Sintetizator de laborator de înaltă frecvență. Sintetizatoare de frecvență cu gamă largă de la sintetizatoarele statistice Maxim Microwave

La dezvoltarea și reglarea fină a dispozitivelor de joasă frecvență, amplificatoarele radio întâmpină adesea dificultăți din cauza disponibilității echipamentelor vibratoare necesare pentru domeniul de frecvență. Un sintetizator de frecvență poate fi creat în mințile amatorilor. Funcționează în intervalul 1900...2275 MHz. Valorile frecvenței sunt selectate dintr-un număr de posibile cu ajutorul unui remixer.

La frecvențe foarte joase (până la 100...150 MHz), problema stabilizării frecvenței generatorului este dominată de utilizarea rezonatoarelor de cuarț, la frecvențe mai mari (400 MHz) - cu ajutorul rezonatoarelor pe suprafață-acustic. bobine (rezonatoare PAR), pe H HF vikorist rezonatoare dielectrice de mare aciditate ceramică și alte rezonatoare de înaltă calitate. Stabilizarea folosind componente pasive are avantajele sale - simplitate și cost redus de implementare. Problema principală constă în imposibilitatea modificării frecvenței unui semnal care este generat fără modificarea elementului de setare a frecvenței.

Sintetizatoarele de frecvență integrate, care au o lățime mai mare, permit implementarea unor generatoare electronice de comutare (inclusiv VHF), păstrând în același timp stabilitatea înaltă a frecvenței. Sintetizatoarele vin în tipuri directe și indirecte.

Avantajele sintezei directe includ o viteză mare de schimbare a frecvenței și o schimbare a frecvenței cu o perioadă mică de timp. Cu toate acestea, din cauza prezenței unui număr mare de componente spectrale în semnalul sintetizat, care a rezultat din numeroase transformări neliniare, echipamentele de joasă frecvență pentru dispozitivele de sinteză directă stagnează rar.

Pentru sinteza de joasă frecvență, este mai frecvent să se utilizeze sintetizatoare de tip indirect cu control al frecvenței blocate în fază (PLL). Principiul de funcționare al PLL și metoda de dezvoltare a filtrului de poartă au fost discutate pe larg și în mod repetat în literatură, de exemplu, în. Există o serie de programe care pot fi implementate cu ușurință peste tot, care vă permit să descoperiți parametrii optimi ai filtrelor de retur, care pot fi găsite pe Internet pe site-ul web sau .

Sintetizatoarele integrate cu PLL sunt de două tipuri: programate (valorile frecvenței sunt stabilite prin comenzi externe) și neprogramate (coeficienții de multiplicare și subfrecvența fiși nu pot fi modificați).

Pentru câteva sintetizatoare integrate neprogramate, de exemplu MC12179, se poate observa nevoia de a menține rezonatorul cuarț la o frecvență specificată cu precizie, ceea ce nu este întotdeauna posibil. Sintetizatoarele programate, cum ar fi UMA1020M, salvează o parte din acestea. Având în vedere prezența microcontrolerului care îl controlează, este dificil din punct de vedere tehnic să ajustați un astfel de sintetizator la o anumită frecvență. Necesare pentru roboții de dormit cu microcircuit-sintetizator, autogeneratoarele de joasă frecvență cu frecvență electronică alternativă sunt disponibile sub formă de module complete funcțional, bazate pe tehnologie hibridă.

În Fig. 1. Baza sa este microcircuitul UMA-1020M (DA3), documentația tehnică pentru care poate fi găsită pe site-ul web al producătorului său .

Sintetizatorul are, de asemenea, un oscilator de tensiune stins (VCO) DA1, un oscilator de cuarț de 10 MHz DA2 și un microcontroler DD1. Semnalul de joasă frecvență de la ieșirea VCO merge la ieșirea sintetizatorului (conector XW1) și intrarea ranger-ului principal de frecvență programat al microcircuitelor DA3. Semnalul de frecvență eco de la ieșirea generatorului DA2 merge către un distribuitor suplimentar de frecvență de programare, care intră și în stocarea microcircuitului DA3.

Coeficienții pentru gama de frecvență a capului și părților auxiliare sunt stabiliți de microcontrolerul DD1 (Z86E0208PSC), folosind magistrala de informații cu trei fire (cadrele 11-13 DA3) prin comenzi cu trei fire. Textul de ieșire al programului relevant este afișat în tabel. 1. Memoria internă a microcontrolerului stochează suficient date despre aceste diferite valori ale frecvenței. Una dintre valorile sau modurile de frecvență în care semnalul este transmis zilnic este selectată folosind jumperii S1-S3 conform tabelului. 2. Modul de instalare capătă putere în momentul creșterii duratei de viață a sistemului, după care orice manipulări cu computerele de pe robotul tău nu curg până la o nouă creștere. LED-ul HL1 trebuie să se stingă la 1 secundă după ce durata de viață este pornită. Puteți citi despre programarea microcontrolerelor de la Zilog.

Un sintetizator de colecție pe o altă placă, aspectul său actual este prezentat în Fig. 2. Rezistorul și condensatorul pentru montare la suprafață sunt rigidizate.

Literatură

1. Starikov O. Metoda PLL și principiile sintezei semnalelor de înaltă frecvență. - Chip News, 2001 nr. 6.
2. VCO Designer's Handbook 2001. VCO/HB-01 - Mini-Circuite.
3. Glvdshtein M. A. Microcontrolere din familia Z86 de la Zilog. Cariera de programator. - M: DODEKA, 1999, 96 p.

Baza sintetizatorului de joasă frecvență, microcircuitul UMA1020M, conține un altul care funcționează în intervalul de frecvență 20..300 MHz, descris de designul 6n non-vicoriste.

Problema stabilității frecvenței în dispozitivele convenționale există de mult timp. La frecvențe foarte joase (până la 100-150 MHz) a fost dominată de stagnarea rezonatoarelor de cuarț, la frecvențe mai mari (400 MHz) - cu ajutorul rezonatoarelor pe bobine acustice de suprafață (rezonatoare PAR), pentru a stabiliza frecvent frecvențele suprapuse stagnează rezonatoare dielectrice ceramice sau Alte rezonatoare de înaltă calitate. Descrierea metodei de stabilizare folosind componente pasive are avantaje - simplitate și cost redus de implementare, dar principalul său dezavantaj este imposibilitatea de a schimba frecvența fără a schimba elementul de setare a frecvenței - rezonator. Incapacitatea frecvenței de operare a comutației electronice suedeze de a păstra stabilitatea limitează brusc stagnarea dispozitivelor radio, care nu permit, de exemplu, implementarea unei capacități bogate de canal.

Sintetizatoarele de frecvență integrate de la diverse companii străine, care au câștigat recent o gamă mai largă de frecvențe, fac posibilă crearea unor sisteme electronice de operare, inclusiv cele de înaltă frecvență, care economisesc la frecvențe înalte.stabilitate. Aceste sintetizatoare de frecvență vin în tipuri directe și indirecte. Avantajele sintezei directe includ viteza mare cu o grilă de frecvență mică, dar din cauza necesității de a filtra un număr mare de componente spectrale, care contribuie la transmutarea numerică neliniară a semnalului, în circuitele de joasă frecvență dispozitivele de sinteză directă stagnează. dko. Pentru a sintetiza frecvențe de înaltă frecvență, utilizați fie sintetizatoare de tip indirect, fie sintetizatoare cu buclă blocată în fază (PLL). Există două tipuri principale de sintetizatoare integrate cu PLL - programate, valorile frecvenței în care sunt stabilite de un microcontroler extern printr-o magistrală cu trei fire și cele neprogramate, unde coeficienții depind de părțile interne. Nu există frecvențe. fix, iar frecvența de referință este stabilită de un rezonator extern de cuarț. În circuitele simple de joasă frecvență, sintetizatoarele integrate neprogramate, de exemplu, MC12179 de la Motorola, necesită adesea selecția precisă a unui rezonator cu cuarț, ceea ce nu este întotdeauna posibil. Sintetizatoarele de frecvență programate, de exemplu UMA1020M de la Philips, economisesc acest pic, deoarece în sistemele de astăzi există un microcontroler foarte puternic, programarea unui astfel de sintetizator este greoaie din punct de vedere tehnic. Autogeneratoarele din gama de înaltă frecvență sunt proiectate ca module complete funcțional bazate pe tehnologie hibridă.

Un exemplu de soluție descrisă poate fi un simplu sintetizator de laborator de înaltă frecvență, care vă permite să generați și să stabilizați frecvența în intervalul 1900 – 2275 MHz cu o precizie ridicată, conform acestei statistici.

Schema bloc a sintetizatorului proiectat este prezentată în Fig. 1., aspect exterior - în Fig. 2. După cum puteți vedea din circuitele lor, sintetizatorul constă dintr-un generator de tensiune acoperit cu ceramică (VCO sau VCO) JTOS-2200 de la Mini-Circuits JTOS-2200, un sintetizator de frecvență integrat UMA-1020M și un microcontroler Z86E0208PSC de la Zilog.

Semnalul de înaltă frecvență generat de VCO merge la ieșirea sintetizatorului de laborator și la intrarea ranger-ului principal de frecvență programat, care este introdus în circuitele UMA-1020M.

Semnalul de referință, care este vibrat de oscilatorul de cuarț JCO-8, merge la un divizor de frecvență de programare suplimentar, care este inclus și în circuitele UMA-1020M. Schema bloc a UMA-1020M este prezentată în Fig. 3, documentația tehnică detaliată pentru UMA-1020 poate fi găsită pe site-ul web al producătorului http://www.philips.de/. Coeficienții ambilor drivere - capul și cei auxiliari - sunt stabiliți de microcontrolerul Z86E0208PSC printr-o magistrală cu trei fire (date DATE, sincronizare CLK și înregistrare separată /ACTIVARE). Schema bloc a microcontrolerului Z86E0208PSC este prezentată în Fig. 4. PZP-ul intern al microcontrolerului este suficient pentru a programa șapte valori de frecvență diferite și un mod de testare. Valorile specifice de frecvență (sau modul de testare) sunt stabilite prin jumperi de pe placa sintetizatorului de laborator. Înainte de a selecta valoarea finală a frecvenței, microcontrolerul sintetizator integrat testează portul, se conectează la jumperi și apoi selectează același firmware înainte de a elimina datele. Noua valoare a frecvenței este instalată automat pe măsură ce durata de viață a plăcii sintetizatorului crește. Algoritmul de programare a sintetizatorului pentru microcontrolerul Z86E0208PSC este prezentat în Fig. 5, listarea pe programe.

Un raport despre programarea microcontrolerelor Zilog poate fi citit în documentația tehnică completă disponibilă pe site-ul http://www.zilog.com/.

JTOS-2200 VCO are o gamă de tensiune reglabilă: 0,5 până la 5 volți. Dacă valoarea ajustată a tensiunii este mai mică de 0,5 volți, compania generatoare nu garantează generarea stabilă a vibrațiilor. Experimentele au demonstrat veridicitatea acestei afirmații.

Principiul de funcționare al PLL și metoda de dezvoltare a filtrului Loop au fost discutate de multe ori în literatura tehnică, dar acest articol nu este clar. Există o serie de programe care sunt disponibile peste tot care vă permit să configurați parametrii filtrelor de poartă, acestea putând fi găsite pe Internet la http://www.analog.com/ sau la www.national.com.

Pentru a controla funcționarea corectă a circuitelor sintetizatorului, pe placă este instalată o diodă emițătoare de lumină, a cărei lumină indică faptul că sinteza de frecvență a fost redusă. Dacă sintetizatorul funcționează corect, LED-ul nu se arde; această funcție poate fi activată programatic.

Costul unui sintetizator de laborator selectat nu depășește 30 de dolari. Pentru a reduce costul dispozitivului instalat, puteți utiliza două opțiuni: în primul rând, puteți combina miezul de cuarț al componentelor suport ale sintetizatorului și microcontrolerului, care necesită memorie, astfel încât frecvența maximă de ceas a Z86E0208PSC să fie setată la 8 MHz, ceea ce este același pentru UMA-1020M, poate în intervalul 5-40 MHz. Într-un alt mod, VCO poate fi dezvoltat independent pe tranzistoare sau circuite integrate de putere, folosind tehnica Vikorist introdusă în.

Lista Wikilistelor

1. Rezonatoare dielectrice/M.Є. Ilcenko, V.F. Vzyatishev, L.G. Gassanov ta in; Per ed. PE MINE. Ilcenko. - M.: Radio şi comunicaţii, 1989. - 328 p.: Il. - ISBN 5-256-00217-1.
2. Pestriakov A.V. Circuite integrate pentru dispozitive de sinteză și stabilizare a frecvenței // Chip News. - 1996. - Nr. 2.
3. Lobov U., Steshenko U., Shakhtarin B. Sintetizatoare digitale și sinteza de frecvență directă // Chip News. - 1997. - Nr. 1.
4. Soluții wireless pentru semiconductori. Motorola. Date dispozitiv – Vol.1. DL 110/D, Rev 9.
5. VCO Designer's Handbook 2001. VCO/HB-01. Mini-Circuite.
6. Gladstein M.A. Microcontrolere din familia Z86 de la Zilog. Cariera de programator. - M: DODEKA, 1999, 96 p.
7. Manualul Z8 Application Note. Zilog. DB97Z8X0101.
8. Starikh O. Metoda PLL și principiile sintezei semnalelor de înaltă frecvență//Chip News. - 2001. - Nr. 6.
9. Design oscilator cu microunde. Notă de aplicare A008// Hewlett-Packard Co. - numărul publicației 5968-3628E (6/99)
10. Shveshkeyev P. Un design VCO pentru aplicații WLAN în bandă ISM de 2,4 până la 2,5 GHz//Microunde aplicat și fără fir. - 2000. - Nr. 6. - P.100-115.

Babkovsky A. P., Seleznyov N. E. FSUE NDI Vimiruvalnykh sistem im. Yu. E. Sedakova GSP-486, N. Novgorod - 603950, Rusia tel.: 8312-666202, int. 295, e-mail: [email protected]

Rezumat – Sunt prezentate rezultatele lucrării de proiectare a unui sintetizator simplu de joasă frecvență pentru banda C bazat pe un microcircuit de reglare automată a frecvenței de fază cu un singur cip.

I. Intrarea

Îmbunătățirea frecvențelor de operare la intervalul milimetric la dispozitivele radar cu rază scurtă de acțiune cu procesarea semnalelor Doppler are ca rezultat o creștere semnificativă a stabilității semnalelor transmise.

Utilizarea circuitelor de procesare a semnalului bazate pe estomparea semnalului Doppler la frecvențe intermediare în intervalul de frecvențe decimetrice pentru a obține eficiența maximă a dispozitivului interferează cu generatoarele vicoristice coerente din calea de transmisie a dispozitivului.

În momentul de față, cea mai optimă modalitate de a extrage semnale coerente pentru astfel de sisteme în domeniul undelor milimetrice este reducerea frecvenței sintetizatoarelor la intervalul de frecvență centimetric și apoi multiplicarea și amplificarea acestora.

De regulă, astfel de sintetizatoare vor folosi mai multe circuite bucle cu frecvențe, frecvențe și frecvențe diferite.

Cu toate acestea, până la sfârșitul zilei, frecvența superioară de operare a microcircuitelor sintetizatoare cu un singur cip cu buclă blocată în fază (PLL) a crescut la mijlocul benzii C.

În prezent, liderii în producția de cipuri de sintetizator PLL cu un singur cip pentru acest interval de frecvență sunt Skyworks și Analog Devices.

Pe piața componentelor electronice produsele Skyworks Inc. reprezentată de compania: SRL „Radiocomp” Moscova.

Din 1993, după semnarea unui acord de licență direct cu Analog Devices, Compania JSC Argussoft din Moscova actualizează și introduce în mod regulat retailerilor o nouă gamă de componente și dispozitive utilitare.

Compania „ME Electronic Components” Moscova prezintă distribuitorilor materiale de raport din producția de microcircuite PLL ale sintetizatoarelor diferitelor transmițătoare.

Schimbarea frecvenței superioare de operare a sintetizatoarelor PLL la frecvențele de bandă C a făcut posibilă realizarea structurii simple a sintetizatoarelor cu o singură buclă.

Într-o serie de faze, o astfel de abordare a activării generatorului (OG) și a oscilatorilor locali, care se fixează, este mai vizibilă din punct de vedere al indicatorilor tehnici, greutate-mărime și economici.

Principalii parametri ai diferitelor microcircuite sintetizatoare PLL care funcționează în banda C sunt prezentați în Tabelul 1.

Masa 1. Caracteristici uniforme ale microcircuitelor sintetizatoare PLL.

Tabelul 1. Caracteristicile de comparație ale CI-urilor sintetizatoarelor PLL

II. Parte principală

Diagrama funcțională a unui 3G și a unui oscilator local de acest tip bazat pe un sintetizator de frecvență cu o singură buclă este prezentată în Malyunka 1.

Fig.1. Schema bloc a sintetizatorului.

Smochin. 1 Diagrama bloc al sintetizatorului

de Ref. Gen. - oscilator cuart de referință cu zgomot redus de precizie GK62-TS, RS - microcontroler, PLL IC - cip sintetizator, LPF - filtru trece-jos, amplificator de scalare - amplificator operațional care scalează, rezonator dielectric VCO - generator de stingere a tensiunii (VCO) ) bazat pe supapa NHF dielectr, Directional Coupler – direcții vіdgaluzhuvach.

Dovezi medicale ale dezvoltării sintetizatoarelor de joasă frecvență și rezultatelor investigației diferitelor microcircuite sintetizatoare PLL, pentru dezvoltarea SG și a oscilatorului local, microcircuitul CX72302 cu un factor de schimbare a loviturii a fost selectat în cadrul companiei Skyworks Inc. .

Principalele caracteristici ale microcircuitului CX72302:

■ frecvenţa maximă de ieşire către canalul principal – 6,1 GHz;

■ suplimentar – 1000 MHz;

■ limita de operare ILPD – 25 MHz;

■ garantează că frecvenţa amestecării frecvenţei nu este mai mare de 100 μs;

■ nivelul zgomotului aerului -128 dB/Hz;

■ comută de frecvenţă la frecvenţe mai mici de 400 Hz.

Zastosuvannya CX72302 permite, dacă este suficient

frecvența de funcționare înaltă a detectorului de frecvență a impulsurilor-fază (PFPD) F = 16,384 MHz, eliminați pragul frecvenței de trezire de 250 Hz folosind un grad ridicat de fracționare (262144). Schimbările frecvenței de funcționare a IPCD au ca rezultat o scădere a multiplicatorului de frecvență al buclei PLL și o creștere a parametrilor de zgomot ai semnalului.

Pentru a reduce nivelul de zgomot în semnalul de ieșire, se utilizează un generator cu un rezonator dielectric (DR) de înaltă calitate. Frecvența de supratensiune liniară într-un astfel de generator funcționează cu ajutorul unui varicap ZA627A-6, conectat lejer la DR. Tranzistorul 2T963A-2 face posibilă reducerea tensiunii de ieșire a generatorului la aproximativ 50 mW.

Semnalul de joasă frecvență de la ieșirea VCO trece printr-o supapă de direcție către ieșirea sintetizatorului de frecvență (tensiunea de ieșire ar trebui să fie + 15 dBm - aproximativ 30 mW). O parte din tensiunea de la ieșirea directă (atenuarea tranziției 25 dB) este trimisă la intrarea microcircuitelor PLL.

Parametrii filtrului trece-jos de la poarta buclei PLL au fost dezvoltați conform metodologiei companiei National Semiconductor. Programul Math-CAD2000 a modelat funcționarea buclei PLL și a verificat stabilitatea acesteia în intervalul de frecvență de funcționare.

Cu frecvențele de ieșire ale sintetizatorului în mijlocul benzii C, multiplicatorul de frecvență al buclei PLL ajunge la 380 (frecvența de funcționare a detectorului de fază este de 16 MHz). Forța spectrală a zgomotului de fază a oscilatorului de cuarț de referință GK-62TS-

0 set minus (145 - 155) dB/Hz. Densitatea spectrală a zgomotului de fază al microcircuitelor PLL devine 128 dB/Hz. Prin urmare, puterea spectrală a zgomotului de fază a semnalului generat este determinată de microcircuit și devine

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

Frecvența de ieșire a sintetizatorului este controlată folosind microcontrolerul AT90S8515-8PI Atmel. Pentru a accelera procesul tranzitoriu, amestecarea frecvenței este efectuată la debitul maxim al detectorului de fază. După stocarea frecvenței specificate, fluxurile detectorului de fază sunt reduse la nivelul nominal, ceea ce duce la o scădere a nivelului de stocare discret cu frecvența detectorului de fază în spectrul semnalului de ieșire al sintetizatorului. După ce sintetizatorul este comutat, microcontrolerul trece la modul „sleep” folosind conexiunile oscilatorului său de cuarț pentru a reduce zgomotul din partea digitală a circuitului.

Din punct de vedere structural, sintetizatorul Wiconian este un set de trei noduri conectate între ele prin cabluri coaxiale dure. Pentru microcircuite PLL și cablaje adiacente, placa este realizată din sqlotextolit de calitate FR-4 cu o grosime de 0,8 mm. Indiferent de frecvența mare de operare, alegerea căptușelii din material ieftin este complet justificată.

III. Experiment

A fost efectuat un studiu experimental al parametrilor de zgomot ai sintetizatorului de frecvență pentru a seta valoarea puterii spectrale a zgomotului de fază HP3048A.

Puterea spectrală a zgomotului de fază a sintetizatorului de frecvență simplu cu o singură buclă analizat la vibrații mari devine de neconceput:

10 kHz -92 dB/Hz;

100 kHz -117 dB/Hz.

Prin conexiunea slabă a varicapului cu rezonatorul dielectric, a fost posibilă eliminarea parametrilor de zgomot nocivi ai sintetizatorului, astfel încât zgomotul să nu depășească 50 MHz la schimbarea tensiunii de pe varicap de la 1 la 25 V.

Pentru a extinde intervalul de frecvență de funcționare a sintetizatorului, puteți instala un generator keratinizat cu un aranjament YIG. Dacă da, va trebui să schimbați circuitul de distribuție a frecvenței.

IV. Visnovok

Instalarea unui microcircuit cu un singur cip cu un coeficient de shot în lancusul buclei PLL vă permite să proiectați sintetizatoare de frecvență compacte folosind un circuit cu o singură buclă cu frecvențe de ieșire până la frecvența superioară de operare. un astfel de sistem cu o singură buclă este mai mic de 400 Hz și un nivel plăcut.

V. Lista referințelor

Componente radio HF și LF ale emițătorilor străini. Listă de prețuri. Numărul 5. M. 2004.

www.argussoft.ru

„ME Electronic Components” vara’2004.

Componente HF/LVF, electromecanica, accesorii de putere. Catalog electronic 2004

Babkovsky A. P. Dovezi ale proiectării sintetizatoarelor PLL pe cipuri de la QUALCOMM și Mini-Circuite pentru blocul de semnale de referință în domeniul milimetric. - La carte. „A 8-a Conferință Internațională din Crimeea „Tehnologia NHF și tehnologiile de comunicare”. Materiale conferinte” [Sevastopol, 14-17 ver. 1998 r.]. Sevastopol: Weber, 1998, vol. 2, pag. 667-668.

Babkovsky A. P., Seleznyov N. E. Sintetizatoare de frecvență hibride PLL/DDS. - La carte. „A XI-a Conferință Internațională din Crimeea „Tehnologia NHF și tehnologiile de comunicare”. Materiale de conferință” [Sevastopol, 10-14 ver. 2001]. Sevastopol: Weber, 2001, pag. 112-114.

Babkovsky A. P., Seleznyov N. E. Shvidkodіyuchy sintetizator de octave pentru intervalul de frecvență joasă cu o mică schimbare de frecvență. - La carte. „A 13-a Conferință Internațională din Crimeea „Tehnologia NHF și tehnologiile de comunicare”. Materiale de conferință” [Sevastopol, 8-12 ver. 2003]. Sevastopol: Weber, 2003, pag. 136-138.

www.skyworksinc.com

SINTETIZATOR CU O SINGĂ BUCLA PENTRU BANDA C CU PAS DE FRECVENȚĂ ULTRA FINĂ

Babkovsky A., Seleznev N.

Institutul de Cercetare a Sistemelor de Măsurare a Sistemelor de Măsurare a Întreprinderilor Unitare de Stat Federal Numele după Yu. Da. Sedakov GSP-486, Nijni Novgorod – 603950, Rusia e-mail: [email protected]

Rezumat – Vă rugăm să rețineți că acest material este rezultatul unui design de sintetizator frekvency direct în bandă C bazat pe stratul principal PLL.

Funcționalitatea îmbunătățită a radiatoarelor Doppler de dimensiuni scurte în banda MM permite o stabilitate mai mare a semnalului transmis.

Principiul procesului semnalului se bazează pe măsurarea frecvenței Doppler a semnalelor reflectate la frecvență intermediară (în domeniul UHF). Acest excitator al lanțului emițătorului și oscilatorul amplasat pe receptor (LO) trebuie să fie coerente.

În prezent, cea mai preferată abordare în generarea de semnale coerente este utilizarea sintetizatoarelor de frecvență în bandă C împreună cu multiplicatori și amplificatoare.

În mod frecvent, aceste sintetizatoare sunt proiectate folosind schema multiloop în combinație cu mixere de frecvență, divizoare și multiplicatoare.

Sub ora destinului, frecvența operațională înaltă a PLL IC a fost actualizată la banda C. Noi lideri de design ai circuitelor integrate PLL pentru banda frekvency - Skyworks și Analog Devices. Funcționalitatea crescută de frecvență IC permite instalarea de sintetizatoare de frecvență simple cu 1 buclă în bandă C.

În anumite situații, această metodă poate fi mai de preferat.

Schema bloc a ieșirii de la distanță bazată pe codul PLL principal este prezentată în Fig.1. Luând forma școlilor noastre în proiectarea sintetizatoarelor, Skyworks CX72302 Fractional-N PLL IC a fost ales pentru designul excitator și LO. Pentru mai multe detalii vizitați site-ul www.skyworksinc.com.

Folosind CX72302 suplimentar, putem selecta pasul de frecvență de 250 Hz doar cu o valoare a frecvenței de comparare a detectorului de fază 16,384 MHz datorită fracționalității de înaltă grad, 2 18 . Frecvența ridicată a fazei detectorului duce la o modificare a intervalului principal de valori N și toți parametrii sunt modificați.

Iluminarea rezonatorului dielectric cu Q mare (DRO) este utilizată pentru deplasarea fără funcții speciale cu bandă de trecere PLL. Frecvența de baleiaj liniară este efectuată folosind un varicap cu cuplare slabă cu DR. puterea de ieșire a generatorului DRO este de 50 mW.

Semnalul trece prin izolator și cuplajul direcțional la ieșirea sintetizatorului (puterea de ieșire este de +15dBm – aprox. 30 mW). În afară de alimentarea de la portul cuplat al cuplajului direcțional, direcționat către intrarea PLL IC.

Componentele filtrului buclă sunt proiectate în conformitate cu metodele utilizate în întreaga Națională de semiconductor. Analiza stabilității buclei a fost evaluată în MathCAD 2000.

Rata de cap a raportului de diviziune este crescută la 380 (detector de frecvență 16 MHz) la o frecvență de 6 GHz. Densitatea spectrală a zgomotului de fază PLL IC -128 dB/Hz. Astfel, faza sensibilității semnalului de zgomot în banda de trecere PLL este indicată de zgomotul PLL IC, deci faza generatorului de referință a sunetului este (-145…-155 dB/Hz) și este egală cu -77dB/Hz.

Controlul frecvenței de ieșire a sintetizatorului este realizat de microcontrolerul Atmel AT90S8515-8PI. Pentru a minimiza timpul de comutare frekvency, curentul pompei de încărcare este crescut la valoarea maximă. În plus, curentul pompei de blocare este comutat la valoarea nominală și microcontrolerul este comutat în modul de repaus, odată cu oprirea generatorului de ceas. Acest lucru permite adăugarea unui semnal în spectrul de ieșire al circuitelor digitale.

Parametrii sintetizatorului bazați pe semnalul boule sunt instalați pe setul de testare HP3048A.

Nivelul de zgomot de fază al sintetizatorului PLL cu o singură buclă testat în decalaje față de purtător este:

Compensare de frecvență Etala de zgomot de fază

10 kHz -92 dB/Hz

100 kHz -117 dB/Hz

Cuplarea dintre varicap și rezonatorul dielectric din generatorul acordat va asigura că parametrii de sunet nu sunt buni, dar banda de frecvență sintetizată este prea îngustă (aproximativ 50 MHz în intervalul de acordare varicap de la 1 la 25 volți).

Este util pentru campania YIG pentru a ușura banda de frecvență sintetizată. Oricum, circuitele de reglare a frecvenței trebuie schimbate.

1-chip fraction-N PLL permite proiectarea de dimensiuni mici a sintetizatoarelor de frecvență cu 1 cip pentru frekvenții până la frecvența maximă de operare PLL IC cu treapta de frecvență mai mică de 400 Hz și nivel de zgomot de fază accesibil.

Crearea de comunicații zilnice este imposibilă fără utilizarea unor sintetizatoare de frecvență clare, care depind în mare măsură de parametrii tehnici ai sistemului radio. S-au uitat statisticile sintetizatoare productive de frecvență cu gamă largăși producția companiei Maxim Integrated, Este posibil să se genereze un semnal de referință în intervalul 0,25 ... 10 GHz. Variabilitatea scăzută și nivelurile excelente de zgomot de fază fac posibilă detectarea acestora într-o varietate de aplicații - de la sisteme personale de comunicații radio până la dispozitive de vibrații cu aciditate ridicată.

Omenirea este acum mai activă în partea de radiofrecvență a spectrului undelor electromagnetice, în special în domeniul undelor ultrascurte cu o frecvență de 0,30...30 GHz. Această gamă largă permite astăzi adăugarea extinsă a diferitelor sisteme de comunicații radio la canalele digitale de transmisie a datelor, interconectarea cu infrastructura de vârf la scară locală și globală. Apariția de noi sisteme și standarde pentru comunicații fără drone, comunicații prin satelit și sisteme de navigație este așteptată în paralel cu tehnologiile îmbunătățite pentru generarea componentelor de transmisie și coincide cu progresul rapid în domeniul comunicațiilor.posibilitățile acestora.

Comunicații prin satelit și prin satelit, infrastructură de transmisie a datelor fără drone: capabilități către componente

Una dintre sarcinile principale la proiectarea oricărui echipament de frecvență radio este de a asigura o precizie ridicată și stabilitate a non-frecvenței, inclusiv amplitudinea și faza. Aceste sarcini astăzi sunt generate, de regulă, de la sintetizatoare de frecvență specializate. O opțiune extinsă pentru acest tip este un cip sintetizator cu buclă blocată în fază (PLL), care este condus de un oscilator extern de frecvență de referință de cuarț împreună cu analogi încorporați pentru frecvențele de referință și de ieșire. Circuitul de aliniere este format astfel încât să arate ca un discriminator frecvență-fază (detector). Semnalul de inconvenient este generat de o treaptă de ieșire adiacentă (pompa de încărcare) și este alimentat printr-un filtru extern (buclă) la un generator cuplat la tensiune (VCO), care poate fi fie de intrare, fie extern.

Programarea coeficientului pentru modurile de înregistrare Integer-N și Fractional-N, precum și selectarea unei frecvențe de referință separate, va asigura o gamă extinsă de frecvențe de ieșire și vă va permite să variați astfel de sinteza de frecvență a parametrilor procesului, cum ar fi viteza și frecvența alternanța frecvenței și nivelul zgomotului de fază.

Sintetizatoarele fracționale-N s-au dovedit a fi semnificative în rezolvarea problemei creșterii vitezei de alternanță a frecvenței, reducerea zgomotului de fază în apropierea non-frecvenței și schimbarea nivelului de stocare laterală în sistemele de comunicații GSM și GPRS.

Sintetizatoare MAX2870, MAX2871, MAX2880. Caracteristici, avantaje, recomandari inainte de inchidere

Gama de modele de componente ale emițătorului Maxim Integrated include astăzi trei microcircuite de sintetizatoare de frecvență cu gamă largă de bucle blocate în fază (PLL). Toate se bazează pe un mecanism de sinteză bazat pe autogeneratoare cu FAPL-uri. Frecvența de ieșire este detectată de VCO și stabilizată de un oscilator de referință de joasă frecvență.

Tabelul 1. Sintetizatoare de frecvență Maxim Integrated cu FAPL

Nume	Modul sinteză	Tensiunea este puternică,	Gama de frecvențe, MHz		Vih. tensiune, dBm	Diff. ieși	Nivel de zgomot, dBc/Hz	Instabilitatea părților egale Quadri.	Corp/Coarne	Temperatura de funcționare, °C
			min.	Max.
MAX2870	Fracționar/întreg	3,0…3,6	23,5	6000	-4…5	2	-226,4	0,25	TQFN/32	-40…85
MAX2871	Fracționar/întreg	3,0…3,6	23,5	6000	-4…5	2	-229	0,2	TQFN/32	-40…85
MAX2880	Fracționar/întreg	2,8…3,6	250	12400	Nu	Nu	-229	0,14	TQFN/20 TSSOP/16	-40…85

Domeniile de aplicare pentru sintetizatoarele de frecvență Maxim Integrated pot include: echipamente de telecomunicații, echipamente de comunicații fără drone, sisteme de virtualizare, generatoare de semnal de ceas în dispozitive de frecvență radio și convertoare analog-digitale.

Sintetizator MAX2870

Gama ultra-largă MAX2870 cu control al frecvenței blocate în fază și integrare VCO este proiectat să realizeze atât sinteza de frecvență în modul întreg, cât și în modul shot. Combinat cu un generator extern de semnal de referință și un filtru extern MAX2870 permite crearea de circuite foarte eficiente, cu zgomot redus în intervalul de 23,5 MHz ... 6 GHz.

Generarea de frecvențe într-un interval extins este asigurată de integrarea suplimentară a VCO-urilor și a ieșirilor cu coeficienți 1...28. Є două ieșiri diferențiale instalate de software independente una de cealaltă, care pot asigura o tensiune de ieșire de -4...5 dBm. Deconectarea poate fi activată fie în software, fie în hardware.

MAX2870 este controlat printr-o interfață serială cu 3 fire. Microcircuitul este produs într-un pachet QFN miniatural cu 32 de pini. Este conceput pentru a fi utilizat într-un interval de temperatură de -40...85 °C.

Diagrama funcțională a MAX2870 este prezentată în Figura 1. Elementele principale ale dispozitivului sunt blocul de interfață SPI AND REGISTERS, un număr de medici și clinicieni, un număr de VCO-uri (VCO) și multiplexoare. Mai multe semnale de ieșire (RFOUTx_x) sunt primite prin comutatoare de la două amplificatoare diferențiale. Pentru a regla frecvența care este sintetizată, utilizați blocul CHARGE PUMP și intrarea TUNE.

Pentru MAX 2870 există cinci registre de 32 de biți pentru scrierea datelor și un registru pentru citire. Cei mai semnificativi 29 de biți (MSB) sunt alocați datelor, iar cei 3 biți mai puțin semnificativi (LSB) sunt alocați adresei de registru. Datele din registru sunt accesate prin interfața serială SPI, mai întâi se transmit cei 29 de biți MSB. Registrele programate conțin adresele 0x05, 0x04, 0x03, 0x02, 0x01 și 0x00.

Baby 2 arată o diagramă de o oră a procesului de înregistrare prin SPI. După pornire, toate registrele sunt programate în perechi, cu o pauză minimă de 20 ms între intrări. Prima înregistrare vă permite să transferați pe dispozitivul care este instalat, iar a doua lansează VCO-ul în funcțiune.

MAX2870 poate fi pus în modul de putere redusă setând SHDN = 1 (registru 2, bit 5) sau setând un nivel scăzut la ieșirea CE. După ieșirea din modul de putere redusă, sunt necesare cel puțin 20 ms pentru a permite condensatorilor externi să se încarce înainte de a programa frecvența VCO.

Frecvența de referință de intrare trece prin intrarea RF_IN către buffer, care este inversat, și apoi prin multiplicatorul opțional x2 și muxerul către divizorul R COUNTER, apoi prin divizorul și multiplexorul opțional la detectorul de fază și multiplexorul de ieșire.

Dacă multiplicatorul x2 este activat (DBR = 1), frecvența maximă a semnalului de referință este de 100 MHz. Dacă multiplicatorul este oprit, frecvența de intrare de referință este limitată la 200 MHz. Frecvența minimă de referință este încă de 10 MHz. Coeficientul minim al subsecțiunii R ajunge la 1, iar maximul devine 1023.

Frecvența detectorului de fază se calculează după cum urmează:

de fREF - Frecvența semnalului de referință de intrare. DBR (registrul 2, bit 25) setează modul fREF sub-frecvență. RDIV2 (registrul 2, bit 24) setează modul de partiție fREF la 2. R (registrul 2, bit 23:14) este valoarea rezolutorului programabil de 10 biți (bit 1 până la 1023). Valorile maxime fPFD rămân 50 MHz pentru modul Frac-N și 105 MHz pentru modul Int-N. Dialerul R poate fi resetat dacă RST (registrul 2, bit 3) este egal cu 1.

Valorile frecvenței VCO (fVCO), N, F și M pot fi ajustate în funcție de frecvența de ieșire dorită a canalului A (fRFOUTA) la momentul curent. Puteți seta valoarea valorii DIVA ajustând valoarea fRFOUTA din tabelul de valori DIVA (registrul 4, biții 22…20).

FB bit = 1, (DIVA este dezactivat de la poarta PLL):

Când bitul FB = 0, (DIVA la poarta PLL) și DIVA ≤ 16:

Când bitul FB = 0, (DIVA la poarta PLL) și DIVA > 16:

Aici N este valoarea vindecătorului de 16 biți N (16...65535), programat prin registrul 0, biții 30...15. M – valorile modulului shot (2…4095), programate prin biții 14…3 ai registrului 1. F – valorile modulelor shot, programate prin biții 14…3 ai registrului 0.

În modul shot (Frac-N), valoarea minimă a lui N este 19, iar cea maximă este 4091. Doctorul N este aruncat dacă RST este egal cu 1 (registrul 2, bit 3). DIVA – setarea subdiviziunii ieșirii RF (0…7), programată prin biții 22…20 ai registrului 4. Coeficientul de subdiviziune este setat ca 2DIVA.

Frecvența de ieșire către canal (fRFOUTВ) este indicată după cum urmează:

Dacă BDIV = 0 (registrul 4, bit 9),

Yaksho BDIV = 1,

Moduri Int-N/Frac-N

Întregul mod de subsecțiune (Int-N) este selectat prin setarea bitului INT = 1 (registrul 0, bitul 31). Când se operează în acest mod, este, de asemenea, necesar să setați bitul LDF (registrul 2, bitul 8) pentru a activa funcția de sincronizare a sincronizarii (stocarea frecvenței) în modul Integer-N.

Modul pușcă (Frac-N) este selectat prin setarea bitului INT = 0 (registrul 0, bit 31). Setați suplimentar bitul LDF = 0 (registrul 2, bitul 8) pentru modul de sincronizare Frac-N.

Dacă dispozitivul este lipsit de modul Frac-N sub nivelul de tragere F = 0, pot apărea tranzitorii neașteptate ale pulsului. Pentru a face acest lucru unic, puteți activa comutarea automată la modul Integer-N dacă F = 0 setând bit F01 = 1 (registrul 5, bit 24).

Detector de fază și pompă de încărcare

Formarea fluxului de încărcare a pompei de încărcare pentru condensatorul extern este determinată de valorile rezistorului care este conectat între ieșirile RSET și aprindere și valorile bitului CP (registrul 2, biții 12... 9) după cum urmează:

Pentru a îmbunătăți stabilitatea modului Frac-N, setați bitul de liniaritate CPL = 1 (registrul 1, biții 30, 29). Pentru modul Int-N, setați CPL = 0. Pentru a reduce zgomotul în modul Int-N, setați bitul CPOC = 1 (registrul 1, bit 31) pentru a preveni curgerea în filtrul de buclă. Pentru modul Frac-N, setați CPOC = 0.

Ieșirea CP_OUT poate fi transferată într-un mod de impedanță mare dacă TRI = 1 (registrul 2, bit 4). Când TRI = 0, această ieșire este la nivelul standard. Polaritatea semnalului detectorului de fază poate fi schimbată pentru un filtru activ de buclă care se inversează. Pentru un filtru neinversat, setați PDP = 1 (registrul 2, bit 6). Pentru un filtru inversor, setați PDP = 0.

Introduceți MUX_OUT și LD (Lock Detect)

MUX_OUT este o ieșire de testare bogată pentru vizualizarea diferitelor operațiuni interne ale MAX2870. MUX_OUT poate fi configurat și pentru afișarea secvențială a datelor. Biții MUX (registrul 2, biții 28 ... 26) vă permit să selectați tipul de semnal pe MUX_OUT.

Semnalul de detectare a blocării poate fi monitorizat prin ieșirea LD prin setarea biților LD (registrul 5, biții 23...22). Pentru sincronizarea digitală, setați LD=01. Valorile de sincronizare digitală sunt stocate în modul de sinteză. În modul Frac-N, setați LDF = 0, iar în modul Int-N, setați LDF = 1. De asemenea, puteți seta acuratețea valorii de sincronizare digitală conform tabelului.

Sincronizarea analogică poate fi realizată prin setarea LD = 10. În acest mod LD, ieșirea de la colectorul deschis va fi selectată, ceea ce va necesita un rezistor extern pull-up.

Precizia ieșirii de sincronizare depinde de mulți oficiali. Valorile de ieșire pot fi o intrare nesigură în procesul de autoselectare VCO. După finalizarea acestui proces, ieșirea, ca și înainte, nu este de încredere și tensiunea nu poate fi ajustată. Timpul pentru instalarea VTUNE depinde de lățimea debitului filtrului de buclă și de posibilele calcule pentru instrumentul software suplimentar EE-Sim Simulation.

Modul de blocare rapidă

Cipul MAX2870 funcționează în modul Fast-Lock. În acest mod, CP = 0000 (registrul 2, biții 12 ... 9), iar înaintea conexiunilor de ieșire SW există un splitter cu două rezistențe de la valorile nominale corespunzătoare 1/3. Un rezistor de o valoare mai mare se conectează între bornele de ieșire și de masă, iar un rezistor mai mic între bornele SW și condensatorul filtrului. Când CDM = 01 (registrul 3, biții 16 ... 15), sincronizarea accelerată începe să funcționeze după finalizarea procesului de autoselectare VCO.

În procesul de sincronizare accelerată a fluxurilor de încărcare a pompei de încărcare, valoarea este CP = 1111, iar raportul dintre rezistențele care ocolesc filtrul buclă crește la 1/4 pentru rata de conversie la ieșirea SW a stației cu impedanță mare. Fast-Lock este dezactivat după expirarea timpului de expirare setat de utilizator. Acest timeout este mai vechi:

Aici M este coeficientul care este configurat, iar CDIV este configurația debitorului. Retailerul este responsabil pentru ajustarea CDIV în funcție de ora constantă a filtrului gateway.

Introduceți RFOUTA± și RFOUTB±

Microcircuitul are două ieșiri RF diferențiale cu colectoare închise, care necesită conectarea unor rezistențe externe de 50 Ohm la ieșirile skin.

Ieșirea skin poate fi activată și oprită independent prin setarea biților RFA_EN (registru 4, bit 5) și RFB_EN (registru 4, bit 8). Ieșirea infracțiunii poate fi controlată și prin funcția RFOUT_EN.

Etanșeitatea ieșirii pielii este reglată direct prin APWR (Registrul 4, biții 4, 3) pentru RFOUTA și BPWR (Registrul 4, biții 7 ... 6) pentru RFOUTB. Este posibilă reglarea tensiunii de ieșire diferențială în intervalul -4...5 dBm, cu un prag de 3 dB la funcționarea la 50 Ohm. Este, de asemenea, posibil să se regleze același domeniu pentru o ieșire asimetrică de la sursa de viață printr-o bobine HF. Pentru un nivel optim de ieșire, fiecare domeniu de frecvență necesită componente diferite. Dacă ieșirea asimetrică este victorioasă, producția care nu este vicoristică este vinovată de conexiuni cu obiectivele corespunzătoare (Tabelul 2).

Tabelul 2. Scopul pinii MAX2870

Visnovok	Nume	Funcţie
1	CLK	Sincronizare linie (intrare)
2	DATE	Ultimele date (intrare)
3	L.E.
4	C.E.	Selectați microcircuite – nivel scăzut
5	S.W.	mormăie Shvidke. Conectează filtrul la cuplarea poartă în modul PLL
6	VCC_CP
7	CP_OUT	Putere de pompare a încărcăturii
8	GND_CP	Zagalny visnovok pentru pomparea încărcăturii generatorului
9	GND_PLL	Zagalny visnovok FAPL
10	VCC_PLL	Dzherelo Zhizhvennya FAPL
11	GND_RF	Zagalny vysnovok RF-Lantsyugіv. Se conectează la magistrala de masă a plăcii principale
12	RFOUTA_P	Ieșire RF pozitivă cu colector închis. Se conectează la sursa de alimentare printr-o bobina RF sau o intrare de 50 ohmi
13	RFOUTA_N	Ieșire RF negativă cu colector închis. Se conectează la sursa de alimentare printr-o bobina RF sau o intrare de 50 ohmi
14	RFOUTB_P	Ieșire RF pozitivă cu colector închis. Se conectează la sursa de alimentare printr-o bobina RF sau o intrare de 50 ohmi
15	RFOUTB_N	Ieșire RF negativă cu colector închis. Se conectează la sursa de alimentare printr-o bobina RF sau o intrare de 50 ohmi
16	VCC_RF
17	VCC_VCO	Dzherelo Zhizhvennya VCO
18	GND_VCO	Zagalny visnovok VCO. Se conectează la magistrala plăcii principale
19	NOISE_FILT	Vizualizarea decuplării zgomotului a VCO. Conectat prin 1 µF la magistrala de masă a plăcii principale
20	TON	Intrare de control VCO. Se conectează la filtrul curent
21	GND_TUNE	Controlul VCO este situat în spatele intrării de control. Se conectează la magistrala de masă a plăcii principale
22	RSET	Setarea de intrare a domeniului fluxului de intrare de pompare de încărcare
23	BIAS_FILT	Decuplarea zgomotului a VCO. Se conectează prin 1 µF la terminalul frontal
24	REG	Corectarea stresului de sprijin. Se conectează prin 1 µF la terminalul frontal
25	LD	Ieșiți din modul de sincronizare. Valoarea este mare pentru modul de sincronizare, mică pentru modul de sincronizare.
26	RFOUT_EN	Ieșire RF crescută. Pentru nivel scăzut, ieșirile RF sunt dezactivate
27	GND_DIG	Zagalny vysnovok lanziugs digitale. Se conectează la magistrala de masă a plăcii principale
28	VCC_DIG	Dzherelo viață pentru fișiere digitale
29	REF_IN	Intrare frecvență de referință
30	MUX_OUT	Ieșire multiplexor și ieșire secvențială de date
31	GND_SD
32	VCC_SD
–	E.P.	Maidanul termic. Se conectează la magistrala de viață a plăcii principale

VCO (VCO)

Depozitul de microcircuite include blocuri VCO cu 16 blocuri, care vor asigura o acoperire mai mare a domeniului de frecventa 3...6 GHz. Pentru VCO robotizat, este necesar să conectați ieșirea filtrului extern al conexiunii porții la intrarea TUNE, care este conectată la VCO robotizat. Tensiunea activă vine prin filtru de la ieșirea CP_OUT (Figura 3).

Stock MAX2870 are un ADC de 3 biți pentru citirea intervalului de reglare a tensiunii VCO. Valorile ADC pot fi citite din registrul 6, biții 22...20.

Vă rugăm să rețineți că un semnal de detectare a blocării poate apărea atunci când tensiunea VCO este situată între același interval.

Autovibir VCO

Activarea modului de auto-selectare VCO (VAS) necesită ca bitul VAS_SHDN = 0 (registrul 3, bit 25). Dacă VAS_SHDN = 1, atunci VCO poate fi setat manual prin biții VCO (registrul 3, biții 31...26). Bitul RETUNE (registrul 3, bit 24) este utilizat pentru a activa/dezactiva funcția de autoselectare VCO. Dacă RETUNE = 1, iar ADC detectează că tensiunea de reglare VCO (VTUNE) este între valorile 000 și 111, funcția VAS inițiază reglarea automată. Dacă RETUNE = 0, această funcție este dezactivată.

Frecvența de sincronizare fBS trebuie setată la 50 kHz. Este setat de biți BS (registrul 4, 19...12). Valorile necesare BS sunt calculate folosind următoarea formulă:

DE fPFD - Frecvența detectorului de fază. Valoarea BS este rotunjită la cel mai apropiat număr întreg. Dacă valoarea calculată a BS este mai mare de 1023, BS = 1023. Dacă fPFD este mai mică de 50 kHz, atunci BS = 1. Ora necesară pentru a selecta corect VCO este setată la 10/fBS.

Reglarea fazelor

După setarea frecvenței țintă, faza semnalului de ieșire RF poate fi schimbată discret cu un P/M 360°. Faza poate fi specificată în mod absolut sau poate fi schimbată la o valoare în linie.

Pentru a schimba faza, introduceți următoarele:

• setați frecvența de ieșire specificată;
• setați incrementul de fază la valoarea debitului P = M × (schimbare de fază)/360°;
• permite schimbarea fazei prin setarea CDM = 10;
• eliminați CDM-ul instalând Yogo 0.

Sintetizator MAX2871

Nadshirokosmogoviy MAX2871 Cu integrarea PLL și VCO, designul realizează atât sinteza de frecvență în modul întreg, cât și în modul shot. Combinat cu un generator de referință extern și un filtru de buclă, MAX2871 este proiectat pentru a oferi circuite de înaltă eficiență, cu zgomot redus, care funcționează în intervalul 0,235 până la 6 GHz. MAX2871 include, de asemenea, două VCO integrate și două ieșiri diferențiale cu niveluri reglabile software de -4 ... 5 dBm. Deconectarea poate fi activată fie în software, fie în hardware.

Microcircuitul este produs într-un pachet QFN miniatural cu 32 de pini. Vaughn este complet interschimbabil cu MAX2870. MAX2871 funcționează într-un interval de temperatură de -40 ... 85 ° C. Diagrama funcțională a MAX2871 este aceeași cu MAX2870 (Figura 1). Cu toate acestea, MAX2871 oferă funcționalitate sporită, zgomot redus și include un senzor de temperatură cu un ADC de 7 biți a cărui precizie este mai bună de ±3°C.

Reglarea tensiunii VCO

În locul ADC-ului de 3 biți din MAX2870, MAX2871, se folosește un ADC de 7 biți pentru a citi tensiunea VCO, ale cărei valori pot fi citite prin registrul 6, biții 22...16. Pentru a digitiza tensiunea, trebuie să faceți următoarele:

• setați biții CDIV (registrul 3, biții 14...3) = fPFD/100 kHz pentru a selecta frecvența de ceas pentru ADC;
• setați biții ADCM (registrul 5, biții 5…3) = 100 pentru a permite ADC să citească ieșirea tensiunii TUNE;
• setați ADCS (registrul 5, bit 6) = 1 pentru a începe procesul de conversie ADC;
• așteptați 100 µs până la finalizarea procesului;
• citiți valorile registrului 6. Valorile ADC sunt situate în biții 22...16;
• resetați biții ADCM = 0 și ADCS = 0.

Tensiunea de pe TUNE afișată poate fi calculată după cum urmează:

Autovibir VCO

Pentru MAX2871, procesul de selectare a VCO care urmează să fie testat are opțiuni suplimentare disponibile. Bitul VAS_TEMP (registrul 3, bit 24) poate fi selectat pentru a selecta VCO optim pe baza temperaturii ambientale pentru a asigura stabilitatea sincronizării în intervalul -40...85°C. În timpul procesului de selecție VCO, biții RFA_EN (registru 4, bit 5) și RFB_EN (registru 4, bit 8) vor fi setați egal cu 0, iar biții 30, 29 din registrul 5 vor fi setați egal cu 11. Setarea VAS_TE MP = Este necesară o oră suplimentară pentru Setați frecvența setată la aproximativ 10/fBS până la 100 ms.

Senzor de temperatura

Pentru a calcula temperatura cristalului MAX2871, trebuie să utilizați un senzor de temperatură cu un ADC de 7 biți, care este citit prin registrul 6. În acest caz, trebuie să utilizați aceeași secvență de pași ca atunci când reglați tensiunea VCO. Da vina pe un alt punct:

• Setați biții ADCM (registrul 5, biții 5…3) = 001 pentru a permite ADC să citească temperatura.

Temperatura de orientare poate fi afectată de următoarea comandă:

Această formulă este cea mai precisă cu VCO permis și presiunea de ieșire maximă pe RFOUTA.

Introduceți RFOUTA± și RFOUTB±

DE CDIV (registrul 3, biții 14...3) este valoarea dilatatorului de 12 biți, M (registrul 1, biții 14...3) este coeficientul variabil pentru schimbătorul de șuturi N și fPFD este frecvența a detectorului de fază.

Zriv Stezhennia FAPL

Pentru a asigura stabilitatea sincronizării frecvenței date în plus față de metoda Fast-Lock a MAX2871 - Cycle Slip Reduction, care este permisă prin setarea bitului CSM (registrul 3, bit 18) la valoarea 1. În acest mod, aceasta va asigura mai putina importanta a pomparii incarcarii combustibilului la iesirea blocului CP .

Similar cu MAX2870, MAX2871 are, de asemenea, o capacitate crescută de a regla faza semnalului de frecvență de ieșire.

Sintetizator MAX2880

Modelul final din linia de sintetizatoare Maxim Integrated este MAX2880 cu un sistem PLL, care utilizează un VCO extern și este proiectat să funcționeze într-o gamă largă de frecvențe. Combinat cu un oscilator de referință extern, MAX2880 VCO și filtrul generează ieșiri RF cu zgomot redus în intervalul de la 0,25 la 12,4 GHz. MAX2880 folosește un senzor de temperatură. Disponibil în două versiuni: o carcasă TQFN cu 20 de pini și o carcasă TSSOP cu 16 pini, care sunt proiectate pentru a funcționa într-un interval extins de temperatură de funcționare de -40...85°C.

Diagrama funcțională a MAX2880 este prezentată în Figura 4. Principiul este similar cu cel al MAX2870 și MAX2871. MAX2880 include un detector de fază (PFD) cu zgomot redus și de înaltă precizie și o pompă de încărcare a condensatorului cu filtru în buclă de precizie, bloc de referință programabil de 10 biți, bloc N întreg de 16 biți și pușcă de 12 biți, cu un coeficient modificabil.

Similar cu cel discutat mai devreme, interfața de control cu ​​3 fire are cinci registre pentru scriere și unul pentru citire, care trimite un canal către secțiunea de frecvență de referință a intrării REF. Cu toate acestea, în MAX2880 nu există niciun bloc de VCO-uri de intrare și este selectat VCO extern, care este conectat la ieșirea CP. Puteți pune MAX2880 în modul de consum redus setând SHDN = 1 (registru 3, bit 5) sau la fel ca în alte sintetizatoare MAX, setând ieșirea CE la un nivel scăzut.

Frecvența detectorului de fază MAX2880 este calculată folosind următoarea formulă:

Aici fREF este frecvența de referință de intrare. DBR (registrul 2, bit 20) setează modul fREF sub-frecvență. RDIV2 (registrul 2, bit 21) setează modul de partiție fREF la 2. R (registru 2, bit 19 ... 15) - valoarea partiției de referință programată pe 5 biți (1 ... 31). FPFD maxim este de 105 MHz pentru Fractional-N și 140 MHz pentru Integer-N. Dialerul R este șters când RST (registru 3, bit 3) = 1.

Frecvența VCO extern este calculată folosind următoarea formulă:

De N sunt valorile extensiei de 16 biți N (16...65535), programate prin biții 30...27 (MSB) ai registrului 1 și biții 26...15 ai registrului 0 (LSB). M – valorile coeficientului de împușcare (2…4095), programate prin biții 14…3 ai registrului 2. F – valorile coeficientului de împușcare, programate prin biții 14…3 ai registrului 0. În Fracțional-N modul, valoarea minimă a lui N este 19, iar cea maximă este 4091. Dialerul N este șters când RST = 1 (registru 3, bit 3). PRE – controlul splitter-ului de intrare frontal, unde 0 înseamnă împărțit cu 1, iar 1 înseamnă împărțit cu 2 (registrul 1, bit 25). Dacă frecvența de intrare este mai mare de 6,2 GHz, PRE = 1.

Conectați-vă RF

Intrările RF diferențiale (Tabelul 3) sunt conectate la tampoane de intrare de înaltă impedanță, care oferă un demultiplexor pentru selectarea unuia dintre cele două intervale de frecvență 0,25 ... 6,2 GHz sau 6,2 ... 12,4 GHz. Pentru Roboti la Diapasoni de sus, vicoristovy este 2, instalarea de BITA PRE = 1. atunci când robot într-un singur canal dumpy rf, ei nu vicoristovan, pirklits la bronzarea de 100 PFs.

O posibilă versiune a circuitului de comutare MAX2880 se bazează pe baby 5.

Tabelul 3. Alocarea pinilor MAX2880

Visnovok	Nume	Funcţie
1	GND_CP	Zagalny visnovok pentru ca generatorul să pompeze încărcarea. Se conectează la magistrala plăcii principale
2	GND_SD	Zagalny visnovok pentru modulator sigma-delta. Se conectează la magistrala plăcii principale
3	GND_PLL	Zagalny visnovok FAPL. Se conectează la magistrala plăcii principale
4	RFINP	Intrare RF pozitivă pentru roata din față. Dacă nu este vicorizat, este conectat printr-un condensator la borna principală.
5	RFINN	Intrare RF negativă pentru roata din față. Se conectează la ieșirea VCO printr-un condensator
6	VCC_PPL	Dzherelo Zhizhvennya FAPL
7	VCC_REF	Dzherelo live pe canalul REF
8	REF	Intrare frecvență de referință
9,1	GND	Conectați-vă la afișajul oficial al vieții de pe tablă
11	C.E.	Selectați microcircuite. Rubarbă logică scăzută pe a cărei structură principală se află dispozitivul viu
12	CLK	Ultima intrare de sincronizare
13	DATE	Ultima introducere de date
14	L.E.	Intrare separată a clădirii (Activare încărcare)
15	MUX	Introducere/afișare date multiplexate
16	VCC_RF	Dzherelo zhizhvennya pentru ieșire RF și dilnikiv
17	VCC_SD	Dzherelo zhizhvennya pentru modulator sigma-delta
18	VCP	Dzherelo viață pentru pomparea încărcăturii
19	RSET	Intrare în intervalul de flux de intrare pentru pomparea încărcării
20	C.P.	Ieșirea încărcăturii de pompare. Se conectează înainte de intrarea filtrului extern
–	E.P.	Maidanul termic. Se conectează la magistrala plăcii principale

Caracteristici de dezvoltare: plăți demo și software de securitate

Este important să simplificați procesul de dezvoltare și să accelerați implementarea de noi soluții folosind instrumente hardware și software speciale de la compania Maxim Integrated.

Pay MAX2870/MAX2871 Kit de evaluare

Plăți demonstrative MAX2870/MAX2871(Figura 6) simplifica testarea și evaluarea sintetizatoarelor MAX2870 și MAX2871. Skinboard este echipat cu conectori standard de tip SMA pentru conectarea semnalului de intrare, a semnalului de 50 Ohm, a analizoarelor de semnal și de spectru. Un conector USB pentru conectarea la un computer cu software special instalat.

Secvența lucrului zilnic cu comisiile de evaluare este următoarea.

• descărcare de pe site-ul web www.maximintegrated.com/evkitsoftware software;
• despachetați și instalați PZ (Figura 7);
• După lansarea fișierului MAX287x.exe, trebuie să selectați tipul de cip (MAX2870 sau MAX2871) și să faceți clic pe butonul „Continuare”. Pe ecran va apărea o interfață grafică de operare;
• întoarceți conexiunea cablului USB peste cablul drept verde din colțul din dreapta jos al ecranului de lucru;
• Asigurați-vă că frecvența plăcii TCXO (U2) corespunde REF.FREQ a software-ului. În caz contrar – introduceți valoarea necesară în MHz (pentru 50 de valori) și apăsați „Enter”;
• apăsați butoanele „Defaults”, apoi butoanele „Send All” situate în partea de sus a ecranului de lucru;
• introduceți valoarea necesară a frecvenței de ieșire MHz în fereastra RF_OUTA sau RF_OUTB și apăsați „Enter”;
• Asigurați-vă că indicatorul PLL Lock din colțul din stânga jos se aprinde în verde.

Utilizați Analizorul de semnal pentru a evalua robotul MAX2870 sau MAX2871. În spatele dispozitivului se află un dispozitiv de referință extern cu o frecvență de 50 MHz. De asemenea, puteți modifica alte valori după modificarea valorilor din registrele de programare.

Rata semnalului de ieșire

Pentru a vă asigura că ieșirile nu sunt distorsionate, utilizați un atenuator de 3 dB în spatele lor. Astfel, tensiunea măsurată la ieșirile plăcii de evaluare (conectori SMA) este mai mică decât valoarea reală cu 3 dB. Pentru a reduce valoarea efectivă a nivelului de ieșire, îndepărtați atenuatoarele și conectați toate ieșirile active fără tensiune la 50 Ohm.

Export/import configurarea registrelor

Pentru a exporta configurația de registry din MAX2870/MAX2871, introduceți următoarele:

• selectați textul „Reg → Clip” în colțul din stânga jos al ecranului de lucru, după care valorile registrului vor fi salvate în clipboard;
• Lipiți-l într-un editor de testare în loc de clipboard.
• Pentru a importa setările pentru registrele MAX2870/MAX2871, introduceți următoarele:
• copiați setările registrelor (cu un separator în vizualizare) dintr-un editor de text în clipboard;
• selectați textul „Clip → Reg” din colțul din stânga jos al ecranului de lucru;
• Faceți clic pe butonul „Trimite tot” din colțul din dreapta sus al ecranului de lucru.

Placă pentru kit de evaluare MAX2880

Placa de evaluare pentru MAX2880 include un sintetizator de frecvență PLL cu gamă largă, precum și un VCO de ultimă generație cu o gamă de frecvență de 5840...6040 MHz, un oscilator de cuarț compensat cu temperatură (TCXO) la un frecventa de 50 MHz, si un filtru pasiv in bucla con.conexiune si regulatoare cu malim

Software-ul de securitate rulează pe computere care rulează Windows, începând cu XP.

În plus, kitul de evaluare MAX2880 necesită o placă de interfață Maxim INTF-3000-la-USB, un cablu cu 20 de fire pentru comunicarea între interfață și plăcile de evaluare. Pentru a conecta placa de evaluare la un computer, este necesar un cablu USB de tip A la tip B. Placa de evaluare necesită și o sursă de alimentare externă de 6/150 mA.

Schema de conexiune este reprezentată cu puțin 8, iar tu plătești cu puțin 9.

Software-ul pentru roboți este disponibil de pe site-ul www.maximintegrated.com. Procesul de instalare este similar cu cel descris pentru kitul de evaluare MAX2870/MAX2871. Ecranul de lucru al programului este prezentat de Malyunku 10.

Visnovok

Sintetizatoarele de frecvență MAX2870, MAX2871 și MAX2880, fabricate de Maxim Integrated, oferă roboților o gamă largă de frecvențe radio și pot fi utilizate în dispozitive de înaltă frecvență cu o precizie sporită într-o varietate de dispozitive diferite, echipamente noi de telecomunicații, navigație și video.

Pentru a accelera procesul de dezvoltare, ajustare și introducere a noii tehnologii, compania oferă o tablă demonstrativă și un program de securitate specializat.

Literatură

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.

i - amplificatoare operaționale diferențiale cu zgomot redus

MAX44205і MAX44206 producția companiei Maxim Integrated- Acestea sunt amplificatoare de operare cu zgomot redus, complet diferențiate, concepute pentru a funcționa cu convertoare analog-digitale de mare viteză de precizie, cu o capacitate de 16/18/20 de biți, de exemplu.
Caracteristicile unice, o gamă largă de tensiuni de operare (2,7…13,2 V), consum redus de energie și transmisie largă le permit să fie utilizate în sisteme de colectare a datelor extrem de productive, cu durată redusă de viață.
Suportul pentru ieșirea VCOM suplimentară permite utilizarea unei tensiuni de ieșire în mod comun, care în unele cazuri simplifică complet proiectarea circuitului canalului de vibrare și normalizează semnalul de ieșire de stocare constantă.cu ADC-uri vimog.
MAX44205 are o funcție suplimentară de ocolire a tensiunii de ieșire, care îi permite să fie ocolit între scara completă a ADC în supratensiuni atunci când tensiunea de alimentare depășește tensiunea de intrare maximă admisă a generatorului.
În modul de consum redus de energie, sursa de alimentare, care este susținută de sursa de alimentare, devine mai mică de 6,8 µA, ceea ce mărește orele de funcționare a bateriei în sistemele autonome de vibrații sau vă permite să reduceți nivelul de consum de energie al întregului perioade de sistem dintre lumi.
Amplificatoarele sunt disponibile în pachete miniaturizate, ușor de lipit, cu 12 panouri µMAX® și TDFN cu 10 pini. Interval de temperatură de funcționare -40...125°C.
Pentru a evalua parametrii amplificatoarelor, a fost creată o placă demo MAX44205EVKIT#. MAX44205 este de asemenea testat ca driver ADC pe placa demo MAX11905DIFEVKIT#.
Zone recomandate pentru stagnarea amplificatoarelor:

• filtre active;
• sisteme ceramice de înaltă calitate, procese;
• tehnologie medicală;
• inversarea semnalelor de mod comun în semnale diferențiale;
• procesarea semnalelor diferențiale

Autor: Oleksandr Chenakin (Matricea fazelor); traducere din engleză Pivak O.V. Ph.D.
Data publicării: 05/01/2007

Sinteza frecvenței: soluții avansate și tendințe noi

Principalele caracteristici

Sintetizatorul de frecvență este un element cheie al oricărui sistem de comunicare, control și control. Obiectivele principale vor fi mai mici înainte de a proiecta noi generații de sintetizatoare de frecvență în domeniul de joasă frecvență.

Gama de frecvențe și separare . Fixările sau un semnal clar de grad înalt (10-20%) pot fi suficiente în multe condiții de stagnare. Cu toate acestea, sistemele digitale de bandă largă de astăzi generează o gamă bogată de frecvențe care se extinde până la câteva octave. O gamă largă de frecvențe și distribuție de înaltă frecvență (1 Hz și mai mică) sunt invizibile pentru instrumentele vibraționale - generatoare de frecvență de laborator, analizoare de spectru etc.

Tensiunea este vizibilă. Nivelul necesar de tensiune de ieșire poate varia pe intervale largi, în funcție de condiția specifică. Un scenariu tipic este utilizarea unui sintetizator ca semnal de referință pentru a amesteca diferite sisteme de conversie a frecvenței. De regulă, 10...17 dBm este un nivel plăcut, deși unele circuite necesită mai multă tensiune înaltă.

Conflicte inarmonice. Depozite spectrale nearmonioase ( pinteni) – produse de frecvență neînrudite create de un sintetizator la mai multe frecvențe discrete. Creșterea și gama acestor depozite este indicată de arhitectura și planul de frecvență al unui anumit sintetizator. În sistemele microtuft, cuplajele nearmonice pot separa clădirea dispozitivului primar de cel văzut și pot procesa în continuare semnalul care este primit. Astfel, nivelul depozitelor spectrale nearmonice ale sintetizatorului este minimizat și, de regulă, nu depășește -60 dBn egal cu semnalul principal, deși în unele cazuri poate exista o scădere la -80 dBn sau mai mică. Este important să se obțină puterea dorită în proiectarea unui sintetizator de frecvență și implică un compromis între alți parametri, cum ar fi rezoluția, zgomotul de fază, separarea frecvenței și viteza.

Zgomot de fază și stabilitate - una dintre principalele autorități, care în cele din urmă îmbină sensibilitatea sistemelor primare. Stabilitatea sintetizatorului și zgomotul de fază sunt determinate de semnalul de referință ( referinţă), și indicați arhitectura specifică a sintetizatorului. Sintetizatoarele bazate pe o buclă blocată în fază (PLL) de joasă tensiune se bazează, de asemenea, pe un oscilator de înaltă tensiune, care supraalimentează zgomotul, care poate fi mai mic decât zgomotul efectiv al semnalului de referință la amplitudini mari de la frecvența fundamentală. Un fund bun este un generator YIG ( YIGoscilator), nivelul de zgomot poate ajunge la -120...-130 dBc/Hz (la ieșire de 100 kHz) în intervalul de frecvență de la 2 la 10 GHz și mai mare.

Shvidkist Perebudov Aceasta înseamnă că un sintetizator poate comuta cu ușurință de la o frecvență la alta. Ora necesară pentru alarmă este un parametru critic, deoarece este imposibil să oprești pentru a procesa semnalul. Noua generație de sisteme de cuplare produce debite mai mari și un debit eficient mai mare. În zilele noastre, dispozitivele virtuale „mai avansate” vor genera o viteză mai mare de livrare. O caracteristică caracteristică este noul analizor de margine vectorială, care poate găzdui multe sintetizatoare independente de frecvență de mare viteză. De asemenea, dezvoltatorii de sintetizatoare de frecvență sunt vinovați că au căzut în această tendință; Valorile necesare vitezei fluidului sunt în intervalul de microsecunde.

Economii de energie și dimensiuni. Posesia curentă tinde către o schimbare a dimensiunii și o scădere a energiei stocate. Noile dezvoltări se bazează pe microcircuite cu un nivel ridicat de integrare și consum redus de energie. De asemenea, evitați nevoia de generatoare și filtre LIG voluminoase și consumatoare de energie.

Beneficii speciale

Sintetizatoarele de frecvență actuale din gama de joasă frecvență oferă o îmbunătățire treptată a caracteristicilor tehnice, capacități funcționale extinse, dimensiuni reduse, eficiență energetică și performanță generală. Cu toate acestea, un avantaj deosebit este viteza crescută de livrare, care este dictată de extinderea constantă a capacității de transfer a sistemelor actuale de microfibră. În timp ce sistemele tradiționale de comunicații digitale încă funcționează în intervalul de milisecunde, noile sisteme vor necesita viteza de interconectare în microsecunde pentru a salva caracteristicile cheie (zgomot de fază, nya inarmonic), ceea ce pune evident dificultăți tehnice serioase. O altă problemă este modificarea performanței end-to-end, care, deși dorește să completeze modelul „standard”, îngreunează și selectarea soluțiilor tehnice necesare.

Aceste avantaje speciale – intervalul de microsecunde de performanță de mare viteză (atât datorită zgomotului redus, cât și a perturbărilor!) și zgomotul scăzut – vor fi, fără îndoială, parametri cheie în dezvoltarea noilor generații de sintetizatoare de frecvență.

solutii arhitecturale

Mai jos puteți vedea diferitele arhitecturi și caracteristici ale sintetizatoarelor de frecvență. O atenție deosebită este acordată soluțiilor tehnice care cresc direct fluiditatea sunetului și conduc la o modificare a performanței sintetizatorului.

Sintetizatoare analogice. Funcția principală a oricărui sintetizator este de a transforma semnalul de referință ( referinţă) este necesar numărul de semnale de ieșire. Sintetizatoare analogice ( DirectAnalogicSintetizatoare) sunt implementate prin amestecarea mai multor frecvențe de bază cu propria lor filtrare avansată, așa cum se arată în Fig. 1. Frecvențele de bază pot fi selectate pe baza generatoarelor de joasă frecvență (cuarț, PAR) sau de înaltă frecvență (dielectrice, safir, apă, rezonatoare ceramice) cu ajutorul înmulțirii, reglajului de frecvență sub-sau fază blocată.

Principalul neajuns al topologiei desemnate este împărțirea intervalului și separarea frecvențelor. Aplicația (Fig. 1) generează trei mai mult de optsprezece frecvențe de ieșire (și anume, vikoristovyh ofensând cele două linii ale mixerului). Numărul de semnale care pot fi generate poate fi crescut prin introducerea mai multor frecvențe de bază și/sau etape de amestecare, așa cum se arată în Fig. 2. Totuși, acest lucru ar trebui să conducă la o creștere rapidă a numărului de componente care sunt combinate și, prin urmare, la un sistem mai complex.

Soluțiile eficiente includ utilizarea digitală ( DDS) sintetizator (Fig. 3) mărind intervalul minim de frecvență necesar pentru partea analogică.

O altă problemă serioasă este numărul mare de produse inutile din cascadele de amestecare, care pot fi filtrate cu grijă; O atenție deosebită trebuie acordată pentru a asigura izolarea necesară a filtrelor care sunt intermitente. Deși există un număr mare de scheme diferite de organizare a mixerelor și filtrelor, toate acestea, de regulă, necesită o utilizare intensivă a hardware-ului (sau a componentelor) pentru a asigura o dimensiune mică și o gamă largă de frecvențe. și. În acest fel, deși această abordare demonstrează, de asemenea, zgomot ridicat și zgomot scăzut, este interconectată prin caracteristici de zgomot ridicat.

Sintetizatoare digitale. În locul soluțiilor tradiționale, sintetizatoarele digitale ( Sintetizator digital DDS-Direct) utilizați procesarea digitală pentru a construi forma necesară a semnalului de ieșire către semnalul de bază (ceas). Cu ajutorul unui acumulator de fază, este generat inițial un semnal digital (Fig. 4), iar apoi semnalul de ieșire în sine este generat (sinusoidal sau altă formă) cu ajutorul unui convertor digital-analogic (DAC - DAC). Viteza de generare a unui semnal digital, în principal datorită interfeței digitale, este chiar mare, în comparație cu circuitele analogice. Sintetizatoarele digitale sunt, de asemenea, capabile să introducă o cantitate mică de zgomot de fază, introducând modificări vizibile ale zgomotului semnalului de ceas care este procesat. Din acest punct de vedere, sintetizatorul digital funcționează ca un divizor de frecvență primar. Cu toate acestea, principalul avantaj al unui sintetizator digital este separarea de înaltă frecvență (sub 1 Hz), care este determinată de acumulatorul de fază.

Principalele deficiențe sunt limitele intervalului de frecvență și interferența mare cu semnalul. Deoarece limita inferioară a intervalului de frecvență de funcționare a unui sintetizator digital se află de fapt în regiunea fluxului constant, limita sa superioară, conform criteriului Nyquist, nu poate depăși jumătate din frecvența de ceas. În plus, reconstrucția semnalului de ieșire necesită un filtru static trece-jos, care limitează intervalul semnalului de ieșire la 40% (aproximativ) din frecvența ceasului.

O altă problemă serioasă este volumul mare de produse spectrale slabe ( pinteni) prin cuantificare și conversie a DAC. Din acest punct de vedere, un sintetizator digital funcționează ca un schimbător de frecvență care generează produse discrete la frecvențe combinate. În acest caz, deoarece frecvența de distribuție a acestor produse poate fi calculată cu ușurință, amplitudinea lor este mult mai puțin transferată. De regulă, produsele de comandă redusă au cea mai mare amplitudine, în timp ce produsele de comandă superioară trebuie ajustate atunci când se dezvoltă planul de frecvență al unui anumit sintetizator. Amplitudinea crește și datorită creșterii frecvenței ceasului, ceea ce reduce și mai mult gama de frecvențe care sunt generate. Valorile practice ale gamei superioare sunt în intervalul de la câteva zeci până la câteva sute de MHz, cu un nivel de produse spectrale discrete de -50-60 dBc. Evident, multiplicarea directă a semnalului de ieșire al unui sintetizator de frecvență nu poate fi realizată prin degradarea ulterioară a depozitului spectral.

Există un număr mare de soluții hardware și software care sunt concepute pentru a îmbunătăți stocarea spectrală a unui sintetizator digital. Metodele hardware se bazează pe semnalul transferat al unui sintetizator digital în amonte ca frecvență din următoarea jumătate a acestuia, așa cum se arată în Fig. 5. Această metodă modifică efectiv produsele spectrale neimportante cu 20 dB/octavă, alimentată de procesul de divizare a frecvenței. Din păcate, acest lucru modifică și cantitatea de semnal care este generată, ceea ce are ca rezultat un număr crescut de frecvențe de bază și filtre diferite (Fig. 6) similare cu circuitele analogice.

Metodele software au ca scop optimizarea planului de frecvență al sintetizatorului, pe baza faptului că, în loc să scaleze produse discrete ale unui sintetizator digital, acesta este o funcție a semnalului său de ieșire și a frecvenței de ceas (asemănător cu comutatoarele de frecvență). Astfel, pentru o anumită frecvență de ieșire, un produs discret poate fi distrus în frecvență (și, prin urmare, filtrat) prin schimbarea frecvenței de ceas a sintetizatorului digital. Această metodă poate fi deosebit de eficientă în sistemele PLL, deoarece asigură generarea unui semnal de ceas, precum și un filtru de înaltă tensiune pentru semnalul de ieșire. Trebuie remarcat faptul că metoda software funcționează pentru a sufoca eficient produsele într-o manieră mică. Din păcate, puterea produselor spectrale discrete, de regulă, crește proporțional cu ordinea lor, ceea ce limitează caracterul practic al acestei metode la aproximativ -70...-80 dBn.

Astfel, din cauza gamei de frecvențe limitate și a frecvenței înalte a produselor spectrale neimportante, sintetizatoarele digitale sunt rareori folosite pentru a genera semnale de joasă frecvență fără întârziere. În același timp, este utilizat pe scară largă în sistemele analogice și PLL mai pliabile pentru a asigura separarea de înaltă frecvență.

Sintetizatoare FAPL

Sintetizatoarele bazate pe controlul frecvenței fixe de fază blocată, de regulă, au dimensiuni mult mai mici și același nivel de complexitate ca și circuitele analogice. Astfel, un sintetizator PLL tipic cu o singură buclă include un oscilator cuplat cu tensiune (VCO - VCO), un semnal din orice interval de frecvență dorit (programat) este livrat la intrarea detectorului de fază, așa cum se arată în Fig. 7.

A doua intrare a detectorului de fază este conectată la semnalul de referință ( referinţă), a cărui frecvență este mai mare decât intervalul de frecvență necesar. Detectorul de fază egalizează semnalele la ambele intrări și generează un semnal de măcinare, care, după filtrare și amplificare (pentru consum), scade frecvența VCO la ƒ=F REF × N, unde F REF este frecvența semnalului de referință la intrarea detectorului de fază.

Principalul avantaj al circuitelor bazate pe PLL este spectrul curat al semnalului de ieșire, ca rezultat al filtrului trece-jos eficient (LPF - LPF),Și nivelul bogat de complexitate scăzut este egal cu cel al sintetizatoarelor analogice. Principalul dezavantaj este un timp de trezire mai lung (înapoi la amestecul proporțional al filtrului de trecere PLL și, prin urmare, tăierea frecvenței) și un nivel semnificativ mai ridicat de zgomot de fază egal cu circuitele analogice. Zgomotul de fază al sintetizatorului între intervalul de trecere a filtrului PLL este același λ = λ P.D.+ 20 de jurnal N, unde PD este nivelul total al zgomotului de fază de la semnalul de referință, detectorul de fază, divizorul de frecvență, filtrul și comutatorul de amplificare, reconectat la intrarea detectorului de fază (Fig. 8). Astfel, zgomotul de fază este stocat ca factor în segmentul de frecvență, care poate fi suficient de mare pentru a asigura separarea necesară. Astfel, pentru a intercepta un semnal la o frecvență de 10 GHz de la o componentă separată de 1 MHz, coeficientul subcâmpului trebuie să fie mai mare de 10.000, ceea ce indică o creștere a zgomotului de fază cu 80 dB. În plus, driverele programate funcționează la frecvențe foarte joase, ceea ce necesită introducerea unui driver suplimentar de înaltă frecvență cu un coeficient de distribuție fix. (Prescaler). Acest lucru duce la o creștere a coeficientului total sub bucla de poartă, ca urmare a degradării în continuare a zgomotului de fază. Evident, o astfel de schemă simplă nu permite potențialului de zgomot al generatoarelor actuale de zgomot scăzut să interfereze cu semnalul de referință. În plus, stocarea armonică a semnalului de referință în spectrul de ieșire al sintetizatorului este, de regulă, și proporțională cu coeficientul jumătății de cuplare a porții. Ca urmare a circuitelor PLL cu o singură buclă, este posibil să se evite stagnarea și în sistemele care nu interferează cu semnalul care este generat.

Principalele caracteristici ale sintetizatorului pot fi îmbunătățite semnificativ prin introducerea inversării (modificării) frecvenței în bara transversală, așa cum se arată în Fig. 9. În acest caz, semnalul VCO este transferat în jos dincolo de frecvență, ceea ce vă permite să modificați semnificativ coeficientul secțiunii transversale a cuplării porții. Semnalul de referință al mixerului este generat de o buclă PLL suplimentară (circuite bucle multiple) sau prin multiplicarea frecvenței. O soluție importantă este amestecarea armonică vicoristică, care este numărul vicoristic al armonicilor semnalului de referință care este generat de dioda condusă. Amestecarea variabilă a armonicilor vă permite să simplificați foarte mult designul sintetizatorului. În același timp, se poate observa sensibilitatea ridicată a acestui tip de amestecare la parametrii altor elemente de circuit, optimizarea cărora este departe de a fi o sarcină banală.

În special, este posibil să se introducă un număr mare de cascade de amestecare înainte de separarea zgomotului de fază și a frecvenței, ceea ce duce, totuși, la o proiectare mai complexă a sintetizatorului. O altă problemă, schemele de alimentare, se bazează pe inversarea frecvenței și pe pierderea stocării frecvenței (de exemplu, cu distorsiunea canalului oglindă al comutatorului). Aceasta înseamnă că puteți realiza o ajustare directă directă a frecvenței VCO, de exemplu, folosind un convertor digital-analogic (DAC) suplimentar. Aceasta, la rândul său, beneficiază de caracteristicile de liniaritate ridicată (și repetabilitate) ale ajustării frecvenței VCO în domeniul de temperatură de funcționare, precum și de calibrarea precisă a acestei caracteristici pentru a compensa deviația de temperatură. În plus, convertoarele digital-analogic sunt din ce în ce mai afectate de un nivel crescut de zgomot, care afectează foarte mult caracteristicile de zgomot ale sintetizatorului și afectează ieșirea DAC-ului din bucla PLL după ajustarea avansată la frecvențele necesare y .

O altă modalitate de a modifica coeficientul total al subcâmpului terenului pe coeficienții de împușcare vicoristic ai subcâmpului, care este atins de subsecțiunea de frecvență a N+1 piele M perioade de semnal și sub N pentru încă o oră. În ce categorie este comparabil coeficientul mediu (N+1)/ M, de Nі M- numere întregi. Pentru o anumită dimensiune a intervalului de frecvență, circuitele cu un factor de împușcare permit selectarea unei frecvențe de nivelare mai mare la intrarea detectorului de fază, ceea ce duce la o modificare a zgomotului de fază și la o creștere a vitezei sintetizatorului. Principalul dezavantaj al tehnicii shot floor este mișcarea stocării spectrale nearmonice prin șlefuire de fază, alimentată de mecanismul shot floor.

Soluțiile și mai eficiente includ următoarea revizuire a sintetizatorului digital menționat mai sus ( DDS), care, evident, este și un divizor de frecvență de pușcă. Un sintetizator digital poate fi utilizat ca semnal de referință sau ca gamă de frecvență de tragere, așa cum se arată în Fig. 10, 11 dovada. p align="justify"> O atenție deosebită trebuie acordată structurii spectrale a semnalului de ieșire al unui sintetizator digital, care se degradează cu 20 dB/octavă din cauza prezenței unui divizor de frecvență în bucla PLL. Din acest punct de vedere, configurația este prezentată în Fig. 10 pare a fi mai flexibil, deoarece permite introducerea cascadelor de amestecare, văzute mai sus. Dacă doriți, diagrama este prezentată în Fig. 11, și nu pentru a înlocui divizorul de frecvență, totuși, este similar cu același grad de degradare care indică raportul dintre frecvențele de intrare (ceasul) și de ieșire ale sintetizatorului digital.

Trebuie remarcat faptul că cele mai descrise metode de îmbunătățire a caracteristicilor spectrale ale sintetizatoarelor digitale funcționează eficient cu circuite FAPL, care includ o putere mare de filtrare. Și, dacă doriți să aduceți sintetizatorul digital la complexitatea simplă a circuitelor, se pare că designul are caracteristici tehnice și de performanță bune.

Vibir VCO

Proiectarea sintetizatoarelor PLL este determinată în mare măsură de parametrii VCO care este testat. Din punct de vedere istoric, producătorii de sintetizatoare s-au bazat în primul rând pe oscilatoarele YIG, care oferă o gamă largă de frecvențe care pot fi generate și zgomot de fază scăzut. Oscilatoarele YIG prezintă, de asemenea, caracteristici de reglare liniare (și repetate), care vor facilita acordarea coerentă și stocarea frecvenței în sistemele PLL cu mai multe bucle. Aceste caracteristici unice ale generatoarelor YIG au asigurat dominația sintetizatoarelor proiectate pe baza lor în ultimele trei ore.

Cu toate acestea, marile economii de energie, dimensiunea, randamentul mare și mai ales fluiditatea scăzută a sursei de alimentare, alimentată de orice generator YIG, au necesitat trecerea la generatoarele de alimentare. În zilele noastre, generatoarele cu stare solidă de înaltă frecvență (până la 10 GHz și mai mult) care trebuie repornite sunt disponibile sub formă de circuite integrate ieftine. Deoarece caracteristicile de zgomot ale unor astfel de generatoare sunt semnificativ mai slabe decât cele ale generatoarelor YIG, proiectanții de sintetizatoare sunt forțați să se bazeze în principal pe marja de zgomot a semnalului de referință. În prezent, oscilatoarele cu cristale comerciale prezintă zgomot de fază în regiunea -160...-176 dBc/Hz la o frecvență de 100 MHz cu un interval de frecvență de 20...100 kHz. Aceste valori indică -120 ... -136 dBc / Hz cu o deplasare la 10 GHz și aceeași frecvență, care egalizează și depășește caracteristicile de zgomot ale generatoarelor YIG. Desigur, este clar că caracteristicile de zgomot ale elementelor din jur ale sintetizatorului nu interferează cu procesul de amestecare a semnalului de referință. Deși o astfel de presupunere necesită stagnarea unor soluții tehnice extraordinare, efectul final este evident: sintetizatoarele bazate pe generatoare de conductori pot realiza potențial viteze mari și în același timp cu caracteristici excelente de zgomot și spectru fără stagnare Suvannia de costisitoare, voluminoase și consumatoare de energie. Generatoare LIG.

Evoluții viitoare

Sintetizatorul analogic de astăzi este cea mai avansată arhitectură, care include un nivel ridicat de zgomot și zgomot de fază scăzut. Deși caracteristicile sale de performanță nu corespund tendinței extreme de performanță scurtată, prote, un sintetizator analog poate fi o soluție excelentă în unele situații, dar performanța scăzută nu este un factor dominant. Efectul unei performanțe mai rapide rezultă din frecvența de operare crescută a sintetizatoarelor digitale, care poate simplifica proiectarea unui sintetizator analogic.

Sintetizatoarele digitale au un mare potențial datorită dezvoltării rapide a tehnologiilor GaAs, Si și SiGe. Există o creștere a frecvenței de operare și o reducere a caracteristicilor spectrale ale sintetizatoarelor digitale, ceea ce va oferi o mare asistență în proiectarea sintetizatoarelor analogice și PLL.

Cu toate acestea, cele mai promițătoare dezvoltări din viitorul apropiat pot fi legate de sintetizatoarele PLL, care se bazează pe circuite de oscilator integrate ieftine. Eforturile principale vor fi îndreptate spre modificarea nivelurilor de zgomot ale elementelor din jur ale sintetizatorului pentru a extinde lățimea de bandă optimă a filtrului PLL la câțiva MHz, unde generatoarele de stare solidă vor deveni competitive din punct de vedere al puterii de zgomot cu generatoarele YIG. Acest lucru este pentru a permite vitezei frecvenței de comutare să atingă intervalul de microsecunde pentru a economisi zgomotul generat de generatoarele YIG. Aceste caracteristici, împreună cu versatilitatea scăzută a sintetizatoarelor pe bază de PLL, pot indica dominația lor în evoluțiile viitoare.

Literatură:

1. J. Browne, „Frequency Synthesizers Tune Communications Systems”, Microwaves&RF, martie 2006.
2. V. Kroupa, „Teoria de sinteză a frecvenței, design și aplicații”, New York: Willey, 1973.
3. V. Manassewitsch, „Teoria și proiectarea sintetizatoarelor de frecvență”, Ediția a treia, New York: John Wiley & Sons, 1987.
4. U. Rohde, „Sintetizatoare cu microunde și fără fir: teorie și design”, New York: John Wiley & Sons, 1997.
5. J. Klapper și J. Frankle, „Phased-Locked and Frequency Feedback Systems”, New York: Wiley, 1972.
6. „A 24 GHz Network Analyzer”, Rohde & Schwartz, Microwave Journal, octombrie 2005.
7. Z. Galani și R. Campbell, „O privire de ansamblu asupra sintetizatoarelor de frecvență pentru radare”, în IEEE Transactionson Microwave Theory and Techniques, vol. MTT-39, 1991, pp. 782-789.
8. V. Kroupa, „Direct Digital Frequency Synthetizers” New York: IEEE Press, 1999.
9. T. Endres, R. Hall și A. Lopez, „Design and analysis of DDS-Based Synthesizer methods for military spaceborn applications” în IEEE International Frequency Control Symposium Proc., 1994, pp. 625-632.
10. W. Egan, „Frequency Synthesis by Phase Lock” New York: Wiley, 2000.
11. R. Best, „Phase-Locked Loops - Theory, Design, and Applications” New York: McGraw-Hill, 1984.
12. U. Rohde, „Sintetizatoare digitale PLL: design și aplicații” NJ: Prentice Hall, 1983.
13. A. Blanchard, „Phase-Locked Loops” New York: Wiley, 1976.
14. F. Gardner, „Phaselock Techniques” Ediția a doua, New York: Wiley, 1979.
15. Notă de aplicare „Sintetizator fracțional-N”, Synergy Microwave Corporation, http://www.synergymwave.com/> www.synergymwave.com.
16. „Un modul de referință de înaltă frecvență” Valpey Fisher Corporation, Microwave Journal, aprilie 2005.

Despre autor

Oleksandr Chenakin a absolvit Institutul Politehnic din Kiev, Candidat la Științe Tehnice. După ce a lucrat la diferite plantări de inginerie și cariere, compania de consultanță a fost implicată în cercetarea tehnologiilor avansate în generarea Galusa de semnale cu microunde. În prezent, este director de sinteză de frecvență la Phase Matrix, San Jose, SUA, unde dezvoltă noi generații de sintetizatoare de frecvență pentru diverse dispozitive și sisteme digitale.

Oferim produse de la cei mai buni producatori

PRIST propune soluții optime pentru sarcini experimentale.

De la noi nu puteți cumpăra doar un osciloscop, un dispozitiv de salvare, un generator de semnal, un analizor de spectru, un calibrator, un multimetru, o clemă de flux și, de asemenea, să verificați vibrația sau să o calibrați. Avem contracte directe cu cei mai mari generatori de lumină de producție vimiruală, astfel încât să putem alege echipamentul care să se potrivească obiectivelor dumneavoastră. Cu mare încredere, vă putem recomanda produsele acelorași mărci.