RU189610U1 - High Speed Frequency Synthesizer - Google Patents
High Speed Frequency Synthesizer Download PDFInfo
- Publication number
- RU189610U1 RU189610U1 RU2018147038U RU2018147038U RU189610U1 RU 189610 U1 RU189610 U1 RU 189610U1 RU 2018147038 U RU2018147038 U RU 2018147038U RU 2018147038 U RU2018147038 U RU 2018147038U RU 189610 U1 RU189610 U1 RU 189610U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- output
- signal
- vco
- inputs
- Prior art date
Links
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 3
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 230000010455 autoregulation Effects 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 208000012584 pre-descemet corneal dystrophy Diseases 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
- H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
- H03L7/16—Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop
Landscapes
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована для формирования сетки стабильных частот с равномерным шагом в приёмных и передающих устройствах.Достигаемый технический результат – увеличение быстродействия синтезатора частот.Для достижения технического результата в каждую ветвь устройства введены последовательно соединенные блок буферов (1.4), (2.4) и аттенюатор (1.5), (2.5), причем входы блоков буферов (1.4), (2.4) соединены с выходами соответствующих ГУН (1.3), (2.3) выходы аттенюаторов (1.5), (2.5) соединены с соответствующими входами высокочастотного коммутатора (3), при этом каждый блок буферов (1.4), (2.4) состоит из М буферов (М≥1). При этом каждый буфер содержит соответствующие последовательно соединенные аттенюатор и усилитель.The utility model relates to radio engineering and can be used to form a grid of stable frequencies with uniform pitch in receiving and transmitting devices. The technical result achieved is an increase in the speed of the frequency synthesizer. To achieve a technical result, sequentially connected block of buffers (1.4) are entered into each branch of the device (1.4) 2.4) and an attenuator (1.5), (2.5), with the inputs of the buffer blocks (1.4), (2.4) connected to the outputs of the corresponding VCO (1.3), (2.3) attenuator outputs (1.5), (2.5) connected to the corresponding inputs and high-frequency switch (3), with each block of buffers (1.4), (2.4) consisting of M buffers (M≥1). In this case, each buffer contains the corresponding series-connected attenuator and amplifier.
Description
Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована для формирования сетки стабильных частот с равномерным шагом в приемных и передающих устройствах.The invention relates to radio engineering and can be used to form a grid of stable frequencies with a uniform step in the receiving and transmitting devices.
В модуляторах радиопередатчиков и гетеродинах радиоприемников связной аппаратуры используются синтезаторы частот (СЧ), основанные на системе импульсной фазовой автоподстройки частоты (ИФАПЧ). Основные предъявляемые к таким устройствам требования включают в себя уменьшение уровня фазовых шумов и паразитных спектральных составляющих выходного сигнала СЧ, сокращение времени перестройки по частоте.The modulators of radio transmitters and the heterodyne of the radio equipment of communications equipment use frequency synthesizers (MF), based on a pulse phase-locked loop system (IFAH). The main requirements for such devices include reducing the level of phase noise and the parasitic spectral components of the output signal of the MF, reducing the frequency tuning time.
Синтезаторы частот с ИФАПЧ широко известны в технической литературе [1], [2], [3] и др. Такие СЧ позволяют получить гармонические колебания с заданным шагом по частоте, при этом стабильность частоты определяется прецизионным кварцевым опорным генератором. Однако синтезаторы частот, основанные на ИФАПЧ, имеют в составе своего выходного сигнала значительный уровень побочных спектральных составляющих и фазовых шумов.Frequency synthesizers with IFAPCH are widely known in technical literature [1], [2], [3], etc. Such MFs allow to obtain harmonic oscillations with a given frequency step, and the frequency stability is determined by a precision quartz reference oscillator. However, frequency synthesizers based on IFAPH have a significant level of side spectral components and phase noise as part of their output signal.
Функциональная схема типового СЧ приведена на рис.5.15 стр.142 в книге [4].The functional diagram of a typical MF is shown in Figure 5.15 p.142 in the book [4].
В таком СЧ на первый вход частотно-фазового детектора (ЧФД) подключается опорный генератор (более точно – после делителя на 4), а на второй вход ЧФД поступает выходное напряжение с генератора, управляемого напряжением (ГУН). Выход ЧФД через фильтр нижних частот (ФНЧ) управляет частотой выходного сигнала ГУН таким образом, что она принимает значение, равное частоте опорного генератора, умноженной на коэффициент деления N делителя с переменным коэффициентом деления (ДПКД). Такой синтезатор частот представляет собой астатическую систему авторегулирования. Известно, что в кольце системы присутствует интегратор. Реализуется интегратор, как ФНЧ с коэффициентом передачи K(f), который зависит от частоты f:In this MF, a reference oscillator is connected to the first input of the frequency-phase detector (PFD) (more precisely, after the divider by 4), and the output voltage from the voltage controlled oscillator (VCO) is fed to the second PFD input. PFD output through a low-pass filter (LPF) controls the frequency of the output signal of the VCO in such a way that it takes on a value equal to the frequency of the reference oscillator multiplied by the division factor N of the divider with a variable division factor (DDC). Such a frequency synthesizer is an astatic auto-regulation system. It is known that there is an integrator in the system ring. The integrator is implemented as a low-pass filter with a transfer coefficient K (f), which depends on the frequency f:
где fср – частота среза ФНЧ.where f cf is the cutoff frequency of the low-pass filter.
ФНЧ выделяет постоянную составляющую разницы между частотой сигнала опорного генератора и частотой сигнала ГУН (поделенной в N раз) и фильтрует (подавляет) выходное напряжение с частотами опорного генератора, с частотой ГУН, прошедшей деление в ДПКД, а также различные паразитные наводки и шумы. Принципиально нельзя повысить фильтрацию, применяя ФНЧ более высокого порядка, например, с коэффициентом передачи (1+f/fСР)2. По этой причине фильтрация помех и различных наводок, возникающих в ДПКД и ЧФД, происходит по закону (1+f/fСР) и, следовательно, ограничена.The low-pass filter separates the constant component of the difference between the frequency of the reference oscillator signal and the frequency of the VCO signal (divided by N times) and filters (suppresses) the output voltage with the frequencies of the reference generator, with the frequency of the VCO passed in the PDCD, as well as various parasitic pickups and noise. Fundamentally, it is not possible to increase the filtering by applying higher-order low-pass filters, for example, with a transfer ratio (1 + f / f CP ) 2 . For this reason, the filtering of noise and various interference arising in the PDKD and FFD occurs according to the law (1 + f / f CP ) and, therefore, is limited.
В книге [3] уровень помех в полосе пропускания ФНЧ системы ИФАПЧ определен в районе 100 дБ/мВт в полосе частот 10 Гц. Там же на стр.87 приведены зависимости “шумов”, вызванных цепью фазовой автоподстройки (рис.2.37), из которого видно, что при отстройке на 10 кГц от несущей частоты ослабление "шумов" составляет 90-110 дБ/мВт в полосе частот 1 Гц. В [2] уровень подавления помех дробности оценен в (80÷120) дБ/мВт. Аналогичные цифры приводятся во многих других источниках.In the book [3], the level of interference in the passband of the low-pass filter of the IFAP system is determined to be around 100 dB / mW in the frequency band of 10 Hz. The same page also shows the dependencies of the “noise” caused by the phase-locked loop (Figure 2.37), from which it can be seen that, when tuned to 10 kHz from the carrier frequency, the “noise” attenuation is 90-110 dB / mW in the frequency band 1 Hz In [2], the level of noise suppression of fragmentation was estimated at (80 ÷ 120) dB / mW. Similar figures are given in many other sources.
Такое подавление помех и наводок в выходном напряжении синтезатора для современных условий загрузки радиочастотного диапазона является недостаточным.Such suppression of noise and interference in the output voltage of the synthesizer for modern conditions of loading the radio frequency range is insufficient.
Другой недостаток рассматриваемого СЧ состоит в следующем.Another disadvantage of the considered midrange is as follows.
Известно, что система ИФАПЧ СЧ представляет собой фильтр нижних частот по отношению к шумам опорного сигнала и фильтр верхних частот по отношению к шумам выходного сигнала ГУН. Иными словами, в полосе пропускания системы ИФАПЧ СЧ преобладают умноженные в N раз шумы опорного генератора (где N коэффициент деления), шумы детектора и т.д., а за пределами полосы пропускания ИФАПЧ СЧ преобладают шумы ГУН. Следовательно, в случае необходимости использования больших коэффициентов деления (в СЧ с высокой частотой выходного сигнала и сравнительно низкой частотой сравнения) целесообразно уменьшать полосу пропускания системы ИФАПЧ СЧ. Но для обеспечения необходимого быстродействия СЧ, определяемого инерционностью ФНЧ системы ИФАПЧ, необходимо использовать широкополосную систему ИФАПЧ СЧ.It is known that the system IFAPCH MF is a low-pass filter with respect to the noise of the reference signal and a high-pass filter with respect to the noise of the output signal of the VCO. In other words, the noise of the reference generator (where N is the division ratio), detector noise, etc., prevail in the bandwidth of the IFAPCH MF system, where detector noise, etc., prevail outside the IFPCH MF bandwidth. Therefore, if it is necessary to use large division factors (in the MF with a high frequency of the output signal and a relatively low frequency of comparison), it is advisable to reduce the bandwidth of the system of the EEPHR MF system. But to ensure the required speed of the MF, determined by the inertia of the low-pass filter of the IFAH system, it is necessary to use the IFAH high-frequency broadband system.
Таким образом, в однокольцевом СЧ с ИФАПЧ практически невозможно одновременно получить высокое быстродействие и необходимые шумовые характеристики выходного сигнала. Так, для осуществления режима фиксированной частоты с улучшенными спектральными характеристиками (медленный режим) и для реализации программируемой перестройки радиочастоты, которая требует высокого быстродействия (быстрый режим), приходится создавать два синтезатора частот под оба режима, либо осуществлять коммутацию ФНЧ с широкой и узкой полосой пропускания для совмещения обоих режимов в одном устройстве.Thus, in a single-ring midrange with an IFAPH, it is almost impossible to simultaneously obtain high performance and the necessary noise characteristics of the output signal. So, to implement a fixed frequency mode with improved spectral characteristics (slow mode) and to implement programmable radio frequency tuning, which requires high speed (fast mode), you have to create two frequency synthesizers for both modes, or to switch high-pass filters with wide and narrow bandwidth to combine both modes in one device.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому можно считать синтезатор частот, описанный в патенте на полезную модель RU 135468, принятый за прототип.The closest in technical essence to the proposed can be considered a frequency synthesizer, described in the patent for useful model RU 135468, adopted for the prototype.
Функциональная схема устройства-прототипа представлена на фиг.1, где введены следующие обозначения:Functional diagram of the device of the prototype is presented in figure 1, where the following notation is introduced:
1.1, 2.1 – первый и второй блоки синтезатора частот (БСЧ);1.1, 2.1 - the first and second blocks of the frequency synthesizer (BSC);
1.2, 2.2 – первый и второй фильтры нижних частот (ФНЧ);1.2, 2.2 - the first and second low-pass filters (LPF);
1.3, 2.3 – первый и второй генератор, управляемый напряжением (ГУН);1.3, 2.3 - the first and second voltage controlled oscillator (VCO);
3 – высокочастотный коммутатор (ВК);3 - high frequency switch (VK);
4 – шина управления (ШУ).4 - control bus (SHU).
Устройство-прототип состоит из двух ветвей. Первая ветвь содержит последовательно соединенные первый блок синтезатора частот (БСЧ) 1.1, первый фильтр нижних частот (ФНЧ) 1.2 и первый генератор, управляемый напряжением (ГУН) 1.3, выход которого соединен со вторым входом БСЧ 1.1. Вторая ветвь содержит последовательно соединенные второй БСЧ 2.1, второй ФНЧ 2.2 и второй ГУН 2.3, выход которого соединен со вторым входом БСЧ 2.1. Кроме того, первые входы первого 1.1 и второго 2.1 БСЧ объединены и являются входом сигнала опорного генератора (на фиг. не показан). Выходы первого 1.3 и второго 2.3 ГУН соединены с соответствующими входами высокочастотного коммутатора (ВК) 3, управляющий вход которого шиной управления 4 соединен с управляющими входами первого 1.1 и второго 2.1 БСЧ и является входом сигнала от внешнего управляющего устройства (ВУУ) (на фиг. не показан). Выход ВК 3 является выходом устройства.The device prototype consists of two branches. The first branch contains serially connected first frequency synthesizer (BSCH) 1.1, the first low-pass filter (LPF) 1.2 and the first voltage controlled oscillator (VCO) 1.3, the output of which is connected to the second input of the NSh 1.1. The second branch contains the second BSN 2.1 connected in series, the second LPF 2.2 and the second VCO 2.3, the output of which is connected to the second input of the NSB 2.1. In addition, the first inputs of the first 1.1 and second 2.1 BSNs are combined and are the input of the reference generator signal (not shown in Fig.). The outputs of the first 1.3 and second 2.3 VCO are connected to the corresponding inputs of the high-frequency switch (VK) 3, the control input of which is connected to the control inputs of the first 1.1 and second 2.1 BSCH by the
Устройство-прототип работает следующим образом.The device prototype works as follows.
От ВУУ на управляющие входы первого 1.1 и второго 1.2 БСЧ поступают команды записи необходимых коэффициентов деления, а на управляющие входы ВК 3 поступает сигнал коммутации, обеспечивающий коммутацию сигнала с выходов ГУН 1.3 и 2.3 на входы ВК 3.From VUU to the control inputs of the first 1.1 and second 1.2 BSC, the commands for recording the necessary division factors are received, and the control inputs of
На первый вход первого БСЧ 1.1 поступает сигнал от опорного генератора (ОГ), частота которого в БСЧ 1.1 делится и поступает на один из входов частотно-фазового детектора, входящего в состав БСЧ 1.1. На второй вход БСЧ 1.1 поступает выходной сигнал ГУН 1.3, частота которого делится в N раз и поступает на другой вход частотно-фазового детектора, входящего в состав БСЧ 1.1. На выходе БСЧ 1.1 формируется сигнал рассогласования частот (и фаз) обоих сигналов, поступающих на входы частотно-фазового детектора БСЧ 1.1, который затем поступает на вход первого ФНЧ 1.2. В ФНЧ 1.2 выделяется постоянная составляющая сигнала рассогласования, и подавляются высокочастотные составляющие этого сигнала. Затем с выхода ФНЧ 1.2 постоянная составляющая сигнала рассогласования поступает на управляющий вход ГУН 1.3. Частота выходного сигнала ГУН 1.3 меняется до тех пор, пока, поделенная в N раз в БСЧ 1.1, она не станет равной частоте сигнала ОГ поделенной в БСЧ 1.1. Данный сигнал поступает на вход частотно-фазового детектора, входящего в состав БСЧ 1.1. После наступления равенства частот сигналов на входах частотно-фазового детектора, входящего в состав БСЧ 1.1, сигнал на его выходе перестает изменяться. At the first input of the first BSCH 1.1, a signal is received from the reference oscillator (OG), whose frequency in the BCF 1.1 is divided and fed to one of the inputs of the frequency-phase detector, which is part of the BCG 1.1. The second input signal of the BSCH 1.1 receives the output signal of the VCO 1.3, the frequency of which is divided N times and fed to another input of the frequency-phase detector, which is part of the BSH 1.1. At the output of the BSCH 1.1, a signal is generated between the frequencies (and phases) of the two signals at the inputs of the frequency-phase detector of the BSP 1.1, which is then fed to the input of the first low-pass filter 1.2. In the low-pass filter 1.2, the constant component of the error signal is extracted, and the high-frequency components of this signal are suppressed. Then, from the output of the low-pass filter 1.2, the constant component of the error signal is fed to the control input of the VCO 1.3. The frequency of the output signal of the VCO 1.3 changes until, divided by N times in the BSN 1.1, it becomes equal to the frequency of the exhaust signal divided by the BSH 1.1. This signal is fed to the input of the frequency-phase detector, which is part of the BSh 1.1. After the occurrence of equality of the frequencies of the signals at the inputs of the frequency-phase detector, which is part of the BSN 1.1, the signal at its output ceases to change.
По шине 4 от ВУУ на управляющие входы второго БСЧ 2.1 поступают команды записи необходимых коэффициентов деления. The
Таким образом, устройство-прототип представляет собой два синтезатора частот с ИФАПЧ, выходные сигналы которых поочередно коммутируются на выход устройства. При этом один из синтезаторов частот настраивается в процессе работы второго синтезатора. Следовательно, можно выбрать узкополосные ФНЧ в обоих синтезаторах частот с ИФАПЧ, и этим обеспечить требуемые малые фазовые шумы выходных сигналов, а за счет поочередной коммутации выходных сигналов этих синтезаторов обеспечить малое время перестройки по частоте всего устройства.Thus, the device-prototype consists of two frequency synthesizers with IFAPCH, the output signals of which are alternately switched to the output of the device. In this case, one of the frequency synthesizers is tuned during the operation of the second synthesizer. Consequently, it is possible to choose narrow-band low-pass filters in both frequency synthesizers with IFAP, and thus provide the required small phase noise of the output signals, and by alternately switching the output signals of these synthesizers to ensure a short tuning time in the frequency of the entire device.
Недостатком устройства-прототипа является невысокое быстродействие синтезатора, т.к. при его использовании во время переключения высокочастотного коммутатора изменяется управляющее напряжение на ГУН 1.3 и ГУН 2.3, работающих в момент переключения. Это происходит из-за изменения сопротивления на выходе ГУН в момент переключения ВК 3, считается, что перестраивающийся ГУН настроен на нужную частоту и может подать требуемый сигнал на выход устройства. Однако на практике этого не происходит, т.к. частота выходного сигнала ГУН меняется до тех пор, пока, поделенная в N раз в БСЧ, она не станет равной частоте сигнала ОГ, поделенной в БСЧ. Это требует дополнительного времени на перестройку, что в свою очередь уменьшает быстродействие синтезатора частот. The disadvantage of the device prototype is the low speed of the synthesizer, because when it is used during the switching of the high-frequency switch, the control voltage changes to the VCO 1.3 and VCO 2.3 operating at the moment of switching. This is due to a change in the resistance at the output of the VCO at the time of switching to
Задача, на решение которой направлена заявляемое устройство, заключается в увеличении быстродействия синтезатора частот.The task, which the proposed device is intended to solve, is to increase the speed of the frequency synthesizer.
Для решения поставленной задачи в быстродействующем синтезаторе частот, содержащим две ветви, каждая из которых состоит из последовательно соединенных блока синтезатора частот (БСЧ), фильтра нижних частот и генератора, управляемого напряжением (ГУН), выход которого соединен со вторым входом соответствующего БСЧ, при этом входы обоих БСЧ объединены и являются входом сигнала от опорного генератора; управляющие входы обоих БСЧ и высокочастотного коммутатора (ВК) шиной управления соединены с внешним управляющим устройством, выход ВК является выходом синтезатора, согласно полезной модели, в каждую ветвь введены последовательно соединенные блок буферов и аттенюатор, причем входы блоков буферов соединены с выходами соответствующих ГУН, выходы аттенюаторов соединены с соответствующими входами ВК, при этом каждый блок буферов состоит из М буферов (М≥1).To solve the problem in a high-speed frequency synthesizer, containing two branches, each of which consists of a series-connected frequency synthesizer unit (LPF), low pass filter and voltage controlled oscillator (VCO), the output of which is connected to the second input of the corresponding LPF, the inputs of both BSP are combined and are the signal input from the reference oscillator; the control inputs of both the BS and the high-frequency switch (VC) are connected to an external control device by the control bus, the VC output is the synthesizer output, according to the utility model, serially connected buffer blocks and an attenuator are inputted to each branch, and the inputs of the buffer blocks are connected to the outputs of the corresponding VCO, outputs attenuators are connected to the corresponding inputs of the VC, each block of buffers consists of M buffers (M≥1).
Функциональная схема заявляемого устройства приведена на фиг. 2, где введены следующие обозначения:The functional diagram of the inventive device is shown in FIG. 2, where the following notation is entered:
1.1, 2.1 – первый и второй блоки синтезатора частот (БСЧ);1.1, 2.1 - the first and second blocks of the frequency synthesizer (BSC);
1.2, 2.2 – первый и второй фильтры нижних частот (ФНЧ);1.2, 2.2 - the first and second low-pass filters (LPF);
1.3, 2.3 – первый и второй генератор, управляемый напряжением (ГУН); 1.3, 2.3 - the first and second voltage controlled oscillator (VCO);
1.4, 2.4 – первой и второй блоки буферов;1.4, 2.4 - the first and second blocks of buffers;
1.5, 2.5 – первый и второй аттенюаторы (АТТ);1.5, 2.5 - the first and second attenuators (ATT);
3 – высокочастотный коммутатор (ВК);3 - high frequency switch (VK);
4 – шина управления (ШУ).4 - control bus (SHU).
Заявляемое устройство состоит и двух ветвей. Первая ветвь содержит последовательно соединенные первый блок синтезатора частот (БСЧ) 1.1, первый фильтр нижних частот (ФНЧ) 1.2, первый генератор, управляемый напряжением (ГУН) 1.3, первый блок буферов 1.4, и первый аттенюатор 1.5. Вторая ветвь содержит последовательно соединенные второй БСЧ 2.1, второй ФНЧ 2.2, второй ГУН 2.3, второй блок буферов 2.4 и второй аттенюатор 2.5. При этом выходы первого 1.3 и второго 2.3 ГУН соединены со вторыми входами первого 1.1 и второго 2.1 БСЧ соответственно. Выходы первого 1.4 и второго 2.4 блоков буферов соединены с соответствующими входами первого 1.5 и второго 2.5 аттенюаторов, выходы которых соединены с соответствующими входами высокочастотного коммутатора (ВК) 3, выход которого является выходом устройства. Первые входы первого 1.1 и второго 2.1 БСЧ объединены и являются входом сигнала опорного генератора (на фиг. не показан). Управляющий вход ВК 3 шиной управления 4 соединен с управляющими входами первого 1.1 и второго 2.1 БСЧ и является входом сигнала от внешнего управляющего устройства (ВУУ) (на фиг. не показан). Первый 1.4 и второй 2.4 блоки буферов содержат последовательно соединенные М (М≥1) буферов, состоящих из последовательно соединенных аттенюатора и усилителя (на фиг. 2 не показаны).The inventive device consists of two branches. The first branch contains serially connected first frequency synthesizer (BSN) 1.1, first low pass filter (LPF) 1.2, first voltage controlled oscillator (VCO) 1.3, first buffer block 1.4, and first attenuator 1.5. The second branch contains the second BSP 2.1 connected in series, the second LPF 2.2, the second VCO 2.3, the second block of buffers 2.4 and the second attenuator 2.5. At the same time, the outputs of the first 1.3 and second 2.3 VCOs are connected to the second inputs of the first 1.1 and second 2.1 BSS, respectively. The outputs of the first 1.4 and second 2.4 blocks of buffers are connected to the corresponding inputs of the first 1.5 and second 2.5 attenuators, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the high-frequency switch (VC) 3, the output of which is the output of the device. The first inputs of the first 1.1 and the second 2.1 BSC are combined and are the input of the reference generator signal (not shown in Fig.). The
Заявляемое устройство работает следующим образом.The inventive device works as follows.
От ВУУ по шине 4 на управляющий вход первого БСЧ 1.1 поступают команды записи необходимых коэффициентов деления, а на управляющий вход ВК 3 поступает сигнал коммутации, обеспечивающий коммутацию сигнала с выхода первого ГУН 1.3 на вход ВК.From
На первый вход первого БСЧ 1.1 поступает сигнал ОГ, частота которого в БСЧ 1.1 (в общем случае) делится и поступает на один из входов частотно-фазового детектора, входящего в состав БСЧ 1.1. На второй вход БСЧ 1.1 поступает выходной сигнал ГУН 1.3, частота которого делится в N раз (в общем случае N может быть как целым, так и дробным числом) и поступает на другой вход частотно-фазового детектора, входящего в состав БСЧ 1.1. На выходе БСЧ 1.1 формируется сигнал рассогласования частот (и фаз) обоих сигналов, поступающих на входы частотно-фазового детектора БСЧ 1.1. Затем сигнал поступает на вход первого ФНЧ 1.2, в котором выделяется постоянная составляющая сигнала рассогласования и подавляются высокочастотные составляющие этого сигнала. С выхода ФНЧ 1.2 постоянная составляющая сигнала рассогласования поступает на управляющий вход первого ГУН 1.3, частота выходного сигнала которого меняется до тех пор, пока она не станет равной частоте сигнала ОГ, поделенной в БСЧ 1.1. Данный сигнал поступает на вход частотно-фазового детектора, входящего в состав БСЧ 1.1. После наступления равенства частот сигналов на входах частотно-фазового детектора, входящего в состав БСЧ 1.1, сигнал на его выходе перестает изменяться. Частота выходного сигнала ГУН 1.3 поддерживается равной частоте сигнала ОГ, умноженной в N раз. Для устранения изменений управляющего напряжения на выходе ГУН 1.3 при переключении ВК 3, выходной сигнал ГУН 1.3 через блок буферов 1.4 и аттенюатор 1.5 подается на вход BK 3.At the first input of the first BSh 1.1, the exhaust signal arrives, the frequency of which in the BSCH 1.1 (in general) is divided and fed to one of the inputs of the frequency-phase detector, which is part of the BSch 1.1. The second input signal of the BSCH 1.1 receives the output signal of the VCO 1.3, whose frequency is divided N times (in general, N can be either an integer or a fractional number) and is fed to another input of the frequency-phase detector, which is part of the BSH 1.1. At the output of the BSCH 1.1, a signal is generated between the frequencies (and phases) of both signals arriving at the inputs of the frequency detector of the BCh 1.1. The signal is then fed to the input of the first low-pass filter 1.2, in which the constant component of the error signal is extracted and the high-frequency components of this signal are suppressed. From the output of the low-pass filter 1.2, the constant component of the error signal is fed to the control input of the first VCO 1.3, the frequency of which output signal changes until it becomes equal to the frequency of the exhaust signal shared in the BSh 1.1. This signal is fed to the input of the frequency-phase detector, which is part of the BSh 1.1. After the occurrence of equality of the frequencies of the signals at the inputs of the frequency-phase detector, which is part of the BSN 1.1, the signal at its output ceases to change. The frequency of the output signal of the VCO 1.3 is maintained equal to the frequency of the exhaust signal multiplied N times. To eliminate changes in the control voltage at the output of the VCO 1.3 when switching to
Во время настройки БСЧ 1.1, по шине 4 от ВУУ на управляющие входы второго БСЧ 2.1 поступают команды записи необходимых коэффициентов деления. На первый вход второго БСЧ 2.1 поступает сигнал от ОГ, частота которого в БСЧ 2.1 делится и поступает на один из входов частотно фазового детектора, входящего в состав БСЧ 2.1. На второй вход второго БСЧ 2.1 поступает выходной сигнал ГУН 2.3, частота которого делится в N1 раз (в общем случае N1 может быть как целое число, так и дробно и не равно N) и поступает на другой вход частотно-фазового детектора, входящего в состав БСЧ 2.1. На выходе БСЧ 2.1 формируется сигнал рассогласования частот (и фаз) обоих сигналов, поступающих на выходы частотно-фазового детектора, входящего в состав БСЧ 2.1. Затем сигнал поступает на вход второго ФНЧ 2.2, в котором выделяется постоянная составляющая сигнала рассогласования и подавляются высокочастотные составляющие этого сигнала. С выхода ФНЧ 2.2 постоянная составляющая сигнала рассогласования поступает на вход второго ГУН 2.3. Частота выходного сигнала ГУН 2.3 меняется до тех пор, пока, поделенная в N1 раз в БСЧ 2.1, она не станет равной частоте сигнала ОГ, поделенной в БСЧ 2.1 и приведенной на вход частотно-фазового детектора, входящего в состав БСЧ 2.1. После наступления равенства частот сигналов на входах частотно-фазового детектора, входящего в состав БСЧ 2.1, сигнал на его выходе перестает изменяться. Частота выходного сигнала ГУН 2.3 поддерживается равной частоте сигнала ОГ, умноженной в N1 раз. Для устранения изменений управляющего напряжения на выходе ГУН 2.3 при переключении ВК 3, выходной сигнал ГУН 2.3 через блок буферов 2.4 и аттенюатор 2.5 подается на вход BK 3.During BSCH 1.1 setup, the
Затем, при необходимости перестроить устройство с первой настроенной частоты на вторую, от ВУУ по шине 4 команда коммутации поступает в ВК 3, и сигнал с выхода ГУН 2.3 через блок буферов 2.4 и аттенюатор 2.5 проходит на выход устройства. Время перестройки будет равно времени коммутации ВК 3.Then, if necessary, rebuild the device from the first tuned frequency to the second, the switching command from WUU goes to
Таким образом, предлагаемое устройство представляет собой две идентичные ветви с ИФАПЧ, выходные сигналы которых поочередно коммутируются на выход устройства. При этом одна из ветвей настраивается в процессе работы второй ветви. Следовательно, можно выбрать узкополосные ФНЧ в обеих ветвях с ИФАПЧ, и этим обеспечить требуемые малые фазовые шумы выходных сигналов, а за счет поочередной коммутации выходных сигналов этих ветвей обеспечить малое время перестройки по частоте всего устройства. Thus, the proposed device consists of two identical branches with an IFAPH whose output signals are alternately switched to the output of the device. In this case, one of the branches is configured in the process of the second branch. Consequently, it is possible to choose narrow-band low-pass filters in both branches with IFAP, and thereby ensure the required small phase noise of the output signals, and by alternately switching the output signals of these branches to ensure a short tuning time for the frequency of the entire device.
Для устранения влияния изменений управляющего напряжения на выходе ГУН (в процессе переключения из-за изменения сопротивления ВК), сигнал с выхода ГУН через блок буферов и аттенюатор поступает на ВК, тем самым изменение сопротивления ВК не влияет на сигнал с выхода ГУН, который заводится на БСЧ. Это справедливо для обеих ветвей.To eliminate the influence of changes in the control voltage at the output of the VCO (in the process of switching due to a change in the resistance of the VC), the signal from the output of the VCO goes through the block of buffers and the attenuator to the VC, thereby changing the resistance of the VC does not affect the signal from the output of the VCO that turns on BSC. This is true for both branches.
Благодаря этому увеличивается быстродействие системы. Количество буферов (М≥1) в блоках буферов в каждой ветви меняется в зависимости от требований точности передаваемого сигнала по частоте и (или) фазе.This increases the speed of the system. The number of buffers (M≥1) in the blocks of buffers in each branch varies depending on the accuracy requirements of the transmitted signal in frequency and / or phase.
Блок синтезатора частот может быть выполнен, например, на основе микросхемы ADF4158 фирмы Analog Devices [5], либо HMC704LP4E фирмы Hittite [6]. Такие микросхемы имеют в своем составе делитель частоты сигнала опорного генератора, делитель частоты сигнала ГУН, частотно-фазовый детектор, а также устройство токовой накачки, при этом управление такими микросхемами осуществляется по протоколу Serial Peripheral Interface (SPI).The frequency synthesizer block can be made, for example, on the basis of the ADF4158 chip from Analog Devices [5], or HMC704LP4E from Hittite [6]. Such chips incorporate the frequency generator of the reference oscillator signal, the frequency divider of the VCO signal, the frequency-phase detector, as well as the current pumping device, and the control of such chips is carried out using the Serial Peripheral Interface (SPI) protocol.
Высокочастотный коммутатор может быть выполнен, например, на основе микросхемы HMC349LP4C фирмы Hittite, управление такой микросхемой осуществляется двумя логическими сигналами Vctl и EN. Аттенюаторы могут быть выполнены, например, на микросхеме GAT-9+ фирмы Mini-Circuit. Усилители могут быть выполнены, например, на микросхеме HMC392LC4 фирмы Analog Devices.A high-frequency switch can be made, for example, on the basis of the Hittite HMC349LP4C chip, the control of such a chip is carried out by two logical signals Vctl and EN. Attenuators can be performed, for example, on a GAT-9 + microcircuit of the Mini-Circuit company. Amplifiers can be performed, for example, on the HMC392LC4 chip from Analog Devices.
Достигаемый технический результат – увеличение быстродействия синтезатора частот за счет включение блока буферов и аттенюатора на выход каждого канала.Achievable technical result is an increase in the speed of the frequency synthesizer due to the inclusion of a block of buffers and an attenuator at the output of each channel.
Источники информации:Information sources:
1. Манассевич В. Синтезаторы частот. Теория и проектирование. Перевод с английского В.А.Повзнера, под ред. А.С.Галина. - М.: Связь, 1979 г.1. Manasevich V. Frequency synthesizers. Theory and design. Translated from English by V.А.Povzner, ed. A.S. Galina. - M .: Communication, 1979
2. Синтезаторы частот с системой импульсно-фазовой автопордстройки // Левин В.А., Малиновский В.Н., Романов С.К. - М.: Радио и связь, 1989 г.2. Frequency synthesizers with a system of pulse-phase auto-cord building // Levin V.А., Malinovsky V.N., Romanov S.K. - M .: Radio and communication, 1989
3. Системы фазовой синхронизации // Акимов В.Н., Белюстина Л.Н., Белых В.Н. и др.; Под ред. В.В.Шахгильдяна, Л.Н.Белюстиной - М.: Радио и связь, 1982 г.3. Phase-synchronization systems // Akimov V.N., Belyustina L.N., Belykh V.N. and etc.; Ed. VV Shakhgildyan, L.N. Beljustinoy - M .: Radio and communication, 1982
4. Бобков A.M. Реальная избирательность радиоприемных трактов в сложной помеховой обстановке. - Санкт-Петербург 2001 г, стр.142.4. Bobkov A.M. Real selectivity of radio receiving paths in a difficult jamming environment. - St. Petersburg 2001, p.142.
5. Описание микросхемы ADF4158 на официальном сайте фирмы Analog Devices, http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/ADF4158.pdf5. Description of the ADF4158 chip on the official website of Analog Devices, http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/ADF4158.pdf
6. Описание микросхемы HMC704LP4E на официальном сайте фирмы Hittite, http://www.hittite.com/content/documents/data_sheet/hmc7041p4.pdf.6. Description of the chip HMC704LP4E on the official website of the company Hittite, http://www.hittite.com/content/documents/data_sheet/hmc7041p4.pdf.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018147038U RU189610U1 (en) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | High Speed Frequency Synthesizer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018147038U RU189610U1 (en) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | High Speed Frequency Synthesizer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU189610U1 true RU189610U1 (en) | 2019-05-29 |
Family
ID=66792787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018147038U RU189610U1 (en) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | High Speed Frequency Synthesizer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU189610U1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6765977B1 (en) * | 2001-03-19 | 2004-07-20 | Cisco Technology, Inc. | Offset mode phase locked loop frequency synthesizer with reduced divide ratio |
| RU135468U1 (en) * | 2013-03-15 | 2013-12-10 | Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" | FAST FREQUENCY SYNTHESIS |
| RU2517424C1 (en) * | 2013-02-05 | 2014-05-27 | Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Frequency synthesiser with switched frequency reduction channels |
| RU173337U1 (en) * | 2017-05-10 | 2017-08-22 | Акционерное общество "Государственный Рязанский приборный завод" | DEVICE FORMATION OF FREQUENCIES OF DECIMETER RANGE OF WAVES |
-
2018
- 2018-12-27 RU RU2018147038U patent/RU189610U1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6765977B1 (en) * | 2001-03-19 | 2004-07-20 | Cisco Technology, Inc. | Offset mode phase locked loop frequency synthesizer with reduced divide ratio |
| RU2517424C1 (en) * | 2013-02-05 | 2014-05-27 | Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Frequency synthesiser with switched frequency reduction channels |
| RU135468U1 (en) * | 2013-03-15 | 2013-12-10 | Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" | FAST FREQUENCY SYNTHESIS |
| RU173337U1 (en) * | 2017-05-10 | 2017-08-22 | Акционерное общество "Государственный Рязанский приборный завод" | DEVICE FORMATION OF FREQUENCIES OF DECIMETER RANGE OF WAVES |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2144370B1 (en) | Oscillator phase noise reduction by self tuning filter and noise feedback | |
| EP4046277A1 (en) | Apparatus and methods for digital phase locked loop with analog proportional control function | |
| RU189610U1 (en) | High Speed Frequency Synthesizer | |
| RU135468U1 (en) | FAST FREQUENCY SYNTHESIS | |
| US20180130492A1 (en) | Method for transmitting and/or receiving audio signals | |
| US9356767B1 (en) | Hybrid analog/digital clock recovery system | |
| JP2016144054A (en) | Frequency synthesizer | |
| US11398827B1 (en) | Phase-locked loop with phase noise cancellation | |
| US8121215B2 (en) | Broadband self adjusting quadrature signal generator and method thereof | |
| RU2517424C1 (en) | Frequency synthesiser with switched frequency reduction channels | |
| JP2005151444A (en) | Frequency synthesizer | |
| RU100348U1 (en) | FREQUENCY SYNTHESIS | |
| RU114245U1 (en) | MICROWAVE FREQUENCY SYNTHESIS | |
| JP4085774B2 (en) | Wireless communication method using oscillation frequency band limiting method of fractional NPLL synthesizer | |
| RU2329594C1 (en) | Frequency synthesizer | |
| EP1502180A2 (en) | System and method for clockless data recovery | |
| RU104801U1 (en) | FREQUENCY SYNTHESIS WITH BROADBAND MODULATION | |
| RU2713569C1 (en) | Frequency synthesizer with wideband modulation | |
| RU2434322C1 (en) | Frequency synthesizer | |
| KR102302224B1 (en) | Apparatus for signal reconstruction | |
| RU185006U1 (en) | Frequency modulator / demodulator based on a phase-locked loop | |
| RU2458461C1 (en) | Frequency synthesiser | |
| JP3839766B2 (en) | IF demodulation module | |
| SU1381729A1 (en) | Phase-telegraph signal demodulator | |
| JP6753132B2 (en) | Signal source |