ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО С ПЕРИОДИЧЕСКОЙ КОРРЕКЦИЕЙ СТАБИЛЬНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ СИНТЕЗАТОРА ЧАСТОТ

Полезная модель относится к области устройств, обеспечивающих формирование высокостабильных электрических колебаний при жестких ограничениях к их энергопотреблению и может быть использована в автономно работающих радиоприемных устройствах различного назначения.
Сужение полосы пропускания приемника в узкополосных системах является эффективным способом борьбы с помехами. Однако здесь важную роль играет стабильность частоты гетеродина приемника, которая определяет уход частоты сигнала от номинального значения при работе в широком диапазоне температур и попадание в полосу пропускания избирательных систем.
0
-4
Для повышения стабильности частоты опорных генераторов (ОГ) применяются кварцевые резонаторы, относительная нестабильность частоты которых, под действием дестабилизирующих факторов, составляет порядка Δf /f≈10[1].
Однако, при работе, например, на частоте 400 МГц абсолютный уход частоты будет составлять 40 кГц, что не согласуется с использованием узкополосных избирательных систем.
-8
Для повышения стабильности частоты опорных кварцевых генераторов применяют способ термостатирования. Относительная нестабильность частоты термостатированных кварцевых генераторов (ТСКГ) снижается примерно на 4 порядка и составляет например, для ГК80-ТС<±2,5х10 [2].
Однако применение этого способа стабилизации частоты опорного генератора связано с существенным возрастанием потребления тока от источника питания (десятки миллиампер и более), поэтому их применение в автономно работающих устройствах проблематично.
Таким образом, недостатками существующих высокостабильных кварцевых генераторов являются высокое энергопотребление и, как следствие этого, необходимость применения крупногабаритных источников тока, что в портативной, автономно и длительно работающей аппаратуре недопустимо.
Наиболее близким к полезной модели является цифровой таймер с периодической коррекцией точности временной уставки [3], который определен в качестве прототипа.
Устройство содержит опорный генератор ОГ, делитель частоты ДЧ, термостатированный кварцевый генератор ТСКГ, счетчики эталонного СЭ, контрольного счета СК и отработки временной уставки СВУ, триггер ТГ и ключ Кл.
Известное устройство с периодической коррекцией точности временной уставки обеспечивает формирование временных интервалов большой продолжительности с высокой точностью, но стабильность частоты опорного генератора в промежутках между коррекцией остается низкой.
Техническим результатом полезной модели является обеспечение высокой стабильности электрических колебаний синтезатора частот при низком энергопотреблении устройства.
Данный технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее опорный генератор ОГ, делитель частоты ДЧ, термостатированный кварцевый генератор ТСКГ, счетчики эталонного СЭ, контрольного счета СК и отработки временной уставки СВУ, триггер ТГ и ключ Кл, вместо счетчика временной уставки СВУ вводится синтезатор частот СЧ, первый вход которого соединен с выходом счетчика контрольного счета СК, второй вход синтезатора частот соединен с выходом опорного генератора ОГ. Выход синтезатора частот является выходом устройства.
Предлагается использовать кратковременную периодическую коррекцию кода частоты, поступающего с выхода счетчика контрольного счета СК в синтезатор частот СЧ.
На фиг.1 показана схема цифрового устройства с периодической коррекцией стабильности электрических колебаний синтезатора частот. Цифровое устройство с периодической коррекцией стабильности электрических колебаний синтезатора частот содержит опорный генератор ОГ, в качестве которого использован генератор ГК88-ТК [4], делитель частоты ДЧ, выполненный на микросхеме 564ИЕ15, счетчики контрольного СК, эталонного счета СЭ, выполненные на микросхемах серии К564ИЕ10; термостатированный кварцевый генератор ТСКГ, триггер ТГ, выполненный на микросхеме К564ТМ2, ключ Кл на микросхеме К564КТЗ и синтезатор частот СЧ на микросхеме 1015ПЛ5В, построенный по однокольцевой схеме с фазовой автоподстройкой частоты.
Цифровое устройство с периодической коррекцией стабильности электрических колебаний синтезатора частот работает следующим образом. Колебания с генератора ОГ поступают на делитель частоты ДЧ. Выбранный коэффициент деления определяет появление сигнала на выходе ДЧ через заданный интервал времени между операциями коррекции частоты ОГ. Сигналом с выхода делителя частоты ДЧ взводится триггер ТГ, который открывает ключ Кл, включающий питание генератора ТСКГ и разрешающий прохождение импульсов с ОГ на вход счетчика СК и с выхода ТСКГ на вход счетчика СЭ. Емкость счетчика СЭ обеспечивает появление сигнала на его выходе через эталонный интервал времени коррекции. Этим сигналом сбрасывается триггер ТГ, в результате закрывается ключ Кл, определяя окончание записи импульсов с генератора ОГ в счетчик СК. В результате разной стабильности частоты генераторов ОГ и ТСКГ количество импульсов, занесенных в счетчики СК и СЭ за один и тот же эталонный интервал времени также будет разным. При выключении питания ТСКГ счетчик СЭ обнуляется. Двоичный код, записанный в счетчик СК, в последующем сохраняется до следующей операции коррекции частоты и является в интервале между этими операциями коэффициентом деления для делителя частоты ДЧ, а также кодом для синтезатора частот СЧ, обеспечивая коррекцию его выходных колебаний в соответствии с высокостабильными колебаниями ТСКГ.
Таким образом, устройство обеспечивает высокую стабильность колебаний синтезатора частот при низком энергопотреблении за счет кратковременной периодической коррекции кода частоты от термостатированного кварцевого генератора.
Источники информации:
1. Радиотехника: Энциклопедия/ Под ред. Ю.Л.Мазора, Е.А.Мачусского, В.И.Правды.- М.: Издательский дом «Додэка-XX1», 2002, с.337.
2. Кварцевые генераторы, фильтры, резонаторы, кристаллические элементы. - С-П.: ОАО «МОРИОН», 2002, с.15.
3. Патент №72104 от 27.03.2008 г.
4. Кварцевые генераторы, фильтры, резонаторы, кристаллические элементы. С-П.: ОАО «МОРИОН», 2002, с.50.