..:: | Назад | Содержание | Далее | ::..
Синтезатор частоты – устройство с кварцевой стабилизацией, создающее заданную сетку частот. Цифровой синтезатор частоты (ЦСЧ) преобразует цифровой код частоты Zf в аналоговый двухуровневый или гармонический сигнал с частотой
fвых = fнач +Zf ΔF
где fнач – начальная (нижняя) частота синтезируемого диапазона; Zf = 0, 1, 2, ... N – 1 – код (порядковый номер) частоты; ΔF – шаг сетки частот.
Число синтезируемых частот определяется как N=1+(fв - fнач)/ΔF
На выходе ЦСЧ в каждый момент времени формируется одна из дискретного множества (сетки) частот. Широкое применение ЦСЧ нашли для построения высокостабильных гетеродинов с цифровым управлением частотой. Цифровые синтезаторы частоты содержат аналоговый генератор, управляемый напряжением (ГУН), и устройство формирования управляющего напряжения, выполненное как на аналоговых, так и на цифровых интегральных микросхемах. ЦСЧ подразделяются по принципу построения прямого (пассивного) и косвенного (активного) синтеза.
Пассивные ЦСЧ не имеют в своем составе устройств с обратной связью и обладают высоким быстродействием при перестройке синтезатора с одной частоты на другую. Такие ЦСЧ применяются в профессиональной аппаратуре, где требуется большое быстродействие. Пассивные ЦСЧ строятся на основе набора кварцевых резонаторов (метод некогерентного синтеза) и с применением одного источника опорных колебаний с кварцевой стабилизацией частоты, на основе которого формируется вся сетка частот (метод когерентного синтеза частот).
В радиовещательных и телевизионных приемниках необходимая сетка частот синтезатора определяется границами частот вещания и интервалами между несущими соседних станций. В этих приемниках большое число частот настройки, быстродействие не требуется, поэтому применение более простого косвенного метода синтеза предпочтительнее.
Структурная схема косвенного цифрового синтезатора частоты представлена на рисунке 3.17. На импульсный фазовый детектор поступает стабильная опорная частота, определяющая шаг сетки частот. Требуемое значение выходной частоты устанавливается кодом частоты Zf , определяющим коэффициент деления n делителя с переменным (программируемым) коэффициентом деления (ДПКД). Для подавления паразитных составляющих на выходе импульсного фазового детектора (с опорной частотой) служит фильтр нижних частот (ФНЧ). Так как частоты колебаний на входах фазового детектора в стационарном режиме равны друг другу, то fвых=nдпкдΔF
Максимальная частота синтезируемого диапазона частот ограничивается быстродействием ДПКД. Для ее увеличения могут быть использованы схемы со смесителем и делителем с фиксированным коэффициентом деления (ДФКД).
Рисунок 3.17 – Структурная схема косвенного ЦСЧ
Структурная схема ЦСЧ со смесителем показана на рисунке 3.18. Синтезируемый диапазон частот переносится в область более высоких частот
fвых= fоп + nдпкдΔF
Рисунок 3.18 – Структурная схема ЦСЧ со смесителем
Структурная схема ЦСЧ с ДФКД представлена на рисунке 3.19.
Рисунок 3.19 – Структурная схема ЦСЧ с ДФКД
В этом синтезаторе частоты увеличивается шаг сетки частот. Расширение диапазона частот происходит за счет того, что быстродействие ДФКД больше, чем ДПКД. Для построения ДПКД и ДФКД в синтезаторах частоты, работающих в диапазоне частот до 2 ГГц применяются ИМС 193-й серии (193 ИЕ1….193 ИЕ7). Приведенные на рисунках 3.18, 3.19 схемы не позволяют получить мелкий шаг сетки частот. Уменьшить шаг сетки частот можно, используя два контура ФАПЧ с ДПКД и более. На рисунке 3.20 приведена структурная схема ЦСЧ с двумя контурами ФАПЧ с ДПКД.
Рисунок 3.20 – Структурная схема ЦСЧ с двумя контурами ФАПЧ
Контур ФАПЧ с ДФКД на N1 и ДПКД на N2 формирует сетку частот с крупным шагом в широком диапазоне частот (f1= fоп /N1). Второй контур из ДФКД на N3 и ДПКД на N4 вместе с ДФКД на N5 формирует сетку частот с мелким шагом (ΔF=fоп /N3N5) в узком диапазоне частот ΔF, равным шагу крупной сетки. Старшие разряды кода управления частотой меняют коэффициент деления ДПКД на N2, а младшие - ДПКД на N4.
Число синтезируемых частот равно произведению числа частот первого и второго контуров ФАПЧ, что позволяет получить мелкий шаг перестройки при относительно большом диапазоне синтезируемых частот. Пример такого ЦСЧ - синтезатор РЧ6-05, предназначен для генерирования электрических колебаний в диапазоне частот от 300 кГц до 1200 МГц с различными видами модуляции. Синтезатор работает в режиме линейной перестройки (свипирования) частоты. Синтезатор обеспечивает ряд интерфейсных функций (например, программное управление параметрами выходного сигнала от ПЭВМ по каналу общего пользования).
..:: | Назад | Содержание | Далее | ::..