UHF sagedussüntesaatori mm vahemik. Mikrolaineahju labori süntesaator. Skeem, kirjeldus. Satelliit- ja mobiilside, traadita andmeedastuse infrastruktuurid: nõuded komponentidele

Kaasaegsete sidevahendite loomine on võimatu ilma kvaliteetsete sagedussüntesaatorite kasutamiseta, mis määravad suuresti raadiosüsteemi tehnilised parameetrid. Artiklis käsitletakse suure jõudlusega lairiba sagedussüntesaatorid, ja ettevõtte toodang Maxim integreeritud, mis võimaldavad genereerida võrdlussignaali vahemikus 0,25 ... 10 GHz. Nende odav ja suurepärane faasimüra jõudlus võimaldavad neid kasutada mitmesugustes rakendustes – alates isiklikest raadiosüsteemidest kuni kvaliteetsete mõõteriistadeni.

Inimkond kasutab üha enam elektromagnetlainete spektri raadiosageduslikku osa, eriti ultralühilainete vahemikku sagedusega 0,30 ... 30 GHz. See suur hulk on tänapäeval juba üsna tihedalt täidetud mitmesuguste raadiosidesüsteemidega, millel on kanalid digitaalsete andmete edastamiseks, ning on takerdunud kohaliku ja ülemaailmse mastaabiga võrguinfrastruktuuri. Traadita side, satelliitside ja navigatsioonisüsteemide uute süsteemide ja standardite esilekerkimine on paralleelne pooljuhtkomponentide valmistamise tehnoloogiate edusammudega ja soodustab sidevõimaluste kiiret arengut.

Satelliit- ja mobiilside, traadita andmeedastuse infrastruktuurid: nõuded komponentidele

Üks põhilisi RF-seadmete projekteerimise väljakutseid on tagada kandesageduse, sealhulgas amplituudi ja faasi kõrge täpsus ja stabiilsus. See probleem lahendatakse tänapäeval reeglina spetsiaalsete sagedussüntesaatorite kasutamisega. Levinud variant on sel juhul faasiluku sagedusega (PLL) süntesaatorikiip, mis kasutab võrdlussageduse välist kristallostsillaatorit koos sisseehitatud jaguritega tugi- ja genereeritud väljundsageduse jaoks, võrdlusahela kujul. sagedus-faasi diskriminaatori (detektori). Mittesobivuse signaali genereerib eraldi väljundaste (laadimispump) ja see juhitakse läbi välise (silmus)filtri pingega juhitavasse ostsillaatorisse (VCO), mis võib olla kas sisseehitatud või välimine.

Programmeeritavad koefitsiendid režiimide Integer-N ja Fractional-N jaoks, samuti sobiva võrdlussageduse valik pakuvad laiemat väljundsageduste vahemikku ja võimaldavad teil muuta selliseid sagedussünteesi protsessi parameetreid nagu kiirus ja sageduse samm. lülitus, faasimüra tase.

Fraktsionaal-N süntesaatorid ilmusid suures osas lahendusena sageduse ümberlülituskiiruse suurendamise, kandesageduse lähedal tekkiva faasimüra vähendamise ja GSM- ja GPRS-sidesüsteemide võltskomponentide taseme vähendamise probleemile.

Süntesaatorid MAX2870, MAX2871, MAX2880. Omadused, eelised, kasutussoovitused

Ettevõtte Maxim Integrated pooljuhtkomponentide mudelivalikus on täna kolm faasilukuga (PLL) ülilairiba sagedussüntesaatorite mikrolülitust. Kõik nad kasutavad PLL-põhist sünteesimehhanismi. Väljundsagedust juhib VCO ja stabiliseerib madala sagedusega tugiostsillaator.

Tabel 1. Maxim Itegreeritud sagedussüntesaatorid PLL-iga

Nimi	Režiim süntees	Toitepinge, V	Sagedusvahemik, MHz		Välja. võimsus, dBm	Diff. väljub	Müratase, dBc / Hz	Ebastabiilsus vrd. ruut	Juhtum / Juhtmed	Töötemperatuur, °C
			Min.	Max
MAX 2870	Murd/täisarv	3,0…3,6	23,5	6000	-4…5	2	-226,4	0,25	TQFN / 32	-40…85
MAX2871	Murd/täisarv	3,0…3,6	23,5	6000	-4…5	2	-229	0,2	TQFN / 32	-40…85
MAX 2880	Murd/täisarv	2,8…3,6	250	12400	Ei	Ei	-229	0,14	TQFN / 20 TSSOP / 16	-40…85

Maxim Integrated sagedussüntesaatorite rakenduste hulka kuuluvad telekommunikatsiooniseadmed, traadita sideseadmed, mõõtesüsteemid, raadiosagedusseadmete kellageneraatorid ja analoog-digitaalmuundurid.

Süntesaator MAX2870

Ülilairiba, faasilukuga MAX2870 koos integreeritud VCO-ga on võimeline nii täisarvude kui ka murdosaliste sünteesirežiimide jaoks. Kombineeritud välise võrdlusgeneraatori ja välise filtriga MAX 2870 võimaldab luua ülitõhusaid, madala müratasemega ahelaid vahemikus 23,5 MHz ... 6 GHz.

Laiendatud vahemikus sageduse genereerimist pakuvad mitmed integreeritud VCO-d ja väljundjagurid suhtega 1 ... 28. On kaks tarkvaraga seadistatavat sõltumatut diferentsiaalväljundit, mis suudavad pakkuda väljundvõimsust -4 ... 5 dBm. Mõlemad väljundid saab tarkvara või riistvara abil keelata.

MAX2870 juhitakse 3-juhtmelise jadaliidese kaudu. Mikroskeem on saadaval miniatuurses 32-kontaktilise QFN-paketis. See on võimeline töötama temperatuurivahemikus -40 ... 85 ° C.

MAX2870 funktsionaalne skeem on näidatud joonisel 1. Seadme põhielementideks on plokk SPI AND REGISTERS, mitmed loendurid ja jagajad, mitmed VCO-d ja multiplekserid. Neli väljundsignaali (RFOUTx_x) võetakse kahe diferentsiaalvõimendi lülitite kaudu. Sünteesitava sageduse häälestamiseks on olemas CHARGE PUMP plokk ja TUNE sisend.

MAX 2870 juhtimiseks on andmete kirjutamiseks viis 32-bitist registrit ja lugemiseks üks register. Kõige olulisemad 29 bitti (MSB) on andmete jaoks ja kõige olulisemad 3 bitti (LSB) määravad registri aadressi. Registrites olevad andmed laaditakse SPI jadaliidese kaudu, kõigepealt edastatakse 29 bitti MSB-d. Programmeeritavatel registritel on aadressid 0x05, 0x04, 0x03, 0x02, 0x01 ja 0x00.

Joonis 2 on SPI kirjutamisprotsessi ajastusskeem. Pärast sisselülitamist tuleb kõik registrid programmeerida kaks korda minimaalse pausiga 20 ms kirjutamiste vahel. Esimene kirje võimaldab teil veenduda, et seade on sisse lülitatud, ja teine ​​​​käivitab VCO.

MAX2870 saab minna talveunerežiimile, kui seadistate SHDN = 1 (register 2, bitt 5) või seadistades CE-viigu madalale. Pärast talveunerežiimist väljumist kulub väliskondensaatorite laadimiseks enne VCO sageduse programmeerimist vähemalt 20 ms.

Sisend tugisagedus läheb läbi RF_IN sisendi inverteerivasse puhvrisse ja seejärel valikulise x2 kordaja ja multiplekseri kaudu R COUNTER jagurisse, seejärel läbi valikulise jaguri ja multiplekseri jõuab faasidetektorini ja väljundmultiplekserini.

Kui x2 kordaja on lubatud (DBR = 1), on maksimaalne tugisagedus piiratud 100 MHz-ga. Kui kordaja on keelatud, on võrdlussisendi sagedus piiratud 200 MHz-ni. Minimaalne võrdlussagedus on 10 MHz. Minimaalne jagamissuhe R on 1 ja maksimaalne on 1023.

Faasidetektori sagedus määratakse järgmiselt:

kus fREF on sisendi tugisignaali sagedus. DBR (register 2, bitt 25) määrab sisendsageduse kahekordistusrežiimi fREF. RDIV2 (register 2, bitt 24) määrab fREF jagamisrežiimi väärtuseks 2. R (register 2, bitid 23:14) tähistab 10-bitise programmeeritava loenduri väärtust (1 kuni 1023). Maksimaalne fPFD väärtus on Frac-N režiimis 50 MHz ja Int-N režiimis 105 MHz. R-jagajat saab kustutada, kui RST (register 2, bitt 3) on 1.

VCO sageduse (fVCO), N, F ja M väärtusi saab määrata soovitud kanali A väljundsageduse (fRFOUTA) alusel järgmiselt. Jagajat DIVA saab määrata fRFOUTA väärtuste alusel DIVA väärtuste tabelist (register 4, bitid 22 ... 20).

Kui FB = 1, (DIVA on PLL-i tagasisidest välja jäetud):

Kui FB = 0, (DIVA PLL-i tagasisides) ja DIVA ≤ 16:

Kui FB = 0, (DIVA PLL-i tagasisides) ja DIVA> 16:

Siin on N 16-bitise loenduri N väärtus (16 ... 65535), mis on programmeeritud läbi registri 0, bitid 30 ... 15. M - murdosa mooduli väärtus (2… 4095), programmeeritud registri 1 bittide 14… 3 kaudu. F – murdosa jagamise väärtus, programmeeritud registri 0 bittide 14… 3 kaudu.

Murd- (Frac-N) režiimis on minimaalne N 19 ja maksimum 4091. N loendur lähtestatakse, kui RST on 1 (register 2, bitt 3). DIVA - RF väljundi jaotuse määramine (0 ... 7), programmeeritud registri 4 bittide 22 ... 20 kaudu. Jaotusteguriks on seatud 2DIVA.

Kanali B väljundsagedus (fRFOUTB) määratakse järgmiselt:

Kui BDIV = 0 (register 4, bitt 9),

Kui BDIV = 1,

Int-N / Frac-N režiimid

Täisarvude jagamise (Int-N) režiim valitakse, seades biti INT = 1 (register 0, bitt 31). Selles režiimis töötades on vaja seadistada ka LDF-bitt (register 2, bitt 8), et võimaldada sünkroonimismomendi (sagedusluku) määramise funktsioon täisarv-N režiimis.

Murdjagamisrežiim (Frac-N) valitakse, seades biti INT = 0 (register 0, bitt 31). Lisaks määrake Frac-N sünkroonimisrežiimi jaoks LDF-bitt = 0 (register 2, bitt 8).

Kui seade jääb Frac-N režiimi jaotusega F = 0, võib tekkida soovimatu impulssmüra. Selle vältimiseks saate lubada automaatse lülitumise täisarv-N režiimile, kui F = 0, seadistades biti F01 = 1 (register 5, bitt 24).

Faasidetektor ja juhtpinge genereerimine (laadimispump)

Laadimispumba poolt väliskondensaatori jaoks genereeritav laadimisvool määratakse RSET-viigu ja ühise juhtme vahele ühendatud takisti väärtusega ja CP-biti väärtusega (register 2, bitid 12 ... 9) järgmiselt. :

Stabiilsuse parandamiseks Frac-N režiimis määrake CPL lineaarsuse bitt = 1 (register 1, bitid 30, 29). Int-N režiimi jaoks määrake CPL = 0. Müra vähendamiseks Int-N režiimis määrake CPOC bit = 1 (register 1, bitt 31), et vältida voolu lekkimist silmusfiltrisse. Režiimi Frac-N jaoks määrake CPOC = 0.

CP_OUT väljundi saab seada kõrge impedantsi olekusse, kui TRI = 1 (register 2, bitt 4). Kui TRI = 0, on see väljund normaalses olekus. Faasidetektori signaali polaarsust saab muuta aktiivse inverteeriva ahela filtri puhul. Mitteinverteeriva filtri jaoks määrake PDP = 1 (register 2, bitt 6). Inverteeriva filtri jaoks PDP = 0.

MUX_OUT ja LD (Lock Detect) väljundid

MUX_OUT on mitmeotstarbeline testväljund MAX2870 erinevate sisemiste toimingute jälgimiseks. MUX_OUT saab konfigureerida ka andmejadaväljundi jaoks. MUX-bitid (register 2, bitid 28 ... 26) võimaldavad teil valida MUX_OUT signaali tüübi.

Lukutuvastussignaali saab jälgida LD-väljundi kaudu, seadistades LD-bitid (register 5, bitid 23 ... 22). Digitaalse ajastuse tuvastamiseks määrake LD = 01. Digitaalse ajastuse tuvastamine sõltub sünteesirežiimist. Frac-N režiimis määrake LDF = 0 ja Int-N režiimis määrake LDF = 1. Samuti saate määrata digitaalse ajastuse täpsuse vastavalt tabelitele.

Analoogajastuse tuvastamist saab kasutada LD = 10 korral. Selles režiimis kasutab LD avatud kollektori väljundit, mis nõuab välist tõmbetakistit.

Ajastuse määramise väljundi täpsus sõltub paljudest teguritest. Väljund võib VCO automaatse valiku protsessi ajal olla kehtetu. Selle protsessi lõpus on väljund endiselt ebausaldusväärne, kuni häälestuspinge on kindlaks tehtud. VTUNE settimisaeg sõltub silmusfiltri ribalaiusest ja seda saab arvutada tarkvaratööriista EE-Simulation abil.

Kiire lukustusrežiim

Mudelil MAX2870 on kiirlukustusrežiim. Selles režiimis CP = 0000 (register 2, bitid 12 ... 9) ja SW väljundiga on ühendatud kahe takisti jagur, mille nimiväärtuste suhe on 1/3. Väljundi ja ühise toiteklemmi vahele on ühendatud suurem takisti ning SW-klemmi ja filtrikondensaatori vahele on ühendatud väiksem takisti. Kui CDM = 01 (register 3, bitid 16 ... 15), algab kiire sünkroonimine pärast VCO automaatse valiku (VAS) protsessi lõppu.

Kiirendatud sünkroniseerimisel suureneb Charge Pump laadimisvool väärtuseni, mille määrab CP = 1111 ja silmusfiltrit manööverdavate takistite suhe muutub SW väljundi suure impedantsi oleku tõttu 1/4-ks. Fast-Lock deaktiveeritakse kasutaja määratud ajalõpu lõppedes. See aeg on:

Siin on M reguleeritav tegur ja CDIV on jagaja seadistus. Disainer peaks määrama CDIV-sätted tagasisidefiltri ajakonstandi põhjal.

RFOUTA ± ja RFOUTB ± väljundid

IC-l on kaks avatud kollektoriga diferentsiaalset RF-väljundit, mis nõuavad väliste 50-oomiste takistite ühendamist mõlema väljundiga.

Iga väljundit saab iseseisvalt lubada ja keelata, seadistades bitid RFA_EN (register 4, bitt 5) ja RFB_EN (register 4, bitt 8). Mõlemat väljundit saab jälgida ka RFOUT_EN viigu kaudu.

Iga väljundi väljundvõimsus on RFOUTA jaoks eraldi konfigureeritav APWR-i (register 4, bitid 4, 3) ja RFOUTB jaoks BPWR (register 4, bitid 7 ... 6). Diferentsiaalväljundi võimsust on võimalik reguleerida vahemikus -4 ... 5 dBm, 3 dB astmega töötades koormusel 50 Ohm. Samas vahemikus on võimalik reguleerida ka ühe otsaga väljundit, mille toide on RF-drosseli kaudu. Optimaalse väljundtaseme saavutamiseks kogu sagedusvahemikus on vaja erinevaid laadimiselemente. Kui kasutatakse tasakaalustamata väljundit, tuleb kasutamata väljund ühendada sobiva koormusega (tabel 2).

Tabel 2. MAX2870 tihvtide otstarve

Väljund	Nimi	Funktsioon
1	CLK	Sünkroonimisrida (sisend)
2	ANDMED	Jadaandmed (sisend)
3	LE
4	CE	Kiibi valik – madal
5	SW	Kiire ümberlülitamine. Ühendab tagasisidefiltri PLL-režiimis
6	VCC_CP
7	CP_OUT	Laadimispumba väljund
8	GND_CP	Üldine järeldus laadimispumba generaatori kohta
9	GND_PLL	Üldine PLL väljund
10	VCC_PLL	PLL toiteallikas
11	GND_RF	Üldine RF väljund. Ühendub põhiplaadi maandussiiniga
12	RFOUTA_P	Avatud kollektori positiivne RF väljund A. Ühendub toiteallikaga RF-drosseli või 50-oomise koormuse kaudu
13	RFOUTA_N	Avatud kollektori negatiivne RF-väljund A. Ühendub toiteallikaga RF-drosseli või 50-oomise koormuse kaudu
14	RFOUTB_P	Avatud kollektori positiivne RF väljund B. Ühendub toiteallikaga RF-drosseli või 50-oomise koormuse kaudu
15	RFOUTB_N	Avatud kollektori negatiivne RF väljund B. Ühendub toiteallikaga RF-drosseli või 50-oomise koormuse kaudu
16	VCC_RF
17	VCC_VCO	VCO toiteallikas
18	GND_VCO	VCO üldine järeldus. Ühendub põhiplaadi ühise siiniga
19	NOISE_FILT	VCO müra lahtisidumise tihvt. Ühendub läbi 1 μF põhiplaadi maandussiiniga
20	TUNE	VCO juhtsisend. Ühendab välise filtriga
21	GND_TUNE	VCO juhtsisendi ühine väljund. Ühendub põhiplaadi maandussiiniga
22	RSET	Sisend laadimispumba sisendvoolu vahemiku seadistamiseks
23	BIAS_FILT	VCO müra lahtisidumine. Ühendatud läbi 1 μF ühise tihvtiga
24	REG	Võrdluspinge korrigeerimine. Ühendatud läbi 1 μF ühise kontaktiga
25	LD	Sünkroonimisrežiimi väljund. Kõrge tase sünkroonimisrežiimis, madal tase - kui sünkroonimist pole.
26	RFOUT_EN	Lülitab RF väljundi sisse. Madalad RF-väljundid on keelatud
27	GND_DIG	Digitaallülituste ühine kontakt. Ühendub põhiplaadi maandussiiniga
28	VCC_DIG	Digitaalahelate toiteallikas
29	REF_IN	Sageduse tugisisend
30	MUX_OUT	Multiplekseri väljund ja andmejadaväljund
31	GND_SD
32	VCC_SD
–	EP	Jahutusradiaatori ala. Ühendub põhiplaadi ühise toitesiiniga

VCO

Mikroskeem sisaldab nelja eraldiseisvat 16-ribalist VCO-seadet, mis pakuvad pidevat katvust sagedusvahemikus 3 ... 6 GHz. VCO töötamiseks peab välise tagasiside filtri väljund olema ühendatud TUNE sisendiga, mis juhib VCO tööd. Juhtpinge antakse läbi filtri väljundist CP_OUT (joonis 3).

MAX2870 sisaldab 3-bitist ADC-d VCO pinge seadistusvahemiku lugemiseks. ADC väärtusi saab lugeda registrist 6, bitid 22 ... 20.

Pidage meeles, et kui VCO häälestuspinge on väljaspool sobivat vahemikku, võib ilmuda lukustuse tuvastamise signaal.

Auto VCO

VCO automaatse valiku režiim (VAS) on lubatud, kui VAS_SHDN = 0 bitt (register 3, bitt 25) on seatud. Kui VAS_SHDN = 1, siis saab VCO-d käsitsi seadistada VCO bittide kaudu (register 3, bitid 31 ... 26). RETUNE bitti (register 3, bitt 24) kasutatakse VCO automaatse valiku funktsiooni lubamiseks/keelamiseks. Kui RETUNE = 1 ja ADC tuvastab, et VTUNE häälestuspinge on vahemikus 000 kuni 111, käivitab VAS-funktsioon automaatse häälestamise. Kui RETUNE = 0, on see funktsioon keelatud.

Sünkroonimissagedus fBS peaks olema 50 kHz. Selle määravad BS bitid (register 4, 19 ... 12). Nõutav BS väärtus arvutatakse järgmise valemi abil:

Kus fPFD on faasidetektori sagedus. BS väärtus tuleks ümardada lähima täisväärtuseni. Kui arvutatud BS väärtus on üle 1023, siis BS = 1023. Kui fPFD on alla 50 kHz, siis BS = 1. VCO õigeks valimiseks kuluv aeg on 10 / fBS.

Faasi reguleerimine

Kui seadistatud sagedus on kindlaks tehtud, saab RF-väljundi faasi diskreetselt muuta sammuga P / M × 360 °. Faasi ei saa absoluutselt määrata, kuid seda saab praeguse väärtuse suhtes muuta.

Faasi muutmiseks tehke järgmist.

• seadke väljundis seatud sagedus;
• määrake faasi juurdekasv praeguse väärtuse suhtes P = M × (faasimuutus) / 360 °;
• lubage faasimuutus, seades CDM = 10;
• lähtestage CDM, määrates selle väärtuseks 0.

Süntesaator MAX2871

Ultra lairiba MAX2871 PLL-i ja integreeritud VCO-ga, mis on võimelised töötama nii täisarvude kui ka murdsageduslike sünteesirežiimides. Koos välise etalongeneraatori ja silmusfiltriga kasutatakse MAX2871 suure jõudlusega ja madala müratasemega rakendustes, mis töötavad vahemikus 0,235 ... 6 GHz. MAX2871 sisaldab ka nelja integreeritud VCO-d ja kahte diferentsiaalväljundit tarkvaralise võimsustaseme juhtimisega -4 ... 5 dBm. Mõlemad väljundid saab tarkvara või riistvara abil keelata.

Mikroskeem on saadaval miniatuurses 32-kontaktilises QFN-pakendis. See on täielikult asendatav mudeliga MAX2870. MAX2871 töötab temperatuurivahemikus -40...85 °C. MAX2871 funktsionaalne plokkskeem on sama, mis mudelil MAX2870 (joonis 1). MAX2871-l on aga täiustatud funktsioonid, mis erinevad vähendatud tase müra ja sisaldab sisseehitatud temperatuuriandurit 7-bitise ADC-ga, mille täpsus on ± 3 ° C.

VCO pinge seadistus

Erinevalt MAX2870 3-bitisest ADC-st kasutab MAX2871 VCO pinge lugemiseks 7-bitist ADC-d, mida saab lugeda registri 6, bittide 22...16 kaudu. Pinge digiteerimiseks peate tegema järgmist:

• seadke bitid CDIV (register 3, bitid 14 ... 3) = fPFD / 100 kHz, et valida ADC taktsagedus;
• seadke ADCM-i bitid (register 5, bitid 5 ... 3) = 100, et võimaldada ADC-l lugeda pinget TUNE viigul;
• seadke ADCS (register 5, bitt 6) = 1, et alustada ADC teisendusprotsessi;
• oodake 100 μs, kuni protsess on lõppenud;
• loe registri 6 väärtust. ADC väärtus asub bittides 22 ... 16;
• tühjendatud bitid ADCM = 0 ja ADCS = 0.

Pinge TUNE viigul saab arvutada järgmiselt:

Auto VCO

Kasutatava VCO valimisel on MAX2871 jaoks saadaval lisavalikud. VAS_TEMP bitti (register 3, bitt 24) saab kasutada optimaalse VCO valimiseks vastavalt ümbritsevale temperatuurile, et tagada sünkroniseerimise stabiilsus vahemikus -40 ... 85 ° C. VCO valikuprotsessi ajal tuleks bitid RFA_EN (register 4, bitt 5) ja RFB_EN (register 4, bit 8) seada väärtusele 0 ning registri 5 bitid 30, 29 väärtuseks 11. VAS_TEMP = 1 seadistus suureneb. aeg, mis kulub sihtsageduse määramiseks ligikaudu 10 / fBS võrra kuni 100 ms.

temperatuuriandur

Kristalli temperatuuri arvutamiseks on MAX2871-l sisseehitatud 7-bitise ADC-ga temperatuuriandur, mille olekut loetakse läbi registri 6. Sel juhul tuleb teha peaaegu sama toimingute jada kui siis, kui VCO pinge reguleerimine. Erandiks on teine ​​punkt:

• seadke ADCM-i bitid (register 5, bitid 5 ... 3) = 001, et võimaldada ADC-l temperatuuri lugeda.

Ligikaudse temperatuuri saab saada järgmiselt:

See valem on kõige täpsem, kui VCO on lubatud ja RFOUTA täisvõimsusel.

RFOUTA ± ja RFOUTB ± väljundid

Kus CDIV (register 3, bitid 14 ... 3) on 12-bitise jagaja väärtus, M (register 1, bitid 14 ... 3) on murdosamuunduri N muutuv tegur ja fPFD on faasidetektori sagedus .

PLL-i jälgimise tõrge

Seadistatud sageduse sünkroonimise stabiilsuse tagamiseks on MAX2871-l lisaks Fast-Lock meetodile ka tsükli libisemise vähendamine, mille lubab CSM-biti (register 3, bitt 18) seadmine väärtusele 1. See režiim annab minimaalse väärtuse juhtlaengu pumpamise vool CP-ploki väljundis.

Võrreldes MAX2870-ga on MAX2871-l ka täiustatud funktsioonid väljundsagedussignaali faasi reguleerimiseks.

Süntesaator MAX2880

Lõplik mudel Maxim Integrated süntesaatorite sarjas on MAX 2880 PLL-süsteemiga, mis kasutab välist VCO-d ja on võimeline töötama veelgi laiemas sagedusvahemikus. Koos välise tugiostsillaatori, VCO ja filtriga genereerib MAX2880 väljundis madala müratasemega RF-sagedusi vahemikus 0,25 ... 12,4 GHz. MAX2880 kasutab sisseehitatud temperatuuriandurit. See on saadaval kahes versioonis: 20-lülitusega TQFN-pakett ja 16-lülitusega TSSOP-pakett, mis on võimelised töötama laiendatud töötemperatuuri vahemikus -40 ... 85 °C.

MAX2880 plokkskeem on näidatud joonisel 4. Tööpõhimõte ja mitmed komponendid on sarnased MAX2870 ja MAX2871 puhul kasutatavatele. MAX2880 sisaldab suure täpsusega madala müratasemega faasidetektorit (PFD) ja täppissilmusfiltri kondensaatori laadimispumpa, 10-bitist programmeeritavat võrdlusjagurit, 16-bitist Integer N jagajat ja 12-bitist muutuva suhtega murdosamuundurit.

3-juhtmeline juhtliides viie registriga kirjutamiseks ja ühe lugemiseks on sarnane eelnevalt vaadeldud registriga, millel on kanal tugisageduse jagamiseks REF-sisendist. Kuid samal ajal pole MAX2880-l sisseehitatud VCO-seadet, vaid kasutatakse välist VCO-d, mida juhitakse CP väljundist. Saate lülitada MAX2880 väikese energiatarbega režiimi, määrates SHDN = 1 (register 3, bitt 5) või, nagu teiste MAX süntesaatorite puhul, madala võimsusega CE-viigu jaoks.

MAX2880 faasidetektori sagedus määratakse järgmise valemiga:

Siin on fREF sisendi tugisagedus. DBR (register 2, bitt 20) määrab sisendsageduse kahekordistusrežiimi fREF. RDIV2 (register 2, bitt 21) seab fREF jagamisrežiimi väärtuseks 2. R (register 2, bitid 19 ... 15) on 5-bitise programmeeritava võrdlusjaguri (1 ... 31) väärtus. Maksimaalne fPFD on 105 MHz Fractional-N ja 140 MHz Integer-N jaoks. R-jagaja kustutatakse, kui RST (register 3, bitt 3) = 1.

Välise VCO sagedus määratakse järgmise valemiga:

Kus N on 16-bitise jagaja N väärtus (16 ... 65535), mis on programmeeritud läbi registri 1 bittide 30 ... 27 (MSB) ja registri 0 (LSB) bittide 26 ... 15 kaudu. M - murdosa koefitsiendi väärtus (2 ... 4095), programmeeritud registri 2 bittide 14 ... 3 kaudu. F - murdosaga jagamise väärtus, programmeeritud registri 0 bittide 14 ... 3 kaudu. Fractional-N režiimis N minimaalne väärtus on 19 ja maksimaalne on 4091 N jagaja kustutatakse, kui RST = 1 (register 3, bitt 3). PRE – sisendi eelskaalaja juhtseade, kus 0 tähendab 1-ga jagamist ja 1 2-ga jagamist (register 1, bitt 25). Kui sisendsagedus on kõrgem kui 6,2 GHz, siis PRE = 1.

RF sisendid

Diferentsiaalsed RF-sisendid (tabel 3) on ühendatud suure takistusega sisendpuhvritega, mis juhivad demultiplekserit, et valida üks kahest sagedusvahemikust 0,25 ... 6,2 GHz või 6,2 ... 12,4 GHz. Töötamiseks ülemises vahemikus kasutatakse eelskalerit 2 võrra, mis valitakse PRE biti seadmisega = 1. Ühe kanaliga töös ühendatakse kasutamata RF-sisend ühise väljundiga läbi 100 pF kondensaatori.

MAX2880 lülitusahela võimalik variant on näidatud joonisel 5.

Tabel 3. MAX2880 tihvtide määramine

Väljund	Nimi	Funktsioon
1	GND_CP	Üldine järeldus laadimispumba generaatori kohta. Ühendub põhiplaadi ühise siiniga
2	GND_SD	Üldine järeldus sigma-delta modulaatori kohta. Ühendub põhiplaadi ühise siiniga
3	GND_PLL	PLL üldine järeldus. Ühendub põhiplaadi ühise siiniga
4	RFINP	Eelskaalaja RF positiivne sisend. Kui seda ei kasutata, on see kondensaatori kaudu ühendatud ühisklemmiga
5	RFINN	Eelskaalaja negatiivne RF-sisend. Ühendub kondensaatori kaudu VCO väljundiga
6	VCC_PPL	PLL toiteallikas
7	VCC_REF	REF kanali toiteallikas
8	REF	Sageduse tugisisend
9,1	GND	Ühendub plaadil oleva toiteallika ühise klemmiga
11	CE	Kiibi valik. Selle kontakti madal loogikatase lülitab seadme toite välja.
12	CLK	Jada sünkroonimise sisend
13	ANDMED	Andmete jada sisestamine
14	LE	Laadi sisendi lubamine
15	MUX	Multipleksitud andmete sisend/väljund
16	VCC_RF	RF väljundi ja jagajate toiteallikas
17	VCC_SD	Sigma-delta modulaatori toiteallikas
18	VCP	Laadimispumba toiteallikas
19	RSET	Laadimispumba sisendvoolu vahemiku sisend
20	CP	Laadimispumba väljund. Ühendab välise filtri sisendiga
–	EP	Jahutusradiaatori ala. Ühendub põhiplaadi ühise toitejuhtme siiniga

Arendustööriistad: demoplaadid ja tarkvara

Maxim Integreeritud riist- ja tarkvaratööriistad võivad oluliselt lihtsustada arendusprotsessi ja lühendada uute lahenduste juurutamise aega.

Hindamiskomplekti tahvlid MAX2870 / MAX2871

Demo lauad MAX2870 / MAX2871(Joonis 6) lihtsustab süntesaatorite MAX2870 ja MAX2871 testimist ja hindamist. Iga plaat on varustatud standardsete SMA-pistikutega sisendsignaali allikate, 50 oomi otste, signaali- või spektrianalüsaatorite jaoks. Eelinstallitud spetsiaalse tarkvaraga arvutiga ühendamiseks on USB-pistik.

Hindamisnõukogudega töötamise toimingute jada on järgmine.

• laadige tarkvara alla aadressilt www.maximintegrated.com/evkitsoftware;
• pakkige see tarkvara lahti ja installige (joonis 7);
• pärast faili MAX287x.exe käivitamist peate valima mikroskeemi tüübi (MAX2870 või MAX2871) ja vajutama nuppu "Jätka". Ekraanile ilmub töötav graafiline liides;
• kontrollige USB-kaabli ühendust tööekraani paremas alanurgas oleva rohelise ristküliku järgi;
• veenduge, et plaadi TCXO sagedus (U2) ühtiks tarkvara REF.FREQ-ga. Kui ei, sisestage vajalik väärtus MHz (vaikimisi 50) ja vajutage sisestusklahvi;
• vajutage nuppe "Vaikimisi" ja seejärel "Saada kõik", mis asub tööekraani ülaosas;
• sisestage aknas RF_OUTA või RF_OUTB soovitud väljundsageduse väärtus MHz-des ja vajutage sisestusklahvi;
• veenduge, et PLL-luku indikaator vasakus alanurgas on roheline.

Kasutage MAX2870 või MAX2871 jõudluse hindamiseks signaalianalüsaatorit. Vaikimisi on väline 50 MHz sageduse tugi. Pärast programmeeritavate registrite väärtuste muutmist saate siiski kasutada muid väärtusi.

Väljundsignaali tase

Nad kasutavad kasutamata väljundite koormuse tasakaalustamiseks 3dB atenuaatoreid. Seega muutub hindamisplaadi väljunditel (SMA pistikud) mõõdetud võimsus 3 dB tegelikust tasemest madalamaks. Tõelise väljundtaseme mõõtmiseks eemaldage atenuaatorid ja ühendage kõik aktiivsed, kasutamata väljundid 50 oomiga.

Registri sätete eksport / import

Registri sätete eksportimiseks MAX2870 / MAX2871-st toimige järgmiselt.

• valige tööekraani vasakus alanurgas hiirega kiri "Reg → Clip", mille järel salvestatakse registrite väärtused lõikepuhvrisse;
• kleepige lõikepuhvri sisu mis tahes testredaktorisse.
• MAX2870 / MAX2871 registrite sätete importimiseks toimige järgmiselt.
• kopeeri registri sätted (eraldatud komaga) tekstiredaktorist lõikepuhvrisse;
• vali hiirega tööekraani vasakus alanurgas silt “Clip → Reg”;
• klõpsake avakuva paremas ülanurgas nuppu "Saada kõik".

Hindamiskomplekti tahvel MAX2880

MAX2880 hindamisplaat sisaldab otselairiba PLL süntesaatorit, samuti välist 5840 ... 6040 MHz VCO, 50 MHz temperatuurikompensatsiooniga kristallostsillaatorit (TCXO), passiivse tagasiside filtrit ja madala väljalangemisega regulaatoreid.

Tarkvara töötab Windowsiga arvutites alates XP versioonist.

Lisaks vajab MAX2880 hindamiskomplekt Maxim INTF-3000-USB liideseplaati, 20-juhtmelist lintkaablit liidese ja hindamisplaatide vaheliseks suhtluseks. Hindamisplaadi ühendamiseks arvutiga on vaja USB-kaablit Type A kuni Type B. Hindamisplaat vajab ka välist 6V / 150mA toiteallikat.

Ühendusskeem on näidatud joonisel 8 ja plaadid ise on näidatud joonisel 9.

Töötamiseks mõeldud tarkvara laaditakse alla aadressilt www.maximintegrated.com. Paigaldamine ja kasutamine on samad, mis on kirjeldatud hindamiskomplekti MAX2870 / MAX2871 puhul. Programmi tööekraan on näidatud joonisel 10.

Järeldus

Maxim Integratedi sagedussüntesaatorid MAX2870, MAX2871 ja MAX2880 pakuvad laiendatud raadiosageduslikku jõudlust ja neid saab kasutada mitmesuguste telekommunikatsiooni-, navigatsiooni- ja mõõteseadmete ülitäpsetes mikrolaineallikates.

Ettevõtte pakutavad esitlustahvlid ja spetsiaalne tarkvara võimaldavad kiirendada uue tehnoloogia näidiste väljatöötamise, kohandamise ja juurutamise protsessi.

Kirjandus

1. https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX2870.pdf.
2. https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX2871.pdf.
3. https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX2880.pdf.
4. https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX2870EVKIT.pdf.
5. https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX2880EVKIT.pdf.

ja - madala müratasemega diferentsiaaloperatsioonivõimendid

MAX44205 ja MAX44206 ettevõtte toodang Maxim integreeritud Kas madala müratasemega täielikult diferentsiaaloperatsioonivõimendid on loodud töötama täpsete kiirete 16/18/20 bitiste A/D muunduritega, nagu näiteks.
Ainulaadne omaduste kombinatsioon, lai toitepingete valik (2,7 ... 13,2 V), madal energiatarve ja lai ribalaius võimaldavad neid kasutada suure jõudlusega väikese võimsusega andmehõivesüsteemides.
Mõlemad võimendid võimaldavad VCOM-i viigu kaudu juhtida ühisrežiimi väljundpinget, mis mõnel juhul lihtsustab oluliselt mõõtekanali vooluringi ja normaliseerib väljundsignaali alalisvoolu komponenti vastavalt ADC nõuetele.
Mudelil MAX44205 on valikuline väljundpinge piiramise funktsioon, mis võimaldab piirata väljundpinget ADC täisskaala piiresse, kui võimendi toitepinge on kõrgem kui muunduri maksimaalne sisendpinge.
Madala võimsusega režiimis võtavad võimendid ainult 6,8 μA voolu, mis pikendab aku tööiga eraldiseisvates mõõtmissüsteemides või vähendab süsteemi üldist energiatarbimist mõõtmiste vahel.
Võimendid on saadaval miniatuursetes, kuid jootesõbralikes 12-kontaktilistes µMAX® ja 10-kontaktilistes TDFN-pakettides. Töötemperatuuri vahemik -40…125 °C.
Võimendite parameetrite hindamiseks on välja töötatud demoplaat. MAX44205EVKIT #... Samuti kasutatakse demoplaadil ADC draiverina MAX44205. MAX11905DIFEVKIT #.
Soovitatavad võimendi rakendused:

• aktiivsed filtrid;
• kiired protsesside juhtimissüsteemid;
• Meditsiiniseadmed;
• ühisrežiimi signaalide muundamine diferentsiaaliks;
• diferentsiaalsignaali töötlemine.

Babkovski A.P., Seleznev N.E. Yu. E. Sedakova GSP-486, N. Novgorod - 603950, Venemaa tel .: 8312-666202, tel. 295, e-post: [e-postiga kaitstud]

Abstraktne - Esitatakse ühe kiibi faasi automaatse sagedusjuhtimise kiibil põhineva lihtsa C-riba mikrolaine süntesaatori projekteerimise tulemused.

I. Sissejuhatus

Töösageduste suurendamine kuni millimeetri lainepikkuse vahemikku peegeldunud signaalide Doppleri töötlusega lähiradariseadmetes nõuab kiirgavate võnkumiste stabiilsuse olulist suurendamist.

Signaalitöötlusahelate kasutamine, mis põhinevad Doppleri nihke mõõtmisel vahesagedustel detsimeetri sagedusvahemikus, et maksimeerida seadme efektiivsust, nõuab koherentsete generaatorite kasutamist saatja ja vastuvõtja teel.

Praegu on selliste millimeeterlainesüsteemide jaoks kõige optimaalsem viis koherentsete signaalide saamiseks kasutada sagedussüntesaatoreid sentimeetri sagedusvahemikus ning seejärel neid korrutada ja võimendada.

Reeglina on sellised süntesaatorid ehitatud mitmeahelaliste ahelate järgi, kasutades segisteid, jagajaid ja sageduskordajaid.

Siiski sisse viimased aastad faasilukuga (PLL) ühekiibiliste süntesaatorite ülemine töösagedus on tõusnud C-riba keskele.

Praegu on Skyworks ja Analog Devices selle sagedusvahemiku jaoks ühekiibiliste PLL-süntesaatorite tootmises liidrid.

Venemaa elektroonikakomponentide turul on Skyworks Inc. tooted. mida esindab ettevõte: LLC "Radiocomp", Moskva.

Alates 1993. aastast, pärast Analog Devicesiga otsese litsentsilepingu sõlmimist, on ZAO Argussoft Company Moskvas regulaarselt värskendanud ja pakkunud arendajatele täielikku valikut komponente ja silumisseadmeid.

Moskva firma "MEI Electronic Components" pakub arendajatele üksikasjalikke materjale erinevate tootjate PLL-süntesaatorite mikroskeemide kasutamise kohta.

PLL süntesaatorite ülemise töösageduse tõstmine C-riba sagedustele võimaldas luua üheahelalisi, üsna lihtsa ehitusega süntesaatoreid.

Paljudel juhtudel on selline lähenemine põhiostsillaatori (MO) ja lokaalsete ostsillaatorite ehitamisele tehniliste, massimõõtmeliste ja majanduslike näitajate seisukohast soodsam.

Mõnede C-ribas töötavate PLL süntesaatori mikroskeemide põhiparameetrid on toodud tabelis 1.

Tab. 1. PLL süntesaatori mikroskeemide võrdlusomadused.

Tabel 1. PLL-süntesaatorite IC-de võrdlusomadused

II. Põhiosa

ZG ja seda tüüpi lokaalse ostsillaatori funktsionaalne diagramm, mis põhineb üheahelalisel sagedussüntesaatoril, on näidatud joonisel 1.

Joonis 1. Süntesaatori plokkskeem.

Joonis fig. 1 Süntesaatori plokkskeem

kus Ref. Gen. - täppis madala müratasemega võrdluskristallostsillaator GK62-TC, pS - mikrokontroller, PLL IC - süntesaatori mikroskeem, LPF - madalpääsfilter, skaleerimisvõimendi - skaleeriv operatsioonivõimendi, dielektriline resonaator VCO - pingega juhitav dielektriline ostsillaator (VCO) resonaator, isolaator - mikrolaineahju ventiil, suunaühendus - suunaühendus.

Võttes arvesse meie enda kogemusi mikrolaine süntesaatorite arendamisel ja erinevate PLL süntesaatorite mikroskeemide uurimise tulemusi, valiti MO ja lokaalostsillaatori arendamiseks Skyworks Inc.-i murdosa muutuva jaotussuhtega mikroskeem CX72302. ...

Mikroskeemi СХ72302 peamised omadused:

■ põhikanali maksimaalne väljundsagedus - 6,1 GHz;

■ abi - 1000 MHz;

■ maksimaalne töösagedus ICPD - 25 MHz;

■ garanteeritud sageduse ümberlülitusaeg mitte rohkem kui 100 μs;

■ omamüratase -128 dB / Hz;

■ sagedussamm alla 400 Hz.

СХ72302 kasutamine võimaldab piisavat

impulss-faasisagedusdetektori (PFD) kõrge töösagedus F = 16,384 MHz, et saada sageduse häälestamise samm 250 Hz kõrge granulaarsuse tõttu (262144). ICPD töösageduse suurenemine toob kaasa PLL-ahela sageduse korrutusteguri vähenemise ja signaali müraparameetrite paranemise.

Väljundsignaali mürataseme vähendamiseks kasutatakse kõrge Q dielektrilise resonaatoriga (DR) generaatorit. Lineaarne sageduse häälestamine sellises generaatoris toimub ZA627A-6 varikapi abil, mis on nõrgalt ühendatud DR-ga. Transistori 2T963A-2 kasutamine võimaldab saada generaatori väljundvõimsust suurusjärgus 50 mW.

Mikrolainesignaal VCO väljundist juhitakse läbi paisu ja suundsiduri sagedussüntesaatori väljundisse (väljundvõimsus on + 15dBm - umbes 30 mW). Osa suunasiduri võimsusest (25 dB ristsummutus) suunatakse PLL-i sisendisse.

Madalpääsfiltri parameetrid PLL-i tagasisideahelas arvutati National Semiconductori meetodil. Programmis Math-CAD2000 simuleeriti PLL-ahela tööd ja kontrolliti selle stabiilsust töösagedusvahemikus.

Süntesaatori väljundsagedustel C-riba keskel ulatub PLL-ahela sageduse korrutustegur 380-ni (faasidetektori töösagedus on 16 MHz). Võrdluskristallostsillaatori GK-62TS- faasimüra spektraaltihedus

0 on miinus (145–155) dB / Hz. PLL-i mikroskeemi faasimüra spektraalne tihedus on 128 dB / Hz. Seetõttu määrab genereeritud signaali faasimüra spektraaltiheduse mikroskeem ja see on

UV = -128+ 20 log 380 = -77 dB / Hz.

Süntesaatori väljundsagedust juhib AT90S8515-8PI Atmel mikrokontroller. Siirdeprotsessi kiirendamiseks toimub sageduste ümberlülitamine faasidetektori maksimaalsel voolul. Pärast etteantud sageduse hõivamist väheneb faasidetektori vool nimitasemeni, mis toob kaasa faasidetektori võrdlussagedusega diskreetkomponendi taseme languse süntesaatori väljundsignaali spektris. Pärast süntesaatori ümberlülitamist läheb mikrokontroller välja lülitatud kristallostsillaatoriga unerežiimile, et vähendada vooluringi digitaalse osa müra.

Struktuurselt on süntesaator valmistatud eraldi üksuste komplektina, mis on omavahel ühendatud jäikade koaksiaalkaablitega. PLL mikroskeemi ja sellega kaasneva rihma jaoks kasutati FR-4 klaaskiust trükkplaati paksusega 0,8 mm. Vaatamata suhteliselt kõrgele töösagedusele on odavast materjalist substraadi kasutamine üsna õigustatud.

III. Katse

Sagedussüntesaatori müraparameetrite eksperimentaalsed uuringud viidi läbi faasimüra НР3048А spektraaltiheduse määramise seadmega.

Vaadeldava lihtsa üheahelalise sagedussüntesaatori faasimüra spektraalne tihedus kandjast suurte nihete korral on:

10 kHz -92 dB / Hz;

100 kHz -117 dB / Hz.

Varikapi nõrga ühenduse tõttu dielektrilise resonaatoriga oli võimalik saada üsna häid süntesaatori müraparameetreid, kuid selle häälestusriba ei ületa 50 MHz, kui varikapil olev juhtpinge muudetakse 1-lt 25 V peale.

Süntesaatori töösagedusvahemiku laiendamiseks saate kasutada YIG-l põhinevat juhitavat generaatorit. Kuid see nõuab sageduse juhtimisahela muutmist.

IV. Järeldus

Murdjaotusteguriga ühekiibilise mikroskeemi kasutamine PLL-i tagasisideahelas võimaldab konstrueerida kompaktseid sagedussüntesaatoreid, kasutades üheahelalist vooluahelat, mille väljundsagedused on kuni PLL-i mikroskeemi ülemise töösageduseni koos sagedushäälestusega. samm sellises üheahelalises süsteemis, mille sagedus on alla 400 Hz ja faasimüra spektraaltiheduse vastuvõetav tase ...

V. Viited

Välismaiste tootjate HF ja SHF raadiokomponendid. Hinnakiri. Väljaanne 5.M. 2004.

Www.argussoft.ru

"MEI elektroonilised komponendid" suvi 2004.

RF / mikrolaine komponendid, elektromehaanika, toiteseadmed. Elektrooniline kataloog 2004

Babkovsky A.P. Kogemus QUALCOMM-i ja Mini-Circuits'i firmade mikroskeemidel põhinevate PLL-süntesaatorite projekteerimisel millimeeterlaine taseme mõõturi võrdlussignaalide ploki jaoks. - Raamatus. "8. rahvusvaheline Krimmi konverents" Mikrolainetehnika ja sidetehnoloogiad ". Konverentsi materjalid ”[Sevastopol, 14.-17.sept. 1998]. Sevastopol: Weber, 1998, 2. kd, lk 667–668.

Babkovsky A. P., Seleznev N. E. Hübriidsed PLL / DDS sagedussüntesaatorid. - Raamatus. "11. rahvusvaheline Krimmi konverents" Mikrolainetehnika ja kommunikatsioonitehnoloogiad ". Konverentsi materjalid ”[Sevastopol, 10.-14.sept. 2001]. Sevastopol: Weber, 2001, lk 112–114.

Babkovsky A. P., Seleznev N. Ye. Mikrolainevahemiku kiire oktaavi süntesaator väikese sageduse häälestusastmega. - Raamatus. "13. rahvusvaheline Krimmi konverents" Mikrolainetehnika ja sidetehnoloogiad ". Konverentsi materjalid ”[Sevastopol, 8.-12.sept. 2003]. Sevastopol: Weber, 2003, lk 136–138.

Www.skyworksinc.com

ÜHEKORDNE SÜNTESAATOR C-RIBA JAOKS ÜLIPEENSAGEDUSE SAMMIGA

Babkovski A., Seleznev N.

Föderaalsele osariigile kuuluva ühtse ettevõtte mõõtmissüsteemide uurimisinstituudi nimed Yu järgi. Jah. Sedakov GSP-486, Nižni Novgorod - 603950, Venemaa e-post: [e-postiga kaitstud]

Abstraktne – selles artiklis käsitletakse C-riba lihtsa sagedussüntesaatori disaini ühe ahela PLL-i põhjal.

Lühimaa Doppleri radari töösageduste tõus kuni MM-ribani nõuab edastatava signaali stabiilsuse suurt paranemist.

Signaalitöötluse põhimõte põhineb peegeldunud signaalidel Doppleri sageduse mõõtmisel vahesagedusel (UHF-vahemikus). Seega peavad saatja ahela ergutaja ja vastuvõtja lokaalne ostsillaator (LO) olema koherentsed.

Hetkel eelistatuim lähenemine koherentsete signaalide genereerimisel on C-riba sagedussüntesaatorite kasutamine koos kordajate ja võimenditega.

Sageli on need süntesaatorid konstrueeritud kasutades mitmeahelalist skeemi koos sagedusmikseri, jagajate ja kordajatega.

Viimastel aastatel suurendati PLL IC ülemist töösagedust kuni C-ribani. Nüüd on selle sagedusala PLL IC-de juhtivad tootjad Skyworks ja Analog Devices. IC töösageduse suurendamine võimaldab konstrueerida lihtsaid C-riba üheahelalisi sagedussüntesaatoreid.

Mõnel juhul võib see lähenemisviis olla eelistatavam.

Üheahelalise PLL-i alusel saatja erguti plokkskeem on näidatud joonisel 1. Võttes arvesse meie oskusi süntesaatorite kujundamisel, valiti erguti ja LO disainiks Skyworks CX72302 Fractional-N PLL IC. Lisateabe saamiseks külastage veebisaiti www.skyworksinc.com.

Kasutades CX72302 saame 250Hz sagedussammu ainult faasidetektori võrdlussageduse väärtusega 16,384MHz tänu kõrgele fraktsionaalsusele, 2 18. Kõrge faasidetektori sagedus viib peajaguri väärtuse N vähenemiseni ja müraparameetrite paranemiseni.

Kõrge Q dielektrilise resonaatori ostsillaatorit (DRO) kasutatakse PLL-pääsuriba parema müra saavutamiseks. Lineaarne sageduse pühkimine viiakse läbi varikapi abil, millel on nõrk side DR-ga. DRO generaatori väljundvõimsus on 50 mW.

Signaal liigub läbi isolaatori ja suundsiduri süntesaatori väljundisse (väljundvõimsus on + 15dBm - ca 30 mW). Osa suunasiduri ühendatud pordi võimsusest suunatakse PLL IC sisendisse.

Silmusfiltri komponendid arvutati National Semiconductori pakutud meetoditega. Silmuse stabiilsuse analüüsi hinnati MathCAD 2000-s.

Peaahela jagamise suhet suurendatakse kuni 380-ni (faasidetektori sagedus 16 MHz) sagedustel umbes 6 GHz. PLL IC faasimüra spektraaltihedus on -128 dB / Hz. Seega määrab faasimüra spektraaltiheduse PLL pääsuribas PLL IC müra, kuigi võrdlusgeneraatori faasimüra on (-145 ... -155 dB / Hz) ja võrdne -77 dB / Hz.

Süntesaatori väljundsageduse juhtimist teostab Atmel AT90S8515-8PI mikrokontroller. Sageduse lülitusaja minimeerimiseks suurendatakse laadimispumba voolu maksimaalse väärtuseni. Pärast lukustamist lülitub laadimispumba vool nimiväärtusele ja mikrokontroller lülitub puhkeolekusse koos kellageneraatori väljalülitamisega. See võimaldab summutada müra digitaalse vooluringi väljundspektris.

Süntesaatori väljundsignaali müra parameetreid mõõdeti HP3048A testkomplektiga.

Testitud üheahelalise PLL-süntesaatori faasimüra alampiir kandja nihkega on:

Sagedusnihe Faasimüra alampiir

10 kHz -92 dB / Hz

100 kHz -117 dB / Hz

Nõrk side varikapi ja dielektrilise resonaatori vahel häälestatud generaatoris annab üsna head müraparameetrid, kuid sünteesitav sagedusriba on liiga kitsas (ca 50 MHz varikaphäälestusvahemikus 1 kuni 25 volti).

Sünteesitava sagedusala laiendamiseks on võimalik kasutada YIG häälestatud ostsillaatorit. Kuid sel juhul tuleb sageduse häälestusahelat muuta.

Ühe kiibiga Fractional-N PLL võimaldab konstrueerida väikese suurusega üheahelalisi sagedussüntesaatoreid sagedustele kuni maksimaalse töö PLL IC sageduseni sagedusastmega alla 400 Hz ja vastuvõetava faasimüra tasemega.

Patendi RU 2580068 omanikud:

Leiutis käsitleb raadiotehnikat ja seda saab kasutada mikrolainesagedusala edastus- ja vastuvõtuseadmetes. Tehniline tulemus on stabiilse töö suurendamine sisendmikrolaine signaali sageduse häälestamisel. Mikrolaine sagedussüntesaator sisaldab pingega juhitavat mikrolainegeneraatorit (VCO), suundsidurit, mikrolaine mikserit, mikrolaine sisendsignaali allikat, esimest muutuva jaotussuhtega sagedusjagajat, sageduse-faasi detektorit, teist sagedust. muutuva jaotusteguriga jagaja, etalonsignaali allikas, madalate sageduste filter, faasikomparaator, ootemultivibraator, kaks dioodi ja operatiivvõimendi. 4 haige.

Leiutis käsitleb raadiotehnikat, nimelt laia ulatusega mikrolaine sagedussüntesaatoreid, millel on mikrolaine pingega juhitava generaatori (VCO) sageduse esialgne seadistus, mis sisaldub mikrolaineahju laiaulatuslikus faasilukustikus (PLL). sagedussüntesaator ja seda saab kasutada mikrolaine sagedusvahemiku transiivastuvõtuseadmetes ...

Tuntud süsteemid aktiivseks sagedussünteesiks, milles sünteesitud sageduste võnkumiste filtreerimine toimub faasiluku kujul oleva aktiivfiltri abil. Sel juhul muundatakse signaali sagedus näiteks madalsagedusvahemikku jagades, kus seda võrreldakse võrdlusgeneraatori sageduse ja pingega juhitava mikrolainegeneraatori (VCO) isehäälestuse pingega. ) luuakse. Aktiivsed sünteesisüsteemid tagavad valespektrikomponentide ja kandja faasimüra suurema tagasilükkamise. Kuid selles skeemis on VCO kõrge sagedusjaotuse suhte tõttu võimatu saavutada süntesaatori väljundsignaali madalat mürataset.

Tuntud mikrolainesagedussüntesaator, mis rakendab aktiivse sünteesi põhimõtet PLL-ahelaga, mis on valitud käesoleva leiutise prototüübiks. Mikrolaine sagedussüntesaator sisaldab mikrolaine VCO, mille väljund on ühendatud läbi suundsiduri mikrolaine sagedussüntesaatori väljundiga ja mikrolaine mikseri esimese sisendiga, mille teine ​​sisend on ühendatud allika väljundiga. mikrolaine sisendsignaalist mikrolaineahju sagedusega f sisendiga on mikrolaine mikseri väljund ühendatud muutuva jaotusteguriga n esimese sagedusjaguri (DF) sisendiga, mille väljund on ühendatud esimese sisendiga. sagedusfaasidetektori (PFD) sagedusfaasidetektori teine ​​sisend on ühendatud muutuva jaotusteguriga m teise sagedusjaguri väljundiga, mille sisend on ühendatud tugisignaali allikaga. sagedus f OP ja sagedusfaasidetektori väljund läbi madalpääsfiltri (LPF) on ühendatud mikrolaine VCO sisendiga. Sel juhul moodustavad suundsidur, mikser, esimene sagedusjagur, PFD ja LPF PLL-ahela.

Tuntud mikrolaine sagedussüntesaator võimaldab saavutada sagedusega f MF mikrolaine sagedussüntesaatori väljundsignaali madala faasimüra taseme, vähendades esimese sagedusjaguri jaotussuhet, kui seda kasutatakse mikrolaine sisendsignaalina sagedusega. f madala faasimüraga mikrolainesignaali sisend. Lisaks võimaldab esimese sagedusjaguri jaotussuhte vähendamine suurendada PLL-ahela võimendust. Kuna sellises vooluringis on mikrolaineahjus sisendsignaali f sagedus valitud tingimusest f mikrolaines> f keskvahemik, siis on mikrolaine sagedussüntesaatori PLL-ahela võimenduse konstantse väärtuse säilitamiseks vajalik kompenseerida esimese sagedusjaguri jaotusteguri muutust, muutes mikrolaine VCO sageduse häälestuse kalle, et säilitada PLL-ahela juhtribasid.

Kui aga mikrolaine VCO sagedustriivid f VCO on suuremad kui 2 f IF (kus vahesagedus f IF = f mikrolaines -f VCO), siis selles mikrolaine sagedussüntesaatoris tekivad faasisünkroniseerimise tõrked, mis põhjustada süntesaatori jõudluse kaotust.

Lisaks töötab tuntud mikrolaine sagedussüntesaator ainult siis, kui mikrolaineahju fikseeritud sagedusega f sisendiga sisendmikrolainesignaal suunatakse mikrolaine mikseri teise sisendisse. Kui mikrolaine mikseri sellesse sisendisse suunatakse mikrolaineahju muutuva (timmitava) sagedusega f sisendiga mikrolainesignaal sagedusalas, mis on suurem või võrdne sellega, võib mikrolaine sagedussüntesaatoris tekkida ka faaside sünkroniseerimise häireid.

Käesoleva leiutise tehniline eesmärk on luua laia ulatusega mikrolaine sagedussüntesaator madala faasimüra tasemega ja väljundsignaali f MF süntesaatori lühikese sageduse häälestusajaga, tagades muutmisel (häälestamisel) faasisünkroniseerimise rikkumiste puudumise. mikrolaine sisendsignaali f sisendmikrolaine sagedus sagedusalas, mis on võrdne või suurem vahesagedussignaali kahekordse sagedusega f IF, kus f IF = f mikrolaines -f VCO, samuti faasisünkroniseerimise säilimise tagamine kui mikrolaine VCO signaali sagedus f VCO on suurem kui 2 f IF.

Tehniline tulemus on vältida faasisünkroniseerimise häireid, mis on põhjustatud PLL-ahelas toimuvatest siirdeprotsessidest, ning tagada mikrolaine sagedussüntesaatori stabiilne töö töö ajal, sealhulgas mikrolaine sisendi mikrolainesignaali sageduse f sisendi häälestamisel.

Tehnilise lahenduse olemus seisneb selles, et pakutav mikrolaine sagedussüntesaator sisaldab pingega juhitavat mikrolainegeneraatorit (VCO), mille väljund on ühendatud suundsiduri sisendiga, mille esimeseks väljundiks on sagedusmuunduri väljund. mikrolaine sagedussüntesaator ja suunamuhvi teine ​​väljund on ühendatud mikrolaine mikseri esimese sisendiga, mikrolaine mikseri teine ​​​​sisend on ühendatud mikrolainesignaali sisendallika väljundiga, mikrolaine mikseri väljund on ühendatud esimese muutuva jaotussuhtega sagedusjaguri sisendisse, mille väljund on ühendatud sagedus-faasidetektori esimese sisendiga, sagedus-faasidetektori teine ​​sisend on ühendatud teise sagedusjaguri väljundiga muutuva jaotussuhtega, mille sisend on ühendatud etalonsignaali allika väljundiga ning sagedusfaasidetektori ja mikrolaine VCO vahele on lisatud madalpääsfilter. Mikrolaine sagedussüntesaator sisaldab lisaks faasikomparaatorit, ootemultivibraatorit, kahte dioodi ja operatiivvõimendit. Sel juhul on sagedusfaasidetektori esimene ja teine ​​väljund ühendatud vastavalt operatiivvõimendi esimese ja teise sisendiga, mille väljund on ühendatud mikrolaineahju VCO sisendiga ning madalpääsfilter on ühendatud. ühendatud operatiivvõimendi esimese sisendi ja selle väljundi vahele, faasikomparaatori esimene sisend on ühendatud muutuva jaotussuhtega esimese sagedusjaguri väljundiga ja sagedus-faasidetektori esimese sisendiga, teine ​​sisend faasikomparaator on ühendatud muutuva jaotussuhtega teise sagedusjaguri väljundiga ja sagedus-faasidetektori teise sisendiga, faasikomparaatori väljund on ühendatud ootava multivibraatori sisendiga, esimene väljund ootav multivibraator on esimese dioodi kaudu ühendatud sagedusfaasidetektori esimese väljundiga ja operatiivvõimendi esimese sisendiga, ootava multivibraatori teine ​​väljund on ühendatud läbi teise dioodi teise sagedusfaasi detektori väljundiga. faasidetektorile ja operatiivvõimendi teisele sisendile. Veelgi enam, esimene ja teine ​​diood on sisse lülitatud üksteise vastu, samal ajal kui mikrolaine VCO, suundsidur, mikrolaine mikser, esimene sagedusjagur, sagedusfaasi detektor, operatiivvõimendi ja madalpääsfilter moodustavad faasiluku ahela (PLL). ) tingimusel: τ m> τ PLL, kus T M on ootava multivibraatori võnkeperiood, τ PLL on faasiluku ahelas sünkroniseerimise aeg.

Faasikomparaatori ja kahe vastassuunas ühendatud dioodiga ootemultivibraatori kaasamine mikrolaine süntesaatori vooluringi võimaldab eelseadistada mikrolaine VCO signaali sagedust f VCO PLL-ahela faasiluku korral, mis tekib mikrolaine sisendi mikrolainesignaali sageduse f sisendi ümberlülitamisel või mikrolaine VCO signaali sageduse f VCO triivimisel, näiteks mikrolaine süntesaatori sisselülitamisel, mis tagab faaside sünkroniseerimise kiire taastumise ja suurendab mikrolaine stabiilsust. sagedussüntesaator. Sel juhul lülitatakse ootav multivibraator pärast PLL-ahela taastamist välja ja see ei mõjuta PLL-ahela edasist tööd.

Madalpääsfiltriga töövõimendi tagasisideahelas moodustab PLL-ahela kontrollribalaiuse.

Aeg ootava multivibraatori esimese impulsi lõpu ja järgmise impulsi alguse vahel, mis on määratud selle multivibraatori RC-ahelaga, peab olema pikem kui aeg, mis kulub sünkroonimise loomiseks PLL-ahelas, st tingimus peab olema täidetud:

T M -τ m> τ PLL.

Leiutist illustreerivad joonised.

joonisel fig. 1 on näidatud kavandatava mikrolainesagedussüntesaatori plokkskeem, kus

1 - mikrolainegeneraator (VCO) sagedusega f VCO (juhtpinge UPR);

3 - mikrolaineahju segisti;

4 - mikrolaine sisendsignaali allikas sagedusega f sisend mikrolaineahi;

5 - esimene sagedusjagur muutuva jaotussuhtega n;

6 - sagedus-faasidetektor (väljundpinge U PFD);

7 - teine ​​sagedusjagur muutuva jaotusteguriga m;

8 - tugisignaali allikas sagedusega f OP;

9 - operatiivvõimendi;

10 - madalpääsfilter;

11 - faasikomparaator (väljundpinge U FC);

12 - ootel multivibraator (väljundpinge edasi U m1 ja pöördvõrdeline

13 - esimene diood;

14 - teine ​​diood;

f IF = f sisend mikrolaine -f VCO - vahesagedussignaal;

f MF - mikrolaine sagedussüntesaatori väljundsignaal.

joonisel fig. 2 on kujutatud kavandatava mikrolainesagedussüntesaatori osaks oleva ootava multivibraatori sisendi U FC ja väljundpinge U m1 ja U m2 ajastusskeeme, kus

T M - ootava multivibraatori 12 võnkeperiood;

τ m - ootava multivibraatori 12 impulsi kestus;

τ PLL on aeg faasiluku ahelas sünkroonimiseks.

joonisel fig. 3 on kujutatud mikrolaine väljundsignaali sagedusega f MF = f VCO häälestusriba fikseeritud sageduse f suhtes kavandatava mikrolaine sagedussüntesaatori mikrolaine sisendmikrolaine signaalis.

joonisel fig. 4 on kujutatud väljundi mikrolainesignaali häälestusriba sagedusega f MF = f VCO kavandatava mikrolaine sagedussüntesaatori mikrolaine sisendi mikrolainesignaali häälestatava sageduse f sisendi suhtes.

Kavandatav mikrolaine sagedussüntesaator, mille plokkskeem on näidatud joonisel fig. 1, sisaldab pingega juhitavat mikrolainegeneraatorit (VCO) 1, mille väljund on ühendatud suunasiduri 2 sisendiga, mille üks väljund on mikrolaine sagedussüntesaatori väljund ja teine ​​suunasiduri 2 väljund. on ühendatud mikrolaine mikseri 3 esimese sisendiga, mille teine ​​sisend on ühendatud mikrolaine sisendsignaali 4 väljundallikaga sagedusega f sisend mikrolaine. Mikrolaine mikseri 3 väljund on ühendatud muutuva jaotusteguriga n esimese sagedusjaguri 5 sisendiga, mille väljund on ühendatud sagedus-faasidetektori 6 esimese sisendiga. faasidetektor 6 on ühendatud muutuva jaotusteguriga m teise sagedusjaguri 7 väljundiga, mille sisend on ühendatud tugisignaali 8 allika väljundiga sagedusega f OP. Sagedusfaasidetektori 6 kaks väljundit on ühendatud operatiivvõimendi 9 kahe sisendiga, mille väljund on ühendatud mikrolainegeneraatori VCO 1 sisendiga, samas kui madalpääsfilter 10 on ühendatud seadme esimese sisendi vahele. töövõimendi 9 ja selle väljund 10. Skeemile 11 lisatud faasikomparaatori esimene sisend on ühendatud esimese sagedusjaguri 5 väljundiga ja sagedus-faasidetektori 6 esimese sisendiga, faasi teise sisendiga. komparaator 11 on ühendatud teise sagedusjaguri 7 väljundiga ja sagedus-faasidetektori 6 teise sisendiga. Faasikomparaatori 11 väljund on ühendatud ootava multivibraatori 12 sisendiga, mille väljund suunatakse läbi esimene diood 13 on ühendatud sagedus-faasidetektori bis esimese väljundiga operatiivvõimendi 9 esimese sisendiga, ootava multivibraatori 12 pöördväljund teise dioodi 14 kaudu on ühendatud sagedusfaasi teise väljundiga. detektor 6 ja operatiivvõimendi 9 teisele sisendile lülitatakse esimene ja teine ​​diood üksteise vastas sisse. Selles skeemis moodustavad mikrolaine VCO 1, suundsidur 2, mikrolaine mikser 3, esimene sagedusjagur 5, sagedus-faasidetektor 6, teine ​​sagedusjagur 7, operatiivvõimendi 9 ja madalpääsfilter 10 PLL silmus.

Kavandatav mikrolainesagedussüntesaator töötab järgmiselt. Mikrolaineahju VCO 1 väljundsignaal sagedusega f VCO läbi siduri 2 ja mikrolaine sisendsignaali 4 allika mikrolaine väljundsignaal mikrolaineahju sagedusega f sisendiga juhitakse mikrolaine mikserisse 3, väljundis. millest valitakse vahesagedussignaal f IF, mis suunatakse esimese sagedusjaguri 5 sisendisse ja pärast koefitsiendiga n jagamist suunatakse esimese sagedusjaguri 5 väljundi signaal esimese sagedusjaguri 5 sisendisse. sagedus-faasidetektor 6. Tugisageduse f OP signaal tugisignaali allika 8 väljundist juhitakse teise sagedusjaguri 7 sisendisse, kus sagedus jagatakse teguriga m. Teise sagedusjaguri 7 väljundi signaal suunatakse sagedusfaasidetektori (PFD) 6 teise sisendisse, kus seda võrreldakse esimese sagedusjaguri 5 väljundist saadud signaaliga ja juhtseadmega. sagedus-faasidetektori 6 kahes väljundis genereeritakse pinge U PFD, mille suurus ja märk on võrdelised võrreldavate signaalide sageduste ja faaside erinevusega. See juhtpinge U PFD läbi operatiivvõimendi 9 ja madalpääsfiltri 10, mis sisaldub operatiivvõimendi 9 tagasisideahelas, juhitakse mikrolaineahju VCO 1 juhtsisendisse juhtpingena UPR. PLL silmus.

Sagedusfaasi sünkroniseerimise tingimused PLL-ahelas on sagedus-faasidetektori sisenditesse antud signaalide sageduste ja faaside võrdsus, see tähendab f OP / m = f IF / n, φ OP = φ KUI,

kus f IF = f sisend mikrolaineahi -f VCO,

m on tugisignaali sageduse jaotustegur sagedusega f OP;

n on vahesageduse f IF signaali sagedusjaotustegur;

φ OP - tugisignaali faas sagedusega f OP;

φ IF - vahesageduse f IF signaali faas.

Mikrolaine sisendsignaali f sisendmikrolaine sageduse häälestamisel sagedusalas, mis on võrdne või suurem vahesagedussignaali kahekordse sagedusega f IF, kus f IF = f sisendmikrolaine -f VCO, samuti kui mikrolainesignaal VCO f VCO on suurem kui 2 f IF, mikrolaine sisendsignaal f käesolevas leiutises läbib mikrolaine sagedussüntesaatori PLL-ahelat, st läbi faasikomparaatori 11, ootemultivibraatori 12. samuti vastupidiselt ühendatud dioodid 13, 14.

Faasi sünkroniseerimise korral PLL-ahelas saadetakse faasikomparaatori 11 väljundist ootavale multivibraatorile 12 juhtsignaal, mis lülitab välja ootava multivibraatori 12, see tähendab faasikomparaatori 11 U väljundpinge. FC (näiteks transistor-transistori loogika TTL tase) loogilise ühiku kujul. Praegu ootav multivibraator 12 ei genereeri impulsi väljundsignaale otse- ja pöördväljundis vastavalt pingetega U M1, U M2 ega mõjuta PLL-ahela tööd. Ootava multivibraatori 12 otse- ja pöördväljundis on konstantsed pinged U M1 ja U M2 seatud antifaasi, mis vastavad loogilisele nullile ja loogilisele ühele). Ootava multivibraatori 12 sisendi U FC ja väljundi U M1 ja U M2 pingete ajastusskeemid on näidatud joonisel fig. 2

Kui sageduse ja faasi sünkroniseerimine PLL-ahelas on rikutud, käivitab faasikomparaatori 11 väljundist loogilise nulli kujul olev signaal U FC ootava multivibraatori 12, mis genereerib väljundimpulsssignaale pingega U M1 (vastav. loogilisse ühikusse) ja U M2 (vastav loogiline null), mis tulevad vastavalt dioodide 13, 14 kaudu operatiivvõimendi 9 esimesse ja teise sisendisse. Ootava multivibraatori 12 impulsi toimel, st. Ootava multivibraatori 12 impulsi kestuse τ m ajal, sõltuvalt PFD 6 sisendite faasimisest, on väljundis operatiivvõimendi 9 seatud mikrolaineahju sageduse pingeregulaatori maksimum- või miinimumväärtus. signaal VCO 1. Sel juhul rikutakse sagedus-faasi sünkroniseerimise tingimusi (f OP / m = f IF / n, φ OP = φ IF) ja sagedus-faasidetektor 6 genereerib juhtpinge U PFD, mis tagab sünkroonimise taastamine (st sünkroonimisprotsessi algus i) PLL-ahelas. Sagedus-faasi sünkroniseerimise taastamisel PLL-ahelas lülitab faasikomparaator 11 välja ootava multivibraatori 12 (selle väljunditel seatakse konstantsed pinged taas antifaasi, mis vastavad loogilisele nullile ja loogilisele ühele). Sagedus-faasi sünkroniseerimise korduva rikkumise korral PLL-ahelas või tõrke korral PLL-ahela töös käivitab faasikomparaator 11 uuesti ootava multivibraatori 12 ja kogu sünkroniseerimise taastamise protsess kordub. .

Mõnel juhul on PLL-ahela töötamiseks, välistades selles sagedus-faasi sünkroniseerimise rikkumise, vajalik, et mikrolaine VCO sageduse häälestamise ajutine protsess PLL-ahelas algaks madalamast (f VCO min) või mikrolaine VCO töövahemiku ülemine (f VCO max) serv sageduse lukustuspunktini, mille juures f VCO = f MF, st mikrolaine VCO 1 juhtsisendisse antud algpinge tase (transientrežiimis, mis eelneb sageduslukk), oli alati võrdne minimaalse või maksimaalne väärtus... Selle määrab mikrolaine VCO väljundsignaali sageduse f VCO asend mikrolaine sisendsignaali sageduse f in suhtes. Sel juhul on võimalik mikrolaine sagedussüntesaatori kaks peamist töörežiimi, mille puhul on võimalik sünkroniseerimine PLL-ahelas.

Mõelge joonisel fig. fig. kujutatud mikrolaine sagedussüntesaatori esimesele töörežiimile. 3. Oletame, et mikrolaine sisendi mikrolainesignaali sagedus f sisend on fikseeritud ja ületab f MF (nagu prototüübil) ning mikrolaine VCO 1 häälestusriba (Δf VCO) on piisavalt suur, näiteks ületab oluliselt väärtus 2 f IF. Sel juhul saab sageduse püüdmisele eelneva siirdeprotsessi ajal sagedus-faasidetektor 6 vastu võtta peegelsagedussignaali mikrolaine mikseri 3 väljundist (sünkroniseerimise katkemise punktis, kus f VCO = f 1 MF, kus f 1 MF = f mikrolaineahjus + f IF), mis toob kaasa sünkroniseerimise katkemise PLL-ahelas, sagedussignaali f VCO mikrolaine VCO ülemineku ülemisse asendisse, mis vastab sagedusele f VCO max ja , mille tagajärjel tekkis mikrolainesagedussüntesaatori rike. Prototüübiks valitud mikrolaine sagedussüntesaatori skeem ei anna võimalust sellest olukorrast välja tulla. Kavandatavas mikrolainesagedussüntesaatoris lahendatakse see probleem järgmiselt.

Faasikomparaator 11 sagedus-faasi sünkroniseerimisrežiimis (f OP / m = f IF / n, φ OP = φ IF) genereerib oma väljundis signaali U FC, mis vastab loogilisele ühikule (log. "1"). See faasikomparaatori 11 väljund on ühendatud ootava multivibraatori 12 sisendiga, mille käivitab loogilisele nullile (loogiline "0") vastav signaal. Kui sisendsignaal on võrdne logiga. "0", esimesed 13 ja teine ​​14 dioodi on suletud ning ootav multivibraator 12 ei mõjuta PLL-ahela tööd. Kui faasisünkroniseerimisrežiimi rikutakse, ilmub faasikomparaatori 11 väljundisse logile vastav signaal. "0". See võib juhtuda siis, kui mikrolaine sagedussüntesaator on sisse lülitatud või kui tugisignaali sagedus f on häälestatud. Logile vastav signaal. "0" faasikomparaatori 11 väljundist käivitab ootava multivibraatori 12 ja selle otse- ja pöördväljunditel ilmuvad impulsi kestuse jooksul τ m pingetasemed, mis on võrdsed log. "1" ja log. "0" (st vastupidine eelmisele olekule), nii et esimene 13 ja teine ​​14 dioodi avanevad ning operatiivvõimendi 9 esimesele ja teisele sisendile antakse diferentsiaalpinge, mis põhjustab algse (minimaalse) ) töövõimendi 9 väljundis olev juhtpinge, mis rakendatakse vastavalt mikrolaine VCO 1 sagedusjuhtimissisendile, see määrab mikrolaineahju sageduse VCO f VCO = f VCO min. Pärast ootava multivibraatori 12 impulsi lõppu tekib paus, mis on võrdne TM -τ m, kus TM on ootava multivibraatori 12 impulsi kordusperiood. Selle pausi ajal reguleerib PLL ahel sagedust f VCO. mikrolaine VCO signaali minimaalsest väärtusest f VCO min sageduseni , mille juures toimub sagedus-faasi sünkroniseerimine (sageduse lukustuspunkt joonisel 3). Mikrolaine VCO signaali sageduse f VCO häälestamisel väärtusele, mille juures f VCO = f MF (kus f MF = f mikrolaines -f IF) ja kui tingimus f VCO ≤f mikrolaineahjus (vastavalt PFD faasimisele 6 ) on täidetud, siis sagedus-faasi sünkroniseerimisrežiim, milles f OP / m = f IF / n. Faasikomparaatori 11 väljundis on logitasemele vastav signaal. "1", mis muudab multivibraatori 12 ooteolekusse. Kui mingil põhjusel sünkroonimisprotsess ei ole toimunud, korratakse kirjeldatud sünkroniseerimise tsüklit PLL-ahelas. Sageduse lukustamise vajalik tingimus on antud juhul see, et ootava multivibraatori 12 impulsi kordusperiood peab vastama tingimusele: PLL ahela T M -τm> τ, kus

T M - ootava multivibraatori impulsi kordusperiood,

τ m - ootava multivibraatori impulsi kestus,

PLL-ahela τ – aeg PLL-ahelas sünkroonimiseks.

Mõelge joonisel fig. fig. näidatud mikrolaine sagedussüntesaatori teisele töörežiimile. 4.

Oletame, et mikrolaine sagedussüntesaatoris on alghetkel sagedus-faasi sünkroniseerimise tingimus täidetud, samas kui mikrolaineahjus f = f mikrolaines1. Sel juhul on mikrolaine sagedussüntesaatori väljundsignaali sagedus f MF = f MF · 1 = f in MW1 -f IF. Seejärel häälestatakse mikrolaine sisendsignaali sagedus f in kiiresti mikrolaine sisendsignaali mikrolaine sagedusalas Δf (nagu on näidatud joonisel 4) mikrolaine1 väärtusest f in mikrolaineahju väärtuseni f in. mikrolaine2 (sel juhul on sisendmikrolaine signaali Δf häälestusriba mikrolaines üle 2 f IF, kus f IF = f mikrolaineahjus -f VCO. Samaaegselt sageduse f ümberstruktureerimisega mikrolaineahi, mikrolaineahju VCO sagedus f VCO häälestatakse ümber väärtuselt f MF1 väärtusele f MF2. Kuid tänu PLL ahela inertsile on sisendi sagedus Mikrolainesignaal (t AC mikrolaine sisend) on alati lühem kui aeg, mis kulub sünkroonimise loomiseks PLL-ahelas (τ PLL-silmus), st PLL-ahela t vahelduvvoolu mikrolaine sisend ≤τ.

Mikrolaine VCO sageduse häälestamisel tekivad PLL-ahela inertsi tulemusena ka tingimused sünkroniseerimise rikkumiseks. Näiteks nagu on näidatud joonisel fig. 4, kui häälestatakse VCO sagedus f algväärtuselt f MF1 (mikrolaine VCO sageduse häälestusvahemiku ülemises osas) sageduse väärtuselt f MF2 järgmisele madalamale. mikrolaine mikseris genereeritakse peegel-vahesageduse signaal punktis, kus f VCO = f 1 SCH2 = fin microwave2 + f IF. Sel juhul (PFD 6 antud faasi korral) tingimus f VCO ≤f mikrolaineahjus ei ole täidetud, see tähendab, et sagedus ei ole PLL-ahela poolt lukustatud, mis põhjustab sageduse ja faasi sünkroniseerimise rikkumise VCO sageduse f "tõmbamine" mikrolaine VCO sageduse f VCO max sageduse häälestusvahemiku ülemise äärmusliku väärtuseni. Sagedusfaasi sünkroniseerimise taastamiseks PLL-ahelas käesolevas leiutises tuleks rakendada mikrolaine sagedussüntesaatori esimeses töörežiimis kirjeldatud sünkroniseerimistsüklit. Prototüübiks valitud mikrolaine sagedussüntesaatori ahel ei anna võimalust kiiresti muuta sisendmikrolainesignaali sagedust ja seetõttu ei võimalda selline ahel stabiilset faasisünkroniseerimist, kui sisendmikrolainesignaali sagedus on häälestatud.

Ülalkirjeldatud PLL-süsteemi ebastabiilse töö režiime tuntud mikrolainesagedussüntesaatoris, mis on valitud leiutise prototüübiks, katsetati ja kinnitati.

Kavandatava leiutise põhjal on välja töötatud ja eksperimentaalselt testitud mikrolaine sagedussüntesaatorite näidised, mis on kinnitanud stabiilset tööd sagedus-faasi sünkroniseerimise kiire taastumisajaga mikrolaine sagedussüntesaatorite erinevates töörežiimides - alla 100 μs.

Teabeallikad

1. Manasevitš V. Sagedussüntesaatorid. Teooria ja disain. - M .: Side, 1979

2. Rõžkov A.V., Popov V.N. Sagedussüntesaatorid raadiosidetehnikas. - M .: Raadio ja side, 1991, lk. 110-113.

Pingega juhitavat mikrolainegeneraatorit (VCO) sisaldav mikrolaine sagedussüntesaator, mille väljund on ühendatud suundsiduri sisendiga, mille esimene väljund on mikrolaine sagedussüntesaatori väljund ning suunasiduri teine ​​väljund on ühendatud mikrolaine mikseri esimese sisendiga, mikrolaine mikseri teine ​​sisend on ühendatud mikrolaine sisendsignaali väljundallikaga, mikrolaine mikseri väljund on ühendatud muutuva jaotussuhtega esimese sagedusjaguri sisendiga , mille väljund on ühendatud sagedus-faasidetektori esimese sisendiga, sagedus-faasidetektori teine ​​sisend on ühendatud muutuva jaotusteguriga teise sagedusjaguri väljundiga, mille sisend on ühendatud etalonsignaali allika väljund ning sagedusfaasidetektori ja mikrolaine VCO vahele on ühendatud madalpääsfilter, mida iseloomustab see, et mikrolaine sagedussüntesaator sisaldab lisaks faasikomparaatorit, ootemultivibraatorit, kahte dioodi ja operatiivvõimendit. , samal ajal kui sagedus-faasidetektori esimene ja teine ​​väljund on ühendatud s vastavalt operatsioonivõimendi esimese ja teise sisendiga, mille väljund on ühendatud mikrolaineahju VCO sisendiga ning madalpääsfilter on ühendatud operatiivvõimendi esimese sisendi ja selle väljundi, esimese sisendiga. faasikomparaatori väljund on ühendatud muutuva jaotussuhtega esimese sagedusjaguri väljundiga ja sagedus-faasidetektori esimese sisendiga, faasikomparaatori teine ​​sisend on ühendatud muutujaga teise sagedusjaguri väljundiga. jaotussuhe ja sagedus-faasidetektori teise sisendiga on faasikomparaatori väljund ühendatud ootava multivibraatori sisendiga, ootava multivibraatori esimene väljund on ühendatud läbi esimese dioodi sageduse esimese väljundiga. -faasidetektor ja operatiivvõimendi esimese sisendiga on ootelmultivibraatori teine ​​väljund teise dioodi kaudu ühendatud sagedusfaasidetektori teise väljundiga ja operatiivvõimendi teise sisendiga ning esimene ja Teised dioodid on ühendatud üksteise vastas, samas kui mikrolaineahi VCO, suundsidur, mikrolaineahi mikser, esimene sagedusjagur, sagedusfaasi detektor, operatiivvõimendi ja madalpääsfilter moodustavad faasiluku (PLL) tingimusel: TM -τ m> τ PLL, kus TM on ootava multivibraatori võnkeperiood, τ m on ootava multivibraatori impulsi kestus, τ PLL on faasiluku ahelas sünkroonimise loomise aeg.

Sarnased patendid:

Leiutis käsitleb sidetehnoloogiat. Tehniline tulemus seisneb sünkroniseerimissüsteemi põhiparameetrite terviklikus täiustamises, nimelt: mürakindluse suurendamises, süsteemi filtreerimisomaduste parandamises, püüdmisribade laiendamises ja sünkroonse töörežiimi säilitamises, mürakindluse vähendamises. sünkroonse töörežiimi sisenemise aeg, staatilise faasi vea nulli tagamisel ja seadme korrektse töö tagamisel sisendsignaali amplituudi muutuste ja kõikumiste või faasidetektorite ülekandeteguri muutuste korral.

Leiutis käsitleb raadiosignaalide sageduse valimist ja filtreerimist. Tehniline tulemus seisneb raadiosignaalide valimise seadmete kohandamise tagamises häirekeskkonnaga, samuti võimaluses kontrollida nende energiatarbimist.

Lülitatud sageduse vähendamise teedega sagedussüntesaator kuulub raadiotehnika alla ja seda saab kasutada ühtlase sammuga stabiilsete sageduste võrgustiku moodustamiseks kõrgendatud mürakindlusega seadmetes, aga ka töösageduste kiire häälestamisega transiiverites.

Kavandatud meetod on seotud sidetehnoloogiaga ja juhitud generaatoreid (UG) sisaldavate sünkroniseerimisseadmete (BS) töörežiimidega, täpsemalt UG BS-i väga stabiilse väljundsignaali genereerimise meetoditega ooterežiimis.

Leiutis käsitleb elektroonikatehnoloogiat, nimelt sagedusvõrgu (SSF) süntesaatoreid, mis põhinevad impulss-faasilukul (PLL) koos fraktsionaalsete häirete kompenseerimisega, ja seda saab kasutada amplituud- või impulsilaiusmodulatsioonil põhinevate ahelate kasutamisel. kompensatsioonivoolust.

Leiutis käsitleb raadiotehnika ja automaatika valdkonda, täiustatud stabiliseerimisomadustega pidevate gaasilaserite kiirguse automaatse sageduse häälestamise süsteeme ja seda saab kasutada kosmosetehnoloogias, eelkõige sageduse "violetse nihke" mõõtmiseks. laserkiirgusest Maa gravitatsiooniväljas.

Elektroonilised arvutid ja raadiotehnika Leiutis käsitleb elektroonikaarvuteid ja raadiotehnikat. Tehniline tulemus seisneb kiiruse suurendamises ja võimaluses genereerida mitme sagedusega sagedusmoduleeritud signaale. Sagedusmoduleeritud signaalide digitaalne arvutussüntesaator sisaldab: referentsgeneraatorit, kujundamis- ja viivitusseadet, kolme mäluregistrit, nelja digitaalset akumulaatorit, muutuva jaotussuhtega jagajat, kahte funktsionaalset muundurit koodi x - sin x, kahte pöördsin x. / x filtrid, lüliti, kaks digitaal-analoogmuundurit. DSC FM-signaalide digitaalsisendid on mälu esimese, teise ja kolmanda registri sisendid ning selle analoogväljundid on esimese ja teise DAC-i väljundid. 2 haige.

Raadiotehnika valdkond Leiutis käsitleb raadiotehnika valdkonda. Tehniline tulemus on hõivamise ribalaiuse pikendamine, muutes märgilise loogilise faasi diskriminaatori eristuskarakteristiku sümmeetrilise kuju asümmeetriliseks ja diskrimineeriva karakteristiku positiivse või negatiivse märgi tsooni suurenemisega vastavaks. -poolne püüdmise ribalaius vastava märgi algsageduse detuuninguks suureneb. Meetodit faasiluku süsteemi püüduribalaiuse suurendamiseks nimetatud diskriminaatoriga iseloomustab asjaolu, et määratakse juhitava generaatori tekitatud sisendi ja väljundi võnkumise erinevuse märk, genereeritakse juhtpinged, millel on faasierinevuse märgile vastav märk, mis on ühendatud üheks signaaliks, mis juhib juhitava generaatori sagedust. 2 n.p. f-ly, 7 ill.

Faasilukuga silmus võimaldab sünkroonimist mürarikkast ühefaasilisest allikasignaalist. Tehniline tulemus seisneb praktilise sünkroniseerimiskiiruse parandamises sünkroniseeritud sagedussignaali ühe või kahe perioodiga, häirete filtreerimises sünkroniseeritud faasi ja sageduse genereeritud signaalides. Süsteem sisaldab esimest järku faasifiltrimise plokke, teist järku ribapeatusfiltrit, esimest järku madala sageduse filtreerimist, integreerimisplokki, korrutamisplokki, digitaalfiltrite koefitsientide arvutamise plokki, nelja -kvadrant arktangent. Diskreetsete meetodite kasutamine meetodi füüsiliseks rakendamiseks mikroprotsessorvahendite kaasamisel võimaldab võrrelda ja arvutada mittelineaarseid funktsioone vastuvõetava täpsuse ja arvutusressurssidega. Filtrid on rakendatud muutuvate koefitsientidega, neil on esimene ja teine ​​järjekord. Faasifiltri suhteliselt madala tundlikkuse tõttu sagedusmuutuste suhtes on võimalik tugifaas algsignaalist kiiresti eraldada. Diskreetse integraatori kasutamine koos tagasisidega integreerimisteguri kohta võimaldab sünkroniseeritud sagedussignaali kiiret väljastamist püsiolekusse. Muutuvate koefitsientidega diskreetse filtri kasutamine ja faasisiirde arvessevõtmine piirväärtuste kaudu võimaldab tõhusalt filtreerida sünkroniseeritud faasi, nihutamata seda algsignaali põhiharmooniku faasi suhtes. See meetod võimaldab selle alusel ehitada harmooniliste komponentide juhtimissüsteeme ühe- ja mitmefaasilistes süsteemides ning sümmeetrilisi komponente mitmefaasilistes süsteemides. Selle meetodi põhirakenduseks on muundamisseadmete juhtimine, seda on võimalik kasutada ka kiireks sünkroniseerimiseks side- ja muudes rakendustes, kus on kõrge kiiruse nõuded põhisagedusele häälestamiseks ja võrdlusfaasi eraldamiseks. 1 haige.

Leiutis käsitleb raadiotehnika valdkonda ja seda saab kasutada nii suurenenud kanalite arvuga sidesüsteemide korraldamisel kui ka mõõteseadmetes, kus on vaja sageduse häälestamist väikese sammuga. Leiutise aluseks on ülesandeks saada mikrolainevõnkumisi sagedusvõrgu väikese sammu, madala faasimüra taseme ja lühikese sageduse häälestusajaga. Selleks valitakse kaudsüntesaatori faasidetektoris võrdlussageduse määrava etalongeneraatori sagedus ultralühilaineribas. Sel juhul nihutatakse väga stabiilse referentsostsillaatori sagedust esialgselt mõne väikese summa võrra, mis seab sagedusvõrgu väikese sammu. Selleks juhitakse võrdlusgeneraatori signaal kvadratuurmodulaatori RF-sisendisse, mida moduleeritakse sama sageduse ja amplituudiga, kuid faasinihkega 90 ° madala sagedusega kvadratuursignaalidega. Siis erineb võrdlussagedus võrdlusostsillaatori sagedusest nende madalsageduslike signaalide sageduse väärtuse võrra. Kvadratuurmodulaatori väljundist saadav sagedusmuundatud signaal suunatakse sagedus-faasidetektori esimesse sisendisse. Pingega juhitava mikrolainegeneraatori sagedus jagatakse muutuva suhtejaguriga ja juhitakse faasisagedusdetektori teise sisendisse. Madalpääsfiltrit kasutades summutatakse vahelduvvoolu võrdlusproduktid ja alalisvoolu signaal suunatakse pingega juhitava mikrolainegeneraatori sisendisse. See meetod võimaldab moodustada mõne kilohertsi sammuga mikrolainevõnkumisi, suurendamata samas süntesaatori häälestusaega, suurendamata faasimüra taset ja säilitamata süntesaatori sageduse stabiilsust, mille määrab sageduse stabiilsus. võrdlusostsillaatorist, mis ulatub näiteks 10-7-10-8.

Leiutis käsitleb elektroonikat, eelkõige faasilukul (PLL) põhinevaid sagedussüntesaatoreid. Tehniline tulemus seisneb faasimüra ja külgmiste diskreetkomponentide taseme vähendamises väljundsignaali spektris, mis omakorda parandab väljundsignaali kvaliteeti, säilitades samal ajal kõrge sageduseraldusvõime ja laia häälestusriba. Sagedussüntesaator sisaldab jadaühendusega sisendsignaali sageduskordajat, fikseeritud jaotussuhtega jagajat, esimest otsesünteesi digitaalset mikroskeemi, faasisagedusdetektorit, esimest madalpääsfiltrit, pingega juhitavat generaatorit, negatiivset tagasisideahelat. sealhulgas järjestikku ühendatud mikser, üks sisenditest on ühendatud pingega juhitava generaatori väljundiga ja teine ​​sisend on ühendatud sisendsignaali sageduskordaja väljundiga, teine ​​madalpääsfilter ja teine ​​otsene. digitaalsünteesi mikroskeem, mille väljund on ühendatud faasisagedusdetektori sisendiga ning juhtseade, mille väljundid on ühendatud esimese ja teise kiibi sisenditega, on otsedigitaalsüntees. Leiutis võimaldab vähendada faasimüra ja diskreetsete komponentide taset väljundsignaali spektris, mis omakorda parandab väljundsignaali kvaliteeti, säilitades samal ajal kõrge sageduseraldusvõime ja laia häälestusriba. 1 haige.

Leiutis käsitleb raadiotehnikat. Leiutise tehniline tulemus on suurendada kiirust ja võimet töötada mis tahes töötsükli etalonsignaaliga, mille periood on kella perioodi kordne, samuti võime reguleerida taktsagedust piki servi. saadud andmetest. Sageduse reguleerimise meetod, mille käigus faasidetektori (PD) väljundi impulsside toimimise ajal genereeritakse vastavalt positiivse ja negatiivse polaarsusega signaale, mis seejärel summeeritakse, filtreeritakse ja vastuvõetud signaal juhitakse generaatori sageduse, impulsi esiosa esimeses väljundis piki tugisignaali esiosa ja selle katkestamist - mis tahes meetmete lülitamisega. Kui tugisignaali esiosa ilmub hiljem kui kella tsüklite esiosa, siis genereeritakse signaal ka PD teises väljundis kella pausi kestusega. PD sisaldab kolme 2-JA elementi, kolme D-flip-flopi ja loogikalülitust 3 signaali ühendamiseks. 2 n. ja 7 p.p. f-ly, 11 ill.

Leiutis käsitleb radarit ja sonari. Tehniliseks tulemuseks on paaritu pikkusega P3 koodi külghõlmade summutamine. Sel eesmärgil sisaldab seade mitmefaasiliste P3-koodide impulsskompressiooni ajal külghõlmade summutamiseks sisendisse ühendatud modifitseeritud Woo-filtrit paaritu pikkusega N P3-koodi jaoks ja digitaalset korrektsioonisignaali generaatorit järjestikku ühendatud koodimuundurist komplekskonjugaadiks. kood ja lõpliku impulssreaktsiooniga digitaalfilter FIR-filtri järjekorraga N + 1 (N + 2) koefitsientidega -1,1, 0, ... 0, -1,1, ühendatud summari väljundiga. esimene sisend, viitejoon ühe koodielemendi kestuseks ja kahesisendiline lahutaja, kus Woo filtri väljund on ühendatud sisendiga viivitusjoon ja lahutaja esimese sisendiga, väljund on ühendatud liitja teine ​​sisend ja lahutaja teine ​​sisend on ühendatud viiteliini väljundiga, modifitseeritud filtri Woo impulssreaktsiooni esimene koefitsient on võrdne 1 - exp (iπ / N), kus ja Digitaalse korrigeeriva signaali kujundaja filtrikoefitsientide (N + 2) -mõõtmeline vektor võrdub vastavalt -1,1, 0,0, ... 0, -1,1. 2 haige.

Kavandatavad seadmed on seotud mitmefaasiliste koodide impulsskompressiooniga radari- ja sonarisüsteemidega. Tehniline tulemus seisneb signaali tihendamise kvaliteedi parandamises, tihendusprotsessi käigus tekkivate külghõlmade summutamises, mis suurendab mitmefaasiliste N pikkusega koodide arvu kõigi ajanihkete (näidiste) väärtuste puhul, välja arvatud kaks ± N, milles külghõlmade suhteline tase on vahemikus -20 lgN -6 kuni -20 lgN -8 dB, kuna kasutatakse sümmeetriliselt kärbitud koode, mis on moodustatud võrdse arvu esimese ja viimase sümboli järjestikuse kustutamisega. pikemad koodid. Sel juhul on põhisagara laius tasemel -6 dB võrdne 2τ, PSL-i tasemel on see vahemikus 3 ÷ 4τ ja signaali-müra kadu väljundis. seade on -1,7 dB. Seade külghõlmade summutamiseks sümmeetriliselt kärbitud mitmefaasiliste N pikkusega koodide impulsskompressiooni ajal sisaldab esimest digitaalset filtrit, mille FIR on suurusjärgus N-1, mis on ühendatud sisendisse, ja digitaalset parandussignaali generaatorit, mis koosneb järjestikku ühendatud koodimuundurist. kompleksseks konjugaatkoodiks ja teiseks digitaalfiltriks, mille lõplik impulssreaktsioon on suurusjärgus N + 1, mille väljund on ühendatud liitja esimese sisendiga ja esimese digitaalfiltri väljund on ühendatud viivitusega rida ühe koodielemendi kestuseks ja lahutaja esimesele sisendile, mille teine ​​sisend on ühendatud viiteliini väljundiga ja väljund on ühendatud liitja teise sisendiga. 3 n.p. f-ly, 4 dwg.

Leiutiste rühm on seotud salvestusseadmetega ja seda saab kasutada ebaühtlase arhitektuuriga salvestusseadmetele kirjutamise sünkroonimise juhtimiseks. Tehniline tulemus on reaalse kella jaotusvõrgu hilinemise muutuste kompenseerimine. Seade sisaldab vastuvõtja ahelat ja ringgeneraatori ahelat. Vastuvõtja vooluring sisaldab ebaühtlases konfiguratsioonis andmeteed ja kella jaotusvõrku. Rõngastsillaatori ahel sisaldab kella jaotusvõrgu koopiat, mis on sobitatud reaalse kella jaotusvõrguga. 3 n. ja 17 c.p. f-ly, 10 ill.

Ajaskaala generaator viitab seadmetele signaalide sageduse, faasinihke ja ajaskaala sünkroonimiseks. Tehniline tulemus on ajaskaala sünkroonimise täpsuse parandamine. Ajaskaala generaator sisaldab: ajaskaala vastuvõtuseadet, sisemist kvantjada generaatorit, jagajat, ajaskaala edastusseadet, kaitseintervalli kujundajat, ajavalijat, lülitatud viiteliini seadet, võrdlusplokki ja rambipinget. generaator. 5 dwg, 1 tbl

Leiutis käsitleb raadiotehnikat ja seda saab kasutada mikrolainesagedusala edastus- ja vastuvõtuseadmetes. Tehniline tulemus on stabiilse töö suurendamine sisendmikrolaine signaali sageduse häälestamisel. Mikrolaine sagedussüntesaator sisaldab pingega juhitavat mikrolainegeneraatorit, suundsidurit, mikrolaine mikserit, sisendmikrolaine signaaliallikat, esimest muutuva jaotussuhtega sagedusjagurit, sagedus-faasidetektorit, teist muutuva jaotusteguriga sagedusjagurit. , võrdlussignaali allikas, madalpääsfilter, faasikomparaator, ootemultivibraator, kaks dioodi ja operatiivvõimendi. 4 haige.

Mikrolaineseadmete väljatöötamisel ja seadistamisel on raadioamatööridel sageli raskusi, mis on seotud vajaliku sagedusala mõõteseadmete puudumisega. Kavandatavat sagedussüntesaatorit saab valmistada amatöörkeskkonnas. See töötab 1900 ... 2275 MHz vahemikus. Sageduse väärtus valitakse lüliti abil mitme võimaliku hulgast.

Suhteliselt madalatel sagedustel (kuni 100 ... 150 MHz) lahendatakse generaatori sageduse stabiliseerimise probleem kvartsresonaatorite abil, kõrgematel sagedustel (400 MHz) - pinnaakustiliste lainete resonaatorite (SAW resonaatorid), mikrolaine sagedustel kvaliteetsest keraamikast pärit dielektrilised resonaatorid ja muud kvaliteetsed resonaatorid. Passiivsete komponentide abil stabiliseerimisel on omad eelised - lihtsus ja suhteliselt madal rakendamise hind. Selle peamiseks puuduseks on võimatus genereeritud signaali sagedust oluliselt muuta ilma sageduse seadistuselementi muutmata.

Laialdaselt kasutatavad integreeritud sagedussüntesaatorid võimaldavad teostada ostsillaatori kiiret elektroonilist häälestamist (sh mikrolaineahju), säilitades samal ajal kõrge sageduse stabiilsuse. Süntesaatoreid on otsest ja kaudset tüüpi.

Otsesünteesi eelisteks peetakse suurt sageduse muutmise kiirust ja häälestamist väikeste sammudega. Kuid kuna sünteesitavas signaalis on palju spektrikomponente, mis tulenevad paljudest mittelineaarsetest teisendustest, kasutatakse otsesünteesiseadmeid mikrolaineseadmetes harva.

Mikrolainete sünteesiks kasutatakse sageli faasilukuga (PLL) kaudset tüüpi süntesaatoreid. PLL-i tööpõhimõtet ja ka tagasisidefiltri arvutamise meetodit on kirjanduses laialdaselt ja korduvalt käsitletud, näiteks aastal. Tagasisidefiltrite jaoks optimaalseid parameetreid välja arvutada lubavaid vabavaraprogramme on mitmeid, Internetist leiab need aadressilt või .

PLL-iga integreeritud süntesaatoreid on kahte tüüpi: programmeeritavad (sageduse väärtused määratakse väliste käskudega) ja mitteprogrammeeritavad (tugisageduse fikseeritud korrutus- ja jagamistegureid ei saa muuta).

Mitteprogrammeeritavate integreeritud süntesaatorite, näiteks MC12179, puuduste hulka kuulub vajadus kasutada täpselt määratud sagedusega kvartsresonaatorit, mis pole alati võimalik. Programmeeritavatel süntesaatoritel nagu UMA1020M seda puudust pole. Juhtmikrokontrolleri olemasolul ei ole sellise süntesaatori häälestamine etteantud sagedusele tehniliselt keeruline. Süntesaatori mikroskeemiga ühiseks tööks vajalikud elektroonilise sageduse häälestusega mikrolaineostsillaatorid on tarbijale kättesaadavad hübriidtehnoloogia abil valmistatud funktsionaalselt terviklike moodulitena.

2 GHz vahemikus seadmete häälestuse kontrollimiseks ja reguleerimiseks mõeldud laboratoorse sagedussüntesaatori skeem on näidatud joonisel 1. Selle aluseks on mikroskeem UMA-1020M (DA3), mille tehnilise dokumentatsiooni leiate selle tootja veebisait aadressil .

Süntesaatoril on ka DA1 pingega juhitav ostsillaator (VCO), 10 MHz DA2 kristallostsillaator ja DD1 mikrokontroller. Mikrolainesignaal VCO väljundist suunatakse süntesaatori väljundisse (pistik XW1) ja DA3 mikroskeemi peamise programmeeritava sagedusjaguri sisendisse. DA2 generaatori väljundi tugisagedussignaal suunatakse abiprogrammeeritavasse sagedusjagurisse, mis sisaldub samuti DA3 mikroskeemis.

Sagedusjaotuse suhted põhi- ja abijaoturite poolt seatakse DD1 mikrokontrolleri (Z86E0208PSC) poolt, saates vastavad käsud üle kolmejuhtmelise andmesiini (kontaktid 11-13 DA3). Juhtprogrammi lähtekood on näidatud tabelis. 1. Sisemälu mikrokontrollerist piisab andmete salvestamiseks seitsmel erineval sagedusel. Üks sagedusväärtustest või režiim, milles väljundis pole signaali, valitakse džemprid S1-S3 vastavalt tabelile. 2. Seadistatud režiim hakkab kehtima seadme sisselülitamise hetkel, pärast mida ei mõjuta ükski lülititega manipuleerimine selle tööd, kuni see uuesti sisse lülitatakse. HL1 LED peaks 1 s pärast toite sisselülitamist kustuma. Zilogi mikrokontrollerite programmeerimise kohta saate lugeda.

Süntesaator on kokku pandud trükkplaadile, välimus mis on näidatud joonisel fig. 2. Rakendatud takistid ja kondensaatorid pinnale paigaldamiseks.

Kirjandus

1. Starikov O. PLL meetod ja kõrgsageduslike signaalide sünteesimise põhimõtted. - Kiibiuudised, 2001, nr 6.
2. VCO Designer käsiraamat 2001. VCO / HB-01. - Mini-Circuits.
3. Glvdshtein M. A. Zilogi Z86 perekonna mikrokontrollerid. Programmeerija juhend. - M .: DODEKA, 1999, 96 lk.

UMA1020M mikroskeemis on lisaks mikrolaine süntesaatorile veel üks, mis töötab sagedusalas 20..300 MHz, 6n kirjeldatud konstruktsioonis ei kasutata.