SU1721827A1

SU1721827A1 - Frequency synthesizer

Info

Publication number: SU1721827A1
Application number: SU904809484A
Authority: SU
Inventors: Александр Семенович Галин
Original assignee: Московский научно-исследовательский радиотехнический институт
Priority date: 1990-04-02
Filing date: 1990-04-02
Publication date: 1992-03-23

Abstract

Изобретение относитс к радиотехнике и может быть использовано в системах радиосв зи , радиолокации, а также в радиоизмерительной технике. Цель изобретени - расширение полосы выходных рабочих частот при сохрании шумовых характеристик и быстродействи . Синтезатор частот содержит опорный генератор 1. умножитель 2 частоты , первый, ..., N-й блоки преобразовани частоты (БПЧ) 3, 4(2),..., 4(N), датчик крупной сетки частот 5, фазовый дискриминатор (ФД) 6, усилитель посто нного тока 9, фильтр нижних частот 8 и управл емый автогенератор 7. Первый N-й 2 БПЧ включают в себ смесители 10,14(2) 14(N), полосовые фильтры 11,15(2) 15(N), делители с фиксированным коэффициентом делени (ДФКД) 12, 16(2)16(М), датчики опорной частоты 13(2),..., 13(N). Введение умножител 2 и ДФКД 12, 16(2)16(N - 1) приводит к получению низких опорных частот с выходов датчиков 13 и 5, а разбив полосу выходных частот синтезатора П0 на m поддиапазонов и измен частоту сравнени fqo на ФДт раз с шагом , обеспечивают крупный шаг сетки выходных частот. При этом значение частоты сравнени можно выбирать достаточно большим независимо как от значени , так и от значени шага сетки частот синтезатора , чем можно обеспечить нужную с точки зрени шумовых характеристик и времени перестройки широкополосность при заданной степени подавлени побочных составл ющих в выходных колебани х синтезатора и широкой полосе выходных частот. 2 ил. СО СThe invention relates to radio engineering and can be used in radio communication systems, radiolocation systems, as well as in radio measuring equipment. The purpose of the invention is to expand the output frequency band while maintaining noise characteristics and speed. The frequency synthesizer contains a reference oscillator 1. frequency multiplier 2, the first, ..., Nth frequency conversion unit (PSU) 3, 4 (2), ..., 4 (N), coarse frequency sensor 5, phase discriminator (PD) 6, DC amplifier 9, low pass filter 8 and controlled oscillator 7. The first Nth 2 PLCs include mixers 10.14 (2) 14 (N), bandpass filters 11.15 (2) 15 (N), dividers with a fixed division factor (DFCD) 12, 16 (2) 16 (M), reference frequency sensors 13 (2), ..., 13 (N). The introduction of multiplier 2 and DFCD 12, 16 (2) 16 (N - 1) results in low reference frequencies from the outputs of sensors 13 and 5, and by dividing the output frequency band of the P0 synthesizer into m subbands and changing the comparison frequency fqo into PDT times in steps , provide a large grid pitch of output frequencies. In this case, the value of the comparison frequency can be chosen sufficiently large regardless of both the value and the step size of the synthesizer frequency grid, which can provide the necessary bandwidth from the point of view of noise characteristics and tuning time at a given degree of suppression of the side components in the output oscillations of the synthesizer and wide output frequency band. 2 Il. WITH S

Description

Изобретение относитс к радиотехнике и может использоватьс в системах радиосв зи , радиолокации, а также в радиоизмерительной технике.The invention relates to radio engineering and can be used in radio communication systems, radar systems, as well as in radio measuring technology.

Цель изобретени - расширение полосы выходных рабочих частот при сохранении шумовых характеристик и быстродействи синтезатора частот.The purpose of the invention is to expand the output frequency band while maintaining the noise characteristics and speed of the frequency synthesizer.

На фиг.1 представлена структурна схема синтезатора частот; на фиг.2 - структурна электрическа схема синтезатора дл Figure 1 shows the structural diagram of the frequency synthesizer; 2 is a structural electrical circuit synthesizer for

случа применени кольца ФАПЧ с двум преобразовани ми частоты.case of using a PLL with two frequency conversions.

Синтезатор содержит опорный генератор 1, умножитель 2 опорной частоты, N блоков преобразовани частоты (показаны первый блок 3 и N-й блок 4), датчик 5 крупной сетки частот, фазовый дискриминатор (ФД) 6, усилитель 9 посто нного тока, фильтр 8 нижних частот и управл емый автогенератор 7. Первый блок 3 преобразовани частоты включает первый смеситель (См-) 10, первый полосовой фильтр 11, перXIThe synthesizer contains a reference oscillator 1, a frequency multiplier 2, N frequency conversion blocks (the first block 3 and the Nth block 4 are shown), a coarse frequency grid sensor 5, a phase discriminator (PD) 6, a DC amplifier 9, a lower filter 8 frequency and controlled oscillator 7. The first block 3 frequency conversion includes the first mixer (Cm) 10, the first band-pass filter 11, perXI

юYu

0000

юYu

XIXi

вый делитель частоты с фиксированным коэффициентом делени (ДКФД) 12. N- чейка преобразовани частоты состоит из М-го датчика 13 сетки опорных частот , N-го смесител 14, N-го полосового фильтра 15, М-го ДФКД 16.a new frequency divider with a fixed division factor (DKFD) 12. N-cell frequency conversion consists of the M-th sensor 13 of the grid of the reference frequency, the N-th mixer 14, the N-th band-pass filter 15, the M-th DFCD 16.

Синтезатор работает следующим образом.The synthesizer works as follows.

На первый смеситель 10 подаютс колебани управл емого генератора 7 f0 и одной опорной частоты nfqo до n-й гармоники частоты колебаний опрного генератора 1 fqo с выхода умножител 2 частоты, включающего полосовой фильтр с фиксированной настройкой . Смесителем 10 весь рабочий диапазон управл емого генератора 7 переноситс на первую промежуточную частоту (ПЧ), фильтруетс фильтром 11 первый ПЧ, делитс первым ДФКД 12 в Ci раз и подаетс на второй смеситель 14. На другой вход второго смесител 14 подаютс колебани суммарной частоты fq всех предыдущих декад синтезатора частот с выхода датчика 13 сетки опорных частот. Колебани второй ПЧ фильтруютс полосовым фильтром 15 и через второй ДКФД 16, который делит частоту в Са раз, подаютс на ФД 6.To the first mixer 10, oscillations of the controlled oscillator 7 f0 and one reference frequency nfqo to the n-th harmonic of the oscillation frequency of the reference oscillator 1 fqo are output from the output of the frequency multiplier 2, including a fixed-band-pass filter. By mixer 10, the entire operating range of the controlled generator 7 is transferred to the first intermediate frequency (IF), filtered by filter 11 of the first IF, divided by the first DFCD 12 to Ci times and fed to the second mixer 14. To the other input of the second mixer 14, oscillations of the total frequency fq of all are applied previous decades of the frequency synthesizer output from the sensor 13 of the reference frequency grid. The oscillations of the second IF are filtered by the bandpass filter 15 and through the second DCFD 16, which divides the frequency by Sa times, is fed to the PD 6.

На другой вход ФД 6 с датчика 5 подаютс колебани крупной сетки частот выходных колебаний fqccfl. Сигнал рассогласовани с выхода ФД 6 через усилитель 9 и фильтр 8 управл ет частотой управл емого автогенератора 7.To the other input of the PD 6 from the sensor 5, oscillations of the coarse grid of frequencies of the output oscillations fqccfl are applied. The error signal from the output of the PD 6 through the amplifier 9 and the filter 8 controls the frequency of the controlled oscillator 7.

На умножитель 2 частоты, датчики 13 и 5 опорных частот подаютс колебани опорного генератора 1.The frequency multiplier 2, the sensors 13 and 5 of the reference frequencies are oscillated by the reference oscillator 1.

Основное уравнение частотного плана системыBasic equation of the frequency plan of the system

fo nfqo - С1Тд + С1ТД -HHCafqCDflfo nfqo - С1Тд + С1ТД -HHCafqCDfl

(1)(one)

Обозначают Д0 - шаг сетки частот синтезатора , Дд - шаг сетки опорных частот п редыдущих декад, Д ФД - шаг сетки опорных частот, соответствующий шагу крупной сетки частот выходных колебаний - ширине поддиапазона частот синтезатора.Denote D0 - step of the synthesizer frequency grid, Dd - step of the reference frequency grid of the previous decades, D FD - step of the reference frequency grid, corresponding to the step of the large grid of output oscillation frequencies - width of the synthesizer frequency range.

Дл изменени частоты fo на До частота ffl измен етс на Дд при неизменной частоте fqOA- При этом из (1) получаютIn order to change the frequency fo by Do, the frequency ffl is changed by Dd with the frequency fqOA unchanged. In this case,

До С1Дд(2)Up to S1Dd (2)

Дл изменени частоты f0 на ЛП0 частота ФД измен етс на Дфд при неизменной частоте тд. При этом из (1) получимTo change the frequency f0 by LP0, the PD frequency is changed by DFd at a constant frequency td. In this case, from (1) we obtain

АП0 С1С2ДФД(3)AP0 S1S2DFD (3)

Таким образом, разбив полосу выходных частот синтезатора П0 на m поддиапазонов и, измен частоту сравнени Фд на ФДт раз с шагом Д фд , обеспечивают крупный шаг сетки выходных частот. При этом значение частоты сравнени можно выбирать достаточно большим независимо как от значени Дфд , так и от значени Д0 , чем можно обеспечить нужную с точки зрени шумовых характеристик и времени перестройки широкополосность кольца ФАПЧThus, by dividing the output frequency band of the synthesizer P0 into m subbands, and by changing the frequency of comparison Fd by PDt times with the step D fd, provide a large step of the grid of output frequencies. In this case, the value of the comparison frequency can be chosen sufficiently large regardless of both the DFD value and the D0 value, which can provide the PLL bandwidth required from the point of view of noise characteristics and tuning time.

при заданной степени подавлени побочных составл ющих в выходных колебани х синтезатора и широкой полосе выходных частот.with a given degree of suppression of the side components in the output oscillations of the synthesizer and a wide band of output frequencies.

Так как значение опорной частоты с выхода умножител 2 частоты значительно превосходит пересчитанные к первому смесителю значени опорных частот с выходов датчиков 13 и 5, шумовые характеристики синтезатора частот определ ютс главнымSince the value of the reference frequency from the output of the multiplier 2 frequencies far exceeds the values of the reference frequencies recalculated to the first mixer from the outputs of the sensors 13 and 5, the noise characteristics of the frequency synthesizer are determined by

образом шумами в опорном колебании с выхода умножител 2 частоты.image noise in the reference oscillation from the output of the multiplier 2 frequency.

Пространственное разделение частей синтезатора СВЧ не вызывает затруднений, так как умножитель 2 частоты не нужно переключать - он оказываетс простым, малогабаритным и легко размещаетс в выносной части синтезатора и благодар применению ДФКД 12 и 16 опорные частоты с выходов датчиков 13 и 5 оказываютс столь низкими,The spatial separation of the parts of the microwave synthesizer is not difficult, since the 2 frequency multiplier does not need to be switched - it is simple, compact and easily placed in the remote part of the synthesizer and due to the use of DFCD 12 and 16, the reference frequencies from the outputs of the sensors 13 and 5 are so low

Claims

that their sewage along flexible coaxial cables to the external part of the synthesizer does not lead to noticeable energy losses. The invention The frequency synthesizer comprising a series-connected reference oscillator and a coarse frequency grid sensor, a series-connected controlled oscillator, a first frequency conversion unit, a second frequency conversion unit, ..., Mth

a frequency conversion unit, a phase discriminator, a DC amplifier and a low-pass filter, the output of which is connected to the control input of the controlled auto-oscillator, the first frequency conversion unit made in the form of serially connected mixer and band-pass filter, the second (N - 1) - th blocks of frequency conversion made in the form of serially connected sensor

reference frequencies, a mixer and a bandpass filter, the Nth frequency conversion unit is made in the form of serially connected reference frequency sensors, a mixer, a bandpass filter and a frequency divider with

the fixed division ratio, the output of which is the output of this frequency conversion unit, in each of the N frequency conversion units, one of the mixer inputs is the first input of this frequency conversion unit, the second mixer input of the first frequency conversion unit is the second input of this frequency conversion unit, and the input of each of the reference frequency sensors, which is the second input of the corresponding frequency conversion unit, is connected to the output of the reference oscillator, in that , in order to expand the bandwidth of the output operating frequencies while preserving the noise nature of TM and speed, between the output of the reference oscillator and the second input of the first frequency conversion unit is introduced

frequency multiplier, the output of the coarse frequency grid sensor is connected to another input of the phase discriminator, in each of the frequency converters, except for N-ro, the output of the bandpass filter is connected to the input of an entered frequency divider with a fixed division factor, the output of which is the output of the corresponding frequency conversion block .

1

output