RU2001517C1 - Fractionally-proportional frequency converter - Google Patents
Fractionally-proportional frequency converterInfo
- Publication number
- RU2001517C1 RU2001517C1 SU4944243A RU2001517C1 RU 2001517 C1 RU2001517 C1 RU 2001517C1 SU 4944243 A SU4944243 A SU 4944243A RU 2001517 C1 RU2001517 C1 RU 2001517C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- controlled
- input
- phase
- adder
- Prior art date
Links
Landscapes
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
Использование: в радиотехнике, в приемно-ле- редающей и измерительной аппаратуре Сущность изобретени : дробно-пропорциональный преобразователь частоты содержит фильтр нижних частот 1. управл емый генератор 2. управл емый делитель 3 частоты, элемент задержки 4. накапливающий сумматор 5, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 6, фазовые делители 7,8, управл емые инверторы 9,10, сумматор 11. Уменьшение искажений выходного сигнала путем уменьшени паразитной фазовой модул ции при расширении диапазона частот входных синалов и расширении диапазона изменени коэффициента преобразовани частоты достигаетс благодар цепи коррекции, включающей ЦАП 6, управл емые инверторы 9, 10, элементы задержки 4. фазовые детекторы 7,8 и сумматор 11 2 илUsage: in radio engineering, in receiving-transmitting and measuring equipment Summary of the invention: a fractionally proportional frequency converter comprises a low-pass filter 1. a controlled generator 2. a controlled frequency divider 3, a delay element 4. an accumulating adder 5, a digital-to-analog converter ( DAC) 6, phase dividers 7.8, controlled inverters 9.10, adder 11. Reducing distortion of the output signal by reducing spurious phase modulation when expanding the frequency range of input sines and expanding the range A change in the frequency conversion coefficient is achieved due to the correction circuit including the DAC 6, controlled inverters 9, 10, delay elements 4. phase detectors 7.8 and adder 11 2 or
Description
ль . ,, - e. ,, -
ЛL
- 4- 4
ОABOUT
Изобретение относитс к радиотехник и может быть использовано в приемопередающей и измерительной аппаратуре.The invention relates to a radio engineer and can be used in transceiver and measuring equipment.
Целью изобретени вл етс уменьшение искажений выходного сигнала путем уменьшени пэрэзмтной фазовой модул ции при расширении диапазона частот входных сигналов и расширении диапазона изменени коэффициента преобразовани частоты.The aim of the invention is to reduce distortion of the output signal by reducing the phase-shift phase modulation while expanding the frequency range of the input signals and expanding the range of variation of the frequency conversion coefficient.
На фиг. 1 представлена функциональна схема дробчо-пропорцион льного преобразовател частоты; на фиг 2 а 0,в,г,д, е,ж,з,и,к,л - временные диаграммы его работы .In FIG. 1 is a functional diagram of a fractional-proportional frequency converter; in Fig 2 a 0, c, d, d, e, f, h, and, k, l are timing diagrams of its operation.
Дробно-пропорциональный преобразователь частоты содержит (фиг.1) фильтр нижних частот (ФНЧ) 1, управл емый генератор 2, управл емый делитель 3 частоты, элемент задержки 4, накапливающий сумматор (Н Z) 5, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 6, первый и второй фазовые детекторы (ФД) 7, 8, первый и второй управл емые инверторы 9, 10, сумматор 11. На фиг. 1 позици ми 12, 13, 14, 15 обозначены соответственно выход, вход целой части коэффициента преобразовани частоты, вход дробной части коэффициента преобразовани частоты и сигнальный вход дробно-пропорционального преобразовател частоты,The fractional-proportional frequency converter contains (Fig. 1) a low-pass filter (LPF) 1, a controlled oscillator 2, a controlled frequency divider 3, a delay element 4, an accumulating adder (H Z) 5, a digital-to-analog converter (DAC) 6, the first and second phase detectors (PD) 7, 8, first and second controlled inverters 9, 10, adder 11. In FIG. 1, 12, 13, 14, 15 denote respectively the output, input of the integer part of the frequency conversion coefficient, input of the fractional part of the frequency conversion coefficient, and the signal input of the fractional proportional frequency converter,
На фиг. 2 приведены временные диаграммы работы в случае, когда цела и дробна части коэффициента преобразовани частоты, поступающие на входы 13, 14, Кцел. 4, КДр. 1 ,а накапливающие сумматор - двухразр дный (двоичный). На фиг 2а показана выходна последовательность, поступающа на выход 12.частота которой f2 In FIG. Figure 2 shows the timing diagrams of the operation in the case when the integer and fractional parts of the frequency conversion coefficient supplied to the inputs 13, 14, Kel. 4, KDR 1, and those accumulating the adder are two-bit (binary). Figure 2a shows the output sequence at output 12. whose frequency f2
Kfi 4 - fi, де fi - частота входного 4 Kfi 4 - fi, de fi - input 4 frequency
сигнала (фиг.26), поступающего на вход 15, Дробно-пропорциональный преобразователь частоты работает следующим образом , В отсутствии сигнала на выходе переноса HZ 5 в управл емом делителе 3 частоты производитс деление частоты выходною сигнала е число раз, равное Кцел. Сигналы переноса от Н25 (фиг.2в), поступающие на управл ющий вход управл емого делител 3, увеличивают коэффициент делени на единицу, после чего вновь устанавливаетс прежний коэффициент делени . Выходной сигнал управл емого делител 3 и этот же сигнал, задержанный на один период выходной частоты, показаны соответственно на фиг,2г,д. ФД 7 и 8 показаны соответственно на фиг.2е,ж В Н 25 с частотой сигнала, поступающего на его тактовый вход, производитс суммирование своегоthe signal (Fig. 26) supplied to input 15, the fractional-proportional frequency converter operates as follows. In the absence of a signal at the transfer output HZ 5 in the controlled frequency divider 3, the frequency of the output signal is divided by e times equal to Kel. The transfer signals from H25 (Fig. 2c), fed to the control input of the controlled divider 3, increase the division coefficient by one, after which the former division coefficient is again established. The output signal of the controlled divider 3 and the same signal, delayed by one period of the output frequency, are shown in FIGS. 2d, e, respectively. PD 7 and 8 are shown respectively in FIG. 2e, W B N 25 with the frequency of the signal arriving at its clock input, its
содержимого с числом Кдр, поступающим на еход 14. Значени суммы S и переноса Р показаны соответственно на фиг.2э,б.contents with the number of Cdr arriving at exit 14. The values of the sum S and transfer P are shown respectively in FIG. 2e, b.
ЦАП 6 преобразует значение суммы накапливающего сумматора 5 в аналоговую форму. Сигналы пр мого и инверсного выходов ЦАП 6 показаны на фиг.2и,к соответственно .DAC 6 converts the sum value of the accumulating adder 5 into analog form. The signals of the direct and inverse outputs of the DAC 6 are shown in Fig. 2i, k, respectively.
Частота выходного сигнала управл емого делител 3 совпадает с частотой входного сигнала, однако ввиду дробности коэффициента делени и дискретности цифровых устройств выходные импульсы управл емого делител 3 следуют неравномерноThe frequency of the output signal of the controlled divider 3 coincides with the frequency of the input signal, however, due to the fragmentation of the division coefficient and the resolution of digital devices, the output pulses of the controlled divider 3 follow unevenly
(фиг.2г). Их непосредственное сравнение в фазовом детекторе 7 с входным ci- .элом, приводит к по влению низкочастотной паразитной составл ющей, котора не устран етс ФНЧ 1 и приводит к паразитной(Fig.2g). Their direct comparison in the phase detector 7 with the input ci-element leads to the appearance of a low-frequency parasitic component, which is not eliminated by the low-pass filter 1 and leads to the parasitic
фазовой модул ции выходного сигнала управл емого генератора 2.phase modulation of the output of the controlled oscillator 2.
Низкочастотный шум на входе ФНЧ 1 устран етс цепью коррекции, включающей цифроаналоговый преобразователь 6, управл емые инверторы 9 и 10, элемент задержки 4, фазовые детекторы 7 и 8 и сумматор 11. При этом используетс тот факт, что сумма е накапливающем сумматоре 5 представл ет собой текущую ошибку временногоLow-frequency noise at the input of the low-pass filter 1 is eliminated by a correction circuit including a digital-to-analog converter 6, controlled inverters 9 and 10, delay element 4, phase detectors 7 and 8, and adder 11. The fact that the sum of e accumulative adder 5 is used is a temporary error
положени импульсов. Выходной сигнал сумматора 11 показан на фиг. 2л.position of the pulses. The output of adder 11 is shown in FIG. 2l.
Работа цепи коррекции основана на ве- иовом суммировании фазовых рассогласований между входным сигналом и двум The operation of the correction circuit is based on the total summation of phase mismatches between the input signal and two
сигналами, имеющими фиксированный сдвиг фаз.signals having a fixed phase shift.
Фаза сигнала на выходе управл емого делител 3 имеет две составл ющие: р - сдвиг фаз между входным сигналомThe phase of the signal at the output of the controlled divider 3 has two components: p is the phase shift between the input signal
и выходным сигналом управл емого делител при отсутствии шума дробности,and the output of a controlled divider in the absence of fractional noise,
х - фазовый шум. возникающий в результате дискретной работы цифровых устройств .x is the phase noise. resulting from the discrete operation of digital devices.
Если прин ть за единицу измерени фазы период выходного сигнала, то на выходе элемента задержки 4 получим сигнал с фазой:If we take the period of the output signal as the unit of measurement of the phase, then at the output of the delay element 4 we obtain a signal with the phase
р+ х -1.p + x -1.
в процессе взвешенного суммировани in the process of weighted summation
на выходе сумматора 11 получаетс сигнал, посто нна составл юща которого равна: V (1 - ХХу + х) 4 X (ум х - 1) р + + х-Х-Х +Ху)-Хх + Хх х-Х, где X и (1 - X) - весовые множители, получаемые на выходах ЦАПа 6 в соответствии с числовым кодом X на его входе. В за вл емом устройстве используетс тот факт, что число на выходе суммы накапливающегоat the output of adder 11, a signal is obtained whose constant component is equal to: V (1 - ХХу + х) 4 X (mind х - 1) р + + х-Х-Х + Ху) -Хх + Хх х-Х, where X and (1 - X) are weighting factors obtained at the outputs of the DAC 6 in accordance with the numerical code X at its input. The claimed device uses the fact that the output number of the accumulating
сумматора 5. равное входному коду X ЦАПа 6, равно текущей Фазовой ошибке х, в результате чего на выходе сумматора 11 получаем сигнал, посто нна составл юща которого характеризует текущее фазовое рассогласование и не содержит шума. Этот сигнал подаетс на вход ФНЧ 1 который срезает высшие гармоники и определ ет динамические свойства петли фазовой автоподстройки (ФАПЧ). Отфильтрованный сигнал управл ет управл емым генератором 2, привод частоту выходного сигнала в соответствии с частотой входного сигнала и заданным коэффициентом делени .adder 5. equal to the input code X of the DAC 6, is equal to the current phase error x, as a result of which at the output of the adder 11 we obtain a signal whose constant component characterizes the current phase mismatch and does not contain noise. This signal is applied to the input of the low-pass filter 1, which cuts the higher harmonics and determines the dynamic properties of the phase-locked loop (PLL). The filtered signal is controlled by a controlled oscillator 2, driving the frequency of the output signal in accordance with the frequency of the input signal and a given division ratio.
Дробно-пропорциональный преобразователь частоты позвол ет уменьшить фазовую модул цию выходного сигнала при расширении диапазона частот входных сигналов и расширении диапазона изменени коэффициента преобразовани К. (В прототипе полоса частот входных сигналов ограничена вторым фильтром, который выдел ет первую гармонику меандра и поэтому допустимо не более чем трехкратное изменение частоты входного сигнала). Цепь коррекции одинаково работоспособна на всех частотах, выход щих за шумовую полосу петли ФАПЧ, точна работа цепи коррекции в прототипе обеспечиваетс только при малом сдвиге фаз между двум сигналами. Это условие выполн етс только тогда, когда коэффициент преобразовани К достаФормула изобретени The fractional-proportional frequency converter allows to reduce the phase modulation of the output signal while expanding the frequency range of the input signals and expanding the range of variation of the conversion coefficient K. three times the input signal frequency). The correction circuit is equally operable at all frequencies beyond the noise band of the PLL loop; the exact operation of the correction circuit in the prototype is ensured only with a small phase shift between the two signals. This condition is only satisfied when the conversion coefficient K is available.
3535
4040
ДРОБНО-ПРОПОРЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, содержащий последовательно соединенные фильтр нижних частот и управл емый генератор, элемент задержки , управл емый делитель частоты, накапливающий сумматор, тактовый вход которого соединен с выходом элемента задержки , цифроаналоговый преобразователь , вход которого подключен к выходу суммы накапливающего сумматора, пер- 4t. вый фазовый детектор и сумматор, при этом выход переноса накапливающего сумматора соединен с управл ющим входом управл емого делител частоты, выход которого соединен с информационным сп входом элемента задержки, первый вход фазового детектора вл етс сигнальным входом дробно-пропорционального преобразовател частоты, выход управл емого генератора соединен с тактовыми входами 55 элемента задержки и управл емого делител частоты и вл етс выходом дробно- пропорциональногопреобразовател частоты, числовые входы управл емого делител частоты и накапливающего сумматочно большой. Если используетс 8-ми разр дный ЦАП, то в прототипе при К - 8 точность компенсации фазового шумаA Fractional-Proportional Frequency Converter comprising a low-pass filter and a controlled generator, a delay element, a controlled frequency divider, an accumulator, the clock input of which is connected to the output of the delay element, a digital-to-analog converter, the input of which is connected to the output of the accumulator adder - 4t. phase detector and adder, while the transfer output of the accumulating adder is connected to the control input of the controlled frequency divider, the output of which is connected to the information input of the delay element, the first input of the phase detector is the signal input of a fractional-proportional frequency converter, the output of the controlled generator connected to the clock inputs 55 of the delay element and the controlled frequency divider and is the output of a fractional proportional frequency converter, the digital inputs of the controlled del bodies of frequency and accumulating summatically large. If an 8-bit DAC is used, then in the prototype at K - 8 the accuracy of phase noise compensation
определ етс ЦАПом и равна ,004 256determined by the DAC and equal, 004 256
периода выходного сигнала, при К - А ошибка уже составл ет 0.045 периода, а при К 2 цепь коррекции вообще перестает работать . В дробно-пропорциональном преоб- разсвателе частоты даже при таких малых К цепь коррекции остаетс работоспособной и в соответствии с расчетами обеспечивает высокую точность компенсации фазового 1period of the output signal, at K - A the error is already 0.045 periods, and at K 2 the correction circuit generally ceases to work. In a fractional-proportional frequency converter, even at such small K, the correction circuit remains operational and, in accordance with the calculations, ensures high accuracy of phase compensation 1
шумаnoise
периода выходного сигнала.period of the output signal.
71 25671 256
Кроме того, в прототипе в фазовом детекторе сравниваютс входмой сигнал и сигнал, прошедший через второй фильтр, который вносит дополнительную задержку, завис щую от частоты и параметров фильтра. В результате выходной сигнал получает дополнительный фазовый сдвиг, завис щий от частоты входного сигнала. В данном устройстве в фазовых детекторах сравниваютс In addition, in the prototype, the phase detector compares the input signal and the signal passed through the second filter, which introduces an additional delay, depending on the frequency and filter parameters. As a result, the output signal receives an additional phase shift, depending on the frequency of the input signal. In this device, phase detectors are compared
непосредственно цифровые сигналы без предварительной фильтрации. Это обеспечивает жесткую прив зку непосредственно выходного сигнала к входному и устран ет дополнительный сдвиг фаз.Directly digital signals without pre-filtering. This ensures that the output signal is directly linked to the input signal and eliminates additional phase shift.
(56) Авторское свидетельство СССР N 1631721, кл. Н 03 L 7/18. 1988.(56) Copyright certificate of the USSR N 1631721, cl. H 03 L 7/18. 1988.
55
00
t. п 5 t. n 5
тора вл ютс соответственно входом целой части коэффициента преобразовани частоты и входом дробной части коэффициента преобразовани частоты дробно-пропорционального преобразовател частоты, отличающийс тем, что, с целью уменьшени искажений выходного сигнала путем уменьшени паразитной фазовой модул ции при расширении диапазона частот входных сигналов и расширении диапазона изменени коэффициента преобразовани частоты, введены второй фазовый детектор, первый вход которого соединен с первым входом первого фазового детектора, первый и второй управл емые инверторы, сигнальные входы которых соединены соответственно с пр мым и инверсным выходами цифроана- логового преобразовател , при этом управл ющие входы первого и второго управл емых инверторов соединены с выходами соответственно первого и второго фазовых детекторов, выходы первого и второго управл емых инверторов соединены с соответствующими входами сумматоре . выход которого подключен к входу фильтра нижних частот, вторые входы первого и второго фазовых детекторов соединены с выходами соответственно элемента задержки и управл емого делител частоты .torus are respectively the input of the integer part of the frequency conversion coefficient and the input of the fractional part of the frequency conversion coefficient of the proportional-frequency converter, characterized in that, in order to reduce distortion of the output signal by reducing spurious phase modulation while expanding the frequency range of the input signals and expanding the range of variation frequency conversion coefficient, a second phase detector is introduced, the first input of which is connected to the first input of the first phase detector ora, the first and second controlled inverters, the signal inputs of which are connected respectively to the direct and inverse outputs of the digital-to-analog converter, while the control inputs of the first and second controlled inverters are connected to the outputs of the first and second phase detectors, the outputs of the first and second controlled inverters are connected to the corresponding inputs of the adder. the output of which is connected to the input of a low-pass filter, the second inputs of the first and second phase detectors are connected to the outputs of the delay element and the controlled frequency divider, respectively.
а) б)a) b)
ллпллллш1ПШ11т1шш1lllllll1PSh11t1shsh1
в) г)c) d)
Я)I AM)
е) ж) з)e) g) h)
и) к)i) k)
л)l)
ФИГ. 2FIG. 2
кto
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4944243 RU2001517C1 (en) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | Fractionally-proportional frequency converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4944243 RU2001517C1 (en) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | Fractionally-proportional frequency converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001517C1 true RU2001517C1 (en) | 1993-10-15 |
Family
ID=21578654
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4944243 RU2001517C1 (en) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | Fractionally-proportional frequency converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2001517C1 (en) |
-
1991
- 1991-06-11 RU SU4944243 patent/RU2001517C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4573026A (en) | FM Modulator phase-locked loop with FM calibration | |
KR100884170B1 (en) | Digital phase detector for phase locked loop | |
US4068199A (en) | Digital phase-locked loop frequency modulator | |
US7643572B2 (en) | Modulator with controlled transmission bandwidth, and a corresponding method for controlling the transmission bandwidth | |
US20100245160A1 (en) | Fmcw signal generation circuit | |
US20120319889A1 (en) | Signal generator, radar device | |
EP1814230A1 (en) | Phase locked loop circuitry with digital loop filter | |
JPH03505959A (en) | Digital differential phase modulation decoder | |
US4963839A (en) | Wide bandwidth phase locked loop circuit with sliding window averager | |
KR920020855A (en) | Digital Coded Phase Frequency Converters for Microwave Phase-locked Loops | |
RU2001517C1 (en) | Fractionally-proportional frequency converter | |
US4426627A (en) | Phase-locked loop oscillator circuit utilizing a sub-loop with a second phase comparator | |
US6967503B2 (en) | Comparator | |
GB2317280A (en) | Bandwidth adjustment in phase locked loops | |
SU1376242A1 (en) | Digital synthesizer | |
JPH0630443B2 (en) | Input circuit for digital phases locked loop | |
SU794706A1 (en) | Frequency synthesizer | |
KR0136944B1 (en) | Automatie filterr tuning system using a counter | |
SU1677871A1 (en) | Digital frequency synthesizer | |
SU1352615A1 (en) | Digital phase detector | |
SU1149404A1 (en) | Frequency-phase-lock loop | |
KR960015938B1 (en) | Frequency synthesizer using digital pll | |
SU886253A1 (en) | Frequency synthesizer | |
SU1580541A1 (en) | Device for shifting time scale | |
JP3019434B2 (en) | Frequency synthesizer |