SU1552376A1

SU1552376A1 - Frequency synthesizer

Info

Publication number: SU1552376A1
Application number: SU864009906A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Иванович Беляков; Геннадий Федосович Варфоломеев
Original assignee: Предприятие П/Я В-2132
Priority date: 1986-01-16
Filing date: 1986-01-16
Publication date: 1990-03-23
Also published as: BG49036A1

Abstract

Изобретение относитс к радиотехнике и обеспечивает повышение спектральной чистоты выходных колебаний при одновременном повышении быстродействи . Синтезатор частот содержит опорный генератор 1, датчик опорных частот (ДОЧ) 2, перестраиваемые генераторы (ПГ) 3 и 11, делители частоты с переменным коэф. делени (ДПКД) 4 и 7, фазовые детекторы 5 и 9, фильтры 6 и 10 нижних частот, блок 8 установки частот, формирователь 12 сигналов грубой установки частоты, смеситель 13, полосовой фильтр 14 и формирователь импульсов 15. Соединенные в кольцо ПГ 3, ДПКД 4, фазовый детектор 5 и фильтр 6 представл ют собой датчик крупной сетки частот. Последовательным перебором частот ДОЧ 2 перекрываетс частотный интервал, определ емый шагом сетки датчика крупной сетки частот. ПГ 11, смеситель 13, полосовой фильтр 14, фазовый детектор 9 и фильтр 10 образует выходной контур фазовой автоподстройки. ПГ 11 настраиваетс на сумму частот ДОЧ 2 и датчика крупной сетки частот. При этом напр жение с выхода формировател 12 сигналов грубой установки устанавливает соотв. напр жение на управл ющие элементы ПГ 11 при переключени х ДПКД 7. С помощью формировател импульсов 15 можно управл ть формированием спектральных составл ющих. 1 ил.The invention relates to radio engineering and provides an increase in the spectral purity of the output oscillations while simultaneously increasing the speed. The frequency synthesizer contains a reference oscillator 1, a reference frequency sensor (DRC) 2, tunable oscillators (PG) 3 and 11, frequency dividers with a variable coefficient. division (DPKD) 4 and 7, phase detectors 5 and 9, low-pass filters 6 and 10, frequency setting block 8, coarse frequency setting driver 12, mixer 13, band-pass filter 14 and pulse shaper 15. Circuit-mounted PG 3, DPKD 4, phase detector 5 and filter 6 are a coarse frequency sensor. Sequential busting of the DRIVE 2 overlaps the frequency interval defined by the grid spacing of the coarse grid sensor. PG 11, the mixer 13, the band-pass filter 14, the phase detector 9 and the filter 10 forms the output circuit of the phase-locked loop. PG 11 is tuned to the sum of the DOC 2 frequencies and the coarse grid sensor. At the same time, the voltage from the output of the coder 12 of the coarse installation signal is set to acc. voltage on control elements of PG 11 when switching PDCD 7. Using pulse shaper 15 it is possible to control the formation of spectral components. 1 il.

Description

Изобретение относитс к радиотехнике и может быть использовано в системах радиосв зи и радионавигации.The invention relates to radio engineering and can be used in radio communication and radio navigation systems.

Цель изобретени - повышение спектральной чистоты выходных колебаний при одновременном повышении быстродействи .The purpose of the invention is to increase the spectral purity of the output oscillations while simultaneously increasing the response speed.

На чертеже представлена структурна электрическа схема синтезатора частот.The drawing shows a structural electrical circuit of a frequency synthesizer.

Синтезатор частот содержит опорный генератор 1, датчик опорных частот (104) 2, первый перестраиваемый генератор 3, первый делитель частоты с переменным коэффициентом делени (ДПКД) 4, первин Лазовын детектор 5, первый Фильтр ( нижних частот, второй П.ПКД 7, блок 0 установки частот, второй фазовый детектор 9, второй Фильтр 10 нижних частот, второй перестраиваемый генератор 11, Формирователь 12 еигнапов грубой установки частоты, смеситель 13, полосовой сЬильтр 14, формирователь 15 импульсов.The frequency synthesizer contains a reference oscillator 1, a reference frequency sensor (104) 2, the first tunable oscillator 3, the first frequency divider with a variable division factor (DDC) 4, the first Lazovyn detector 5, the first Filter (low frequencies, the second PDPD 7, block 0 frequency setting, second phase detector 9, second Low-pass Filter 10, second tunable oscillator 11, Shaper 12 eignup coarse frequency setting, mixer 13, band-pass filter 14, shaper 15 pulses.

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

Соединенные в кольцо первый перестраиваемый генератор 3, первый ДПКД 4, первый фазовый детектор 5 и Фильтр 6 представл ют из себ датчик крупной сетки частот. Выполнение ДОЧ 2 может быть любым, например в вице кольца Фазовой автоподстройки с делителем частоты (не показано).The first tunable generator 3, ringed in the ring, the first PDCD 4, the first phase detector 5, and Filter 6, are a coarse grid sensor. Perform DRC 2 can be any, for example in the vice ring Phase locked loop with a frequency divider (not shown).

Начальна частота диапазона второго перестраиваемого генератора 11, котора вл етс выходной частотой синтезатора частот, задаетс путем установки начальной частоты диапазона частот ДОЧ 2 и начальной частоты диапазона датчика крупной сетки частот . Дл этого необходимо задать с блока 8 установки минимальное значение коэффициента делени первого ДПКД 4. При этом напр жение с выхода Ъормировател 12 сигналов грубой установки должно соответствовать напр жению , при котором второй перестраиваемый генератор 11 настроен примерно на сумму частот с выхода ДОЧ 2 и с выхода первого перестраиваемого генератора 3. Последовательным перебором частот ДОЧ 2 по выходу синтезатор частот перекрывает частотный интервал , определ емый шагом сетки датчика крупной сетки частот.The initial frequency range of the second tunable oscillator 11, which is the output frequency of the frequency synthesizer, is set by setting the initial frequency of the DRC frequency range 2 and the initial frequency of the range of the coarse grid sensor. To do this, it is necessary to set the minimum value of the division ratio of the first PDCD 4 from the installation block 8. In this case, the voltage from the output of the coarse installation of the 12 signals should correspond to the voltage at which the second tunable generator 11 is set to approximately the sum of frequencies from the output of DOCH 2 and from the output of the first tunable oscillator 3. By successively sweeping the DRC 2 frequencies on the output, the frequency synthesizer covers the frequency interval defined by the grid spacing of the coarse grid sensor.

Затем увеличивают коэффициент делени первого ДПКД 4, а ДОЧ 2 устаThen, the division ratio of the first DPDC 4 is increased, and DRC 2 mouth

5five

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

навливают по .частоте п начало его частотного диапазона. Повтор последовательный перебор частот ДОЧ 2, перекрывают по выходу синтезатора частот следующий частотный интервал, определ емый шагом сетки частот датчика крупной сетки частот. Човтор таким образом перестройку по частоте при некотором промежуточном коэффициенте делени первого ДПКЛ 4, достигают верхнего кра диапазона частот первого перестраиваемого генератора 3. Увеличив на единицу коэффициент делени второго ДПКД 7, понижают опорную частоту на первом входе первого Фазового детектора 5, при .том частота первого перестраиваемого генератора 3 с верхнего кра диапазона перестраиваетс в начало диапазона. Поскольку коэффициент делени второго ДПКД 7 с К измен етс до К + 1, Формирователь 12 сигналов грубой установки также переключаетс и выдает напр жение, соответствующее настройке второго перестраиваемого генератора 11 на сумму частот ДОЧ 2 и нового значени частоты датчика крупной сетки частот.poured on. frequency n the beginning of its frequency range. Repeat sequential frequency sweep DOCH 2, cover the next frequency interval on the output of the frequency synthesizer, which is determined by the frequency grid spacing of the large frequency grid sensor. Thus, frequency tuning with some intermediate dividing coefficient of the first DPLK 4 reaches the upper edge of the frequency range of the first tunable generator 3. Increasing by one the division factor of the second DPDK 7, lowering the reference frequency at the first input of the first Phase detector 5, with the frequency of the first tunable generator 3 from the upper edge of the range is tuned to the beginning of the range. Since the division ratio of the second DPCD 7 K changes to K + 1, Coarse Signal Generator 12 also switches and outputs a voltage corresponding to the setting of the second tunable generator 11 for the sum of DRC 2 frequencies and the new value of the coarse-grid sensor frequency.

Повтор многократно синхронное переключение коэффициентов делени второго ДПКД 7 и формировател 12 сигналов грубой установки при последовательном наборе частоты и сдвига этим первый перестраиваемый генератор 3 вниз в начало его рабочего диапазона , можно в несколько раз уменьшить перекрытие частоты первого перестраиваемого генератора 3, сохран по выходу синтезатора частот заданный шаг сетки частот и диапазон перекрыти по частоте. Поскольку выходной контур Фазовой автоподстройки , состо щий из второго перестраиваемого генератора 11, смесител 13, полосового Лильтра 14, второго фазового детектора 9 и второго фильтра 10, выполнен в внпе суммирующего контура фазовой автоподстройки, то исключение из его состава делител частоты улучшает отношение сигнал/шум синтезатора частот, так как в этом случае умножение собственных шумов элементов контура автоподстройки,отсутствует . Дополнительным положительным эффектом при этом будет также уменьшение потребл емой энергии.Repeating many times synchronous switching of the division factors of the second PDCD 7 and coarse signal generator 12, with a consistent set of frequency and shift of the first tunable generator 3 down to the beginning of its operating range, the frequency overlap of the first tunable generator 3 can be reduced several times, keeping the output of the frequency synthesizer specified frequency grid spacing and frequency overlap range. Since the output phase-locked loop loop, consisting of a second tunable generator 11, a mixer 13, a bandpass Lilter 14, a second phase detector 9 and a second filter 10, is made in the summing loop of the phase-locked loop, eliminating the frequency divider from its composition improves the signal-to-noise ratio frequency synthesizer, as in this case, the multiplication of the intrinsic noise of the elements of the loop auto-tuning is absent. An additional positive effect will also be a reduction in energy consumption.

Св зь ДОЧ 2 непосредственно с вторым входом второго Фазового детектораConnection of DRC 2 directly with the second input of the second Phase Detector

9 обеспечивает повышение быстродействи , поскольку здесь возможно повысит частоту сравнени на втором фазовом детекторе 9 и, следовательно, уменьшит посто нною времени второго Фильтра 10.9 provides an increase in speed, since here it is possible to increase the frequency of comparison at the second phase detector 9 and, therefore, reduce the constant time of the second Filter 10.

Формирователь 12 сигналов грубой установки может Нормировать набор фиксированных напр жении на управл ю- щие элементы второго перестраиваемого генератора 11 дл его грубой установки частоты или может быть построен как дискретный конденсатор, переключаемый pin-диодами.A coarse setup shaper 12 may Normalize a set of fixed voltages per control elements of a second tunable oscillator 11 for coarse frequency setting or may be built as a discrete capacitor switched by pin diodes.

Формирователь 15 импульсов выполнен на усилителе с трансформато- ром, работающим в режиме отсечки (не показан). Угол отсечки определ ет содержание гармоник в импульсе тока смесител 13. Изменение проводимости смесител 13, который в этом случае должен быть выполнен в виде диодного смесител , под действием импульса тока формировател 15 импульсов приводит к модул ции сигнала второго перестраиваемого генератора 11 и формированию спектральных составл ющих.The pulse shaper 15 is made on an amplifier with a transformer operating in a cut-off mode (not shown). The cut-off angle determines the harmonic content in the current pulse of the mixer 13. A change in the conductivity of the mixer 13, which in this case should be made in the form of a diode mixer, under the action of the current pulse of the driver 15, modulates the signal of the second tunable generator 11 and forms spectral components .

Наличие полосового гЬильтра 14 и предварительной настройки частоты гарантируют на входе второго фазового детектора 9 только колебани с частотой , равной разности частот второго перестраиваемого генератора 11 и выбранной гармоники датчика крупной сет- ,ки частот.The presence of the band-pass filter 14 and the pre-tuning of the frequency guarantee at the input of the second phase detector 9 only oscillations with a frequency equal to the frequency difference between the second tunable generator 11 and the selected harmonic of the large-frequency sensor.

Claims

Invention Formula

A frequency synthesizer containing a tunable tunable oscillator, the first frequency divider with

five

Q

0

the variable division ratio, the first phase detector and the first low pass filter, the serially connected mixer, the bandpass filter, the second phase detector, the Bio low pass filter and the second tunable oscillator, the second reference frequency generator and the second variable frequency divider the division factor, the output of which is connected to the second input of the first phase detector, the reference frequency sensor, whose input is connected to the output of the reference oscillator, as well as the frequency setting unit, the first and second the outputs of which are connected respectively to the installation input of the first frequency divider with a variable division factor and to the installation input of the second frequency divider with a variable division factor, characterized in that, in order to increase the spectral purity of the 5 output oscillations while simultaneously increasing speed, a pulse generator and a driver are introduced coarse frequency setting signals whose input and output are respectively connected to the second output of the frequency setting unit and to the coarse installation input frequency of the second tunable generator, the input and output of the pulse generator are connected respectively to the second output of the first tunable generator and to the first input of the mixer, the second input of which is connected to the second output of the second tunable generator, the output of the reference frequency sensor is connected to the second input of the second phase detector.

0

five

0