or ФИ Гг ФНЧ

Рис. 3.13

нако erne ие все усгроисгва, входящие в цифровые СЧ, в настоящее время просто выполняются на базе элементов цифровой техники.

В цифровых Ci, построенных по методу прямого синтеза, колебание требуемой частоты /цыч формируется из потока импульсов, частота следования которых /ог/оы». У!1роп1.енная структурная схема такого СЧ показана на рис. .3.13. Генератор ОГ вырабатывает гармоническое напряжение с частотой /о,, которое иреооразуется в фор-мир)тощем устройстве ФУ в однополярную последовательность коротких 110 длительности импульсов с частотой следования /др. Далее эти импульсы поступают на селектор импульсов СИ, который выделяет из потока входных импульсов последовательность импульсов, частота следования которых \\ = 2/вы):. Частота следования импульсов СИ, задается программирующим устройством ПУ. С выхода СН носледова шльность импульсов воздействует на триггер Тг, на выходе которого формируется последовательность импульсов со скважностью, равной или близкой к двум, и частотой следования f„b,x = fi/2. Фильтр нижних частот ФНЧ выделяет из этой последовательности импульсов квазигармоньческое колебание требуемой частоты /„ь,х.

В СЧ, используемых в ПРПУ, необходимо получить сетку выходных частот с определенным шагом л/. При этом частоты for и /выч, как правило, отличаются друг от друга на число, содержащее помимо целой еще и дробную часть. Поэтому СИ не является обычным делителем частоты. При наличии дробной части в отношении for/fi СИ должен обеспечить на своем выходе после-• довательность импульсов в те моменты времени, в которые во входной последовательности импульсов нет. Этого можно добиться, используя сложение нескольких последовательностей импульсов. Подробно вопросы реализации таких устройств описаны в l6j. Цифровые СЧ, построенные по методу прямого синтеза, обладают высокой скоростью перестройки; вместе с тем уровень побочных составляющих спектра колебания на его выходе значительно выше, чем в цифровых СЧ, построенных по методу косвенного синтеза.

ИЦФ ФИЧ

Рис. 3.14

На рис. 3. 14 показана структурная схема простейшей системы косвенного цифрового синтеза. Она отличается от схемы СЧ, построенного по схеме рис. 3.12, тем, что имеются специальные формирующие устройства ФУ/ и ФУ2 для преобразования напряжений ОГ и Г в однополярные последовательности импульсов с частотами следования соответственно и fp. Часто между ФУ/ и импульсным фазовым детектором ИФЦ, включается импульсный делитель частоты Д с постоянным коэффициентом деления т, который понижает частоту ОГ до значения, при котором система работоспособна.

В ДГ1К.Д частота следования импульсов делится в п раз и эти импульсы совместно с импульсами с частотой for/m поступают на ИФД. Сигнал ошибки с выхода ИФД через УЭ воздействует на генератор Г, и кольцо ФАПЧ замыкается. Следовательно, на выходе Г частота колебания fr-nfor/m, таким образом, частота может изменяться регулировкой коэффициентов деления т и п, шаг сетки выходных колебаний равен [ос/т. В подобных цифровых СЧ достаточно просто достигается увеличение числа рабочих частот с одновременным уменьшением шага сетки выходных частот при заданном диапазоне изменения частоты генератора Г. Для этого необходимо увеличить коэффициент деления ДПКД и уменьшить частоту fop (либо увеличить коэффициент т). Однако при этом существенно возрастает время установления колебаний на выходе СЧ [16]. К тому же при очень низкой частоте /ор в СЧ, построенном по схеме рис. 3. 14, не устраняются относительно быстрые изменения частоты перестраиваемого генератора Г.

Уменьшения шага сетки выходных частот можно достичь включением на выходе системы дополнительного делителя частоты с коэффициентом деления Пи при этом fw = nfof/mn\. С увеличением п\ шаг сетки уменьшается, но одновременно уменьшаются и частота fp, и диапазон ее изменения при переключении в ДПКД коэффициента деления от до п„. Получить малый шаг пере-

стройки с широким диапазоном изменения частоты на выходе СЧ можно, используя два (или более) кольца

or г

[Камио VA/14 1

ИУД!

И ФАЗ

Рис. 3.(5

ФАПЧ и кольцо сложения. Структурная схема подобного СЧ показана на рис. 3. 15. Оба кольца ФАПЧ работают от одного ОГ с частотой for. следовательно, сетка частот напряжений от генераторов П и Г2 равна for. частота fr, = «ifor. а частота fr2==«2for- Напряжение с выхода кольца ФАПЧ-1 делится по частоте в 100 раз и подается совместно с напряжением кольца ФАПЧ-2 на суммирующее кольцо ФАПЧ, состоящее из сумматора в режиме вычитания СВ, генератора ГЗ и ИФДЗ. В режиме синхронизации напряжение на выходе суммирующего кольца ФАПЧ, т. е. на выходе СЧ, имеет частоту

l,.Jf + h = + mfor = {lO-n,+ «2)f or.

Следовательно, кольцо ФАПЧ-1 формирует мелкую сетку выходных частот с шагом Д fi = 10~«ifor, а кольцо ФАПЧ-2 - крупную сетку выходных частот с шагом д[2 = «2for; на выходе СЧ получается колебание с частотным шагом Afi. Подобный принцип построения СЧ широко используется в современных ПРПУ.

Существует много вариантов построения СЧ на базе суммирующего кольца ФАПЧ. Так, суммирующее кольцо ФАПЧ можно представить в виде, показанном на рис. 3.16.

В этом устройстве дополнительный генератор Г2 выраба-