НОВОСТИ    БИБЛИОТЕКА    ССЫЛКИ    О САЙТЕ




предыдущая главасодержаниеследующая глава

3.4. Многокольцевые цифровые синтезаторы СВЧ

В предыдущих параграфах данной главы было показано, что главные параметры цифрового синтезатора: коэффициенты гармоничности колебаний, шумовые характеристики и время перестройки зависят от полосы пропускания и коэффициента передачи кольца ЦФАПЧ. При этом существующее для всех систем ФАПЧ противоречие между увеличением коэффициентов гармоничности колебаний (полосу пропускания кольца нужно сужать) улучшением шумовых характеристик, а также уменьшением времени установления синхронизма (полосу пропускания кольца нужно увеличивать) в кольце цифровой ФАПЧ особенно существенно из-за довольно низкой частоты сравнения в фазовом дискриминаторе, равной β0/с и, следовательно, невозможности оптимального выбора как полосы пропускания кольца, так и минимальной частоты помехи, создающей побочные составляющие. Здесь нужно отметить, что АЧХ кольца с ФД типа "выборка - запоминание", изображенная на рис. 3.4, относится к идеальному дискриминатору. Реальный же ФД из-за наличия паразитных связей и неидеального "запоминания" имеет АЧХ, подобную изображенной, но без столь ярко выраженных нулей.

В пределах структурной схемы рис. 3.1б с уменьшением шага дискретности β0 и с увеличением коэффициента деления ДФКД указанное противоречие возрастает и при определенном сочетании параметров превращается в неразрешимое. В этом случае приходится отказываться от однокольцевой системы и переходить к двухкольцевой. Если двухкольцевую систему построить так, чтобы выходное кольцо было широкополосным и определяло шумовые характеристики синтезатора, а второе кольцо - узкополосным и подавляло в необходимой степени помехи, обусловленные частотой β0, то указанное противоречие можно в значительной степени преодолеть.

На рис. 3.5 представлена структурная схема варианта двухкольцевого цифрового синтезатора СВЧ. Заметим, что подавляющее большинство опубликованных и предложенных в патентах СВЧ систем ДКСЧ с ЦФАПЧ строится по двух- и трехкольцевым схемам. Однако это совершенно не обязательно и, как будет показано в последующих главах, в целом ряде случаев система рис. 3.1б, как простейшая на СВЧ, может с успехом применяться.

Рис. 3.5. Структурная схема двухкольцевого цифрового синтезатора СВЧ
Рис. 3.5. Структурная схема двухкольцевого цифрового синтезатора СВЧ

Как видно из рис. 3.5, старшая (выходная) декада является обычной декадой с аналоговой ФАПЧ, такой же, как в многодекадной системе ДКСЧ, а младшая - кольцом ЦФАПЧ с гетеродинированием и ДФКД. При этом, во-первых, гетеродинирование может осуществляться не сеткой опорных частот, а лишь одной частотой f'q (при условии, что f'пр1 > β2, где β2 - шаг дискретности опорных частот старшей декады), во-вторых, при достаточно низких выходных частотах младшей "декады" гетеродинирование в ней либо ДФКД могут отсутствовать (в некоторых случаях младшая "декада" может быть простейшим устройством с ЦФАПЧ, т. е. и без гетеродинирования, и без ДФКД). В подробном описании принцип работы этой системы не нуждается, так как налицо не что иное, как активный многодекадный синтезатор, у которого предвыходнаая и все младшие декады заменены кольцом ЦФАПЧ.

В этой системе противоречие между повышением коэффициентов гармоничности и улучшением шумовых характеристик разрешается следующим образом. Кольцо ФАПЧ выходной декады имеет широкую полосу пропускания, обеспечивающую хорошие шумовые характеристики (практически полную компенсацию собственных шумов ГУН2). Побочные составляющие, как и в многодекадной системе, отстоят настолько далеко от несущей, что подавление их до необходимой степени не является сложной задачей.

В кольце ЦФАПЧ действуют те же соотношения, что и в простой системе ЦФАПЧ СВЧ диапазона (рис. 3.1а). Однако в отличие от последней в этом кольце требуется, в первую очередь, обеспечить необходимый коэффициент гармоничности колебаний частоты fI, так как старшей декадой побочные составляющие, отстоящие на ±nf'q пр2 от несущей, практически не подавляются. Что же касается компенсации собственных шумов ГУН1, то поскольку fI примерно на порядок меньше f0, эти шумы не оказывают существенного влияния на шумовые характеристики синтезатора и, следовательно, вопрос их подавления не столько критичен - достаточна лишь их частичная компенсация (в § 8.3 это рассматривается на конкретном примере). Таким образом, изображенный на рис. 3.5 двухкольцевой синтезатор СВЧ (ФАПЧ-ЦФАПЧ) в большинстве случаев практики может обеспечить оптимальные характеристики.

Если некомпенсированные шумы ГУН1, перенесенные на выходные колебания синтезатора, окажутся все же слишком большими, система может быть построена трехкольцевой (ФАПЧ-ФАПЧ-ЦФАПЧ) и т. д. Однако в системах СВЧ диапазона число фиксированных частот α0 редко превосходит тысячу, следовательно, целесообразность построения трехкольцевой и более системы с ЦФАПЧ вызывает сомнение (при отсутствии выигрыша в габаритно-весовых характеристиках и надежности по сравнению с трехдекадным активным синтезатором с аналоговыми кольцами ФАПЧ система лишь проигрывает в электрических параметрах и времени перестройки).

Выше было отмечено, что быстродействие цифрового синтезатора ограничивается узкополосностью кольца ЦФАПЧ, которая, в свою очередь, зависит от значения опорной частоты, поступающей на фазовый дискриминатор fq пр. Поскольку в двух- и более кольцевом цифровом синтезаторе, как и в однокольцевом, опорная частота младшего кольца определяется шагом дискретности выходных частот, суммарное быстродействие синтезатора может быть выше, чем у однокольцевого только в том случае, если в кольце младшего разряда отсутствует ДФКД. Однако и при этом следует помнить, что, во-первых, время вхождения в синхронизм колец аналоговой ФАПЧ отлично от нуля и, во-вторых, настройка и вхождение в синхронизм в многокольцевых системах осуществляется последовательно от младших разрядов к старшим. Следовательно, получить заметный выигрыш во времени установления синхронизма и времени перестройки в системе при увеличении числа колец в последней практически невозможно.

Таким образом, можно прийти к следующим выводам. Во-первых, строить цифровой синтезатор СВЧ более чем двухкольцевым нецелесообразно. Во-вторых, если необходимое быстродействие применением двухкольцевой системы ФАПЧ-ЦФАПЧ получить не удается, необходимо отказаться от цифрового синтезатора и применить синтезатор другого типа (в первую очередь, активный многодекадный синтезатор).

Для системы рис. 3.5 можно записать:





Решив совместно ур-ния (3.34)-(3.37), получим


Но


Тогда из (3.38) и (3.39) имеем


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'