RU29629U1 - Цифровой синтезатор частот с частотной модуляцией - Google Patents

Description

ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТ С ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ

Полезная модель относится к радиотехнике и может использоваться в качестве возбудителя передатчика с частотной модуляцией и гетеролима приёмника без подачи модулирующего сигнала.

Известен цифровой синтезатор частот (ЦСЧ) с частотной модуляцией, построенный на основе кольца импульсно-фазовой автоподстройки частоты (ИФАПЧ) с делителем частоты с переменным коэффициентом деления (ДПКД) в цепи обратной связи, в котором для получения модулировсшпого по частоте сигнала на выходе синтезатора используется способ ввелсния модулирующего сигнала через интегратор на вход фазового мод лятора (ФМ), включенного в опорном канале между делителем частоты с фиксированным коэффициентом деления (ДФКД) и импульсно-фазовым детектором (ИФД) (см. Д.Н. Шапиро, А.А. Паин «Основы теории синтеза частот, 1981, стр. 227).

Достоинством такого способа введения модуляции является возможность прохождения весьма низких модулирующих частот.

Недостаток этого ЦСЧ заключается в ограничении полосы модуляции сверху величиной частоты среза в кольце ИФАПЧ, обусловленной в основном фильтром нижних частот (ФПЧ) на выходе фазового детектора (ФД). Значение частоты среза петлевого ФНЧ определяется выбранной частотой сравнения Fcp на опорном входе ФД - чем ниже частота сравнения Р,|,, тем ниже требуется частота среза для получения требуемого подавления побочной дискретной составляющей выходного сигнала с частотой сравнения. Причем частота сравнения Fcp определяется заданным тагом сетки частот Рщ, т.е. . Поэтому при мелком ншге сетки частот происходит значительное ограничение сверху диапазона модулирующих частот в выходном сигнале синтезатора. Кроме того. использование интегратора и ФМ вносит дополнительные искажения часготно-модулированного сигнала ЦСЧ. В настоящее время для ЦСЧ выпускаются интегральные микросхемы, имеющие в одном блоке ДФКД, ИФД и ДПКД, что делает невозможным включение межл ними ФМ.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемом) является ЦСЧ с частотной модуляцией (ЧМ), в котором модулирующий сигнал ноступает на второй (модулирующий) вход управляемого генератора (см.

М.Кл.- -H 03 С 310 H03 L 7/18

патент США № 4110707, Н 03 С 3/10, 1978). В этом синтезаторе можно получить на выходе модулированный сигнал с практически неограниченной сверху полосой модулирующих частот. Недостаток его состоит в ограничении снизу полосы модулирующих частот из-за действия обратной связи в системе ИФАПЧ. Модуляция по входу управляемого генератора (УГ) воспринимается кольцом ИФАПЧ как внешнее возмущение, которое по цепи обратной связи отрабатывается в сторону его уменьшения. Это уменьшение происходит в полосе пропускания кольца ИФАПЧ, т.е. на нижних частотах. Поэтому для расширения полосы модуляции в область нижних частот необходимо уменьшать полосу пропускания ФИЧ и делать его более инерционным, что приводит к снижению быстродействия. Кроме того, при одноточечной модуляции по УГ возможна неравномерносгь амплитудно-частотной модуляционной характеристики (АЧМХ) в окрестности частоты среза ФИЧ (обычно наблюдается некоторый подъем АЧМХ).

Целью предлагаемого технического решения является получение равномерной амплитудно-частотной модуляционной характеристики (АЧМХ) в широкой полосе модулирующих частот и при перестройке несущей частоты в широком диапазоне.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой синтезатор частот с частотной модуляцией, содержащий соединённые в кольцо управляемый генератор, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, импульсно-фазовый детектор и фильтр нижних частот, выход KOTOpoio соединён с управляющим входом управляемого генератора, последовательно соединённые управляемый опорный кварцевый генератор и делитель частоты с фиксированным коэффициентом деления, выход которого соединён со вторым входом импульсно-фазового детектора, источник модулирующего сигнала, выход которого соединён с модулирующим входом управляемого генератора, введены последовательно соединенные дифференцирующая цепь, усилитель постоянного тока, инвертор и ключ, выход которого соединен с модулирующим входом управляемого опорно|-о кварцевого генератора, а вход дифференцирующей цепи соединен с выходом фильтра нижних частот. При этом управляющий вход ключа соединен с выходом индикатора синхронизма, вход которого соединен с выходом импульсно-фазового детектора.

Существенным отличием предложенного технического решения является то, что с помощью введенных новых элементов, объединённых соответствующими связями с остальными узлами схемы, происходит частотная модуляция выходного сигнала ЦСЧ с расщирением диапазона

модулирующих частот в область нижних частот и выравнивание АЧМХ за счет автокомпенсации реакции кольца ИФАПЧ в области нижних частот. Кроме того, за счет автоматической коррекции АЧМХ происходит уменьшение шумовой полосы кварцевого генератора.

На фигуре 1 представлена блок-схема ЦСЧ с частотной модуляцией (ЧМ). ЦСЧ с ЧМ содержит соединённые в кольцо управляемый генератор УГ1, ДПКД2, ИФДЗ и ФНЧ4, выход которого соединён с управляющим входом УГ1, последовательно соединенные дифференцируюшая цепь (ДЦ) 5, усилитель постоянного тока (УПТ) 6, инвертор (ИНВ) 7, ключ (КЛ) 8, управляемый опорный кварцевый генератор (УОКГ) 9 и ДФКДЮ. выход которого соединен с другим входом ИФДЗ, а также источник модулирующего сигнала (ИМС) 11, выход которого соединен с модулирующим входом УГ1 и индикатор синхронизма (ИС) 12, вы.ход которого соединен с управляющим входом КЛ8, а вход - с выходом ИФДЗ.

Цифровой синтезатор частот с частотной модуляцией работает следующим образом.

Иосле установления режима синхронизма в кольце ИФАИЧ на выходе индикатора синхронизма ИС12 устанавливается сигнал, разрешающий прохождение через ключ КЛ8 на модулирующий вход УОКГ9 сигнала автокомпенсации реакции кольца ИФАИЧ на модулирующее возде11ствие УГ1 по его модулирующему входу. Ири модуляции УГ1 импульсы fia выходе ДИКД2 будут соответственно промодулированы по фазе. С выхода ДИКД2 модулированные по фазе короткие импульсы поступают на первый вход ИФДЗ. На второй вход ИФДЗ поступают с ДФКДЮ короткие импульсы, формирующиеся после деления опорного сигнала с управляемого опорного кварцевого генератора УОКГ9. В результате сравне1Н1я згих импульсов по частоте и фазе на выходе ИФДЗ вырабатывается управляющее напряжение, которое через ФИЧ4 поступает на управляющий вход УГ1 и одновременно через дифференцирующую цепь ДЦ5. УГГГ6, ИНВ/ и КЛ8 на модулирующий вход УОКГ9. Нри этом опорньп .i с выхода УОКГ9 модулируется по частоте так же, как и УГ1. Поэтом па выходе ДФКДЮ формируются короткие опорные импульсы, сдвипчтыс по фазе так же, как и модулированные импульсы с выхода ДПКД2. В результате сравнения одинаково промодулированных по фазе импульсов па выходе ИФДЗ уже нет сигнала ощибки от модуляции и, следовательпо. пет реакции кольца ИФАПЧ на модулирующее возмущение УГ1.

в предложенном ЦСЧ происходит автоматическая коррекция АЧМХ и уменьшение искажений частотно-модулированного сигнала в широком диапазоне модулирующих частот.

В переходном режиме при переключении частот синтезатора, кчила разность фаз на входах ИФДЗ превышает заранее установленную максимальную величину, от входного сигнала ИФДЗ срабатывает индикатор синхронизма ИС12 и на его входе формируется запрешающий си1-11ал, который поступает на управляюш,ий вход ключа КЛ8. В результате ключ КЛ8 закрывается и в кольце ИФАПЧ происходит обычная подстройка частоты синтезатора. При этом быстродействие онрелсляогся только ФНЧ4, выбранным из условия подавления частоты сравнения в системе ИФАПЧ независимо от полосы пропускания модул ир юин1х частот.

Доказательством возможности осуществления предлагаем счго устройства является то, что вводимые блоки типовые. В качестве УНТ и инвертора используются операционные усилители. Простенпшя дифференцирующая цепь состоит из конденсатора и резистора. Ключ может бьггь выполнен на основе микросхемы 564КТЗ. Индикатор синхроннша нредставляет собой амплитудный детектор с заранее установленным порогом срабатывания.

Таким образом, применение, предлагаемого ЦСЧ с УМ позво.чясг нолучить ровную АЧМХ в широком диапазоне модулируюших часгсп с минимальными искажениями.

Заявителю неизвестны рещения со сходными признаками н аналогичными свойствами. Поэтому, можно считать, что предла1аемое техническое рещение обладает существенными отличиями.

Claims (1)

1. Цифровой синтезатор частот с частотной модуляцией, содержащий соединенные в кольцо управляемый генератор, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, импульсно-фазовый детектор и фильтр нижних частот, выход которого соединен с управляющим входом управляемого генератора, последовательно соединенные управляемый опорный кварцевый генератор и делитель частоты с фиксированным коэффициентом деления, выход которого соединен со вторым входом импульсно-фазового детектора, источник модулирующего сигнала, выход которого соединен с модулирующим входом управляемого генератора, отличающийся тем, что, с целью получения равномерной амплитудно-частотной модуляционной характеристики в широкой полосе модулирующих частот и перестройке несущей частоты в широком диапазоне, в него введены последовательно соединенные дифференцирующая цепь, усилитель постоянного тока, инвертор и ключ, выход которого соединен с модулирующим входом управляемого опорного кварцевого генератора, вход дифференцирующей цепи соединен с выходом фильтра нижних частот, при этом управляющий вход ключа соединен с выходом индикатора синхронизма, вход которого соединен с выходом импульсно-фазового детектора, а выход управляемого генератора является выходом устройства.