ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТ С ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ

Полезная модель относится к радиотехнике и может использоваться в качестве возбудителя передатчика с частотной модуляцией и гетеродина приемника без подачи модулирующего сигнала.
Известен синтезатор частот с частотной модуляцией, построенный на основе кольца импульсно-фазовой автоподстройки частоты, с делителем частоты в цепи обратной связи, в котором для получения частотно-модулированного сигнала модулирующее напряжение подается через интегратор на вход импульсно-фазового модулятора (ИФМ), включенного в опорном канале синтезатора между опорным генератором и импульсно-фазовым детектором, (см. Д.Н. Шапиро, А.А. Паин, "Основы теории синтеза частот", 1981, стр. 227).
Недостатком этого ЦСЧ является ограничение полосы модулирующих частот сверху фильтром нижних частот (ФНЧ), причем величина полосы среза этого ФНЧ зависит от величины частоты сравнения, определяемой частотой на опорном входе ИФД, при этом частота сравнения определяется шагом сетки частот. Поэтому при мелком шаге сетки будет происходить значительное ограничение полосы модулирующих частот сверху.
Известен синтезатор частот с частотной модуляцией, построенный на основе кольца импульсно-фазовой автоподстройки частоты (ИФАПЧ) с делителем частоты с переменным коэффициентом деления (ДПКД) в цепи
обратной связи, в котором для получения частотно-модулированного сигнала используется способ подачи модулирующего напряжения на модулирующий вход управляемого генератора, (патент США № 4110707, Н 03 С 3/10, 1978), принятый за прототип. В таком синтезаторе можно получить модулирующий сигнал на выходе с практически не ограниченной сверху полосой модулирующих частот.
Однако этот ЦСЧ имеет недостаток, состоящий в ограничении полосы модулирующих частот снизу из-за действия обратной связи в системе ИФАПЧ. Кольцо ИФАПЧ воспринимает мгновенное отклонение частоты управляемого генератора как внешнее возмущение и стремится его отработать в сторону уменьшения. При этом уменьшение происходит в полосе пропускания кольца ИФАПЧ, которая определяется полосой среза ФНЧ и максимально на нижних модулирующих частотах. Для расширения полосы модуляции необходимо сужать полосу среза ФНЧ, что приводит к увеличению инерционности всей системы в целом и соответственно к снижению ее быстродействия.
Для устранения этого недостатка предлагается в цифровой синтезатор частот с частотной модуляцией, содержащий соединенные в кольцо управляемый генератор УГ1, делитель с переменным коэффициентом деления ДПКД 2, импульсно-фазовый детектор ИФД 3, фильтр нижних частот ФНЧ 4, выход которого соединен с управляющим входом УГ 1, а также устройство установки частоты УУЧ 11, выход которого соединен с установочным входом ДПКД 2, источник модулирующего сигнала ИМС 10,
выход которого соединен с модулирующим входом УГ 1, последовательно соединенные опорный генератор ОГ 8, делитель с фиксированным коэффициентом деления ДФКД 9, выход которого соединен со вторым выходом ИФД 3, между выходом ФНЧ и управляющим входом УГ 1 введены дополнительные элементы: последовательно соединенные фильтр верхних частот ФВЧ 6, вход которого соединен с выходом ИФД 3 инвертирующий усилитель ИУ 7, сумматор СУМ 5, второй вход которого подключен к выходу ФНЧ 4.
Цифровой синтезатор частот с частотной модуляцией работает следующим образом.
yu
В режиме синхронизма при подаче на модулирующий вход УГ 1 модулирующего напряжения от ИМС 10 происходит его частотная модуляция. С выхода УГ 1 импульсы с частотой f поступают на выход синтезатора и на вход ДПКД 2, где их частота делится на коэффициент деления N, задаваемый УУЧ 11.
cp
При этом импульсы на выходе ДПКД2 будут промодулированы по фазе в соответствии с информационным сигналом, поступающим от ИМС10. С выхода ДПКД 2 промодулированные по фазе импульсы поступают на первый вход ИФД 3, на второй вход которого с выхода ДФКД 9 поступают опорные импульсы с частотой сравнения F, получающиеся в результате деления импульсов, поступающих с опорного генератора на постоянный коэффициент деления ДФКД 6. В результате сравнения этих импульсов по фазе, на выходе ИФД 3 вырабатывается управляющее напряжение, которое
через ФНЧ 4 и СУМ 5 поступает на управляющий вход УГ 1, а также на ФВЧ 6, который выделяет сигнал модуляции, убирая низкочастотный сигнал ошибки. С выхода ФВЧ 6 выделенный информационный сигнал модуляции через ИУ 7 поступает на СУМ 5, где вычитается из общего управляющего суммарного сигнала, содержащего сигнал модуляции и сигнал ошибки. В результате этого на управляющий вход УГ 1 поступает только сигнал ошибки и нет реакции кольца ИФАГТЧ на модулирующее возмущение УГ 1.
В предложенном ЦСЧ нет ограничения полосы модулирующих частот снизу и нет необходимости уменьшения полосы среза ФНЧ, для расширения полосы модулирующих частот. Быстродействие ЦСЧ при этом определяется только ФНЧ 4, инерционность которого выбирается независимо от полосы модулирующих частот. Низкочастотные модулирующие составляющие здесь не попадают на управляющий вход УГ, поскольку компенсируются цепью ФВЧ 6 - ИУ 7 - СУМ 5.