Вопрос 21. Принципы построения цифровых синтезаторов частоты. Прямой цифровой синтезатор частоты.

Цифровые синтезаторы частот являются, как правило, когерентными и выполняются методами как активного, так и пассивного синтеза. Системы активного синтеза на основе фильтра в виде кольца ФАПЧ, выполненного на цифровой элементной базе, называют системами активного цифрового синтеза частот. Системы пассивного

синтеза частот, осуществляемого методами цифровой техники, называют системами пассивного цифрового синтеза частот. Применение цифровых методов позволяет получить в системах синтеза частот следующие преимущества:

· существенно повысить точность настройки и стабильность

частоты в условиях эксплуатации при воздействии дестабилизирующих факторов;

· упростить процесс настройки приемника за счет использования для набора частоты клавиатур, а для визуального контроля - цифровых табло индикации;

· цифровой интерфейс позволяет легко реализовать микроконтроллерное управление;

· возможность изменять частоту по заданной программе, дистанционно, с определенной скоростью под управлением микропроцессора позволяет реализовать дополнительные сервисные функции в РПУ (программная, панорамная перестройка, сканирование по частоте и т.д.);

· сократить число операций по коррекции частоты, упростить регулировку и налаживание аппаратуры;

· унифицировать большинство узлов и элементов.

Основные виды схем ЦСЧ:

Основные элементы схемы:

§ ГУН (генератор, управляемый напряжением) - источник выходных гармонических колебаний;

§ формирующее устройство (ФУ) - преобразует гармонические колебания в последовательность коротких импульсов с той же частотой следования;

§ делитель с переменным коэффициентом деления (ДПКД) ­

делитель, коэффициент деления которого может изменяться в заданных пределах в результате внешнего управления;

§ ИФД - импульсно-фазовый детектор (дискриминатор) - устройство, вырабатывающее постоянное напряжение, являющееся

непрерывной функцией разности фаз двух потоков импульсов, поступающих на вход;

§ - частота опорного колебания, являющаяся частотой сравнения (поступает от датчика опорных частот).

В дальнейшем схемы находятся в альбом-схемах со страницы 43(синтезатор с ДДПКД, двухкольцевой СЧ и тд).

Основные преимущества прямых цифровых синтезаторов:

· цифровая определенность - генерируемый сигнал синтезируется со свойственной цифровым системам точностью. Частота, амплитуда и фаза сигнала в любой момент времени точно известны и подконтрольны;

· очень высокие разрешения по частоте и фазе, управление которыми осуществляется в цифровом виде;

· экстремально быстрый переход на другую частоту (или фазу), перестройка по частоте без разрыва фазы, без выбросов и других аномалий, связанных со временем установления;

· ПЦGЧ практически не подвержены температурному дрейфу и старению;

· архитектура, основанная на DDS, ввиду очень малого шага перестройки по частоте, исключает необходимость применения точной подстройки опорной частоты, а также обеспечивает возможность параметрической температурной компенсации;

· для квадратурных синтезаторов имеются DDS с I и Q выходами, которые работают согласованно.

ограничения:

§ максимальная выходная частота не может быть выше половины тактовой (на практике она еще меньше). Это ограничивает области применения ПЦСЧ областями ВЧ и части диапазона ОВЧ;

§ отдельные побочные составляющие выходного сигнала на выходе ПЦСЧ могут быть значительными по сравнению с синтезаторами других типов.

§ потребляемая ПЦСЧ мощность практически прямо пропорциональна тактовой частоте и может достигать сотен милливатт. При больших тактовых частотах ПЦСЧ могут оказаться непригодными для устройств с батарейным питанием.

Схемы опять же в альбом-схемах.

Дата добавления: 2015-08-17