[go: up one dir, main page]

SU794706A1 - Frequency synthesizer - Google Patents

Frequency synthesizer Download PDF

Info

Publication number
SU794706A1
SU794706A1 SU782688865A SU2688865A SU794706A1 SU 794706 A1 SU794706 A1 SU 794706A1 SU 782688865 A SU782688865 A SU 782688865A SU 2688865 A SU2688865 A SU 2688865A SU 794706 A1 SU794706 A1 SU 794706A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
frequency
output
signal
generator
synthesizer
Prior art date
Application number
SU782688865A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Данилович Мицкевич
Original Assignee
Минский радиотехнический институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Минский радиотехнический институт filed Critical Минский радиотехнический институт
Priority to SU782688865A priority Critical patent/SU794706A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU794706A1 publication Critical patent/SU794706A1/en

Links

Landscapes

  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Description

(54) СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТ(54) FREQUENCY SYNTHESIZER

Изобретение относитс  к радиотехнике, может использоватьс  дл  формировани  сетки частот в радиопередающих и радиоприемных устройствах.The invention relates to radio engineering, can be used to form a grid of frequencies in radio transmitting and receiving devices.

Известен синтезатор частот, содержащий последовательно соединенные опорный генератор, фазовый детектор, первый фильтр нижних частот, управл емый генератор и делитель частоты с переменным коэффициентом делени  1.A known frequency synthesizer comprising a series-connected reference oscillator, a phase detector, a first low-pass filter, a controlled oscillator, and a frequency divider with a variable division factor of 1.

Однако известный синтезатор частот имеет недостаточно высокое быстродействие и недостаточно малый уровень выходных щумов, обусловленные узкололосностью контура фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) и его ограниченной полосы пропускани .However, the known frequency synthesizer has an insufficiently high speed and insufficiently low level of output noise, due to the narrow bandwidth of the phase-locked loop (PLL) and its limited bandwidth.

Цель изобретени  - повышение быстродействи  и снижение уровн  выходных щумов .The purpose of the invention is to increase the speed and decrease the level of the output noise.

Дл  этого в известный синтезатор частот между выходом делител  частоты с переменным коэффициентом делени  и другим входом фазового детектора введены последовательно -соединенные сумматор, цифроаналоговый преобразователь, второй фильтр нижних частот и формирователь импульсов, при этом к информационным входам сумматора подключен вновь введенный регистр кода.To do this, a serially connected adder, a digital-to-analog converter, a second low-pass filter, and a pulse shaper are inserted into the known frequency synthesizer between the output of a frequency divider with a variable division factor and another input of the phase detector, and a newly entered code register is connected to the information inputs of the adder.

На фиг. 1 представлена структурна  схема предлагаемого синтезатора частот; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства. Синтезатор частот содержитFIG. 1 shows the structural scheme of the proposed frequency synthesizer; in fig. 2 - timing charts of the device. Frequency synthesizer contains

опорный генератор 1, фазовый детектор 2, первый фильтр нижних частот 3, управл емый генератора, делитель 5 частоты с переменным коэффициентом делени  (ДПКД), регистр 6 кода, сумматор 7, цифроаналоговый преобразователь (ДАП) 8, второй фильтр 9 нижних частот и формирователь 10 импульсов.reference oscillator 1, phase detector 2, first low-pass filter 3, controlled oscillator, variable frequency division divider 5 (DFD), code register 6, adder 7, digital-to-analog converter (DAP) 8, second low-pass filter 9 and driver 10 pulses.

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

Генератор / предназначен дл  синхронизации синтезатора частоты. Детектор 2 сравнивает частоту генератоа / с частотой, поступающей на детектор 2 по цепи обратной св зи с выхода формировател  10, иThe generator / is intended for synchronization of the frequency synthesizer. The detector 2 compares the frequency of the generator / with the frequency supplied to the detector 2 via a feedback circuit from the output of the driver 10, and

вырабатывает сигнал ошибки, пропорциональный разности фаз сравниваемых сигналов , фильтр 3 выдел ет посто нную составл ющую сигнала и подает ее на вход управл емого генератора 4. Генератор 4produces an error signal proportional to the phase difference of the compared signals, filter 3 extracts the constant component of the signal and supplies it to the input of controlled oscillator 4. Generator 4

служит дл  формировани  сетки частот: его выход  вл етс  выходом синтезатора. ДПКД 5 предназначен дл  предварительного делени  частоты генератора 4; коэффициент делени  ДПКД 5 в предложенномserves to form a frequency grid: its output is the synthesizer output. PDKD 5 is designed to pre-divide the frequency of the generator 4; division factor DPKD 5 in the proposed

синтезаторе выбираетс  значительно меньшим , чем в известном. Сумматор 7 используетс  дл  последовательного суммировани  при поступлении импульсов с выхода ДПКД 5 значени  кода частоты, записываемого в регистре кода 6.The synthesizer is chosen to be significantly smaller than what is known. Adder 7 is used to sequentially sum up when the pulses from the DCCD 5 are received, the values of the frequency code recorded in the register of code 6.

Преобразователь 8 преобразует код сумматора 7 в соответствующие значени  напр жени . Фильтр 9 используетс  дл  формировани  аналогового синусоидального сигнала по дискретным выборкам.Converter 8 converts the code of the adder 7 into the corresponding voltage values. Filter 9 is used to form an analog sinusoidal signal from discrete samples.

Формирователь 10 служит дл  формировани  импульсов, соответствующих нул м синусоиды на выходе фильтра 9.The shaper 10 serves to generate pulses corresponding to the zero of the sinusoid at the output of the filter 9.

На фиг. 2 приведены временные диаграммы , по сн ющие работу синтезатора частот. Здесь U, -- сигнал на выходе генератора 4, Us - сигнал на выходе ДПКД 5, Кл - код, записанный в накопительном сумматоре 7, N - полна  емкость накопительного сумматора 7, п - код, установленный в регистре кода 6, tn - момент переполнени  накопительного сумматора 7, С - остаток кода после переполнени  накопительного сумматора 7, Us - сигнал на выходе преобразовател  8, UQ - выходной сигнал фильтра 9, f/io - выходной сигнал формировател  10, Дт - фазовый сдвиг сигнала на выходе формировател  10 относительно сигнала генератора 4, U - сигнал на выходе генератора 1, U - сигнал на выходе детектора 2.FIG. 2 shows time diagrams explaining the operation of the frequency synthesizer. Here, U, is the signal at the output of the generator 4, Us is the signal at the output of DCDD 5, C is the code recorded in accumulator 7, N is the total capacity of accumulative adder 7, n is the code set in code register 6, tn is the moment overflow cumulative adder 7, C - the rest of the code after overflow cumulative adder 7, Us is the signal at the output of converter 8, UQ is the output signal of filter 9, f / io is the output signal of the driver 10, Dt is the phase shift of the signal at the output of the generator 10 relative to the signal generator 4, U - signal at the output of generator 1, U - sig al at the output of the detector 2.

Выходна  частота генератора 4 предварительно делитс  на коэффициент М ДпКД 5 до частоты, необходимой дл  устойчивой работы устройств, подключенных к выходу ДПКД 5 (на фиг. 2 дл  примера М 2). Импульсы с выхода ДПКД 5 поступают на синхронизирующий вход сумматора 7, и при поступлении калсдого нмпульса в сумматор 7 заноситс  содержимое регистра кода частоты п. При превышении емкости N сумматора 7 происходит его переполнение (момент /„), и процесс повтор етс , но на этот раз суммирование начинаетс  со значени  С - остатка кода после переполнени .The output frequency of the generator 4 is preliminarily divided by the coefficient M DPCD 5 to the frequency necessary for the stable operation of devices connected to the output of the PDCD 5 (in Fig. 2 for example M 2). The pulses from the DPKD 5 output go to the synchronizing input of the adder 7, and when the output pulse arrives in the adder 7, the contents of the frequency code register are entered. When the capacity N of the adder 7 is exceeded, it overflows (moment) and the process repeats, but this time Once the summation begins with the value C, the remainder of the code after the overflow.

Выходной код сумматора 7 поступает на ВХОД ЦАП 8, который сначала выполн ет лреобразование кода сумматора 7 в код синусоиды, ирнчем емкость сумматора 7 N полагаетс  равной одному нериоду синусоиды , т. е. 2 , частота синусоиды которой будет в NIn раз меньще частоты сигнала на выходе сумматора 7, следовательно, выходна  частота генератора 4 будет уменьшена в М NIn раз. Затем цифровые значени  синусоиды преобразуютс  в соответствующее входному коду напр жение. Напр жение с выхода преобразовател  8 поступает на фильтр 9, который выдел ет аналоговый синусоидальный сигнал из выходного сигнала . Формирователь 10 вырабатывает сигналы, соответствующие моментам пере .хода синусоиды через нулевой уровень; затем фаза выходного сигнала формировател  10 сравниваетс  на детекторе 2 с фазой сигнала генератора /. На выходе детектора 2 вырабатываетс  сигнал ощибки, который фильтруетс  на фильтре 3 и поступает на вход генератора 4 дл  подстройки частоты .The output code of the adder 7 enters the DAC INPUT 8, which first performs the conversion of the code of the adder 7 into a sinusoid code, and the output capacitor 7 N is assumed to be equal to one sinusoidal neyrode, i.e. 2, the sinusoid frequency of which will be NIn times lower than the signal frequency the output of the adder 7, therefore, the output frequency of the generator 4 will be reduced in M NIn times. The digital values of the sine wave are then converted to the voltage corresponding to the input code. The voltage from the output of converter 8 is fed to a filter 9, which extracts the analog sinusoidal signal from the output signal. The shaper 10 generates signals corresponding to the moments of the transition of the sinusoid through the zero level; then the phase of the output signal of the driver 10 is compared on the detector 2 with the phase of the generator signal /. At the output of the detector 2, an error signal is generated, which is filtered on the filter 3 and fed to the input of the generator 4 to adjust the frequency.

Частота синусоиды на выходе фильтра 9 (/ос ) св зана с частотой на выходе генератора 4 (tyr) следующим соотнощением:The frequency of the sinusoid at the output of the filter 9 (/ a) is related to the frequency at the output of the generator 4 (tyr) as follows:

,.гflллgfll

/OJ zir /уг д| дг; 1Де /И--коэффициент делени / Oj zir / corner d | dg; 1De / I - division ratio

ДПКД 5. Таким образом, выходна  частота генератора 4 будет разделена на М NIn. Поскольку в синтезаторах с делителем в цепи обратной св зи частота выходного сигнала равна частоте входного, умнолсенной на коэффициент делени  в цепн обратной св зи, то дл  рассматриваемой схемы можно записатьDPKD 5. Thus, the output frequency of the generator 4 will be divided into M NIn. Since in synthesizers with a divider in the feedback circuit, the frequency of the output signal is equal to the frequency of the input multiplied by the division factor in the feedback chain, for the circuit in question, you can write

M-NMn

пP

где /ог - частота опорного генератора /.where / og is the frequency of the reference oscillator /.

Поскольку в общем случае числа М и п, N и п не  вл ютс  кратными, то результирующий коэффициент умножени  оказываетс  дробным.Since in the general case the numbers M and n, N and n are not multiples, the resulting multiplication factor is fractional.

Момент по влени  сигнала на выходе формировател  10 в общем случае не совпадает с моментом по влени  сигнала на выходе генератора 4 (фазовый сдвиг Ат), что соответствует некратному делению частоты генератора 4 (фиг. 2).The moment of the signal at the output of the imaging unit 10 in the general case does not coincide with the moment of occurrence of the signal at the output of the generator 4 (phase shift At), which corresponds to the repeated division of the frequency of the generator 4 (Fig. 2).

Указанное некратное деление частоты выполн етс  с помощью цифровых методов, что обеспечивает высокую точность делени , и, кроме того, синусоида, иа выходеThis non-repeated frequency division is performed using digital methods, which ensures high division accuracy, and, in addition, a sinusoid, and output

второго фильтра нижних частот получаетс  равномерно распределенной относительно выходного сигнала управл емого генератора .The second low-pass filter is uniformly distributed with respect to the output of the controlled oscillator.

:Как следует из теории Котельникова,: As follows from the theory of Kotelnikov,

дл  формировани  аналоговой синусоиды по дискретным выборкам необходимо не менее двух выборок на период синусоиды. На практике однако дл  облегчени  требований к фильтру нижних частот (блок 9 вTo form an analog sinusoid from discrete samples, at least two samples per sinusoid period are necessary. In practice, however, to facilitate the requirements of the low-pass filter (block 9 in

данном устройстве, фиг. 1), беретс  не менее четырех выборок. Следовательно, отнощение NIn должно быть ие меньше 4. Дл  примера возьмем М 10, N 2, п -i 116383. При этом результирующий коэффициент делени  будет равен 10 X Хв5636/16383 40,00244. Если задать п 16382, то результирующий коэффициент делени  составит 10X65536/l&3i82 40,00488. Если выбрать, например, частоту генератора / равной ГОО кГц, то двум этим коэффициентам будут соответствовать следующие значени  частоты управл емого генератора (и, следовательно, синтезатора ) : 4,000244 мГц и 4,000488 мГц. Шаг частоты на выходе синтезатора составитThis device, FIG. 1), at least four samples are taken. Therefore, the ratio NIn should be less than 4. For example, take M 10, N 2, n -i 116383. In this case, the resulting division factor will be equal to 10 X Хв5636 / 16383 40,00244. If you specify p 16382, the resulting division factor will be 10X65536 / l & 3i82 40.00488. If you select, for example, the oscillator frequency / equal to kcrHz, then these two coefficients will correspond to the following frequencies of the controlled oscillator (and, therefore, synthesizer): 4.000244 MHz and 4.000488 MHz. The frequency step at the output of the synthesizer will be

244 Гц пр,и выходной частоте около 4 мГц и частоте опорного генератора 100 кГц. Дл  того чтобы получить такие же частотные соотношени  на выходе известного устройства с целочисленным коэффициентом делени  ДПКД, значение этого коэффициента должно составл ть около ШООО, при этом частота опорного генератора будет равна шагу частоты на выходе синтезатора и составит 244 Гц, т. е. окажетс  приблизительно в 400 раз нилсе с вытекаюш,ими отсюда (Недостатками.244 Hz, and the output frequency is about 4 MHz and the frequency of the reference oscillator is 100 kHz. In order to obtain the same frequency ratio at the output of a known device with an integral division ratio of DCPD, the value of this coefficient should be around FOOO, the frequency of the reference oscillator will be equal to the frequency step at the output of the synthesizer and will be 244 Hz, i.e. 400 times the number with the result, they are from here (Disadvantages.

Отметим, что в предложенном устройстве ДПКД 5 выполн ет несколько другую роль, чем в известном: он производит понижение частоты генератора 4 до значений, необходимых дл  обеспечени  устойчивой работы включенных после 5 устройств .Note that, in the proposed device, the PDCD 5 performs a slightly different role than in the well-known one: it produces a decrease in the frequency of the generator 4 to the values necessary for ensuring the stable operation of the included after 5 devices.

Повышение частоты сравнени  и понижение коэффициента делени  при неизменном шаге выходной частоты позвол ет обеспечить р д преимуществ предложенного устройства. Во-первых, повышение частоты сравнени  контура ФАПЧ позвол ет упростить конструкцию первого фильтра нижних частот (5) и обеспечить лодавление частоты сравнени , что приводит к уменьшению уровн  гармонических составл ющих в выходном сигнале синтезатора. Вовторых , расширение полосы пропускани5Г первого фильтра нижних частот (5) позвол ет повысить быстродействие синтезатора частот, т. е. уменьшить врем  смены частот . В третьих, расширение полосы пропускани  контура ФАШЧ способствует улучшению подавлени  собственных шумов управл емого генератора, что снижает уровень шумов на выходе синтезатора частот . И, наконец, снижение коэффициента делени  в цени обратной св зи приводит к уменьшению степени умножени  шумов, поступающих по каналу генератора /, за счет чего снижаютс  шумы в спектре выходного сигнала синтезатора при отстройках от несущей, не превышающих полосы пропускани  контура ФАПЧ.Increasing the frequency of comparison and lowering the division ratio at a constant output frequency step allows for a number of advantages of the proposed device. First, increasing the comparison frequency of the PLL circuit simplifies the design of the first low-pass filter (5) and provides a comparison frequency injection, which reduces the level of harmonic components in the synthesizer output. Secondly, the expansion of the bandwidth of the first lowpass filter (5) allows to increase the speed of the frequency synthesizer, i.e., reduce the time for changing frequencies. Third, the bandwidth extension of the FSH circuit contributes to the improvement of the self-noise suppression of the controlled oscillator, which reduces the noise level at the output of the frequency synthesizer. Finally, reducing the division ratio in the feedback value leads to a decrease in the degree of multiplication of noise coming through the oscillator channel, thereby reducing the noise in the output signal spectrum of the synthesizer during offsets from the carrier not exceeding the bandwidth of the PLL circuit.

Кроме того, за счет увеличени  разр дности - сумматора 7 и регистра 6 можно получить дальнейшее уменьшение шага сетки выходных сигналов частот синтезатора без понижени  частоты сравнени .In addition, by increasing the bit size of the adder 7 and register 6, it is possible to obtain a further decrease in the step grid of the output signals of the synthesizer frequencies without reducing the frequency of the comparison.

Claims (1)

1. Галин А. С. Диапазонно-кварцева  стабилизаци  GB4, М., «Св зь, 1976, с. 77 (прототип).1. Galin A. S. Band-quartz stabilization GB4, M., “Sv, 1976, p. 77 (prototype). JsJs 77 .7.7 А /BUT / юYu жтzht ww
SU782688865A 1978-11-27 1978-11-27 Frequency synthesizer SU794706A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782688865A SU794706A1 (en) 1978-11-27 1978-11-27 Frequency synthesizer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782688865A SU794706A1 (en) 1978-11-27 1978-11-27 Frequency synthesizer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU794706A1 true SU794706A1 (en) 1981-01-07

Family

ID=20795348

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU782688865A SU794706A1 (en) 1978-11-27 1978-11-27 Frequency synthesizer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU794706A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004032348A1 (en) * 2002-08-28 2004-04-15 Agency For Science, Technlogy And Research Method for dynamic range reduction in a wideband receiver

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004032348A1 (en) * 2002-08-28 2004-04-15 Agency For Science, Technlogy And Research Method for dynamic range reduction in a wideband receiver

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6198353B1 (en) Phase locked loop having direct digital synthesizer dividers and improved phase detector
AU646304B2 (en) Latched accumulator fractional N synthesizer
US4516084A (en) Frequency synthesizer using an arithmetic frequency synthesizer and plural phase locked loops
US7015733B2 (en) Spread-spectrum clock generator using processing in the bitstream domain
RU2153223C2 (en) Variable frequency synthesizer, method for synthesis of signal frequency using synthesizer and radio telephone
US5898325A (en) Dual tunable direct digital synthesizer with a frequency programmable clock and method of tuning
EP0492588B1 (en) Method of tracking a carrier frequency.
EP0538903A1 (en) Frequency synthesis using frequency controlled carrier modulated with PLL feedback signal
KR930022734A (en) Frequency synthesizer
US4185247A (en) Means for reducing spurious frequencies in a direct frequency synthesizer
KR960016812B1 (en) Hybrid frequency synthesizer
KR100973725B1 (en) Clock Generator Using DDS
US5931891A (en) Digital frequency synthesizer
CN1265786A (en) Step-controlled frequency synthesizer
EP0601519B1 (en) Frequency synthesizer
US4464638A (en) Universal digital frequency synthesizer using single side band techniques
US20020094053A1 (en) Frequency dithering for DDS spectral purity
Noel et al. Frequency synthesis: A comparison of techniques
SU794706A1 (en) Frequency synthesizer
JP3344790B2 (en) Frequency synthesizer
GB2117197A (en) Frequency synthesiser
FI96081C (en) Method and apparatus for generating a PAM modulated signal
GB2091960A (en) High speed frequency synthesizer
KR970055570A (en) Hybrid Frequency Synthesizer
KR19980080410A (en) Digital Clock Synthesizer