[go: up one dir, main page]

WO2014168516A1 - Синтезатор частот - Google Patents

Синтезатор частот Download PDF

Info

Publication number
WO2014168516A1
WO2014168516A1 PCT/RU2014/000245 RU2014000245W WO2014168516A1 WO 2014168516 A1 WO2014168516 A1 WO 2014168516A1 RU 2014000245 W RU2014000245 W RU 2014000245W WO 2014168516 A1 WO2014168516 A1 WO 2014168516A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
frequency
output
input
multiplier
phase detector
Prior art date
Application number
PCT/RU2014/000245
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Андрей Викторович ГОРЕВОЙ
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Научно-производственная фирма "Микран"
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 Закрытое акционерное общество "Научно-производственная фирма "Микран" filed Critical Закрытое акционерное общество "Научно-производственная фирма "Микран"
Priority to CN201480020430.8A priority Critical patent/CN105122651A/zh
Priority to DE212014000065.3U priority patent/DE212014000065U1/de
Priority to US14/782,921 priority patent/US20160105191A1/en
Publication of WO2014168516A1 publication Critical patent/WO2014168516A1/ru

Links

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
    • 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
    • H03L7/18—Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop
    • 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
    • H03L7/18—Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop
    • H03L7/183—Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop a time difference being used for locking the loop, the counter counting between fixed numbers or the frequency divider dividing by a fixed number
    • H03L7/185—Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop a time difference being used for locking the loop, the counter counting between fixed numbers or the frequency divider dividing by a fixed number using a mixer in the loop
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L2207/00—Indexing scheme relating to automatic control of frequency or phase and to synchronisation
    • H03L2207/10—Indirect frequency synthesis using a frequency multiplier in the phase-locked loop or in the reference signal path

Definitions

  • the invention relates to the field of measuring equipment, radar and communications.
  • Frequency Synthesizers Concept to Product 201 1 g, 152 s), which includes a frequency-phase detector, a frequency divider with a fractional variable division factor by N times, a control signal filter and a controlled generator.
  • a well-known single-loop synthesizer with frequency conversion in feedback (Chenakin A. A compact, agile, low-phase-noise frequency source with AM, FM and pulse modulation capabilities, 2009 r, 2 c.), which improves the spectral purity of the output signal and the frequency resolution by replacing the frequency divider with a frequency converter and the introduction of a frequency multiplier and a digital computer synthesizer, which has the best frequency resolution to date.
  • the disadvantages of this solution are the significant power consumption and dimensions of the devices.
  • the main technical result of the proposed solution is to increase the frequency resolution and spectral purity of the output signal, avoiding a significant increase in power consumption and dimensions of the device.
  • a frequency synthesizer including a reference generator, the output of which is connected to a frequency multiplier, a frequency converter, a frequency divider, the output of which is connected to the input of the frequency-phase detector, the output of which is connected to the input of the error signal filter, the output of which is connected with the input of a controlled generator
  • the output of the frequency multiplier is connected to the input of an additional frequency multiplier, the output of which is connected to the input of the frequency divider, output which is connected to the reference input of the frequency-phase detector, and the frequencies of the controlled generator and the reference generator are related by the relation
  • N is the variable division ratio of the frequency divider;
  • F yr is the frequency of the controlled generator;
  • M is the multiplier of the frequency multiplier;
  • K is the frequency multiplier of the additional frequency multiplier
  • R is the division ratio of the frequency divider. It is advisable to divide the frequency dividers and the frequency-phase detector in the form of a single integrated circuit.
  • the figure shows a block diagram of a frequency synthesizer.
  • the frequency synthesizer consists of a reference generator 1, the output of which is connected to the input of a high frequency multiplier 2, the output of which is connected to the input of an additional frequency multiplier 3 and to the first input of the frequency converter 4.
  • the output of the additional frequency multiplier 3 is connected to the input of the frequency divider 5 with a fractional variable a division coefficient, the output of which is connected to the reference input of the frequency-phase detector 6.
  • the output of the frequency converter 4 is connected to the input of the frequency divider 7 with a variable division ratio, you One of which is connected to another input of the frequency-phase detector 6.
  • the output of the frequency-phase detector 6 is connected to an error signal filter 8, the output of which is connected to the input of the controlled generator 9.
  • the second input of the frequency converter 4 is connected to the output of the controlled generator 9.
  • Frequency dividers 5, 7 and the frequency-phase detector 6 is made in the form of a single integrated circuit.
  • the signal from the output of the frequency multiplier 2 is divided by power and fed to the input of the additional frequency multiplier 3 and to the input of the frequency converter 4.
  • the output signal of the additional frequency multiplier 3 is fed to the input of the frequency divider 5 with a fractional variable division ratio, determined by the formula:
  • N INT + ——
  • N is the value of the division ratio of the frequency divider
  • INT is the programmable integer part of the division coefficient N
  • FRAC and MOD are programmable numbers that determine the fractional part of the division coefficient N.
  • the output signal of the frequency divider 5 is fed to the reference input of the frequency-phase detector 6.
  • the signal of the controlled generator 9 is supplied to the second input of the frequency converter 4.
  • the difference frequency signal is taken from the output of the frequency converter 4 and goes to the input of the frequency divider 7 with a variable division coefficient, the output signal of which goes to the second input of the frequency-phase detector 6.
  • the frequency-phase detector 6 generates an error signal, p oportsionalny phase mismatch between the signals at its inputs. This signal, after filtering by the filter of the error signal 8, is fed to the frequency control input of the controlled generator 9.
  • the frequencies of the controlled generator 9 and the reference generator 1 are related by

Landscapes

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

Abstract

Изобретение относится к области измерительной техники, радиолокации и связи. Выход опорного генератора 1 соединен с входом умножителя частоты высокой кратности 2, выход которого соединен с входом дополнительного умножителя частоты 3 и с первым входом преобразователя частоты 4. Выход дополнительного умножителя частоты 3 соединен с входом делителя частоты 5, выход которого соединен с опорным входом частотно-фазового детектора 6. Выход преобразователя частоты 4 соединен с входом делителя частоты 7 с переменным коэффициентом деления, выход которого соединен с другим входом частотно-фазового детектора 6. Выход частотно-фазового детектора 6 соединен с фильтром сигнала ошибок 8, выход которого соединен с входом управляемого генератора 9. Второй вход преобразователя частоты 4 соединен с выходом управляемого генератора 9. Основной технический результат - повышение частотного разрешения и спектральной чистоты выходного сигнала.

Description

Синтезатор частот
Область техники
Изобретение относится к области измерительной техники, радиолокации и связи.
Предшествующий уровень техники
Известен синтезатор частот с цифровой ФАПЧ (Chenakin А.
Frequency Synthesizers: Concept to Product 201 1 г, 152 с), который включает в себя частотно-фазовый детектор, делитель частоты с дробным переменным коэффициентом деления в N раз , фильтр сигнала управления и управляемый генератор .
Недостатками данной схемы являются высокий уровень шумов, обусловленный ЧФД, и низкое частотное разрешение из-за небольших значений К до 25, реализуемых в микросхемах и дающих разрешение около 3-6 Гц при минимальном уровне фазовых шумов.
Известен однопетлевой синтезатор с преобразованием частоты в обратной связи (Chenakin A. A compact, agile, low-phase-noise frequency source with AM, FM and pulse modulation capabilities, 2009 r, 2 c.) , который улучшает спектральную чистоту выходного сигнала и частотное разрешение заменой делителя частоты на преобразователь частоты и введением умножителя частоты и цифрового вычислительного синтезатора, обладающего наилучшим, на сегодняшний день, частотным разрешением. Недостатками данного решения являются существенное энергопотребление и габариты устройств.
Сущность изобретения Основным техническим результатом предлагаемого решения является повышение частотного разрешения и спектральной чистоты выходного сигнала, избегая существенного роста энергопотребления и габаритов устройства.
Основной технический результат достигается тем, что в синтезаторе частот, включающем опорный генератор, выход которого соединен с умножителем частоты, преобразователь частоты, делитель частоты, выход которого соединен с входом частотно-фазового детектора, выход которого соединен с входом фильтра сигнала ошибки, выход которого соединен с входом управляемого генератора, согласно предложенному решению, выход умножителя частоты соединен с входом дополнительного умножителя частоты, выход которого соединен с входом делителя частоты, выход которого соединен с опорным входом частотно-фазового детектора, причем частоты управляемого генератора и опорного генератора связаны соотношением
Fyr= NKRFor( l±- );
М где: N - переменный коэффициент деления делителя частоты; Fyr - частота управляемого генератора; М - коэффициент умножения умножителя частоты ;
For - частота опорного генератора; К - коэффициент умножения частоты дополнительного умножителя частоты ;
R - коэффициент деления делителя частоты . Целесообразно, делители частоты и частотно-фазовый детектор выполнять в виде единой интегральной схемы.
Краткое описание чертежей
На рисунке представлена блок-схема синтезатора частот.
Синтезатор частот состоит из опорного генератора 1 , выход которого соединен с входом умножителя частоты высокой кратности 2, выход которого соединен с входом дополнительного умножителя частоты 3 и с первым входом преобразователя частоты 4. Выход дополнительного умножителя частоты 3 соединен с входом делителя частоты 5 с дробным переменным коэффициентом деления, выход которого соединен с опорным входом частотно-фазового детектора 6. Выход преобразователя частоты 4 соединен с входом делителя частоты 7 с переменным коэффициентом деления, выход которого соединен с другим входом частотно-фазового детектора 6. Выход частотно- фазового детектора 6 соединен с фильтром сигнала ошибок 8, выход которого соединен с входом управляемого генератора 9. Второй вход преобразователя частоты 4 соединен с выходом управляемого генератора 9. Делители частоты 5, 7 и частотно-фазовый детектор 6 выполнены в виде единой интегральной схемы.
Осуществление изобретения
Сигнал с выхода умножителя частоты 2 разделяется по мощности и поступает на вход дополнительного умножителя частоты 3 и на вход преобразователя частоты 4. Выходной сигнал дополнительного умножителя частоты 3 поступает на вход делителя частоты 5 с дробным переменным коэффициентом деления, определяемым по формуле:
FRAC
N = INT +——
MOD где:
N - значение коэффициента деления делителя частоты;
INT - программируемая целая часть коэффициента деления N;
FRAC и MOD - программируемые числа, определяющие дробную часть коэффициента деления N. Выходной сигнал делителя частоты 5 поступает на опорный вход частотно-фазового детектора 6. На второй вход преобразователя частоты 4 поступает сигнал управляемого генератора 9. С выхода преобразователя частоты 4 снимается сигнал разностной частоты и поступает на вход делителя частоты 7 с переменным коэффициентом деления, выходной сигнал которого поступает на второй вход частотно- фазового детектора 6. Частотно-фазовый детектор 6 вырабатывает сигнал ошибки, пропорциональный фазовому рассогласованию между сигналами на его входах. Этот сигнал после фильтрации фильтром сигнала ошибки 8 поступает на вход управления частотой управляемого генератора 9. Частоты управляемого генератора 9 и опорного генератора 1 связаны соотношением
Fyr= NKRFor( 1±-L);
м при этом частотное разрешение равно MODM
При режиме работы частотно-фазового детектора 6 M N<1 , R«N, что позволяет улучшить частотное разрешение в N/R раз, по сравнению с синтезатором с делителем частоты с дробным переменным коэффициентом деления частоты в обратной связи.

Claims

Формула изобретения
1. Синтезатор частот, включающий опорный генератор, выход которого соединен с умножителем частоты, преобразователь частоты, делитель частоты, выход которого соединен с входом частотно-фазового детектора, выход которого соединен с входом фильтра сигнала ошибки, выход которого соединен с входом управляемого генератора, отличающийся тем, что выход умножителя частоты соединен с входом дополнительного умножителя частоты, выход которого соединен с входом делителя частоты, выход которого соединен с опорным входом частотно-фазового детектора, причем частоты управляемого генератора и опорного генератора связаны соотношением
Fyr= NKRFor( bfc-l );
м
где: N - переменный коэффициент деления делителя частоты;
Fyr - частота управляемого генератора;
М - коэффициент умножения умножителя частоты ;
For - частота опорного генератора;
К - коэффициент умножения частоты дополнительного умножителя частоты ;
R - коэффициент деления делителя частоты .
2. Синтезатор частот по п.1 , отличающийся тем, что делители частоты и частотно-фазовый детектор выполнены в виде единой интегральной схемы.
PCT/RU2014/000245 2013-04-09 2014-04-03 Синтезатор частот WO2014168516A1 (ru)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201480020430.8A CN105122651A (zh) 2013-04-09 2014-04-03 频率合成器
DE212014000065.3U DE212014000065U1 (de) 2013-04-09 2014-04-03 Frequenzsynthesizer
US14/782,921 US20160105191A1 (en) 2013-04-09 2014-04-03 Frequency synthesizer

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013115792/08A RU2523188C1 (ru) 2013-04-09 2013-04-09 Синтезатор частот
RU2013115792 2013-04-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014168516A1 true WO2014168516A1 (ru) 2014-10-16

Family

ID=51217634

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2014/000245 WO2014168516A1 (ru) 2013-04-09 2014-04-03 Синтезатор частот

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20160105191A1 (ru)
CN (1) CN105122651A (ru)
DE (1) DE212014000065U1 (ru)
RU (1) RU2523188C1 (ru)
WO (1) WO2014168516A1 (ru)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU184346U1 (ru) * 2018-06-25 2018-10-22 Акционерное общество "Научно-производственная фирма "Микран" Синтезатор частот
CN112187259B (zh) * 2020-09-11 2022-10-14 中国电子科技集团公司第十三研究所 宽带捷变频率源
CN114421961B (zh) * 2022-01-21 2025-01-21 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种Ka频段宽带小步进频率合成器

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU785943A1 (ru) * 1979-01-10 1980-12-07 Воронежское Конструкторское Бюро Радиосвязи Синтезатор частот
SU1327288A1 (ru) * 1985-10-10 1987-07-30 Предприятие П/Я Г-4173 Синтезатор частот
RU2239940C2 (ru) * 2002-01-28 2004-11-10 Открытое акционерное общество "Ижевский радиозавод" Синтезатор частот

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1396279A1 (ru) * 1986-04-08 1988-05-15 Предприятие П/Я В-2203 Синтезатор частот
US5604468A (en) * 1996-04-22 1997-02-18 Motorola, Inc. Frequency synthesizer with temperature compensation and frequency multiplication and method of providing the same
JP3351407B2 (ja) * 1999-11-24 2002-11-25 日本電気株式会社 光受信器用ｃｄｒ回路
US7020230B2 (en) * 2001-12-28 2006-03-28 Tropian, Inc. Frequency synthesizer for dual mode receiver
US7359458B2 (en) * 2003-07-31 2008-04-15 Analog Devices, Inc. Structures and methods for capturing data from data bit streams
US7250823B2 (en) * 2005-05-25 2007-07-31 Harris Corporation Direct digital synthesis (DDS) phase locked loop (PLL) frequency synthesizer and associated methods
US7508275B1 (en) * 2006-09-14 2009-03-24 Rockwell Collins, Inc. Indirect analog synthesizer utilizing direct analog fractional frequency multiplier approach
US8063986B2 (en) * 2007-06-04 2011-11-22 Himax Technologies Limited Audio clock regenerator with precisely tracking mechanism
US8164367B1 (en) * 2009-01-15 2012-04-24 Integrated Device Technology, Inc. Spread spectrum clock generation technique for imaging applications
US7816959B1 (en) * 2009-02-23 2010-10-19 Integrated Device Technology, Inc. Clock circuit for reducing long term jitter
US8502575B2 (en) * 2010-09-28 2013-08-06 Texas Instruments Incorporated Fractional-N PLL using multiple phase comparison frequencies to improve spurious signal performance
US20120112806A1 (en) * 2010-11-09 2012-05-10 Sony Corporation Frequency synthesizer and frequency synthesizing method
CN102651649B (zh) * 2012-03-14 2014-06-18 北京航空航天大学 一种低相噪的微波宽带频率合成器设计方法
US9172381B2 (en) * 2013-03-15 2015-10-27 Hittite Microwave Corporation Fast turn on system for a synthesized source signal

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU785943A1 (ru) * 1979-01-10 1980-12-07 Воронежское Конструкторское Бюро Радиосвязи Синтезатор частот
SU1327288A1 (ru) * 1985-10-10 1987-07-30 Предприятие П/Я Г-4173 Синтезатор частот
RU2239940C2 (ru) * 2002-01-28 2004-11-10 Открытое акционерное общество "Ижевский радиозавод" Синтезатор частот

Also Published As

Publication number Publication date
RU2523188C1 (ru) 2014-07-20
US20160105191A1 (en) 2016-04-14
DE212014000065U1 (de) 2015-10-20
CN105122651A (zh) 2015-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105429641B (zh) 一种防错锁高性能宽带微波频率合成器
CN103490777B (zh) 低杂散频率合成器
CN105978562B (zh) 超低相噪和超高频率分辨率的高频窄带合成源电路及方法
CN103178838A (zh) 一种锁相回路或锁相环频率合成装置及方法
CN105141310A (zh) 多环宽带低相噪频率合成器
WO2014168516A1 (ru) Синтезатор частот
US8803574B2 (en) Generating a tuned frequency output from a signal generator
CN105553475A (zh) 基于数字分频与谐波混频的高频点频源合成电路
CN102118164A (zh) 一种内插混频器的dds激励pll的微波频率合成方法及合成器
JP6366523B2 (ja) 周波数シンセサイザ
CN105356878B (zh) 一种改进的三环宽带频率综合器的实现方法和装置
CN104702279A (zh) 一种锁相环频率合成器
RU128045U1 (ru) Синтезатор частот с использованием цифрового вычислительного синтезатора частот
RU2594336C1 (ru) Способ формирования микроволновых сигналов с малым шагом сетки частот
RU172814U1 (ru) Гибридный синтезатор частот с улучшенными спектральными характеристиками
CN115940938A (zh) 一种低相位噪声快速宽带扫频频率源
RU135468U1 (ru) Быстродействующий синтезатор частот
RU184346U1 (ru) Синтезатор частот
RU195894U1 (ru) Синтезатор сетки частот
RU111946U1 (ru) Синтезатор частот
CN202978846U (zh) 基于新型dds应用的c波段宽带细步进捷变源
JP6584330B2 (ja) 周波数シンセサイザ
Mazzaro et al. Another moving spur phenomenon observed in a MASH-based fractional-N PLL
RU2834405C1 (ru) Конструкция малошумящего синтезатора частот с низким уровнем побочных спектральных составляющих
RU100348U1 (ru) Синтезатор частот

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14782573

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 212014000065

Country of ref document: DE

Ref document number: 2120140000653

Country of ref document: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14782921

Country of ref document: US

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14782573

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1