RU63621U1 - Синтезатор частот сверхвысокочастотного диапазона - Google Patents
Синтезатор частот сверхвысокочастотного диапазона Download PDFInfo
- Publication number
- RU63621U1 RU63621U1 RU2006147104/22U RU2006147104U RU63621U1 RU 63621 U1 RU63621 U1 RU 63621U1 RU 2006147104/22 U RU2006147104/22 U RU 2006147104/22U RU 2006147104 U RU2006147104 U RU 2006147104U RU 63621 U1 RU63621 U1 RU 63621U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channel
- output
- frequency
- input
- generator
- Prior art date
Links
Landscapes
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
Синтезатор частот СВЧ-диапазона может быть использован в возбудителях передатчиков и гетеродинов приемников радиолокационных систем. Синтезатор содержит эталонный генератор (ЭГ), первый и второй генераторы, управляемые напряжением (ГУН), охваченные системами частотно-фазовой автоподстройки (ФАП), и n идентичных каналов формирования сетки частот. Каждый канал содержит последовательно включенные канальный ГУН, охваченный системой ФАП, канальный коммутатор сигналов, канальный смеситель и канальный широкополосный фильтр. Выход канального широкополосного фильтра каждого канала соединен с вторым входом канального смесителя последующего канала, а выход последнего канального широкополосного фильтра является выходом устройства. Синтезатор отличается малым временем его перестройки и небольшим количеством побочных гармонических составляющих в спектре выходного сигнала. 1 илл.
Description
Полезная модель относится к радиотехнике, в частности, к устройствам формирования колебаний сверхвысокой частоты (СВЧ) и может быть использовано в возбудителях передатчиков и гетеродинов приемников радиолокационных систем.
Известен синтезатор частот, содержащий перестраиваемый генератор (ПГ), первый и второй полосовые фильтры (ПФ), последовательно включенные эталонный генератор (ЭГ), первый делитель частоты (ДЧ), первый генератор гармоник (ГГ), первый селектор частоты (СЧ), первый смеситель (СМ); последовательно включенные второй ДЧ, второй ГГ, второй СЧ, второй СМ; последовательно включенные третий ДЧ, третий ГГ, третий СЧ, фазовый детектор (ФД), фильтр нижних частот (ФНЧ); при этом второй выход первого ДЧ соединен с входом второго ДЧ, второй выход которого соединен с входом третьего ДЧ; выход ФНЧ соединен с входом ПГ, выход которого соединен с вторым входом первого СМ, выход которого через первый ПФ соединен с вторым сходом второго СМ, выход которого через второй ПФ соединен с вторым входом ФД1. (1Уткин Г.М. Проектирование радиопередающих устройств СВЧ. Москва, Сов. радио, 1979, стр.192.).
Недостатком известного синтезатора частот является невозможность его реализации в СВЧ-диапазоне без применения дополнительных умножителей частоты, что приведет к ухудшению шумовых характеристик сигнала.
Наиболее близким к полезной модели является синтезатор частот, содержащий эталонный генератор (ЭГ), последовательно включенные первый умножитель частоты (УЧ), второй УМ, первый генератор гармоник (ГГ), первый полосовой фильтр (ПФ), первый смеситель (СМ); последовательно включенные второй ГГ, второй ПФ, второй СМ; последовательно включенные блок частотно-фазовой автоподстройки (ФАП), первый генератор, управляемый напряжением (ГУН), фазовый детектор (ФД), усилитель постоянного тока (УПТ), второй ГУН; при этом первый выход ЭГ соединен с входом первого УЧ, выход которого соединен с входом второго ГГ; второй выход ЭГ соединен с первым входом блока ФАП, ко второму входу которого подключен второй выход первого ГУН; выход второго ГУН соединен с вторым входом первого СМ, выход которого через первый усилитель промежуточной частоты (УПЧ) соединен с вторым входом второго СМ, выход которого через второй УПЧ соединен с вторым входом ФД2 (2Там же, стр.198.).
Причинами, препятствующими получению указанного ниже технического результата при использовании известного синтезатора частот, являются высокий уровень шумовых характеристик выходного сигнала, обусловленный действием умножителей частоты и генераторов гармоник, недостаточная чистота выходного сигнала и большая длительность перестройки.
Сущность полезной модели заключается в следующем. Ее задачей является улучшение шумовых характеристик, уменьшение побочных гармонических составляющих в спектре выходного сигнала синтезатора частот и сокращение времени его перестройки.
Это достигается тем, что в известный синтезатор частот, содержащий эталонный генератор (ЭГ), второй выход которого соединен с последовательно включенными первым блоком частотно-фазовой автоподстройки (ФАП) и первым генератором, управляемым напряжением (ГУН), второй выход которого соединен с вторым входом первого ФАП; второй ГУН, согласно полезной модели введены второй блок ФАП, вход которого соединен с вторым выходом ЭГ, а выход - с входом второго ГУН, второй выход которого соединен с вторым входом второго блока ФАП, и n идентичных каналов формирования сетки частот, каждый из которых содержит последовательно включенные канальный блок ФАП, канальный ГУН, канальный коммутатор сигналов (КСК), канальный смеситель (КСМ) и канальный широкополосный фильтр (КПФ), причем второй выход канального ГУН соединен с вторым входом канального блока ФАП; выход КПФ каждого канала соединен с вторым входом КСМ последующего канала, а выход последнего КПФ является выходом устройства; при этом первый выход ЭГ соединен с входом канальных блоков ФАП, выход первого ГУН соединен с вторым входом КСМ первого канала, а выход второго ГУН соединен с вторым входом КСК каждого канала, третий вход которых связан с генератором весовых функций.
Причинно-следственные связи между признаками полезной модели и техническим результатом заключаются в следующем. В синтезаторе минимальную используемую частоту имеет эталонный генератор, остальные генераторы имеют частоту больше ширины полосы пропускания канальных ПФ. Поэтому в спектре выходного сигнала во всем заданном диапазоне побочных составляющих частот не наблюдается. Вне диапазона побочные составляющие хорошо подавляются канальными ПФ. В устройстве все генераторы охвачены петлями ФАП от единого эталонного генератора. Поэтому можно считать сигналы всех генераторов когерентными по частоте и по медленно изменяющейся фазе. При этом плавающие по времени частоты в спектре выходного сигнала отсутствуют, что обеспечивает чистоту спектра. Отсутствие в схеме перестраиваемых по диапазону генераторов уменьшает по сравнению с прототипом время перестройки в 10 раз.
На чертеже изображена функциональная схема синтезатора частот СВЧ-диапазона.
Синтезатор частот СВЧ-диапазона содержит эталонный генератор (ЭГ) 1, второй выход которого соединен с последовательно включенными первым блоком частотно-фазовой автоподстройки (ФАП) 21 и первым генератором, управляемым напряжением (ГУН) 31, второй выход которого соединен с вторым входом первого блока ФАП 21, a также с последовательно включенными вторым блоком ФАП 22 и вторым ГУН 32, второй выход которого соединен с вторым входом второго блока ФАП 22. Первый выход ЭГ 1 подключен к входам n идентичных каналов формирования сетки частот, каждый из которых содержит последовательно включенные канальный блок ФАП 4, канальный ГУН 5, канальный коммутатор сигналов (КСК) 6, канальный смеситель (КСМ) 7 и канальный широкополосный фильтр (КПФ) 8. Второй выход канального ГУН 5 соединен с вторым входом канального блока ФАП 4, вход которого является входом канала и соединен с выходом ЭГ 1. Выход КПФ 7 каждого канала соединен с вторым входом КСМ 8 последующего канала, а выход последнего КПФ 8n является выходом устройства. Выход первого ГУН 31 соединен с вторым входом КСМ 71 первого канала, а выход второго ГУН 32 соединен с вторым входом КСК 6 каждого канала. Третий вход КСК 6 каждого канала связан с генератором весовых функций (на схеме не показан).
Описанное устройство может быть выполнено по известным правилам на типовой элементной базе. В частности, в качестве ЭГ может быть использован кварцевый генератор типа ГК-89ТС3 (3Каталог ОАО «Морион», СПб, 2001, стр.7). В качестве ГУН 3, 5 использованы генераторы, выполненные на резонаторах с поверхностными акустическими волнами (ПАВ-генераторы), например, типа ГК141-С-ПВ (ЖКГД.468753.006); в качестве блоков ФАП использованы микросхемы РЕ32364 (4PEREGRINE SEMICONDUCTOR CORP. / http://www.peregrin-semi.com.), а в качестве канальных коммутаторов - микросхемы HMC239S85 (5Hittite Microwave Corporation. / www.hittite.com.).
Описанный синтезатор частот СВЧ-диапазона работает следующим образом. Напряжение с частотой 5-10 МГц с выхода ЭГ 1 подается на первый 31, второй 32 и канальные ГУН 5, которые привязаны к частоте ЭГ 1 системой ФАП и генерируют напряжения более высокой частоты, соответственно f1, f2, ..., fkn. Чтобы не ухудшались шумовые свойства ПАВ-генераторов 3, 5 полоса среза фазовой характеристики петли ФАП выбирается не более 100 Гц. Выходная частота синтезатора fвых смещается в заданный диапазон сетки частот изменением частоты f1 первого ГУН 31.
Выходная частота синтезатора fвых определяется следующим выражением:
где f1 - частота первого ГУН 31;
f2 - частота второго ГУН 32;
n - количество каналов формирования сетки частот;
Δf=f2-fk1 - шаг сетки частот;
Δf·k - ширина диапазона синтезатора;
k - код (номер) выбранной частоты синтезатора, который определяется выражением:
где а - весовой коэффициент двоичного числа k по разрядам «0» или «1».
Таким образом, выходная частота синтезатора формируется в зависимости от весовой функции. В частности, при нулевом значении k на выходах канальных коммутаторов 6 напряжение будет иметь частоту только второго ГУН 32, а при единичном значении k - частоты соответствующих канальных ГУН 5. После преобразования этих частот в канальных смесителях 7 выходная частота синтезатора fвых определяется выражением (1).
Пример.
Пусть f1=1000 Мгц, Δf=10 МГц, f2=1000 Мгц, fk1=1010 Мгц, fk2=1020 Мгц, fk3=1030 Мгц, и т.д.
k=0, n=6 (63 литеры).
В этом случае к выходу синтезатора через канальные коммутаторы сигналов КСК 6 подключен только второй ГУН 32 и выходная частота в соответствии с выражением (1) определяется следующим образом:
fвых0=1000+6000+10·0=7000 (МГц).
Если принять k=63, то к выходу синтезатора будут подключены все канальные ГУН 5.
fвых63=7000+10·63=7630 (МГц).
Диапазон перестройки частоты синтезатора:
k·Δf=fвых63-fвых0=630 МГЦ.
Шаг сетки частот Δf в СВЧ-диапазоне меньше 10 МГц обычно не делают, т.к. иначе соседние станции будут мешать друг другу.
Шумы синтезатора определяются следующей формулой:
где - отношение мощности шумов к мощности сигнала на несущей частоте.
Шумы всех ГУН 3, 5 можно считать одинаковыми, т.к. генераторы идентичны. Тогда γ∑=(n+1)γ. Перейдя к выражению в децибелах, получим:
10lgγ∑=10lg(n+1)+10lgγ, или γ∑ (∂Б/Гц)=(n+1)(∂Б)+γ(∂Б/Гц).
В случае использования шестиканального формирователя сетки частот, n=6. При этом ухудшение отношения сигнал/шум γ∑ составит 10lg7=8,45 дБ. В прототипе ухудшение отношения сигнал/шум γ∑ при умножении на 7 составит:
γ∑=γ·n2;
10lgγ∑=10lgγ+20lgn;
20lg7=17 дБ.
Отсюда видно, что шумовые характеристики заявленного синтезатора частот СВЧ-диапазона по сравнению с прототипом, по меньшей мере, на 8 дБ ниже.
Claims (1)
- Синтезатор частот сверхвысокочастотного диапазона, содержащий эталонный генератор, второй выход которого соединен с последовательно включенными первым блоком частотно-фазовой автоподстройки и первым генератором, управляемым напряжением, второй выход которого соединен с вторым входом первого блока частотно-фазовой автоподстройки; второй генератор, управляемый напряжением, отличающийся тем, что введены второй блок частотно-фазовой автоподстройки, вход которого соединен с вторым выходом эталонного генератора, а выход - с входом второго генератора, управляемого напряжением, второй выход которого соединен с вторым входом второго блока частотно-фазовой автоподстройки, и n идентичных каналов формирования сетки частот, каждый из которых содержит последовательно включенные канальный блок частотно-фазовой автоподстройки, канальный генератор, управляемый напряжением, канальный коммутатор сигналов, канальный смеситель и канальный широкополосный фильтр, причем второй выход канального генератора, управляемого напряжением, соединен с вторым входом канального блока частотно-фазовой автоподстройки; выход канального широкополосного фильтра каждого канала соединен с вторым входом канального смесителя последующего канала, а выход последнего канального широкополосного фильтра является выходом устройства; при этом первый выход эталонного генератора соединен с входом канальных блоков частотно-фазовой автоподстройки, выход первого генератора, управляемого напряжением, соединен с вторым входом канального смесителя первого канала, а выход второго генератора, управляемого напряжением, соединен с вторым входом канального коммутатора сигналов каждого канала, третий вход которого связан с генератором весовых функций.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006147104/22U RU63621U1 (ru) | 2006-12-29 | 2006-12-29 | Синтезатор частот сверхвысокочастотного диапазона |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006147104/22U RU63621U1 (ru) | 2006-12-29 | 2006-12-29 | Синтезатор частот сверхвысокочастотного диапазона |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU63621U1 true RU63621U1 (ru) | 2007-05-27 |
Family
ID=38311812
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006147104/22U RU63621U1 (ru) | 2006-12-29 | 2006-12-29 | Синтезатор частот сверхвысокочастотного диапазона |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU63621U1 (ru) |
-
2006
- 2006-12-29 RU RU2006147104/22U patent/RU63621U1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8704562B2 (en) | Ultra low phase noise signal source | |
JP4903969B2 (ja) | 回転周波数合成器 | |
CN110289858B (zh) | 一种宽带细步进捷变频合系统 | |
CN105553475A (zh) | 基于数字分频与谐波混频的高频点频源合成电路 | |
CN105356878B (zh) | 一种改进的三环宽带频率综合器的实现方法和装置 | |
CN115347868B (zh) | 用于产生低相位噪声信号的信号发生装置和信号发生方法 | |
RU63621U1 (ru) | Синтезатор частот сверхвысокочастотного диапазона | |
CN104124965B (zh) | 一种基于双鉴相器的信号发生器及信号产生方法 | |
RU172814U1 (ru) | Гибридный синтезатор частот с улучшенными спектральными характеристиками | |
RU2332787C1 (ru) | Синтезатор частот сверхвысокочастотного диапазона | |
RU135468U1 (ru) | Быстродействующий синтезатор частот | |
CN102497208A (zh) | 一种宽频带的x波段直接式频率综合器及信号产生方法 | |
RU2523188C1 (ru) | Синтезатор частот | |
Biswas et al. | A fast-switching low-spurious 6–18 GHz hybrid frequency synthesizer | |
US8736325B1 (en) | Wide frequency range clock generation using a single oscillator | |
JP6584330B2 (ja) | 周波数シンセサイザ | |
RU2774401C1 (ru) | Гибридный многокольцевой синтезатор частот | |
US11817871B2 (en) | Frequency synthesizers having low phase noise | |
van Wanum et al. | Phase Controlled 2.6-3.5 GHz Fractional-N PLL IC | |
RU2710299C1 (ru) | Широкополосный синтезатор частот | |
JP2828766B2 (ja) | 周波数変換装置 | |
JP2007134833A (ja) | Pll周波数シンセサイザ | |
Yang et al. | A millimeter-wave frequency synthesizer architecture with high agility and high resolution performance | |
Chenakin | A broadband, low phase noise, fast switching PLL frequency synthesizer | |
RU2161861C1 (ru) | Сверхвысокочастотное приемное устройство |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD1K | Correction of name of utility model owner | ||
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20091230 |