RU135468U1

RU135468U1 - FAST FREQUENCY SYNTHESIS

Info

Publication number: RU135468U1
Application number: RU2013111913/08U
Authority: RU
Inventors: Николай Михайлович Тихомиров; Станислав Константинович Романов; Игорь Александрович Марков; Дмитрий Николаевич Рахманин; Анна Игоревна Лукинова; Александр Николаевич Тимофеев; Александр Владимирович Гречишкин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие"
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2013-03-15
Publication date: 2013-12-10

Abstract

Синтезатор частот, содержащий первый блок синтезатора частот (БСЧ1), на первый вход которого подается сигнал от опорного генератора, первый фильтр нижних частот (ФНЧ1) и первый генератор, управляемый напряжением (ГУН1), выход которого соединен со вторым входом БСЧ1, группа управляющих входов которого с помощью шины управления соединена с внешним управляющим устройством, отличающийся тем, что в него введены второй генератор, управляемый напряжением (ГУН2), высокочастотный коммутатор (ВК), выход которого является выходом устройства, и последовательно соединенные второй блок синтезатора частот (БСЧ2) и второй фильтр нижних частот (ФНЧ2), выход которого соединен с управляющим входом ГУН2, при этом выход БСЧ1 через ФНЧ1 соединен с управляющим входом ГУН1, выход которого соединен также с первым входом ВК, второй вход которого соединен с выходом ГУН2 и вторым входом БСЧ2, на первый вход которого подается сигнал от опорного генератора, а группа управляющих входов БСЧ2 с помощью шины управления соединена с группой управляющих входов ВК и с внешним управляющим устройством.A frequency synthesizer containing a first frequency synthesizer block (BCH1), the first input of which receives a signal from the reference generator, a first low-pass filter (LPF1) and a first voltage-controlled generator (VCO1), the output of which is connected to the second input of the BCH1, a group of control inputs which, using the control bus, is connected to an external control device, characterized in that a second voltage-controlled generator (VCO2), a high-frequency switch (VK), the output of which is the output of the device, and the second block of the frequency synthesizer (BCH2) and the second low-pass filter (LPF2), the output of which is connected to the control input of the VCO2, the output of the BSC1 through the LPF1 is connected to the control input of the VCO1, the output of which is also connected to the first input of the VC, the second input of which connected to the output of the VCO2 and the second input of the BSCH2, the first input of which receives a signal from the reference generator, and the group of control inputs of the BSCH2 is connected to the group of control inputs of the VC and to an external control device using the control bus.

Description

Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована для формирования сетки стабильных частот с равномерным шагом в приемных и передающих устройствах.The utility model relates to radio engineering and can be used to form a grid of stable frequencies with a uniform pitch 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.In modulators of radio transmitters and local oscillators of radio receivers of connected equipment, frequency synthesizers (MF) are used, based on a phase-locked-loop frequency-locked loop (IFAPCH). The main requirements for such devices include reducing the level of phase noise and spurious spectral components of the output signal of the midrange, 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 IFAP are widely known in the technical literature [1], [2], [3], etc. Such MFs allow one 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 the IFAPH have a significant level of secondary spectral components and phase noise in their output signal.

Функциональная схема типового СЧ приведена на рис.5.15 стр.142 в книге [4].The functional diagram of a typical midrange is shown in Fig.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 - 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, точно 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 такой системы присутствует интегратор. Реализуется интегратор, как ФНЧ с коэффициентом передачи K(f), который зависит от частоты f:In such an MF, a reference generator is connected to the first input of the frequency-phase detector (PFD) (more precisely, after a divider by 4), and the output voltage from the voltage-controlled generator (VCO) is connected to the second input of the PFD. The output of the PFD through a low-pass filter (LPF) controls the frequency of the output signal of the VCO so that it takes a value exactly equal to the frequency of the reference oscillator multiplied by the division coefficient N of the divider with a variable division coefficient (DPCD). Such a frequency synthesizer is an astatic autoregulation system. It is known that an integrator is present in the ring of such a system. An integrator is implemented as a low-pass filter with a transmission coefficient K (f), which depends on the frequency f:

Где f_СР - частота среза ФНЧ.Where f _CP - 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/f_СР)². По этой причине фильтрация помех и различных наводок, возникающих в ДПКД и ЧФД, происходит по закону (1+f/f_СР) и, следовательно, ограничена.The low-pass filter isolates the constant component of the difference between the frequency of the signal of the reference oscillator and the frequency of the VCO signal (divided by N times) and filters (suppresses) the output voltage with the frequencies of the reference oscillator, with the frequency of the VCO, which has been divided in the DPCD, as well as various spurious interference and noise. It is fundamentally impossible to increase the filtering using a higher-order low-pass filter, for example, with a transmission coefficient (1 + f / f _SR ) ² . For this reason, the filtering of interference and various interference occurring in the DPCD and PFD occurs according to the law (1 + f / f _SR ) and, therefore, is limited.

В книге [3] уровень помех в полосе пропускания ФНЧ системы ИФАПЧ определен в районе 100 дБн 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 дБн в полосе частот 1 Гц. В [2] уровень подавления помех дробности оценен в (80÷120) дБ. Аналогичные цифры приводятся во многих других источниках.In the book [3], the noise level in the passband of the low-pass filter of the IFAP system is determined in the region of 100 dBc in the frequency band of 10 Hz. In the same place, on page 87 are shown the dependences of “noise” caused by the phase-locked loop of Fig.2.37, from which it can be seen that when tuning to 10 kHz from the carrier frequency the attenuation of “noise” is 90-110 dBc in the 1 Hz frequency band. In [2], the level of noise suppression of fractionality was estimated at (80 ÷ 120) dB. 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 interference and interference in the output voltage of the synthesizer for current conditions of loading the radio frequency range is insufficient.

Второй недостаток рассматриваемого СЧ состоит в следующем.The second drawback of the considered midrange is as follows.

Известно, что система ИФАПЧ СЧ представляет собой фильтр нижних частот по отношению к шумам опорного сигнала (умноженным в коэффициент деления раз, суммированным с шумами детектора и т.д.) и фильтр верхних частот по отношению к шумам выходного сигнала ГУН. Иными словами, в полосе пропускания системы ИФАПЧ СЧ преобладают умноженные в коэффициент деления раз шумы опорного генератора, 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 IFAPH MF system is a low-pass filter with respect to the noise of the reference signal (multiplied by a factor of division times, summed with the noise of the detector, etc.) 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 oscillator multiplied by the division coefficient is dominated by the noise of the reference oscillator, detector noise, etc., and the noise of the VCO prevails outside the bandwidth of the IFAP. Therefore, if it is necessary to use large division factors (in the midrange with a high output signal frequency and a relatively low comparison frequency), it is advisable to reduce the passband of the IFAP MF system. But to ensure the necessary speed of the midrange (determined by the inertia of the low-pass filter of the IFAPCH system), it is necessary to use the broadband system of the IFAP midrange.

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 IFAPCH, it is almost impossible to simultaneously obtain high speed 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 tuning of the radio frequency, which requires high speed (fast mode), you have to create two frequency synthesizers for both modes, or to switch the low-pass filter with a wide and narrow passband to combine both modes in one device.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству можно считать синтезатор частот с ИФАПЧ, описанный в патенте на полезную модель RU 100348, принятый за прототип.The closest in technical essence to the proposed device can be considered a frequency synthesizer with IFAPCH described in the patent for utility model RU 100348, adopted as a prototype.

Функциональная схема устройства-прототипа представлена на фиг.1, где введены следующие обозначения:The functional diagram of the prototype device is presented in figure 1, where the following notation is introduced:

1 - блок синтезатора частот (БСЧ);1 - block frequency synthesizer (BSC);

2, 10 - первый и второй фильтры нижних частот (ФНЧ1 и ФНЧ2);2, 10 - the first and second low-pass filters (LPF1 and LPF2);

3 - генератор, управляемый напряжением (ГУН);3 - voltage controlled oscillator (VCO);

8 - шина управления (ШУ);8 - control bus (ШУ);

9, 11 - первый и второй низкочастотные коммутаторы (НК1 и НК2).9, 11 - the first and second low-frequency switches (NK1 and NK2).

Устройство-прототип содержит последовательно соединенные БСЧ 1, на первый вход которого поступает сигнал от опорного генератора, и НК1 9, первый выход которого через ФНЧ1 2 соединен с первым входом НК2 11; второй выход НК1 9 через ФНЧ2 10 соединен со вторым входом НК2 11, выход которого через ГУН 3 соединен со вторым входом БСЧ 1. Управление БСЧ 1, НК1 9 и НК2 11 осуществляется по шине управления ШУ 8 от внешнего управляющего устройства (ВУУ).The prototype device contains a series-connected BSH 1, the first input of which receives a signal from the reference generator, and NK1 9, the first output of which through the LPF1 2 is connected to the first input of NK2 11; the second output of NK1 9 through LPF2 10 is connected to the second input of NK2 11, the output of which through the VCO 3 is connected to the second input of the BCCH 1. The BCCH 1, NK1 9 and NK2 11 are controlled via the control bus SHU 8 from an external control device (VUU).

Устройство-прототип работает следующим образом.The prototype device operates as follows.

От ВУУ в БСЧ 1 поступают команды записи необходимых коэффициентов деления, а на НК1 9 и НК2 11 поступают сигналы коммутации, определяемые режимом работы устройства - «быстрый» режим, либо «медленный» режим. Опорный сигнал от опорного генератора поступает на первый вход БСЧ 1, в котором в общем случае происходит преобразование частоты этого сигнала (приведение частоты сигнала к частоте сравнения посредством деления) и подача его на частотно-фазовый детектор, входящий в состав БСЧ 1. На второй вход БСЧ 1 поступает сигнал с выхода ГУН 3, частота выходного сигнала которого в БСЧ 1 делится в коэффициент деления N раз (N в общем случае может быть как целым, так и дробным) и поступает на частотно-фазовый детектор БСЧ 1. Сигнал рассогласования частот сигналов, приведенных к входам частотно-фазового детектора БСЧ 1, формируется на выходе БСЧ 1 и поступает через НК1 9 на ФНЧ1 2 в случае работы в медленном режиме, либо на ФНЧ2 10 в случае работы в быстром режиме. Выделенная постоянная составляющая сигнала рассогласования частот с выхода соответствующего фильтра поступает на управляющий вход ГУН 3, частота выходного сигнала которого меняется до тех пор, пока, поделенная в N раз в БСЧ 1, не станет равной частоте сравнения (т.е. поделенной в заданное число раз частоте сигнала опорного генератора). Таким образом, на выходе устройства - выходе ГУН 3 - будет поддерживаться колебание с заданной частотой. При этом в «быстром» режиме работы обеспечивается требуемое малое время перестройки по частоте за счет выбора широкой полосы пропускания ФНЧ2 10, а в «медленном» режиме работы обеспечивается требуемые малые фазовые шумы выходного сигнала за счет выбора узкой полосы пропускания ФНЧ1 9.From VUU in BSH 1 commands are received to record the necessary division factors, and NK1 9 and NK2 11 receive switching signals determined by the operating mode of the device - "fast" mode, or "slow" mode. The reference signal from the reference generator is fed to the first input of the BSC 1, in which, in the general case, the frequency of this signal is converted (reduction of the signal frequency to the comparison frequency by dividing) and its supply to the frequency-phase detector, which is part of the BCH 1. To the second input BSN 1 receives a signal from the output of the VCO 3, the frequency of the output signal in BSCH 1 is divided into a division coefficient N times (N in the general case can be either integer or fractional) and is fed to a frequency-phase detector BSCH 1. Signal frequency inconsistency signal a given input to the phase detector frequency-BSCH 1, formed at the outlet and enters BSCH 1 through 9 HC1 FNCH1 2 in the case of the slow mode, or a FNCH2 10 in the case of a fast mode. The extracted constant component of the frequency mismatch signal from the output of the corresponding filter is fed to the control input of the VCO 3, the frequency of the output signal of which changes until it is divided by N times in BSC 1 and becomes equal to the comparison frequency (i.e., divided by a given number times the frequency of the reference oscillator signal). Thus, the output device - the output of the VCO 3 - will be supported by the oscillation with a given frequency. Moreover, in the “fast” mode of operation, the required small frequency tuning time is provided by choosing a wide passband of the low-pass filter 2 10, and in the “slow” mode of operation, the required small phase noise of the output signal is provided by choosing a narrow pass-band of the low-pass filter 9.

Учитывая вышесказанное, недостатком устройства-прототипа является невозможность совмещения в одном режиме работы требуемого малого времени перестройки по частоте с требуемыми малыми фазовыми шумами выходного сигнала, что ограничивает применимость данного устройства на практике.Given the above, the disadvantage of the prototype device is the inability to combine the required small frequency tuning time in the same operating mode with the required small phase noise of the output signal, which limits the practical applicability of this device.

Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в улучшении динамических и спектральных характеристик синтезаторов частот.The problem to which the claimed utility model is directed is to improve the dynamic and spectral characteristics of frequency synthesizers.

Достигаемый технический результат - реализация в одном синтезаторе частот с одним режимом работы преимуществ узкополосных систем ИФАПЧ (в части обеспечения требуемых малых фазовых шумов выходного сигнала) в сочетании с малым временем перестройки по частоте.Achievable technical result - the realization in one frequency synthesizer with one operating mode of the advantages of narrow-band IFAPC systems (in terms of providing the required small phase noise of the output signal) in combination with a small frequency tuning time.

Для решения поставленной задачи в синтезатор частот, содержащий первый блок синтезатора частот (БСЧ1), на первый вход которого подается сигнал от опорного генератора, первый фильтр нижних частот (ФНЧ1) и первый генератор, управляемый напряжением (ГУН1), выход которого соединен со вторым входом БСЧ1, группа управляющих входов которого с помощью шины управления соединена с внешним управляющим устройством, согласно полезной модели, введены второй генератор, управляемый напряжением (ГУН2), высокочастотный коммутатор (ВК), выход которого является выходом устройства, и последовательно соединенные второй блок синтезатора частот (БСЧ2) и второй фильтр нижних частот (ФНЧ2), выход которого соединен с управляющим входом ГУН2, при этом, выход БСЧ1 через ФНЧ1 соединен с управляющим входом ГУН1, выход которого соединен также с первым входом ВК, второй вход которого соединен с выходом ГУН2 и вторым входом БСЧ2, на первый вход которого подается сигнал от опорного генератора, а группа управляющих входов БСЧ2 с помощью шины управления соединена с группой управляющих входов ВК и с внешним управляющим устройством.To solve the problem, a frequency synthesizer containing a first frequency synthesizer unit (BSC1), the first input of which receives a signal from a reference oscillator, a first low-pass filter (LPF1) and a first voltage-controlled oscillator (VCO1), the output of which is connected to the second input BSCH1, the group of control inputs of which is connected to an external control device using the control bus, according to a utility model, a second voltage-controlled oscillator (VCO2), a high-frequency switch (VK), the output of which is the output of the device, and the second block of the frequency synthesizer (BCH2) and the second low-pass filter (LPF2), the output of which is connected to the control input of the VCO2 in series, the output of the BSC1 through the LPF1 is connected to the control input of the VCO1, the output of which is also connected to the first input VK, the second input of which is connected to the output of the VCO2 and the second input of the BCCH2, to the first input of which a signal is supplied from the reference generator, and the group of control inputs of the BCCH2 is connected via the control bus to the group of control inputs of the VK and to the external control device.

Функциональная схема заявляемого устройства приведена на фиг.2, где введены следующие обозначения:Functional diagram of the inventive device is shown in figure 2, where the following notation is introduced:

1 - первый блок синтезатора частот (БСЧ1);1 - the first block of the frequency synthesizer (BSCh1);

2 - первый фильтр нижних частот (ФНЧ1);2 - the first low-pass filter (LPF1);

3 - первый генератор, управляемый напряжением (ГУН1);3 - the first voltage-controlled generator (VCO1);

4 - второй блок синтезатора частот (СЧ2);4 - the second block of the frequency synthesizer (MF2);

5 - второй фильтр нижних частот (ФНЧ2);5 - the second low-pass filter (LPF2);

6 - второй генератор, управляемый напряжением (ГУН2);6 - the second voltage-controlled generator (VCO2);

7 - высокочастотный коммутатор (ВК);7 - high-frequency switch (VK);

8 - шина управления (ШУ).8 - control bus (ШУ).

Заявляемое устройство содержит последовательно соединенные первый блок синтезатора частот (БСЧ1) 1, первый фильтр нижних частот (ФНЧ1) 2 и первый генератор, управляемый напряжением (ГУН1) 3, выход которого соединен со вторым входом БСЧ1 1 и с первым входом высокочастотного коммутатора (ВК) 7; последовательно соединенные второй блок синтезатора частот (БСЧ2) 4, второй фильтр нижних частот (ФНЧ2) 5 и второй генератор, управляемый напряжением (ГУН2) 6, выход которого соединен со вторыми входами БСЧ2 4 и ВК 7, выход которого является выходом устройства. При этом, на первые входы БСЧ1 1 и БСЧ2 4 подается сигнал от опорного генератора (ОГ), а группы управляющих входов БСЧ1 1, БСЧ2 4 и ВК 7 с помощью шины управления (ШУ) 8 соединены с внешним управляющим устройством (ВУУ).The inventive device contains a series-connected first block of the frequency synthesizer (BSC1) 1, the first low-pass filter (LPF1) 2 and the first generator controlled by voltage (VCO1) 3, the output of which is connected to the second input of the BSC1 1 and to the first input of the high-frequency switch (VK) 7; the second block of the frequency synthesizer (BSC2) 4, the second low-pass filter (LPF2) 5 and the second generator controlled by voltage (VCO2) 6, the output of which is connected to the second inputs of the BSC2 4 and VK 7, the output of which is the device output, are connected in series. At the same time, the signal from the reference generator (OG) is supplied to the first inputs of BSCh1 1 and BSCh2 4, and the groups of control inputs BSCh1 1, BSCh2 4 and VK 7 are connected to an external control device (CCU) via a control bus (ШУ) 8.

Заявляемое устройство работает следующим образом.The inventive device operates as follows.

От ВУУ посредством ШУ 8 на управляющие входы БСЧ 1 поступают команды записи необходимых коэффициентов деления, а на управляющие входы ВК 7 поступает сигнал коммутации, обеспечивающий коммутацию сигнала с выхода ГУН1 3 на выход устройства.From VUU through SHU 8 to the control inputs of the BSC 1 receive commands to record the necessary division coefficients, and to the control inputs of the VK 7 receives a switching signal that provides switching of the signal from the output of the VCO 1 3 to the output of the device.

При этом БСЧ1 1 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, а управление такими микросхемами осуществляется по протоколу Serial Peripheral Interface (SPI).In this case, the BSCH1 1 can be performed, for example, on the basis of the ADF4158 microcircuit from Analog Devices [5], or HMC704LP4E from Hittite [6]. Such microcircuits incorporate a frequency divider of the reference oscillator signal, a frequency divider of the VCO signal, a frequency-phase detector, and a current pump device, and such microcircuits are controlled by the Serial Peripheral Interface (SPI) protocol.

BK 7 может быть выполнен, например, на основе микросхемы HMC349LP4C фирмы Hittite, управление такой микросхемой осуществляется двумя логическими сигналами Vctl и EN.BK 7 can be performed, for example, on the basis of the Hittite chip HMC349LP4C, such a chip is controlled by two logical signals Vctl and EN.

На первый вход БСЧ 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 БСЧ1 1. На второй вход БСЧ1 1 поступает выходной сигнал ГУН 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 БСЧ1 1. На выходе БСЧ1 1 формируется сигнал рассогласования частот (и фаз) обоих сигналов, поступающих на входы частотно-фазового детектора БСЧ1 1, который затем поступает на вход ФНЧ1 2, в котором выделяется постоянная составляющая сигнала рассогласования и подавляются высокочастотные составляющие этого сигнала. Затем с выхода ФНЧ1 2 постоянная составляющая сигнала рассогласования поступает на управляющий вход ГУН1 3, частота выходного сигнала которого меняется до тех пор, пока, поделенная в N раз в БСЧ1 1, она не станет равной поделенной в БСЧ1 1 частоте сигнала ОГ, поступающего на вход частотно-фазового детектора, входящего в состав БСЧ1 1. После наступления равенства частот сигналов на входах частотно-фазового детектора, входящего в состав БСЧ1 1, сигнал на его выходе перестает изменяться, и частота выходного сигнала ГУН1 3 поддерживается равной умноженной в N раз поделенной в заданное число раз частоте сигнала ОГ. Сигнал с выхода ГУН1 3 через BK 7 подается на выход устройства.The exhaust gas signal arrives at the first input of BSCH 1, the frequency of which is divided in BSCh 1 1 (in the general case) and fed to one of the inputs of the frequency-phase detector included in BSCh1 1. The output signal of VCO 3 is fed to the second input of BSCh1 1, frequency which is divided by N times (in the general case, N can be either an integer or a fractional number) and is fed to another input of the frequency-phase detector, which is a part of BSCh1 1. At the output of BSCh1 1, a signal is mismatching the frequencies (and phases) of both signals arriving at the inputs of the frequency-phase detector BSN1 1, which the input to FNCH1 2, wherein the constant component is allocated an error signal and suppresses high-frequency components of the signal. Then, from the output of the LPF1 2, the constant component of the mismatch signal is fed to the control input of the VCO1 3, the frequency of the output signal of which changes until it is divided by N times in the BCCH1 1, it does not become equal to the frequency of the exhaust signal input to the BCCH1 1 frequency-phase detector, which is a part of BSCh1 1. After the equality of the frequencies of the signals at the inputs of the frequency-phase detector, which is a part of BSCh1 1, the signal at its output ceases to change, and the frequency of the output signal of the VCO1 3 is kept equal to multiply hydrochloric N times divided into a predetermined number of times the frequency signal FG. The signal from the output of the VCO1 3 through BK 7 is fed to the output of the device.

Во время настройки БСЧ1 1, посредством ШУ 8 от ВУУ на управляющие входы БСЧ2 4 поступают команды записи необходимых коэффициентов деления. Причем БСЧ2 4 также может быть выполнен, к примеру, на основе микросхемы ADF4158 фирмы Analog Devices, либо HMC704LP4E фирмы Hittite. На первый вход БСЧ2 4 поступает сигнал от ОГ, частота которого в БСЧ2 4, в общем случае, делится и поступает на один из входов частотно фазового детектора, входящего в состав БСЧ2 4. На второй вход БСЧ2 4 поступает выходной сигнал ГУН2 6, 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 БСЧ2 4. На выходе БСЧ2 4 формируется сигнал рассогласования частот (и фаз) обоих сигналов, поступающих на выходы частотно-фазового детектора, входящего в состав БСЧ2 4, который затем поступает на вход ФНЧ2 5, в котором выделяется постоянная составляющая сигнала рассогласования и подавляются высокочастотные составляющие этого сигнала. Затем с выхода ФНЧ2 5 постоянная составляющая сигнала рассогласования поступает на управляющий вход ГУН2 6, частота выходного сигнала которого меняется до тек пор, пока, поделенная в N1 раз в БСЧ2 4, она не станет равной частоте сигнала ОГ, поделенной в БСЧ2 4 и приведенной к входу частотно-фазового детектора, входящего в состав БСЧ2 4. После наступления равенства частот сигналов на входах частотно-фазового детектора, входящего в состав БСЧ2 4, сигнал на его выходе перестает изменяться, и частота выходного сигнала ГУН2 6 поддерживается равной умноженной в N1 раз поделенной в заданное число раз частоте сигнала опорного генератора.During the setup of the BCCH1 1, by means of the control unit 8, the commands for recording the necessary division factors are received from the BCU2 to the control inputs of the BCCH2 4. Moreover, BSCH2 4 can also be performed, for example, on the basis of the ADF4158 chip from Analog Devices, or HMC704LP4E from Hittite. The signal from the exhaust gas is fed to the first input of BSCH2 4, the frequency of which in BSCH2 4 is, in general, divided and fed to one of the inputs of the frequency-phase detector, which is part of BSCh2 4. The second signal of BSCH2 4 receives the output signal of VCO2 6, whose frequency is divided by N1 times (in the general case, N1 can be either an integer or fractional and not equal to N) and is fed to the other input of the frequency-phase detector, which is part of BSC2 4. At the output of BSC2 4, a frequency mismatch signal (and phases ) both signals arriving at the outputs of the frequency-phase detector, walking in the composition BSCH2 4, which is then input to FNCH2 5, wherein the constant component is allocated an error signal and suppresses high-frequency components of the signal. Then, from the output of LPF2 5, the constant component of the mismatch signal is fed to the control input of VCO2 6, the frequency of the output signal of which changes until then, divided by N1 times in BCCH2 4, it becomes equal to the frequency of the exhaust signal divided into BCCH2 4 and reduced to the input of the frequency-phase detector, which is a part of BSCh2 4. After the equality of the frequencies of the signals at the inputs of the frequency-phase detector, which is a part of BSCh2 4, the signal at its output ceases to change, and the frequency of the output signal of the VCO2 6 is maintained equal to multiplying N1 constant in time divided into a predetermined number of times the frequency of the reference oscillator signal.

Затем, при необходимости перестроить устройство с первой настроенной частоты на вторую, от ВУУ посредством ШУ 8 команда коммутации поступает в ВК 7, и сигнал с выхода ГУН2 6 проходит на выход устройства. Время перестройки будет равняться времени коммутации ВК 7.Then, if necessary, to rebuild the device from the first tuned frequency to the second, from the VUU by means of the control unit 8, the switching command is sent to VK 7, and the signal from the output of the VCO2 6 passes to the output of the device. The adjustment time will be equal to the switching time VK 7.

Таким образом, фактически, предлагаемое устройство 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, in fact, the proposed device 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. Therefore, it is possible to select narrow-band low-pass filters in both frequency synthesizers with IFAP, and this ensures the required small phase noise of the output signals, and due to the alternating switching of the output signals of these synthesizers, provide a short tuning time in the frequency of the entire device.

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. Manassevich V. Frequency synthesizers. Theory and design. Translated from English by V.A. 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 pulse-phase self-tuning system // Levin VA, Malinovsky VN, Romanov S.K. - M .: Radio and communications, 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 VN, Belyustina LN, Belykh VN and etc.; Ed. V.V.Shahgildyan, L.N. Belyustina - M .: Radio and communications, 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 channels in a complex jamming environment. - St. Petersburg 2001, p. 142.

5. Описание микросхемы ADF4158 на официальном сайте фирмы Analog Devices.5. Description of the ADF4158 chip on the official website of Analog Devices.

http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/ADF4158.pdfhttp://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.pdf6. Description of the HMC704LP4E chip on the official website of Hittite.http: //www.hittite.com/content/documents/data_sheet/hmc7041p4.pdf

Claims

A frequency synthesizer containing a first frequency synthesizer block (BCH1), the first input of which receives a signal from the reference generator, a first low-pass filter (LPF1) and a first voltage-controlled generator (VCO1), the output of which is connected to the second input of the BCH1, a group of control inputs which, using the control bus, is connected to an external control device, characterized in that a second voltage-controlled generator (VCO2), a high-frequency switch (VK), the output of which is the output of the device, and the second block of the frequency synthesizer (BCH2) and the second low-pass filter (LPF2), the output of which is connected to the control input of the VCO2, the output of the BSC1 through the LPF1 is connected to the control input of the VCO1, the output of which is also connected to the first input of the VC, the second input of which connected to the output of the VCO2 and the second input of the BSCH2, the first input of which receives a signal from the reference generator, and the group of control inputs of the BSCH2 is connected to the group of control inputs of the VC and to an external control device using the control bus.