Выбор метода формирования сетки частот возбудителя — КиберПедия 

Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...

Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу...

Выбор метода формирования сетки частот возбудителя

2019-08-07 530
Выбор метода формирования сетки частот возбудителя 0.00 из 5.00 0 оценок
Заказать работу

Пассивный цифровой синтез частот

B системах пассивного цифрового синтеза формирование требуемой частоты осуществляются цифровой обработкой сигналов, и только на выходе системы используют аналоговый фильтр.

Структурная схема ССЧ на базе пассивного цифрового синтеза частот представлена на рис. 1.5

.

Рис. 1.5. Структурная схема одного из вариантов системы пассивного цифрового синтеза

Опорный генератор формирует высокостабильное колебание с опорной частотой, используемой для получения требуемой частоты на выходе синтезатора. Это опорное колебание преобразуется в последовательность прямоугольных импульсов в формирователе импульсов (ФИ) путем ограничения по уровню сверху и снизу сформированного колебания. На выходе делителя частоты с переменным коэффициентом деления (ДПКД) последовательность импульсов на входе преобразуется в последовательность импульсов, которая следует с частотой, определяемой коэффициентом деления. Коэффициент деления N можно устанавливать равным любому целочисленному значению в пределах от N1 до N2. Его значение определяется счетно-решающим устройством исходя из частоты, установленной на пульте управления частотой. Счетчик на базе триггера формирует цифровые импульсы с требуемой скважностью. Полосовой фильтр (ПФ) восстанавливает из этой последовательности импульсов гармоническое колебание с необходимой частотой.

Рассмотрим пример. Пусть, например, требуется синтезировать сетку частот от 20 до 25 кГц с шагом 1 кГц. При этом частота опорного генератора соответствует 1 МГц.

В этом случае можно использовать коэффициенты деления N= 25 (1 000 000/25 = 40 000) и N= 20 (1 000 000/20 = 50 000), при которых будут формироваться частоты 40 кГц и 50 кГц с шагом 2 кГц. В счетчике можно сформировать на базе этих частот поток прямоугольных импульсов со скважностью, равной 2, и частотой, которая может принимать все нужные значения. Наконец, можно с помощью полосового фильтра, имеющего частоты среза 20 кГц (нижнюю) и 30 кГц (верхнюю), выделить нужные колебания, подавив высшие гармоники.

Синтезаторы частот, выполненные по методу активного синтеза

В системах подвижной связи используются, в основном, цифровые СЧ, выполненные по методу активного синтеза. В них выходная частота генератора, управляемого напряжением ГУН (Voltage Controlled Oscillator, VCO), являющаяся и выходной частотой СЧ, подается на делитель частоты с коэффициентом деления N.

Расчет принципиальной схемы генератора управляемого по частоте. Расчет частотного модулятора

Список литературы

 

1. Проектирование радиопередающих устройств СВЧ: Уч. Пособие для вузов/ Уткин Г.М., Благовещенский М.В., Жуховицкая В.П. и др. Под ред. Г.М. Уткина. М.:Сов. Радио 1979. - 320 с.

2. Проектирование радиопередатчиков: Уч. Пособие для вузов/ В.В. Шахгильдян, М.С.Шумилин, В.Б. Козырев и др. Под ред. В.В. Шахгильдяна. 4е изд. М.: Радио и связь, 2000. - 656с.

3. Транзисторные радиопередатчики. /В.И. Каганов М., Энергия 1970. - 328 с.

4. Волгов В.А. Детали и узлы радиоэлектронной аппаратуры. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.:Энергия, 1977. - 656 с.

5. Радиопередающие устройства: Учебник для ВУЗов/ Л.А.Белов, М.В.Благовещенский, В.М.Богачев и др.; Под ред. М.В.Благовещенского, Г.М.Уткина. М.; Радио и связь, 1982. - 408 с., ил.

6. ADF4001 Datasheet [Электронный ресурс] URL: http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/ADF4001.pdf

7. ADIsimPLL REQUEST FOR SOFTWARE [Электронный ресурс] URL: https://form.analog.com/Form_Pages/RFComms/ADISimPll.aspx

 

 

                                                          

 

                                                          

 

 

 

 

обози.

Наименование Кол.

Примечание

 

 

   

 

 

 

Стандартные изделия  

 

 

 

   

 

 

 

Транзисторы  

 

 

VT1

КТ316Б 1

 

 

 

   

 

 

 

Варикапы  

 

 

VD1,VD2

КВ122А 2

 

 

 

   

 

 

 

Резисторы  

 

 

R1

С2-29В-1-5.1 кОм ±0.5% 1

 

 

 R2

МЛТ-1-11.3 кОм ±5% 1

 

 

R3

С2-29В-0.125-51 Ом ±5% 1

 

 

R4

С2-23-0.125-2.2 кОм ±5% 1

 

 

R5

БЛП-0.25-700 Ом ±1% 1

 

 

R6

С2-23-2-24 Ом ±5% 1

 

 

R7

СП5-16ВА-0.25-178 Ом ±5% 1

 

 

r8

С2-29В-0.125-450 Ом ±5% 1

 

 

r9

С2-29В-0.125-250 Ом ±5% 1

 

 

Rio

02-23-2-68 Ом ±5% 1

 

 

R11-13

С2-29В-0.125-18 Ом ±5% 3

 

 

 

Конденсаторы  

 

 

C1, С2,Сз

К71-7-250-100 пФ ±0.5% 3

 

 

C15,C16

К71-7-250-100 пФ ±0.5% 2

 

 

С4

КД2-50-4.7 мкФ ±10% 1

 

 

С5

К73-11-500-1 нФ ±10% 1

 

 

С6

К10-19-50-0.47 нФ ±10% 1

 

 

С7

КТ4-25Б-250-2.6 нФ ±10% 1

 

 

 

   

 

 

С8

CL11-100-10 мкФ ±5% 1

 

 

С9

К73-11А-160-20 пФ ±10% 1

 

 

С10

К71-7-250-2.5 нФ ±5% 1

 

 

С11

СТС 05-06RA-25-6.2 пФ ±10% 1

 

 

С12

КД2-16-100 пФ ±10% 1

 

 

С13

КД2-50-150 пФ ±5% 1

 

 

С14

КД2-50-10 мкФ ±5% 1

 

 

С17

К73-11А-160-22 пФ ±10% 1

 

 

С18-19

КД2-16-56 пФ ±10% 2

 

 

С20

К73-11А-160-30 пФ ±10% 1

 

 
 

 

 

             

 

 

 

Микросхемы

 

 

DA1-DA3

ALM7809

1

Линейный стабилизатор

DA4

ADF4002

1

Приложение 2

 

 

 

 

 

Опорные генераторы

 

 

ОГ

О 5.0-JO32H-F-3.3-1

1

Приложение 3

 

 

 

 

 

Прочие изделия

 

 

 

 

 

 

 

Катушки индуктивности

 

 

l1, l3

21.1  мкГн

2

Конструктив

l2

47.53 нГн

1

Конструктив

l4

93.32 нГн

1

Конструктив

l5, l6

47.7 нГн

2

Конструктив
 

 

 

           

 

Приложение 2

 

Рис. П2.1. Функциональная блок-схема 1IMC ADF4002

Микросхема ADF4002 используется для реализации гетеродинов в каскадах повышения и понижения частоты беспроводных приемников и передатчиков. Она включает в себя:

• малошумящий цифровой фазочастотный детектор (PFD, Phase Frequency Detector); • прецизионную схему накачки заряда (СНЗ, charge pump) напряжения управления ГУН;

• программируеммый 14-битный делитель опорной частоты (R) (для управления частотой сигнала REFIN на входе фазочастотного детектора);

• программируемый 13-битный делитель выходной частоты (N).

Для реализации полнофункционального синтезатора с ФАГТЧ на основе данного компонента необходимо использовать внешние петлевой фильтр и ГУН. Кроме того, запрограммировав значения делителей R и N равными 1, компонент можно использовать как автономную комбинацию фазочастотного детектора и схемы накачки заряда.

Рис П2.2 Конфигурация выводов ADF4002

Таблица П2.1 Функции и обозначение основных выводов ИМС МС

 

№ вывода Обозн-е Выполняемая функция
1 RSET Подключение резистора между этим выводом и CPGND устанавливает максимальный выходной ток заряда насоса. Номинальный потенциал напряжения на RSET штифтом составляет 0,66 В. Отношения между МСП и RSET является
2 CP Выход СНЗ. Если эта функция включена, это обеспечивает      ± IСНЗ к фильтру внешнего контура, который, в свою очередь, приводит в действие внешний ГУН.
3 CPGND Заземление СНЗ
4 AGND Заземление аналоговой части ИМС
5 RFINB Комплементарный вход для сигнала ГУНа. Необходимо соединить с шиной заземления с помощью небольшого проходного конденсатора (обычно емкостью 100 пФ).
6 RFINА Вход сигнала ГУНа (подключается к выходу).
7 AVDD Питание аналоговой части ИМС. Может варьироваться от 2.7 до 3.3 В. развязывающие конденсаторы к шине аналоговой «земли» необходимо разразмещать как можно ближе к этому выводу. Величина AVdd должна быть равна величине DVdd.
8 REFin Вход опорной частоты. Это КМОП-вход с порогом VDdd/2 и эквивалентным опротивлением 100 кОм. Входной сигнал может быть ТТЛ/КМОП-уровней или синусоидальным, через конденсатор.
9 DGND Заземление цифровой части ИМС.  
10 CE Принимает  высокие мощности до устройства, в зависимости от состояния отключения питания Бит F2
11 CLK Данные защелкиваются 24-разрядный регистр сдвига на CLK переднему фронту. Этот вход обладает высоким входным импедансом CMOS.
12 DATA Последовательный ввод данных. Последовательные данные загружают MSB. Этот вход обеспечивает высокий импеданс CMOS входа.
13 LE Когда LE переходит на высокий уровень, данные, сохраненные в регистрах сдвига загружается в один из четырех защелок; защелка выбирается с помощью управляющих битов
14 MUXOUT Мультиплексорный выход. Масштабируется опорной частотой для доступа извне.
15   DVDD Питание цифровой части ИМС. Может варьироваться от 2.7 до 3.3 В. Развязывающие конденсаторы к шине цифровой «земли» необходимо размещать как можно ближе к этому выводу. Величина DVdd должна быть равна величине АVрр.
16 VP Питание СНЗ. Должно быть больше или равно Vpp. В системах с Vpp=3 В. Vp может быть установлено равным 5.5 В и использоваться для управления ГУН диапазоном управления до 5 В.

 

 

Таблица П2.2. Характеристики ИМС ADF4002

 

 

 

Основные характеристики ADF4002:

• опорная частота: 20...300 МГц;

• ширина полосы 400 МГц;

• диапазон рабочих частот фазового детектора 200 МГц;

• рабочая частота: 5...400 МГц;

• напряжение питания от 2.67 В до 3.33 В;

• нормализированный уровень шума: -222 дБ/Гц (относительно несущей);

• программируемые токи схемы накачки заряда;

• трехпроводной последовательный интерфейс;

• аналоговое и цифровое обнаружение входа в синхронизм;

• программное и аппаратное управление режимом пониженного энергопотребления;

температурный диапазон: от -55°С до +125°С;

                                                 

                                               

                                

 

 

Рис. П2.3. Типовая схема включения

 

 

Приложение 3

 

Высокостабильный кварцевый опорный генератор О 5.0-JO32H-F-3.3-1. Фирма-производитель Jauch Quartz Gmbh.

Основные характеристики:

Кратковременная нестабильность частоты, отн. единиц: ±10*10'6;

 Долговременная нестабильность частоты (за год), отн. единиц: ±2*10'6;

Напряжение питания, В: 3.3 ±10%;

Диапазон рабочих температур, °С: -20.. +70;

 

Выбор метода формирования сетки частот возбудителя

 

Системой синтеза частот (ССЧ) называют устройство, осуществляющее процесс формирования одного или нескольких колебаний требуемых номиналов путем преобразования ряда опорных частот. Для этого используются операции сложения, вычитания, деления и умножения частот. Эти операции производят соответственно с помощью делителей частоты, умножителей частоты и сумматоров частот. Очень часто умножение частоты в СЧ осуществляют с помощью петель автоподстройки частоты, состоящих из управляемого напряжением генератора ГУН, фазового или частотного детекторов ФД и делителя частоты на N. Если ССЧ выполняется в виде функционально законченного блока или прибора, его называют синтезатором частот. С.Дингес, S. Dinges Signal N2 В том случае, если в ССЧ используется одна опорная частота, она называется одноопорной. Именно одноопорные ССЧ получили наибольшее распространение в устройствах радиосвязи. Сигнал опорной частоты получают от высококачественных генераторов, имеющих повышенную стабильность, называемых опорными генераторами (ОГ). СЧ, формирующий на выходе в каждый момент времени только одно колебание определенного номинала, будем называть одночастотным синтезатором (ОЧС). Устройство, позволяющее сформировать несколько выходных колебаний различных номиналов одновременно, называют многочастотным синтезатором (МЧС). Как правило, одночастотные СЧ имеют один выход, многочастотные - несколько.

 

 Рис. 1.1. Одночастотный (а) и многочастотный (b) синтезаторы частот

 Совокупность значений частот, которые могут быть получены на выходе СЧ, принято называть сеткой частот.

Минимальный интервал F между соседними частотами, формируемыми в СЧ, называют шагом частот или шагом сетки частот. Если шаг между всеми выходными частотами, которые могут быть получены в СЧ, одинаков, говорят, что синтезатор предназначен для создания сетки эквидистантных частот. Все системы синтеза частот делят на две группы: системы активного (косвенного) и системы пассивного (прямого) синтеза. Системами активного (косвенного) синтеза называют системами синтеза частот, в которых фильтрация колебания синтезируемой частоты осуществляется с помощью колец фазовой автоподстройки частоты или компенсационного кольца. В системах пассивного (прямого) синтеза получение выходных частот производится без применения колец АПЧ. Основным достоинством систем пассивного синтеза частот является их высокое быстродействие. В аналоговых системах быстродействие ограничивается инерционностью применяемых узлов, в цифровых - быстродействием цифровых ИС. Наиболее существенным недостатком рассматриваемых синтезаторов является наличие в выходном сигнале побочных составляющих. В аналоговых системах они возникают при выполнении всех операций преобразования частот, в цифровых системах побочные составляющие С.Дингес, S. Dinges Signal N2 принципиально могут возникать на всех этапах получения выходного сигнала. Системы синтеза частот можно разделить на две группы: системы, выполняемые на аналоговой элементной базе (аналоговые ССЧ) и системы, выполняемые на цифро

 

вой элементной базе (цифровые ССЧ). Идеология выполнения ССЧ в этих двух группах и основные их характеристики сильно отличаются. Цифровые ССЧ обладают более высокой технологичностью, могут быть выполнены в виде ИС, обладают лучшими массогабаритными показателями. Основным фактором, сдерживающим широкое распространение цифровых ССЧ, является не достаточно высокое быстродействие современных цифровых ИС, ограничивающее верхнюю границу частотного диапазона синтезаторов. Однако, по мере улучшения технологии цифровых ИС, повышения их быстродействия, доля цифровых СЧ среди систем синтеза увеличивается. С.Дингес, S. Dinges Signal N2 Быстродействие синтезаторов частоты В системах множественного доступа с временным разделением TDMA время, необходимое синтезатору для перестройки на новую несущую частоту, определяет возможность приемопередатчика работать в соседних таймслотах на различных несущих. Если бы СЧ мог перестраиваться с одной частоты на другую за время, меньшее, чем длительность защитного интервала в системе, то прием и передача могли бы происходить без потери информации в каждом таймслоте. Например, в системах DECT портативная часть, приняв информацию в любом таймслоте, используемом базовой станцией, должна быть способна передавать или принимать на любой частоте в любом слоте, не являющимся смежным со слотом, который используется в портативной части. Это означает, что приемопередатчик с одночастотным синтезатором должен перестроиться с одной несущей частоты на любую другую за время меньшее, чем длительность одного таймслота, т.е. за 416,7 мкс. Если синтезатор отвечает этому требованию, но не может успеть изменить значение несущей частоты внутри защитного интервала между слотами, устройство будет иметь ряд недоступных временных слотов, называемых обычно слепыми слотами (blind slots). В слепых слотах, непосредственно примыкающим к уже занимаемым, устройство не способно использовать любые другие несущие частоты, что иллюстрирует рис 1.2

 

Рис. 1.2. Механизм образования слепых слотов

Точное время, необходимое для перестройки СЧ, зависит от ряда внутренних параметров СЧ, в частности, от ширины полосы пропускания петлевого фильтра. Чтобы приемник или передатчик могли использовать различные несущие частоты в соседних таймслотах, необходимо применить в устройстве или быстродействующий синтезатор с малым временем С.Дингес, S. Dinges Signal N2 переключения, или два обычных СЧ, используемых поочередно. Один из них производит перестройку по частоте, в то время как другой, уже закончив перестройку, обеспечивает функционирование приемопередатчика в текущем таймслоте. Влияние шумов опорных сигналов на качество работы устройств СПРВ Опорные сигналы, необходимые для функционирования РЧ блока, имеют обычно синусоидальную или прямоугольную форму. Однако, реальные опорные сигналы, формируемые в РЧ блоках, отличаются от идеальных (рис.1.3)

 

 

Рис. 1.3. Представление реального выходного сигнала во временной и частотной областях

В спектре реального выходного сигнала в той или иной мере всегда присутствует фазовый шум (Phase Noise), возникающий из-за отклонений фронтов формируемого колебания от их идеального положения, имеющих случайный характер. В спектре, как правило, присутствуют и дискретные побочные составляющие (Spurious Tones), появляющиеся из-за систематических изменений периода формируемого сигнала. Качество формируемого сигнала, прежде всего величина шумовой составляющей, в области частот вблизи от опорного сигнала (при малых частотных расстройках) определяется параметрами петли обратной связи активного СЧ. Оно зависит в основном от качества опорного генератора, ГУН, петлевого фильтра, шага сетки частот, и шумов элементов схемы, включая уровень шума фазового детектора. Шумы при больших частотных С.Дингес, S. Dinges Signal N2 расстройках определяются, прежде всего, качеством и параметрами генератора, управляемого напряжением, и не зависит от параметров петли. Фазовый шум опорных колебаний (сигналов гетеродинов), формируемых с помощью синтезаторов частоты, влияет на характеристики устройств в таких областях как многосигнальная избирательность (multiple signal selectivity) и отношение сигнал-шум (signal to noise ratio). Эта шумовая составляющая может существенно ухудшить качество функционирования приемопередатчиков СПРВ, за счет увеличения уровня шумов сигналов, обрабатываемых с помощью зашумленных опорных сигналов. При этом существуют два основных механизма влияния шумов опорных сигналов, которые могут быть проиллюстрированы на примере приемного устройства.

· Во-первых, шумы гетеродина попадают в полосу тракта ПЧ вследствие прямого преобразования при смешивании с полезным сигналом f сигн.

· Во-вторых, шумы гетеродина попадают в полосу пропускания тракта ПЧ вследствии их преобразования из-за воздействия мощной помехи с частотой f пом, для которой справедливо соотношение

f пч = f ш - f пом или f пч = f пом - f ш. Данное явление называется обратным преобразованием шумов гетеродина (Reciprocal Mixing).

Рис. 1.4. Влияние шумов опорных сигналов на качество функционирования РЧ блока

Тракт синтеза частот нуждается в тщательном экранировании и развязке узлов, чтобы предотвратить влияние на него выходных мощных каскадов, приводящее к паразитной модуляции чувствительного ГУН. Необходимо производить местную стабилизацию источников питания, чтобы минимизировать фазовый шум ГУН. В настоящее время в системах подвижной связи в основном используются цифровые СЧ, выполненные по методу активного синтеза.

Показатели, позволяющие оценить качество формирования выходного колебания (чистоту его спектральной линии, т.е. отличие его от моногармоники). Как техническое устройство любая ССЧ характеризуется рядом эксплуатационно-технических характеристик.

Основными эксплуатационно-техническими характеристиками ССЧ, используемых в возбудителях радиопередатчиков и в качестве гетеродинов радиоприемников, являются:

1. Диапазон частот рабочих частот синтезатора, ;

2. Диапазон перекрытия по частоте ;

3. Шаг сетки частот рабочего колебания.

4. Частота опорного генератора.

 


Поделиться с друзьями:

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...

Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...



© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.111 с.