемого гибридного синтезатора частот состоит в минимизации паразитных составляющих спектра на выходе устройства.
Для решения поставленной задачи в гибридный синтезатор частот с повышенной чистотой спектра, содержащий генератор опорной частоты (ОГ), последовательно соединенные цифровой вычислительный синтезатор (ЦВС), частотно-фазовый детектор (ЧФД), петлевой фильтр нижних частот (ПФНЧ), генератор, управляемый напряжением (ГУН), а также смеситель, и делитель частоты, согласно полезной модели, введены первый и второй синтезаторы частот (СЧ), выходы которых соединены с соответствующими входами ключа, выход которого подключен к входу ЦВС, причем выход первого СЧ соединен с соответствующим входом смесителя, выход которого подключен к другому входу ЧФД, при этом выход ОГ соединен с входами первого и второго СЧ, кроме того, один выход ГУН является выходом устройства, а другой выход через делитель частоты соединен с соответствующим входом смесителя.
На фиг. 2 изображена структурная схема предлагаемого устройства, где введены следующие обозначения:
1 - генератор опорной частоты (ОГ);
2, 3 - первый и второй синтезатор частот;
4 - ключ;
5 - цифровой вычислительный синтезатор (ЦВС);
6 - частотно фазовый детектор (ЧФД);
7 - петлевой фильтр нижних частот (ФНЧ);
8 - генератор, управляемый напряжением (ГУН);
9 - смеситель;
10 - делитель частоты
Предлагаемый синтезатор частот содержит ОГ 1, выходы которого соединены с входами первого 2 и второго 3 синтезаторов частот соответственно, выходы которых подключены к соответствующим входам ключа 4, выход которого через последовательно соединенные ЦВС 5, ЧФД 6 и петлевой ФНЧ 7 соединен с входом ГУН 8, выход которого является выходом устройства. При этом второй выход ГУН 8 через последовательно соединенные делитель частоты 10 и смеситель 9 соединен со вторым входом ЧФД 6. Кроме того, выход первого синтезатора частот 2 подключен к другому входу смесителя 9.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. Генератор ОГ 1 вырабатывает сигнал высокостабильной опорной частоты, которая подается на опорные входы первого 2 и второго 3 синтезаторов частот.
Выходные сигналы первого 2 и второго 3 СЧ подаются на соответствующие входы ключа 4, который переключает вход тактовой частоты ЦВС 5 либо к выходу первого СЧ 2, либо к выходу второго СЧ 3. ЦВС 5 формирует сигнал с мелким шагом сетки частот, который подается на один из входов ЧФД 6, с выхода которого через петлевой фильтр нижних частот 7, в котором происходит фильтрация сигнала от побочных составляющих спектра, подается на генератор, управляемый напряжением 8. С другого выхода ГУН 8 сигнал подается на вход делителя частоты 10, который делит частоту сигнала на два. Выходной сигнал делителя частоты 10 поступает на первый вход смесителя 9, на второй вход которого подается сигнал с выхода первого СЧ 2. С выхода смесителя 9 на второй вход ЧФД 6 поступает сигнал разностной частоты. В ЧФД 6 происходит сравнение сигналов поступивших с первого и второго входов, и на выходе ЧФД 6 вырабатывается сигнал ошибки, который после фильтрации подстраивает выходную частоту ГУН 8.
Наличие двух синтезаторов частот позволяет при попадании побочных составляющих спектра в полосу пропускания петлевого фильтра нижних частот 7 переключать тактовую частоту таким образом, что побочные составляющие спектра выходят за пределы полосы пропускания петлевого фильтра - это обеспечивает более чистый спектр выходного сигнала устройства.
Таким образом, исключение из состава устройства одного ЦВС, содержащего цифро-аналоговый преобразователь, который вносит дополнительную погрешность выходного сигнала из-за преобразования ступенчатого цифрового сигнала в синусоидальный, и введение двух синтезаторов частот позволяют минимизировать паразитные составляющие спектра сигнала на выходе предлагаемого устройства, без значительного сужения спектра сигнала на выходе устройства.
В качестве ОГ возможно применение генератора Морион ГК-208. Синтезаторы частот могут быть выполнены, например на микросхеме ADF5335 фирмы Analog Devices. ЦВС - на микросхеме AD9914 фирмы Analog Devices. ЧФД может быть реализован, например на микросхеме НМС439 фирмы Analog Devices. В качестве ключа может быть использован, например ключ РЕ42422 фирмы Peregrine Semiconductor, смеситель - HMC7357LP5GE фирмы Analog Devices. Петлевой фильтр нижних частот может быть построен по стандартной схеме данного вида фильтров, например с использованием операционного усилителя ОР211 фирмы Texas Instruments. Программируемый делитель частоты может быть выполнен на микросхеме НМС402 фирмы Analog Devices. В качестве ГУН используется генератор MAOC-009260-PKG003 фирмы М/А-СОМ.
Источники информации.
1. Патент США, Direct digital synthesis (DDS) phase locked loop (PPL) frequency synthesizer and associated methods / Nicholas Paul Shields; Harris Corporation. - №7250823; заявлено 25.05.2005; опубл. 31.06.2007, c. 8.
2. Патент РФ, Гибридный синтезатор частот с улучшенными спектральными характеристиками / Ромашов Владимир Викторович; Ромашова Любовь Владимировна; Храмов Константин Константинович; Якименко Кирилл Александрович. - №172814; HO3L 7/18 заявлено 24.04.2017; опубл. 25.07.2017, с. 4, 5, 6.
Claims (1)
- Гибридный синтезатор частот с повышенной чистотой спектра, содержащий генератор опорной частоты (ОГ), последовательно соединенные цифровой вычислительный синтезатор (ЦВС), частотно-фазовый детектор (ЧФД), петлевой фильтр нижних частот (ПФНЧ), генератор, управляемый напряжением (ГУН), а также смеситель и делитель частоты, отличающийся тем, что введены первый и второй синтезаторы частот (СЧ), выходы которых соединены с соответствующими входами ключа, выход которого подсоединен к входу ЦВС, причем выход первого СЧ соединен с соответствующим входом смесителя, выход которого подключен к другому входу ЧФД, при этом выход ОГ соединен с входами первого и второго СЧ, кроме того, один выход ГУН является выходом устройства, а другой выход через делитель частоты соединен с соответствующим входом смесителя.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018124529U RU185004U1 (ru) | 2018-07-04 | 2018-07-04 | Гибридный синтезатор частот с повышенной чистотой спектра |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018124529U RU185004U1 (ru) | 2018-07-04 | 2018-07-04 | Гибридный синтезатор частот с повышенной чистотой спектра |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU185004U1 true RU185004U1 (ru) | 2018-11-16 |
Family
ID=64325253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018124529U RU185004U1 (ru) | 2018-07-04 | 2018-07-04 | Гибридный синтезатор частот с повышенной чистотой спектра |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU185004U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2774401C1 (ru) * | 2021-11-15 | 2022-06-21 | Акционерное общество «Всероссийский научно-исследовательский институт радиотехники» (АО «ВНИИРТ») | Гибридный многокольцевой синтезатор частот |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4965533A (en) * | 1989-08-31 | 1990-10-23 | Qualcomm, Inc. | Direct digital synthesizer driven phase lock loop frequency synthesizer |
| US6198353B1 (en) * | 1999-08-05 | 2001-03-06 | Lucent Technologies, Inc. | Phase locked loop having direct digital synthesizer dividers and improved phase detector |
| RU128045U1 (ru) * | 2012-10-02 | 2013-05-10 | Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Синтезатор частот с использованием цифрового вычислительного синтезатора частот |
| RU2602990C1 (ru) * | 2015-07-14 | 2016-11-20 | Публичное акционерное общество "Радиофизика" | Синтезатор частот |
| RU172814U1 (ru) * | 2017-04-24 | 2017-07-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Гибридный синтезатор частот с улучшенными спектральными характеристиками |
-
2018
- 2018-07-04 RU RU2018124529U patent/RU185004U1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4965533A (en) * | 1989-08-31 | 1990-10-23 | Qualcomm, Inc. | Direct digital synthesizer driven phase lock loop frequency synthesizer |
| US6198353B1 (en) * | 1999-08-05 | 2001-03-06 | Lucent Technologies, Inc. | Phase locked loop having direct digital synthesizer dividers and improved phase detector |
| RU128045U1 (ru) * | 2012-10-02 | 2013-05-10 | Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Синтезатор частот с использованием цифрового вычислительного синтезатора частот |
| RU2602990C1 (ru) * | 2015-07-14 | 2016-11-20 | Публичное акционерное общество "Радиофизика" | Синтезатор частот |
| RU172814U1 (ru) * | 2017-04-24 | 2017-07-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Гибридный синтезатор частот с улучшенными спектральными характеристиками |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2774401C1 (ru) * | 2021-11-15 | 2022-06-21 | Акционерное общество «Всероссийский научно-исследовательский институт радиотехники» (АО «ВНИИРТ») | Гибридный многокольцевой синтезатор частот |
| RU225423U1 (ru) * | 2024-02-04 | 2024-04-23 | Кирилл Александрович Якименко | Гибридный синтезатор частот на основе быстродействующего цифроаналогового преобразователя с высокой скоростью перестройки |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7701299B2 (en) | Low phase noise PLL synthesizer | |
| US7250823B2 (en) | Direct digital synthesis (DDS) phase locked loop (PLL) frequency synthesizer and associated methods | |
| US9628066B1 (en) | Fast switching, low phase noise frequency synthesizer | |
| KR960016812B1 (ko) | 하이브리드 주파수 합성기(Hybrid Frequency Synthesizer) | |
| US8664989B1 (en) | Method to increase frequency resolution of a fractional phase-locked loop | |
| US20200186153A1 (en) | Signal source | |
| RU185004U1 (ru) | Гибридный синтезатор частот с повышенной чистотой спектра | |
| CN105356878B (zh) | 一种改进的三环宽带频率综合器的实现方法和装置 | |
| US8638141B1 (en) | Phase-locked loop | |
| TWI505647B (zh) | 頻率合成器及其頻率合成方法 | |
| RU187248U1 (ru) | Гибридный синтезатор частот с повышенной чистотой спектра и расширенным диапазоном рабочих частот | |
| RU172814U1 (ru) | Гибридный синтезатор частот с улучшенными спектральными характеристиками | |
| KR101959789B1 (ko) | 주파수합성기 | |
| RU195894U1 (ru) | Синтезатор сетки частот | |
| RU128045U1 (ru) | Синтезатор частот с использованием цифрового вычислительного синтезатора частот | |
| RU2517424C1 (ru) | Синтезатор частот с коммутируемыми трактами приведения частоты | |
| RU184877U1 (ru) | Быстродействующий синтезатор частот с высокой чистотой спектра | |
| RU183850U1 (ru) | Формирователь сигналов с автокомпенсацией фазовых искажений и комбинированным регулированием | |
| RU114245U1 (ru) | Синтезатор частот свч-диапазона | |
| RU2774401C1 (ru) | Гибридный многокольцевой синтезатор частот | |
| Cui et al. | The design of high performance X-band frequency synthesizer based on DDS and PLL | |
| Yang et al. | A High Performance Frequency Synthesis Method Based on PLL and DDS | |
| Jansen et al. | Comparison of Mathematical and Physical Phase Noise Performance in Fractional-N Synthesizers | |
| CN113839670B (zh) | 一种高性能频率改正方法、频率改正系统和改进的锁相环 | |
| Romashov et al. | Wideband high-speed DAC-based frequency synthesizer |