1.6.4. Синтезатор с ФАПЧ в идентичных декадах

Желание сочетать преимущества системы с идентичными декадами с достоинствами применения в синтезаторах колец ФАПЧ привело к появлению систем, в которых объединены основные идеи, заложенные в схемах рис. 1.2б и рис. 1.7б [11], [13], [82], [83]. Забегая несколько вперед, отметим, что предложены системы, объединяющие метод идентичных декад с методом цифровой фазовой автоподстройки частоты [84], [85], [П2.80].

Структурная схема с ФАПЧ в идентичных декадах изображена на рис. 1.7г. Система состоит из k декад формирования, совершенно идентичных друг другу, и декады транспонирования частот. Каждая декада включает в себя входной перестраиваемый полосовой фильтр, на который с МОЧ подается 10 частот (α₁ = α₂ = ... = a_k = 10):

с шагом

Одна из входных частот в смесителе См₁ вычитается из частоты ГУН и образуется первая промежуточная частота, из которой в смесителе См₂ вычитается выходная частота предыдущей декады (в первой декаде - начальная частота f_qн). В результате образуется вторая промежуточная частота, всегда равная опорной частоте f_ФД, подаваемой на фазовый дискриминатор с МОЧ. Таким образом, осуществляется ФАПЧ генератора. На выходе каждой декады, кроме последней, включен делитель частоты на десять.

Следовательно, систему рис. 1.7г можно назвать системой активной фильтрации с идентичными декадами. По аналогии с выводом выражения (1.7), учитывая (1.10) и (1.41), получаем для этой схемы:

Выражение (1.8) справедливо и для этой системы. Функции декады транспонирования идентичны функциям этой декады в устройстве рис. 1.2б.

Сравним систему рис. 1.7г с системами рис. 1.2б и рис. 1.7б.

1. Надежность ее хуже, чем у системы рис. 1.7б из-за наличия делителей частоты и примерно одного порядка с надежностью системы рис. 1.2б.

2. Достоверность частоты такая же, как в системе рис. 1.7б, но хуже, чем в системе рис. 1.2б.

3. Потребность в опорных частотах несколько больше, чем для системы рис. 1.2б за счет f_ФД, и значительно больше, чем для системы рис. 1.7б. Однако МОЧ для синтезатора рис. 1.7г требуется более простой, чем для системы рис. 1.7б за счет индентичности декад.

4. Требования к перестраиваемым фильтрам в системах рис. 1.7г и рис. 1.7б примерно одинаковы и несравненно проще, чем в системе рис. 1.2б.

5. Коэффициенты гармоничности колебаний в системе рис. 1.7г выше, чем в системе рис. 1.7б и несоизмеримо выше, чем в системе рис. 1.2б. Последнее объясняется тем, что в системе рис. 1.7б в декадах применяются модуляторы без последующих узкополосных фильтров и широкополосные фазовые дискриминаторы.

6. Шумовые характеристики систем рис. 1.7г и рис. 1.7б примерно одинаковы и значительно лучше, чем в системе рис. 1.2б.

7. Если в качестве декады транспонирования в системе рис. 1.7г применить кольцо ФАПЧ, то можно полностью устранить "пораженные точки".

8. Наличие второго преобразования частоты в кольце ФАПЧ снимает с системы рис. 1.7г частотные ограничения, присущие системе рис. 1.2б.

9. Полосы удержания систем ФАПЧ всех декад должны иметь дополнительное расширение за счет последовательного включения декад только на β₁, что значительно лучше, чем в системе рис. 1.7б.

10. Шаг дискретности частот во всех трех системах можно получить сколь угодно малым.

11. Сложность автоматической перестройки и дистанционного управления в системе рис. 1.7г несколько выше, чем в системе рис. 1.7б, и значительно выше, чем в системе рис. 1.2б.

12. Время смены рабочей частоты в системах рис. 1.7г и рис. 1.7б примерно одинаковое. В этом отношении система рис. 1.2б имеет неоспоримое преимущество.

Метод построения синтезатора весьма прогрессивен, но из-за трудностей создания делителей СВЧ его применение на СВЧ в настоящее время должно быть поставлено под сомнение.