НОВОСТИ    БИБЛИОТЕКА    ССЫЛКИ    О САЙТЕ




предыдущая главасодержаниеследующая глава

Глава третья. Цифровые синтезаторы СВЧ

3.1. Основная структурная схема цифрового синтезатора СВЧ и частотораспределение

Как следует из § 1.10, принципиально можно строить систему ДКСЧ с использованием цифровой фазовой автоподстройки частоты в любом диапазоне частот, в том числе и на СВЧ. Известные публикации о таких системах, правда лишь дециметрового диапазона (например, [116], [123]), относятся ко второй половине 60-х годов. Что же касается диапазона СМВ, то нам известна лишь одна статья [121] 1971 г., в которой описывается цифровой синтезатор этого диапазона. Условимся считать, что синтезаторы диапазона до 400 МГц относятся к метровому диапазону волн, к которому они ближе не только потому, что захватывают диапазон, лишь немногим превосходящий границу метрового, но и по принципам своего построения.

Так как ширина диапазона рабочих частот простейшего цифрового синтезатора не может превышать максимального быстродействия ДПКД, практически простейшие системы ЦФАПЧ на СВЧ не применимы. Выше отмечалось, что включение ДФКД перед ДПКД делает систему более инерционной и ухудшает шумовые характеристики последней. Действительно, если максимальное быстродействие современных ДПКД составляет примерно 50 МГц, то для f0 = 5 ГГц (середина сантиметрового диапазона) потребуется ДФКД с коэффициентом деления с = 100, т. е. при прочих равных условиях полоса кольца ЦФАПЧ от этого сужается в данном примере на два порядка.

Кроме указанного принципиального недостатка следует отметить и то, что практическое выполнение делителей частоты на СВЧ до сих пор является трудно разрешимой задачей. Действительно, диапазонные регенеративные делители частоты весьма сложны, склонны к паразитным самовозбуждениям и при больших коэффициентах деления не обеспечивают необходимой достоверности постоянства заданного коэффициента деления [11]. Более перспективны генераторы субгармоник на базе синхронизируемого на субгармониках выходной частоты автогенератора. Однако достоверность работы такого делителя при больших коэффициентах деления также невысока. Следует считать, что единственно надежным в настоящее время является делитель, составленный из цепочки последовательно включенных бистабильных триггеров. Однако быстродействие триггерных делителей пока ограничено частотами 300-400 МГц, т. е. практически диапазоном метровых волн. Таким образом, признать целесообразным применение системы с ДФКД-ДПКД на СВЧ также нельзя.

Как было показано в § 1.10, система ЦФАПЧ с гетеродинированием (рис. 1.12в), хотя и более громоздкая, но обладает электрическими характеристиками, не уступающими простейшей системе. Она не ограничена быстродействием ДПКД и, следовательно, может быть использована в синтезаторах СВЧ. Однако применение этой системы на СВЧ имеет свои особенности. Во-первых, поскольку ширина диапазона рабочих частот П0 = f0 макс - f0 мин на СВЧ практически всегда превышает быстродействие ДПКД fДП макс, гетеродинирование должно осуществляться не одной частотой, а сеткой опорных частот fq(k) (как в старшей декаде многодекадной системы ДКСЧ). Во-вторых, шаг дискретности указанной сетки βk не должен превосходить ширину диапазона устойчивого деления ДПКД fДП макс - fДП мин, т. е. практически βk < 30-40 МГц. Обычно ширина диапазона рабочих частот составляет 10-20%. Поэтому столь малый шаг дискретности опорных частот резко усложнит как синтезатор, так и МОЧ. Если же выбрать этот шаг βk > fДП макс - fДП мин, то перед ДПКД придется включить ДФКД в виде одного или двух триггеров. Столь малый коэффициент деления ДФКД (с = 2 или с = 4), во-первых, заметно не ухудшит электрические характеристики системы и, во-вторых, по мере освоения промышленностью более быстродействующих ДПКД сначала ДФКД выродится в один триггер (с = 2), а затем и вовсе сможет быть исключен из схемы.

Таким образом, типичная для СВЧ структурная схема цифрового синтезатора может быть изображена так, как показано на рис. 3.1а. Для этой системы



Рис. 3.1. Структурные схемы цифрового синтезатора СВЧ: а) с одним гетеродинированием; б) с двумя гетеродинированиями
Рис. 3.1. Структурные схемы цифрового синтезатора СВЧ: а) с одним гетеродинированием; б) с двумя гетеродинированиями

Совместное решение (3.1) и (3.2) дает


Но


Тогда из (3.3) и (3.4) коэффициент деления ДПКД


Во второй главе были определены критерии [ф-ла (2.44)] выбора опорных частот, обусловливающие отсутствие неконтролируемых кольцом ФАПЧ побочных составляющих на выходе синтезатора. Посмотрим, как эти критерии выполняются в схеме рис. 3.1а. Так как


то, подставляя (3.6) в (3.1), получим


Но


Из (2.44) следует, что необходимо выполнить условие Если в последнем выражении принять экстремальный случай (неравенство заменить равенством) и с учетом этого подставить (3.8) в (3.7), то окажется, что


Однако, как правило, в СВЧ системах П0 >> fДП макс. Поэтому либо коэффициент деления ДФКД нужно выбирать достаточно большим, либо условие (2.44) в системе рис. 3.1а может быть выполнено лишь в частном случае.

Здесь было принято, что Однако и при можно придти к тем же выводам.

Выше было показано отрицательное влияние ДФКД на параметры системы, особенно при большом с. Нельзя рассчитывать и на резкое увеличение быстродействия ДПКД в ближайшем будущем. Поэтому система рис. 3.1а может применяться лишь в узкодиапазонном синтезаторе.

Так как выполнение одного из неравенств (2.44) следует считать обязательным, необходимо опорные частоты f'q транспонировать "вверх" или "вниз" за пределы рабочего диапазона синтезатора, а если синтезатор работает на смеситель приемника или передатчика, то и за пределы рабочего диапазона несущих частот радиолинии. При этом, как очевидно, условия (2.44) необходимо дополнить еще одним неравенством


Структурная схема цифрового синтезатора СВЧ диапазона с указанным транспонированием опорных частот изображена на рис. 3.1б. Как видно из рисунка, в систему введено еще одно преобразование частоты при помощи новой опорной частоты f'q. Частотные соотношения для системы рис. 3.1б:




Совместное решение ур-ний (3.11)-(3.13) дает


Но


Тогда из (3.14) и (3.15) коэффициент деления ДПКД


причем пределы его изменения определяются следующим образом:



где β2 - шаг дискретности опорных частот f"q.

Так как первая и вторая промежуточные частоты меняются при перестройке ГУН в пределах β2, то полосы пропускания УПЧ1 и УПЧ2


Итак, структурную схему рис. 3.1б будем считать основной структурной схемой цифрового синтезатора СВЧ.

предыдущая главасодержаниеследующая глава


ИНТЕРЕСНО:
  • Создан новый российский 28-нанометровый процессор для Интернета вещей и компьютерного зрения
  • Процессоры «Байкал» проверили на промышленную пригодность огнем, заморозкой и плесенью
  • Intel - уже не крупнейший производитель полупроводников
  • 'Ростех' показал компьютеры на базе российских процессоров 'Эльбрус-8С'
  • 'Байкал Электроникс' выполнила очередной этап проекта по промышленному производству микропроцессоров
  • Представлен самый сложный на сегодняшний день микрочип, изготовленный из двумерного материала
  • Инженеры IBM уместили 30 млрд транзисторов на чип размером с ноготь
  • Samsung может обогнать Intel и стать производителем чипов №1
  • Отечественный персональный компьютер 'Эльбрус-401 РС' пошёл в серийное производство
  • Появился первый официально признанный «полностью российский чип»
  • 'Ангстрем' представил полностью отечественную линейку изделий силовой электроники
  • Samsung первой в мире запустила производство 10-нанометровых чипов
  • На базе российского процессора КОМДИВ-64 создан защищенный компьютер для военных
  • Названа цена разработки российских процессоров «Эльбрус»
  • В России разработан микроконтроллер «электронного мозга» для транспорта и робототехники
  • «Ангстрем» разработал уникальные космические транзисторы
  • Микрон вошёл в ОЭЗ с проектами производства чипов 65-45-28 нм и собственной территорией
  • Основной российский производитель электролитических конденсаторов получил 280 млн на новый импортозамещающий проект
  • В Томске разработана технология синтеза вещества для производства прозрачной электроники
  • У нас тут своя архитектура
  • Роберт Бауэр - создатель SAGFET-транзисторов
  • В России выпустили 6-ядерный 40-нм процессор
  • После 4 лет простоя Егоршинский радиозавод модернизирует производство
  • Завод радиоэлектроники открыт 'Микраном' в Томске
  • Джек Сент Клер Килби - изобретатель интегральных схем






  • © Сенченко Антонина Николаевна, Злыгостев Алексей Сергеевич, 2010-2018
    При копировании обязательна установка активной ссылки:
    http://rateli.ru/ 'rateli.ru: Радиотехника'