RU7786U1 - Цифровой синтезатор частот с частотной модуляцией - Google Patents

Abstract

Цифровой синтезатор частот с частотной модуляцией, содержащей соединенные в кольцо управляемый генератор, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, частотно-фазовый детектор, первый фильтр нижних частот и сумматор, последовательно соединенные опорный генератор и делитель частоты с фиксированным коэффициентом деления, выход которого подключен к другому входу частотно-фазового детектора, источник модулирующего сигнала, выход которого подключен к модулирующему входу управляемого генератора и входу интегратора, последовательно соединенные второй фильтр нижних частот и управляемый аттенюатор, выход которого соединен с вторым входом сумматора, блок установки частоты, выход которого соединен с установочным входом делителя частоты с переменным коэффициентом деления и управляющим входом управляемого аттенюатора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности компенсации реакции кольца импульсно-фазовой автоподстройки частоты на модулирующее воздействие по управляемому генератору, в него введен между выходом интегратора и входом второго фильтра нижних частот дискретизатор, второй вход которого соединен с выходом делителя частоты с фиксированным коэффициентом деления.

Description

ЦИФЮВОЙ СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТ С ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ

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

Известен цифровой синтезатор частот (ЦСЧ) с частотной модуляцией (ЧМ), построенный на основе кольца импульсно-фазовой автоподстройки частоты (ИФАПЧ) с делителем частоты с переменным коэффициентом деления (ДПКД) в цепи обратной связи, в котором модулирующий сигнал поступает на модулирующий вход управляемого генератора (УГ) (см. патент США Кв4110707, Н 03 С 3/10,1978). В таком ЦСЧ можно получить на выходе частотно-модулированный сигнал с практически неограниченной сверху по частоте полосой модуляции. Недостаток его состоит в ограничении снизу диапазона модулирующих частот из-за действия обратной связи в кольце ИФАПЧ. Частотная модуляция УГ по его модулирующему входу воспринимается кольцом ИФАПЧ как внутреннее возмущение, которое должно по цепи обратной связи отрабатываться (компенсироваться) в сторону уменьшения. Но эта реакция может происходить только в полосе пропускания кольца ИФАПЧ, определяемой фильтром нижних частот (ФНЧ), т.е. только на нижних частотах. Поэтому для расширения диапазона прохождения модулирующих частот в сторону низких необходимо сужать полосу пропускания кольца ИФАПЧ, т.е. делать ФНЧ на выходе фазового детектора более инерциоиным, а это приводит к снижению быстродействия ЦСЧ.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является ЦСЧ с частотной модуляцией (см. а.с. СССР Х91755371, Н 03 L 7/18, Н 03 С 3/10, 1988), в котором для формирования частагао-модулировашюго сигнала в щирокой полосе модулирующих частот используется комбинированный способ, когда моду.1гарующий сигнал подается на модулирующий вход УГ и одновременно через интегратор, второй ФНЧ и управляемый аттенюатор на второй вход сумматора, включенного между выходом первого ФНЧ и управ.11яющим входом УГ, чтобы компенсироват| | еакцию кольца ИФАПЧ на модулирующее воздействие по УГ. При этом происходит расширение диапазона частотной модуляции ЦСЧ в область нижних частот без уменьшения быстродействия.

Однако эта компенсация реакции кольца ИФАПЧ на модулирующее воздействие по УГ не является точной, что приводит к неравномерности амплитудно-частотной модуляционной характеристики (АЧМХ) синтезатора и обьясняется следующим.

С выхода ДП1СД поступают на один вход фазового детектора (ФД) или частотно-фазового детектора (ЧФД) короткие импульсы, модулированные по фазе в соответствии с модуляцией УГ информшщонным сигналом ). Иначе

М. КлЛНОЗЬ7/18 Н 03 С 3/10

говоря, реакция кольца ИФАПЧ на модуляцию УГ происходит в дискретные моменты времени. А компенсирующий сигнал, постунаюищй на второй вход сумматора, является аналоговым, непрерьтным. Это приводит к тому, что в промежутках между импульсами с ДШСД на второй вход сумматора приходит компенсирующий сигнал, что приводит к перекомпенсации. В результате на выходе сумматора формируется переменная составляющая, которая не точно компенсирует реакцию кольца ИФАПЧ, что приводит к искажениям АЧМХ, ее неравномерности.

Целью предлагаемого технического решения является повышение точности компенсации реакции кольца ИФАПЧ на модулирующее воздействие по управляемому генератору.

Поставленная цель достигается тем, что в ци4чювом синтезаторе частот с частотной модуляцией, содержащий соединенные в кольцо управляемый генератор, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, частотнофазовый детектор, первый фильтр нижних частот и сумматор, последовательно соединенные опорный генератор и делитель частоты с переменным коэффициентом деления, выход которого подключен к другому входу частотно-фазового детектора, источник модулирующего сигнала, выход которого подключен к модулирующему входу управляемого генератора и входу интегратора, последовательно соединенные второй фильтр нижних частот и управляемый аттенюатор, выход которого соединен с вторым входом сумматора, блок установки частоты, выход которого соединен с установочным входом делителя частоты с переменным коэффициентом деления и управляющим входом управляемого аттенюатора, введен между выходом делителя частоты с фиксированным коэффициентом деления.

Характерной особенностью предложенного технического решения является то, что компенсирующий сигнал на второй вход сумматора проходит только в дискретные промея тки времени с частотой сравнения, т.е. в те моменты, когда с ДПКД проходят модулированные по фазе импульсы. По сравнению с прототипом здесь происходит более точная компенсация реакции кольца ИФАПЧ на модулирующее воздействие по УГ, что приводит к уменьшению неравномерности АЧМХ в широком диапазоне модулирующих частот.

Заявителю неизвестны решения со сходными признаками и с аналоговыми свойствами. Следовательно, можно считать, что предлагаемое решение обладает существенными отличиями.

На чертеже изобра на блок-схема цифрового синтезатора частот с частотной модуляцией.

Цифровой синтезатор частот с частотной модуляцией содержит соединенные в кольцо УГ1, ДПКД2, ЧФДЗ, первый ФНЧ4 и сумматор СУМ5, последовательно соединенные ОГ6 и ДФКД7, выход которого подключен к другому входу ЧФДЗ, источник модулирующего сигнала ИМС8, выход которого подключен к модулнрующему входу УГ1 и входу интегратора ИНТ9, последовательно соединенные второй ФНЧ10 и управляемый аттенюатор УА11, выход

которого соединен со вторым входом СУМ5, блок установки частоты УЧ12, выход которого соединен с установочным входом ДПК7(2 и управляющим входом УА11, дискретизатор Д13, второй вход которого соединен с выходом ДФКД7.

Цифровой синтезатор частот с частотной модуляцией работает следующим образом.

После установления режима сишдюнизации в кольце ИФАПЧ при подаче модулирующего напряжения от ИМС8 на модулирующий вход УГ1 происходит его частотная модуляция. При этом на выходе первого ФНЧ4 в общем управляющем сигнале есть составляющая от реакции кольца ИФАПЧ на модулирующее возмзоцение УГ1 в полосе частот от самой нижней до частоты среза первого ФНЧ4. Для компенсации реакции кольца ИФАПЧ на модулирующее возмущение УГ1 модулирующий сигнал от ИМС8 подается одновременно через интегратор ИНТ9, дискретизатор Д13, второй ФНЧ10 и УА11 на второй вход сумматора СУМ5. Причем компенсирующий сигнал проходит в так же дискретные моменты времени, как и составляющая от реакции кольца ИФАПЧ с выхода ЧФДЗ. Дискретизация компенсирующего сигнала осуществляется с помощью Д13, 1ш второй вход которого поступает импульсы с частотой сравнения от ДФКД7.

В результате такой компенсации в управляющем сигнале на выходе сумматора СУМ5 нет составляющей от реакции кольца ИФАПЧ на модулирующее воздействие по УГ1 и нет составляющей от перекомпенсации, связанной с прохождением модулирующего (компенсирующего) сигнала в промежутках времени между импульсами с ДПКД (когда компенсировать не нужно). При этом АЧМХ синтезатора становится более равномерной в широкой полосе модулирующих частот.

Доказательством возможности осуществления предлагаемого устройства является то, что вводимый блок дискретизатора вьшолнен на широко известных микросхемах. Дискретизатор - это устройство, обеспечивающее выборку мгновенного значения входного сигнала и передачу его с требуемой точностью. В качестве устройства выборки используют аналоговый коммутатор на микросхеме 564KII2, после которого включают повторитель с достаточно больпшм входным сопротивлением. В качестве повторителя можно использовать операционный усилитель 544УД2.

Таким образом, 1фименение предлагаемого цифрового синтезатора частот с частотной модуляцией позволяет осуществить более точную компенсацию реакции кольца ИФАПЧ на модулирующее воздействие по УГ1, что повыщает равномерность амплитудно-частотной модуляционной характеристики синтезатора в широкой полосе модулирую1цих частот.

Claims (1)

1. Цифровой синтезатор частот с частотной модуляцией, содержащей соединенные в кольцо управляемый генератор, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, частотно-фазовый детектор, первый фильтр нижних частот и сумматор, последовательно соединенные опорный генератор и делитель частоты с фиксированным коэффициентом деления, выход которого подключен к другому входу частотно-фазового детектора, источник модулирующего сигнала, выход которого подключен к модулирующему входу управляемого генератора и входу интегратора, последовательно соединенные второй фильтр нижних частот и управляемый аттенюатор, выход которого соединен с вторым входом сумматора, блок установки частоты, выход которого соединен с установочным входом делителя частоты с переменным коэффициентом деления и управляющим входом управляемого аттенюатора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности компенсации реакции кольца импульсно-фазовой автоподстройки частоты на модулирующее воздействие по управляемому генератору, в него введен между выходом интегратора и входом второго фильтра нижних частот дискретизатор, второй вход которого соединен с выходом делителя частоты с фиксированным коэффициентом деления.