SU1480126A1

SU1480126A1 - Frequency synthesizer

Info

Publication number: SU1480126A1
Application number: SU874222813A
Authority: SU
Inventors: Виктор Самуилович Закс
Original assignee: Предприятие П/Я А-1178
Priority date: 1987-04-06
Filing date: 1987-04-06
Publication date: 1989-05-15

Abstract

Изобретение относитс к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемниках и радиопередающих устройствах. Цель изобретени - расширение диапазона синтезируемых частот. Дл достижени цели введен источник 10 опорной частоты. Особенностью синтезатора частот вл етс то, что дл каждой из формируемых им сеток частот, т.е. при фиксированном шаге перестройки, изменение коэффициентов делени каждого из делителей 6, 8 частоты с переменным коэффициентом делени слабо вли ет на частотные характеристики регулировани в кольце фазовой автоподстройки. В синтезаторе частот возможно формирование выходных частот, не кратных частотам опорных генераторов с общеприн тыми "круглыми" номиналами выходных частот 1, 5, 10 мГц. Это достигаетс выбором соотв. разности частот, источников 3, 10 и суммы коэффициентов делени N. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.The invention relates to radio engineering and can be used in radio receivers and radio transmitting devices. The purpose of the invention is to expand the range of synthesized frequencies. To achieve the goal, the reference frequency source 10 is entered. A feature of the frequency synthesizer is that for each of the frequency grids it forms, i.e. with a fixed tuning step, changing the division factors of each of the dividers 6, 8 of the frequency with a variable division factor has little effect on the frequency characteristics of the adjustment in the phase locked loop. In the frequency synthesizer, it is possible to form output frequencies that are not multiples of the frequencies of the reference oscillators with the generally accepted "round" nominal output frequencies of 1, 5, 10 MHz. This is achieved by choosing acc. frequency differences, sources 3, 10 and the sum of the division factors N. 1 Cp f-ly, 2 ill.

Description

Фиа.1Phia.1

Изобретение относитс к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемных и радиопередающих устройствах .The invention relates to radio engineering and can be used in radio receiving and radio transmitting devices.

Целью изобретени вл етс расширение диапазона синтезируемых частот. На фиг.1 представлена электрическа структурна схема синтезатора частот; на фиг.2 - электрическа структурна схема блока установки кода частоты.The aim of the invention is to expand the range of synthesized frequencies. Figure 1 shows an electrical structural diagram of a frequency synthesizer; 2 is an electrical block diagram of a frequency code setting unit.

Синтезатор частот содержит блок 1 установки кода частоты, первый смеситель 2, первый источник 3 опорной частоты, управл емый генератор 4, фазовый детектор 5, первый делитель 6 частоты с переменным коэффициентом делени (ДПКД), фильтр 7 нижних частот, второй ДПКД 8, второй Смеситель 9, второй источник 10 опорной частоты, При этом блок 1 установки содержит формирователь 11 импульсов , блок 12 инверторов, сумматор 13 кодов, формирователь 14 кода номера частоты, формирователь 15 кода ша га частоты.The frequency synthesizer contains a block 1 for setting the frequency code, the first mixer 2, the first source 3 of the reference frequency, the controlled oscillator 4, the phase detector 5, the first frequency divider 6 with a variable division factor (DPDD), the low-pass filter 7, the second DPDD 8, the second The mixer 9, the second source 10 of the reference frequency. The installation unit 1 contains the driver 11 pulses, the unit 12 inverters, the adder 13 codes, the driver 14 of the frequency number code, the driver 15 of the frequency step code.

Синтезатор частот работает следующим образом.The frequency synthesizer works as follows.

Сигнал управл емого генератора 4 f г сравниваетс но частоте с сигналами первого f1 и второго fг источников 3 и 10 опорного сигнала. На выходах первого и второго смесителей 2 и 9 образуютс соответственно перг ва ЈПщИ втора f пч-z промежуточные частоты: f r-f -,; f г (считаем , что f , Ј f г f p .The signal of the controlled oscillator 4 fg is compared to the frequency with the signals of the first f1 and second fg of the sources 3 and 10 of the reference signal. At the outputs of the first and second mixers 2 and 9, respectively, the first frequencies are formed; intermediate frequencies: f r-f - ,; f g (we assume that f, Ј f g f p.

После прохождени через первый и второй ДПКД 6 и 8 на входы фазового детектора 5 поступают сигналы с частотами fflsi /N1 и fn rt/N4.After passing through the first and second DPCD 6 and 8, the inputs of the phase detector 5 receive signals with frequencies fflsi / N1 and fn rt / N4.

Выходной сигнал фазового детектора 5 через фильтр 7 поступает на вход управл емого генератора 4. The output signal of the phase detector 5 through the filter 7 is fed to the input of the controlled oscillator 4.

Синхронизм в системе фазовой автоподстройки наступает при их равенстве , т.е. при fn41/N1 fn45/N4. Отсюда частота fr равна:Synchronism in the system phase-locked loop occurs when they are equal, i.e. with fn41 / N1 fn45 / N4. Hence the frequency fr is equal to:

f cNiif J.J. в f (f i-f 1 )Nj, « N,+N4 f N или f cNiif J.J. in f (f i-f 1) Nj, “N, + N4 f N or

f f iLcLllNif f iLcLllNi

r M N tr M N t

где N N , H.where N N, H.

Следовательно, если управление частотой синтезатора частот осуществл етс так, что ,+Ni const, форTherefore, if the frequency synthesizer frequency control is performed in such a way that, + Ni const, the shape

0 Ь 0 b

0 5 0 5

0 0

5five

0 0

мируетс эквидистантна сетка частот с шагом ()/N. Если выбрано новое значение дл суммы N t+N N , то шаг сетки частот окажетс другим (f-j-f ,)/N . Таким образом, дл полу чени эквидистантной сетки частот блок I установки должен формировать такие коды, устанавливающие коэффициенты делени частоты в первом и вто- ром ДПКД 6 и 8, чтобы увеличение одного из них сопровождалось уменьшением другого на ту же величинус Эту задачу решает блок I установки (фиг.2).A equidistant frequency grid with a step () / N is compiled. If a new value is chosen for the sum N t + N N, then the frequency grid step will be different (f-j-f,) / N. Thus, in order to obtain an equidistant frequency grid, the unit I of the installation must generate such codes that establish the frequency division factors in the first and second PDDD 6 and 8 so that an increase in one of them is accompanied by a decrease in the other by the same value. (figure 2).

Формирователь I5 кода тага формирует Р-разр дный двоичный код числа N, которым задаетс значение суммы N,+N или величина шага перестройки /JF(f г-Ј 1)/N . В формирователе 14 кода номера формируетс Р-разр дный двоичный код числа N 1 , определ ющий номер формируемой частоты в сетке частот с шагом перестройки, заданным установкой числа N.The shaper I5 of the tag code generates a P-bit binary code of the number N, which is given the value of the sum N, + N or the magnitude of the tuning step / JF (f y −1) / N. In the number code generator 14, a P-bit binary code of the number N 1 is formed, which determines the number of the generated frequency in the frequency grid with a tuning step specified by setting the number N.

Код числа N , поступает на выход блока I установки и, одновременно пройд блок 12 инверторов, совмест- с кодом шага перестройки поступает на вход сумматора 13. При этом с учетом инверсии на первом входе оказываетс Р-разр дное двоичное число N Р-(1 +Nji) , а на втором входе - чис- ,ло N, равное N 1+N v При суммировании кодов чисел N и N , с учетом наличи уровн логической единицы на входе переноса сумматора с выхода формировател l.l на выходе сумматора 13 получают | IN1+N +P-1-N ,+ l lp |P+N5lp N1, т.е. код числа N. Полученный код числа N поступает далее на второй выход блока I установки и на управл ющий вход второго ДПКД 8.The code of the number N arrives at the output of the installation block I and, at the same time, the inverter block 12 passes, together with the code of the adjustment step, enters the input of the adder 13. At the same time, taking into account the inversion, the P input bit number N P- (1 + Nji), and at the second input - the number-, N, equal to N 1 + N v. When summing up the codes of the numbers N and N, taking into account the presence of the level of the logical unit at the transfer input of the adder from the output of the former, ll at the output of the adder 13 receive | IN1 + N + P-1-N, + l lp | P + N5lp N1, i.e. code of number N. The resulting code of number N goes on to the second output of the installation block I and to the control input of the second PDCD 8.

Особенностью синтезатора частот вл етс то, что дл каждой из формируемой им сеток частот, т.е. при фиксированном шаге перестройки, изменение коэффициентов делени каждого из ДПКД 6 и 8 слабо вли ет на частотные характеристики регулировани в кольце фазовой автоподстройки.A feature of the frequency synthesizer is that for each of the frequency grids it forms, i.e. with a fixed tuning step, the change in the division factors of each of the PDCD 6 and 8 has little effect on the frequency response of the adjustment in the phase locked loop.

Выходное напр жение фазового детектора 5 пропорционально разности фаз ifr-i/, ef4-UrThe output voltage of the phase detector 5 is proportional to the phase difference ifr-i /, ef4-Ur

5five

- к I - Ч u-r - to I - H u-r

К I N, N4 J KI N, N4 J

где ц , 1 , ц - мгновенные значени фаз управл емого генератора 4, первоJ14 .801where q, 1, q are the instantaneous values of the phases of the controlled generator 4, first J14 .801

го и второго источников З.и 10 опорной частоты; К - коэффициент пропор- сsecond and second sources Z. and 10 reference frequency; K - coefficient proportional to

ционалыюстн.nationality

При высоких и относительно близких частотах f , и f, т.е. при 2(fz-ff)/(f1-+ -ff) ЈЈ t формируемых когерентно, можно прин ть . Тогда ЮAt high and relatively close frequencies f, and f, i.e. at 2 (fz-ff) / (f1- + -ff) ЈЈ t formed coherently, can be accepted. Then you

u«D -кО,-.) jrj-hrj.u "D -OQ, -.) jrj-hrj.

Эффективный коэффициент ослаблени фазовой ошибки от выхода управл емого генератора 4 до входа фазового 15 детектора 5 равен:The effective attenuation coefficient of the phase error from the output of the controlled oscillator 4 to the input of the phase 15 detector 5 is equal to:

Nj N-Nji Nj N-Nji

N,(1N, (1

-N-L). -N-L).

N N

При фиксированном при из- менении N, максимальное значение этого ослаблени N}( M(IKfN/4.With a fixed change in N, the maximum value of this attenuation is N} (M (IKfN / 4.

Если прин ть, что Nэ +измен етс не более, чем в 2 раза от своего максимального значени , т.е. от N/A до N/8, граничные значени Ы1г N/2(11If it is accepted that Ne + changes no more than 2 times its maximum value, i.e. from N / A to N / 8, boundary values L1g N / 2 (11

± ) расположень симметрично относительно значени N,N/2.±) is located symmetrically with respect to the value of N, N / 2.

Следовательно, значение N, можно выбирать в интервалеTherefore, the value of N can be chosen in the interval

, ,

В этом случае допустимый диапазон относительных изменений величины N1t In this case, the allowable range of relative changes in the value of N1t

определ емый отношением N1 waKC /N1A(MH , равенdefined by the ratio N1 waKC / N1A (MH, is equal to

42 42

NLNl

jg±L - 5 82jg ± L - 5 82

ГГ-1- vz-i vlYY-1- vz-i vl

Если прин ть, что коэффициенты делени N, измен ютс в диапазоне ок- тавы в окрестности значени N,,N/2, т.е. 4If it is accepted that the division factors N, change in the range of the octave in the vicinity of the value N ,, N / 2, i.e. four

N 2/3N , ™V носительное изменение эффективного коэффициента ослаблени ошибки от выхода управл емого генератора 4 до входа фазового детектора 5 составит: N 2 / 3N, ™ V a relative change in the effective attenuation coefficient of the error from the output of the controlled oscillator 4 to the input of the phase detector 5 will be:

. MOVIEN/4. MOVIEN / 4

И, AND,

N.N.

(1-NtMC«KC/N(1-NtMC "KC / N

Z 1,13,Z 1.13,

МИН MIN

т.е.- ДК3ФФ составл ет всего 13%, а не октаву. Отсюда видно, что вли ние изменений коэффициента делени в первом и втором ДПКД 6, 8, на коэффициент передачи разомкнутой системы фазо6 i.e. DC3PF is only 13%, not an octave. This shows that the effect of changes in the division ratio in the first and second PDCD 6, 8, on the transmission coefficient of the open phase system

вой автоподстройки слабое, при этом частота среза системы также измен етс слабо, что повышает стабильность частотных характеристик регулировани .The auto-tuning is weak, and the cut-off frequency of the system also changes slightly, which increases the stability of the frequency response characteristics.

В синтезаторе частот возможно также формирование выходных частот, не кратных частотам опорных генераторов с общеприн тыми круглыми номиналами выходных частот 1,5,10 мГц„ Это достигаетс выбором соответствую- щей разности частот между первым и вторым источниками 3, 10 опорной частоты и суммы коэффициентов делени NtIn the frequency synthesizer, it is also possible to form output frequencies that are not multiples of the frequencies of the reference oscillators with conventional round nominal output frequencies of 1.5.10 MHz. This is achieved by selecting the appropriate frequency difference between the first and second sources 3, 10 of the reference frequency and the sum of the division factors Nt

Синтезатор частот может работать как с когерентными, так и не когерентными первым и вторым источниками ,3 и 10 опорной частоты. В случае некогерентных источников взаимна их нестабильность по частоте отразитс на стабильности частоты выходного сигнала. При этом большее вли ние будет оказывать нестабильность того источника опорной частоты, к которому ближе частота подстраиваемого генератора .The frequency synthesizer can work with both coherent and non-coherent first and second sources, 3 and 10 of the reference frequency. In the case of incoherent sources, their mutual frequency instability will affect the frequency stability of the output signal. In this case, the instability of the source of the reference frequency to which the frequency of the adjustable oscillator is closer will have a greater effect.

Claims

1. A frequency synthesizer containing a looped controlled oscillator, a first mixer, a first variable-division frequency divider, a phase detector and a low-pass filter, as well as a second mixer and a second frequency divider in series with a variable division factor, the second input The second mixer is connected to the output of the controlled oscillator, the second input of the first mixer is connected to the output of the first source of the reference frequency, the control inputs of the first and second frequency dividers with The belt division factor is connected to the first and second outputs of the frequency code setting block, respectively, so that, in order to expand the range of synthesized frequencies, a second reference frequency source is inputted, the output of which is connected to the second input the second mixer, and the output of the second frequency divider with a variable division factor is connected to the second input of the phase detector.

2. A synthesizer in accordance with claim 2, wherein the frequency code setting unit comprises a serial number connected frequency code generator, an inverter block and a code adder, and a frequency step code generator, the output of which is connected to the second input of the code adder, and the transfer input of the adder

The codes are connected to the output of a shaped pulse body, while the outputs of the frequency code generator and the code adder are the first and second outputs of the frequency code setting unit, respectively.

Fie.2