fl
ЭЛЕКТРОННЫЕ КОМПОНЕНТЫ
fl
Штрапенин Геннадий Львович.
Тел. сл. (343) 3585539
E-mail:
[email protected] electron.usurt.ru
Кандидат физико-математичес-
ких наук, доцент кафедры элек-
троники Уральского государ-
ственного университета путей
сообщения.
Геннадий Ш трапенин
г. Екатеринбург
Интегральные радиочастотные
синтезаторы частоты
с ФАПЧ
N ational Semiconductor
Ф и р м а N ational Sem iconductor являет-
ся одним и з вед ущ их производит елей
интегральных м икр осхем (И М С ) р а -
диочастотных синтезаторов частоты
(Р С Ч ) на основе системы ф азовой а в -
топодстройки частоты - P h ase Lock
Loop (Ф А П Ч -P L L ). П ослед нее се м е й -
ство синтезаторов серии PLLatinum ох-
ватывает частотный д иапазон д о 5 ГГц
и обладает н а и л у ч ш и м и в м и р е х а -
р акт е р и с т и кам и , а н а л о г и м и к р о -
с х е м с е р и и вы пускаю т ся и д р у г и м и
ф и р м а м и во многих странах. N atio n al
Sem iconductor поставляет свои и з д е -
л и я основны м м ировы м производите-
л я м оборудования средств связи - та-
ким к а к A T & T, Ericsson, Siem ens, N E C ,
A lcatel и другим .
Принцип работы устройств с систе-
мой ФАПЧ основан на использовании
генератора, управляемого напряжени-
ем (ГУН), частота которого подстраи-
вается под частоту входного управля-
ющего сигнала с точностью до некото-
рого (небольшого) фазового сдвига.
Структурная схема простейшей систе-
мы ФАПЧ приведена на рис. 1.
Для сравнения частоты и фазы ГУН
и входного сигнала UBX
используется
фазовый детектор ФД, на выходе ко-
торого формируется сигнал ошибки
UoUJ, поступающий на фильтр нижних
частот ФНЧ, выходной сигнал после-
днего U
является сигналом управле-
ния для автоматической подстройки
частоты и фазы ГУН.
Система ФАПЧ может быть не толь-
ко аналоговой, но и импульсной, циф-
ровой или комбинированной. В импуль-
сной системе ФАПЧ в качестве ФД ис-
пользуется логическая схема на D-триг-
герах с программируемой задержкой
срабатывания и выходным каскадом в
виде управляемого генератора тока на
комплементарных полевых транзисто-
рах - так называемой схеме подкачки
заряда (Charge Pump), длительность
выходных импульсов которой пропор-
циональна разности фаз входных сиг-
налов, а в цифровой ФАПЧ выходным
является цифровой сигнал (поток дан-
ных), полученный в результате обработ-
ки квантованных отсчетов аналогово-
го сигнала.
Типовая структурная схема совре-
менного радиочастотного синтезатора
частоты с импульсно-фазовой ФАПЧ,
приведенная на
рис. 2,
включает дели-
тель частоты входного (опорного) сиг-
нала кварцевого генератора FoIi с фик-
сированным целочисленным коэффи-
циентом деления (ДФКД), коэффици-
ент деления которого R может устанав-
ливаться внешним управляющим ко-
дом, и делитель частоты ГУН с пере-
менным коэффициентом деления
(ДПКД) N, также устанавливаемым вне-
шним кодом с шагом 1. Значение час-
тоты выходного сигнала синтезатора
FBb
lx рассчитывается по формуле, при-
веденной на
рис. 2.
Отметим, что в современных ин-
тегральных синтезаторах частоты для
повышения диапазона генерируемых
частот ДП КД состоит из двухмодульно-
го (с двойным целочисленным коэффи-
циентом деления Р/Р+1) предваритель-
ного высокочастотного делителя часто-
ты - прескапера, выполняемого по тех-
нологии БиКМОП, и двух сравнитель-
но низкочастотных поглощающих счет-
чиков-делителей с коэффициентами
пересчета А и В, работающих на час-
тотах порядка 300 МГц и ниже, которые
могут быть реализованы на комплемен-
тарных МОП структурах. При этом ре-
зультирующий коэффициент деления N
представляется в виде №А(Р+1 )+ВР, и
для 1\1>1\1мин=Р(Р-1) можно получить не-
прерывную последовательность коэф-
фициентов N вплоть до N1^ =Амакс +
рв««. где величины А ^ и В . опре-
деляются разрядностью счетчиков.
К основным параметрам РСЧ с
ФАПЧ относятся диапазон генерируе-
мых частот, шаг и время перестройки,
уровень побочных составляющих ос-
новного сигнала и фазовый шум, харак-
теризующий девиацию фазы и часто-
ты ГУН. Величина фазового шума ха-
рактеризует убывание мощности сиг-
нала по частоте и рассчитывается как
отношение мощности в полосе частот
шириной 1
Гц на частоте, отстоящей от
основной несущей частоты на 1
кГц к
мощности сигнала основной несущей
в такой же полосе частот. Фазовый шум
измеряется в дБс/Гц, где дБс- уровень
мощности относительно центральной
частоты несущей.
ДФКД
- R
Рис. 1
. Упрощенная структурная схема устройства
фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ).
Евых= рол* (Ч/Я)
Рис. 2.
Упрощенная структурная схема синтезатора частоты
с целочисленным коэффициентом деления.
Радиолюбитель - I 1/2007(1
63
предыдущая страница 63 Радиолюбитель 2007-11 читать онлайн следующая страница 65 Радиолюбитель 2007-11 читать онлайн Домой Выключить/включить текст