Maksimning keng polosali chastotali sintezatorlari. Laboratoriya yuqori chastotali sintezator UHF mikroto'lqinli sintezator

Zamonaviy aloqa vositalarini yaratish, asosan radio tizimining texnik parametrlarini aniqlaydigan yuqori sifatli chastotali sintezatorlardan foydalanmasdan mumkin emas. Maqolada muhokama qilinadi yuqori tezlikda ishlaydigan keng chastotali sintezatorlar, va ishlab chiqarish Maksim integratsiya qilingan, bu 0,25 ... 10 gigagertsli diapazonda ma'lumot signalini yaratishga imkon beradi. Ularning past narxlari va ajoyib fazali shovqinlari ularni shaxsiy radio tizimlaridan yuqori sifatli asboblarga qadar keng doiradagi dasturlarga moslashtiradi.

Insoniyat elektromagnit to'lqinlar spektrining radiochastotali qismini, ayniqsa 0,30 ... 30 GGts chastotali ultra qisqa to'lqinlar diapazonini tobora ko'proq foydalanmoqda. Bugungi kunda ushbu keng diapazon raqamli ma'lumotlarni uzatish kanallari bilan turli xil radio aloqa tizimlari bilan to'lib-toshgan va mahalliy va global miqyosda tarmoq infratuzilmasiga kiritilgan. Simsiz aloqa, yo'ldoshli aloqa va navigatsiya tizimlari uchun yangi tizimlar va standartlarning paydo bo'lishi yarimo'tkazgichlarni ishlab chiqarish texnologiyalari bilan parallel ravishda rivojlanmoqda va aloqa qobiliyatining tezkor rivojlanishiga olib keladi.

Sun'iy yo'ldosh va uyali aloqa, ma'lumotlar uzatish simsiz infratuzilmasi: tarkibiy qismlarga bo'lgan talablar

Har qanday RF uskunalari uchun asosiy dizayn muammolaridan biri tashuvchisi chastotasining yuqori aniqligi va barqarorligini, shu jumladan amplituda va fazasini ta'minlashdir. Ushbu vazifa bugungi kunda, qoida tariqasida, ixtisoslashtirilgan chastota sintezatorlari yordamida hal qilinadi. Ushbu holatda keng tarqalgan variant fazali qulflangan pastadir (PLL) bo'lgan sintezator chipidir, u mos yozuvlar chastotasining tashqi kristalli osilatorini va mos yozuvlar uchun o'rnatilgan bo'linuvchilar bilan birgalikda, chastota-fazali diskriminator (detektor) ko'rinishidagi taqqoslash pallasini ishlatadi. Mos kelmaslik signali alohida chiqish bosqichi (zaryad nasosi) orqali hosil qilinadi va tashqi (pastadir) filtr orqali o'rnatilgan yoki tashqi kuchlanish bilan boshqariladigan osilatorga (VCO) beriladi.

Integer-N va Fractional-N rejimlari uchun dasturlashtiriladigan koeffitsientlar, shuningdek mos keladigan mos yozuvlar chastotasini tanlash, chiqish chastotalarining keng doirasini ta'minlaydi va chastotalarni almashtirish tezligi va pog'onasi, fazaviy shovqin darajasi kabi chastota sintezi jarayonining bunday parametrlarini o'zgartirishga imkon beradi.

Fraksion-N sintezatorlari asosan chastotalarni almashtirish tezligini oshirish, tashuvchi chastotasi yaqinidagi fazoviy shovqinni kamaytirish va GSM va GPRS aloqa tizimlarida soxta tarkibiy qismlarni kamaytirish muammolarini hal qilish uchun paydo bo'ldi.

MAX2870, MAX2871, MAX2880 sintezatorlari. Xususiyatlar, imtiyozlar, foydalanish bo'yicha tavsiyalar

Maxim Integrated kompaniyasining yarimo'tkazgichli komponentlarining model diapazonida hozirgi kunda fazali qulflangan pastadirli (PLL) ultra keng polosali chastotali sintezatorlarning uchta mikrosxemasi mavjud. Ularning barchasi PLL bilan o'z-o'zidan osilatorlarga asoslangan sintez mexanizmidan foydalanadilar. Chiqish chastotasi VCO tomonidan boshqariladi va past chastotali mos yozuvlar osilatori yordamida barqarorlashadi.

1-jadval. Maxim PLL bilan integratsiyalangan chastota sintezatorlari

Ism	Rejim sintez	Ta'minot kuchlanishi, V	Chastotalar diapazoni, MGts		Chiqdi quvvat, dBm	Farqi bor. chiqishlar	Shovqin darajasi, dBc / Hz	Beqarorlik mil. kvadrat	Case / Leads	Ishlash harorati, ° C
			Min.	Maks.
MAX2870	Fraksiya / butun son	3,0…3,6	23,5	6000	-4…5	2	-226,4	0,25	TQFN / 32	-40…85
MAX2871	Fraksiya / butun son	3,0…3,6	23,5	6000	-4…5	2	-229	0,2	TQFN / 32	-40…85
MAX2880	Fraksiya / butun son	2,8…3,6	250	12400	Yo'q	Yo'q	-229	0,14	TQFN / 20 TSSOP / 16	-40…85

Maksim o'rnatilgan chastota sintezatorlari uchun dasturlar orasida telekommunikatsiya uskunalari, simsiz aloqa uskunalari, o'lchash tizimlari, RF qurilmalaridagi soat generatorlari va analog-raqamli konvertorlar mavjud.

MAX2870 sintezatori

Integratsiyalashgan VCO bilan ultra keng polosali, fazali qulflangan MAX2870, butun va kasrli sintez rejimlariga qodir. Tashqi mos yozuvlar generatori va tashqi filtr bilan birlashtirilgan MAX2870 23,5 MGts ... 6 Gigagertsli chastotada yuqori samarali, past shovqinli davrlarni yaratishga imkon beradi.

Kengaytirilgan diapazonda chastotani ishlab chiqarish bir nechta o'rnatilgan VCOlar va nisbati 1 ... 28 ga teng bo'lgan bo'linish vositalaridan foydalangan holda ta'minlanadi. Dastur tomonidan o'rnatiladigan ikkita mustaqil differentsial chiqish mavjud, ular -4 ... 5 dBm chiqish quvvatini ta'minlaydilar. Ikkala chiqish ham dastur yoki qo'shimcha qurilmalar tomonidan o'chirib qo'yilishi mumkin.

MAX2870 uch simli ketma-ket interfeys orqali boshqariladi. Mikrosxemani miniatyurali, 32 pinli QFN paketida olish mumkin. -40 ... 85 ° S harorat oralig'ida ishlashga qodir.

MAX2870 ning funktsional diagrammasi 1-rasmda ko'rsatilgan. Qurilmaning asosiy elementlari - SPI VA REGISTERS bloki, bir nechta hisoblagichlar va ajratuvchilar, bir nechta VCO va multipleksorlar. To'rtta chiqish signallari (RFOUTx_x) ikkita differentsial kuchaytirgichning kalitlari orqali olinadi. Sintez qilingan chastotani sozlash uchun CHARGE PUMP bloki va TUNE kirish mavjud.

MAX 2870 ni boshqarish uchun ma'lumot yozish uchun beshta va o'qish uchun bitta 32 bitli registr mavjud. Eng muhim 29 bit (MSB) ma'lumotlar uchun, eng muhim 3 bit (LSB) esa registr manzilini belgilaydi. Registrlardagi ma'lumotlar ketma-ket SPI interfeysi orqali yuklanadi, avval 29 bit MSB uzatiladi. Dasturlashtiriladigan registrlar 0x05, 0x04, 0x03, 0x02, 0x01 va 0x00 manzillariga ega.

2-rasmda SPIni yozish jarayonining vaqt diagrammasi ko'rsatilgan. Ishlatilgandan so'ng, barcha registrlar ikki marta dasturlashtirilishi kerak, bunda yozuvchilar orasida kamida 20 ms pauza mavjud. Birinchi yozuv qurilmaning yoqilganligiga ishonch hosil qiladi, ikkinchisi VCO-ni ishga tushiradi.

MAX2870 SHDN \u003d 1 (2-registr, 5-sonli) sozlash yoki Idoralar pinini pastga o'rnatish orqali kutish holatiga o'tishi mumkin. Kutish holatidan chiqqandan so'ng, VCO chastotasini dasturlashdan oldin tashqi kondansatörlarning zaryadlanishi kamida 20 ms vaqtni oladi.

Kirish chastotasi chastotasi inverting buferiga RF_IN kirish orqali, keyin ixtiyoriy x2 multiplikatori va multiplikator orqali R COUNTER bo'linuvchisiga o'tkaziladi, so'ngra ixtiyoriy bo'linuvchi va multipleksor orqali u o'zgarishlar sezgichiga va chiqish multipleksoriga etib boradi.

X2 multiplikatori yoqilganda (DBR \u003d 1), maksimal mos yozuvlar chastotasi 100 MGts bilan cheklanadi. Multiplayer o'chirilgan bo'lsa, mos yozuvlar kiritish chastotasi 200 MGts bilan cheklanadi. Minimal mos yozuvlar chastotasi 10 MGts. Minimal bo'linish nisbati R - 1, eng yuqori - 1023.

Faza detektorining chastotasi quyidagicha aniqlanadi:

bu erda fREF - kirish ma'lumot signalining chastotasi. DBR (ro'yxatga olish 2, bit 25) fREF kirish chastotasini ikki baravar ko'paytirish rejimini o'rnatadi. RDIV2 (2-reg, 24 bit) fREF-ning bo'linish rejimini 2-ga o'rnatadi. R (2-reg, 23:14 bit) 10-bitli dasturlashtiriladigan hisoblagichning qiymatini anglatadi (1 dan 1023 gacha). Maksimal fPFD qiymati Frac-N rejimi uchun 50 MGts va Int-N rejimi uchun 105 MHz. R bo'linuvchisini RST (ro'yxatga olish 2, bit 3) 1 ga teng bo'lganida tozalash mumkin.

VCO chastotasi (fVCO), N, F va M qiymatlari A kanalining istalgan chiqish chastotasi (fRFOUTA) asosida quyidagicha aniqlanishi mumkin. DIVA bo'luvchini DIVA qiymat jadvalidagi fRFOUTA qiymatlari asosida o'rnatish mumkin (4-registr, 22 ... 20-sonli).

Agar FB \u003d 1 bo'lsa (DIVA PLL mulohazalaridan chiqarib tashlanadi):

Agar FB \u003d 0 bo'lsa (PLL bilan aloqa qilishda DIVA) va DIVA ≤ 16:

Agar FB \u003d 0 bo'lsa, (PLL bilan aloqa qilishda DIVA) va DIVA\u003e 16:

Bu erda N, 0 registri orqali dasturlashtirilgan, 30 ... 15 bitli 16 bitli hisoblagichning qiymati (16 ... 65535). M - registrning 14 ... 3 bitlari bilan dasturlashtirilgan M - kasr modul qiymati (2 ... 4095) 1. F - 0 registrining 14 ... 3 bitlari orqali dasturlashtirilgan kasrning bo'linish qiymati.

Fraktsion (Frac-N) rejimda minimal N - 19 va maksimal - 4091. RST 1 ga teng bo'lganida hisoblagich qayta o'rnatiladi (2-reg, 3-bit). DIVA - ro'yxatga olish kitobining 22 ... 20 bitlari orqali dasturlashtirilishi mumkin bo'lgan RF chiqishining (0 ... 7) bo'linishini o'rnatish. 4. Bo'linish koeffitsienti 2DIVA sifatida belgilangan.

B kanalining chiqish chastotasi (fRFOUTB) quyidagicha aniqlanadi:

Agar BDIV \u003d 0 (4-sonli ro'yxat, 9-bit) bo'lsa,

Agar BDIV \u003d 1 bo'lsa,

Int-N / Frac-N rejimlari

Integer bo'linishi (Int-N) rejimi bit INT \u003d 1 ni belgilash bilan tanlanadi (ro'yxatga olish 0, bit 31). Ushbu rejimda ishlayotganda, LEG bitini (registr 2, bit 8), shuningdek, vaqtni (chastota blokirovkasini) Integer-N rejimida aniqlash funktsiyasini yoqish uchun sozlash kerak.

Fraksion bo'linish (Frac-N) rejimi bit INT \u003d 0 (ro'yxatdan o'ting 0, bit 31) bilan tanlanadi. Bundan tashqari, Frac-N vaqt rejimi uchun LDF bit \u003d 0 (ro'yxatga olish 2, bit 8) ni o'rnating.

Agar qurilma Frac-N rejimida F \u003d 0 ning bo'linishi bilan qolsa, kiruvchi impulsli shovqin paydo bo'lishi mumkin. Bunga yo'l qo'ymaslik uchun F01 bitini F01 \u003d 1 (5-bit, 24-bit) ni o'rnatib, Integer-N rejimiga avtomatik o'tishni yoqishingiz mumkin.

Fazali detektor va kuchlanishni boshqarish (zaryad nasosi)

Zaryadlash pompasi tomonidan tashqi kondansatör uchun ishlab chiqarilgan zaryad oqimi RSET pimi va umumiy sim o'rtasida bog'langan rezistorning qiymati va CP bitining qiymati bilan belgilanadi (ro'yxatga olish 2, bit 12 ... 9):

Frac-N rejimida barqarorlikni oshirish uchun CPL linearity bit \u003d 1 (registr 1, bit 30, 29) ni o'rnating. Int-N rejimida CPL \u003d 0 ni o'rnating. Int-N rejimida shovqinni kamaytirish uchun, pastadir filtriga oqimning oldini olish uchun CPOC bit \u003d 1 (ro'yxatga olish 1, bit 31) ni o'rnating. Frac-N rejimi uchun CPOC \u003d 0 ni o'rnating.

CP_OUT chiqishi TRI \u003d 1 bo'lganida, yuqori impedans holatiga o'rnatilishi mumkin (ro'yxatga olish 2, bit 4). TRI \u003d 0 bo'lganda, bu chiqadi normal holat... Fazali detektor signalining polaritesini faol inverting pastadir filtri uchun qaytarish mumkin. Invertir bo'lmagan filtr uchun PDP \u003d 1 o'rnating (ro'yxatdan o'ting 2, bit 6). Inverting filtri uchun PDP \u003d 0 o'rnatilgan.

MUX_OUT va LD (Lock Detect) chiqishlari

MUX_OUT - bu ko'p sonli ichki MAX2870 operatsiyalarini kuzatib borish uchun mo'ljallangan. MUX_OUT-ni ketma-ket ma'lumotlarni chiqarish uchun sozlash mumkin. MUX bitlari (ro'yxatga olish 2, bit 28 ... 26) MUX_OUT-da signal turini tanlashga imkon beradi.

Blokni aniqlash signalini LD bitlarini o'rnatish orqali LD chiqishi orqali kuzatilishi mumkin (ro'yxatga olish 5, bit 23 ... 22). Raqamli vaqtni aniqlash uchun LD \u003d 01 o'rnating. Raqamli vaqtni aniqlash sintez rejimiga bog'liq. Frac-N rejimida LDF \u003d 0, Int-N rejimida esa LDF \u003d 1 ni o'rnating. Siz jadvalga muvofiq raqamli vaqt aniqligini ham o'rnatishingiz mumkin.

Analog vaqtni aniqlash LD \u003d 10. bilan ishlatilishi mumkin. Ushbu rejimda LD tashqi tortish rezistorini talab qiladigan ochiq kollektor chiqishini ishlatadi.

Vaqtni aniqlashning aniqligi ko'plab omillarga bog'liq. VCO-ni tanlab olish jarayonida chiqish noto'g'ri bo'lishi mumkin. Ushbu jarayon oxirida sozlash voltaji o'rnatilgunga qadar chiqish hali ham ishonchsizdir. VTUNE-ni sozlash vaqti halqa filtrining o'tkazish qobiliyatiga bog'liq va EE-Simulyatsiya dasturiy vositasi yordamida hisoblab chiqilishi mumkin.

Tez qulflash rejimi

MAX2870 tezkor qulflash rejimiga ega. Ushbu rejimda SW \u003d 0000 (ro'yxatga olish 2, bit 12 ... 9) va SW chiqishiga 1/3 nominal qiymatiga ega bo'lgan ikkita rezistor bo'linadi. Chiqish va umumiy quvvat terminali o'rtasida kattaroq rezistor ulanadi va SW terminali va filtr kondensatori o'rtasida kichikroq rezistor ulanadi. CDM \u003d 01 (ro'yxatga olish 3, bit 16 ... 15) bo'lsa, tezkor sinxronizatsiya VCO avtoselektrlash (VAS) jarayoni tugagandan so'ng boshlanadi.

Tezlashtirilgan sinxronizatsiya paytida, zaryad nasosining zaryad oqimi CP \u003d 1111 tomonidan belgilangan qiymatga ko'tariladi va pastadir filtrini chetlab o'tadigan rezistorlar orasidagi nisbati SW chiqishining yuqori empedans holati tufayli 1/4 ga teng bo'ladi. Fast-Lock foydalanuvchi belgilaydigan vaqt tugashi bilan o'chiriladi. Kutish vaqti:

Bu erda M sozlanishi omil va CDIV bu bo'linuvchi parametrdir. Dizayner CDIV parametrlarini fikr-mulohaza filtri vaqti doimiyligiga asoslanib aniqlashi kerak.

RFOUTA ± va RFOUTB ± chiqishi

IC ikkita ochiq kollektorli differentsial chastotali chiqishlarga ega, ular har bir chiqish uchun 50 ohm rezistorlarni ulashni talab qiladi.

RFA_EN (ro'yxatdan o'tish 4, bit 5) va RFB_EN (ro'yxatdan o'tish 4, bit 8) ni o'rnatish orqali har bir chiqish mustaqil ravishda yoqilishi va o'chirilishi mumkin. Ikkala chiqish ham RFOUT_EN pin orqali boshqarilishi mumkin.

RFOUTB uchun har bir chiqish quvvati APWR (4-reg, 4, bit 4, 3) uchun sozlanadi (4-reg, bit 7 ... 6). Differentsial chiqish kuchini 50 Ohm yuklamasida ishlaganda, 3 dB qadam bilan, -4 ... 5 dBm oralig'ida sozlash mumkin. Tuzatishni chastota chastotasi orqali etkazib beriladigan bitta uchli chiqish uchun bir xil diapazonda ham amalga oshirish mumkin. Barcha chastota diapazonida optimal chiqish darajasi uchun turli xil yuklash elementlari talab qilinadi. Agar muvozanatsiz chiqish ishlatilsa, foydalanilmagan chiqish mos keladigan yukga ulanishi kerak (2-jadval).

2-jadval. MAX2870 terminallarning maqsadi

Chiqish	Ism	Funktsiya
1	CLK	Sinxronizatsiya liniyasi (kirish)
2	MA'LUMOTLAR	Serial ma'lumot (kiritish)
3	LE
4	Miloddan avvalgi	Chipni tanlash - past
5	Shimoliy	Tez o'tish. Teskari aloqa filtrini PLL rejimida ulaydi
6	VCC_CP
7	CP_OUT	Zaryad nasosining chiqishi
8	GND_CP	Zaryad pompasi generatori haqida umumiy xulosa
9	GND_PLL	PLL umumiy chiqishi
10	VCC_PLL	PLL quvvat manbai
11	GND_RF	RF davrlarining umumiy chiqishi. Asosiy taxtaning yerdagi avtobusiga ulanadi
12	RFOUTA_P	Ochiq kollektor bilan A ijobiy RF chiqishi. Quvvat manbaiga chastota chastotasi yoki 50 ohm yuk bilan ulanadi
13	RFOUTA_N	Ochiq kollektorning salbiy RF chastotasi chiqishi. Quvvat manbaiga chastota chastotasi yoki 50 ohm yuk bilan ulanadi
14	RFOUTB_P	Ochiq kollektorning ijobiy RF chiqishi. Quvvat manbaiga chastota chastotasi yoki 50 ohm yuk bilan ulanadi
15	RFOUTB_N	Ochiq kollektorning salbiy RF chastotasi chiqishi. Quvvat manbaiga chastota chastotasi yoki 50 ohm yuk bilan ulanadi
16	VCC_RF
17	VCC_VCO	VCO elektr ta'minoti
18	GND_VCO	VCOning umumiy xulosasi. Asosiy taxtaning umumiy avtobusiga ulanadi
19	NOISE_FILT	VCO-ning shovqinni pasaytirish pimi. 1 mF orqali asosiy taxtaning yerdagi avtobusiga ulanadi
20	TUNE	VCO nazorat kiritish. Tashqi filtrga ulanadi
21	GND_TUNE	VCO boshqaruv kirishining umumiy chiqishi. Asosiy taxtaning yerdagi avtobusiga ulanadi
22	RSET	Kirish zaryad pompasi oqimining diapazonini sozlash uchun kirish
23	BIAS_FILT	VCO-ning shovqinni chiqarib tashlash. 1 mF orqali umumiy pin orqali ulanadi
24	REG	Yo'naltirilgan kuchlanishni to'g'rilash. 1 mF orqali umumiy pin orqali ulanadi
25	LD	Sinxronizatsiya rejimining chiqishi. Sinxronizatsiya rejimida yuqori daraja, past daraja - agar sinxronizatsiya bo'lmasa.
26	RFOUT_EN	RF chiqishini yoqadi. RF chiqishlari past bo'lganda o'chiriladi
27	GND_DIG	Raqamli kontaktlarning zanglashiga olib keladigan umumiy pin. Asosiy taxtaning yerdagi avtobusiga ulanadi
28	VCC_DIG	Raqamli davralar uchun quvvat manbai
29	REF_IN	Chastotani kiritish usuli
30	MUX_OUT	Multiplexer chiqishi va ketma-ket ma'lumotlarning chiqishi
31	GND_SD
32	VCC_SD
–	RaI	Issiqlik zonasi. Asosiy doskaning umumiy quvvat avtobusiga ulanadi

VCO (VCO)

Mikrosxemada to'rtta alohida 16-diapazonli VCO birliklari mavjud bo'lib, ular 3 ... 6 GGts chastota diapazonini uzluksiz qamrab oladi. VCO ishlashi uchun tashqi aloqa filtrining chiqishi VCO-ni boshqaradigan TUNE kirishiga ulanishi kerak. Tekshirish voltaji CP_OUT chiqishidan filtr orqali uzatiladi (3-rasm).

MAX2870 VCO kuchlanishini sozlash diapazonini o'qish uchun 3 bitli ADCni o'z ichiga oladi. ADC qiymatlarini 6-registrdan, bitlarni 22 ... 20-dan o'qish mumkin.

Esda tutingki, agar VCO sozlash kuchlanishi tegishli diapazondan tashqarida bo'lsa, qulfni aniqlash signali paydo bo'lishi mumkin.

Avtomatik VCO

VAS_SHDN \u003d 0 (ro'yxatga olish 3, bit 25) o'rnatilganida VCO avtosol tanlash rejimi (VAS) yoqilgan. Agar VAS_SHDN \u003d 1 bo'lsa, unda VCO-ni qo'lda VCO bitlari bilan o'rnatish mumkin (3-registr, 31 ... 26-bit). RETUNE bit (registr 3, bit 24) VCO avtoselektr funktsiyasini yoqish / o'chirish uchun ishlatiladi. Agar RETUNE \u003d 1 va ADC VTUNE sozlash kuchlanishining 000 dan 111 gacha ekanligini aniqlasa, VAS funktsiyasi avtomatik sozlashni boshlaydi. Agar RETUNE \u003d 0 bo'lsa, ushbu funktsiya o'chirilgan.

Sinxronlash chastotasi fBS 50 kHz bo'lishi kerak. U BS bitlari bilan o'rnatiladi (ro'yxatga olish 4, 19 ... 12). Kerakli BS qiymati quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi:

FPFD bu erda fazani aniqlovchi chastota. BS qiymati eng yaqin butun qiymatga yaxlitlanishi kerak. Agar hisoblangan BS qiymati 1023 dan yuqori bo'lsa, unda BS \u003d 1023. Agar fPFD 50 kHz dan past bo'lsa, unda BS \u003d 1. VCO ni to'g'ri tanlash uchun talab qilinadigan vaqt 10 / fBS.

Fazalarni sozlash

Belgilangan chastota o'rnatilgandan so'ng, chastotani chiqish davri P / M × 360 ° qadamlarda o'zgarishi mumkin. Fazoni aniq aniqlash mumkin emas, ammo uni joriy qiymatga nisbatan o'zgartirish mumkin.

Fazani o'zgartirish uchun quyidagilarni bajaring:

• o'rnatilgan chastotani chiqish paytida sozlang;
• p \u003d M × (o'zgarishlar o'zgarishi) / 360 ° qiymatiga nisbatan fazaning o'sishini belgilang;
• cDM \u003d 10 ni o'rnatish orqali o'zgarishlar o'zgarishini yoqing;
• cDM ni 0 ga o'rnatish bilan dastlabki holatga qaytaring.

MAX2871 sintezatori

Ultra keng tarmoqli MAX2871 PLL va o'rnatilgan VCO yordamida u butun va kasrli chastotalarni sintez rejimlarida ishlashga qodir. MAX2871 tashqi moslama generatori va pastadir filtri bilan birgalikda 0.235-6 gigagertsli chastotada ishlaydigan yuqori samarali va past shovqinli dasturlarda foydalanishni topadi. MAX2871 shuningdek to'rtta o'rnatilgan VCO va dasturiy quvvat darajasini boshqarish bilan -4 ... 5 dBm bo'lgan ikkita differentsial chiqishni o'z ichiga oladi. Ikkala chiqish ham dastur yoki qo'shimcha qurilmalar tomonidan o'chirib qo'yilishi mumkin.

Mikrosxemani mini-mini 32 pinli QFN paketida olish mumkin. U MAX2870 bilan to'liq almashtirilishi mumkin. MAX2871 -40 ... 85 ° C harorat oralig'ida ishlaydi. MAX2871 ning funktsional blok diagrammasi MAX2870 bilan bir xil (1-rasm). Shu bilan birga, MAX2871 kengaytirilgan funksionallik, shovqinning pasayishi va ± 3 ° S gacha bo'lgan 7 bitli ADC bilan o'rnatilgan harorat sensori taklif etadi.

VCO kuchlanishini sozlash

MAX2870-dagi 3-bitli ADCdan farqli o'laroq, MAX2871 VCO kuchlanishini o'qish uchun 7-bitli ADC-ni ishlatadi, uni 6-reg, 22 ... 16 registrlar orqali o'qish mumkin. Kuchlanishni raqamlashtirish uchun siz quyidagilarni qilishingiz kerak.

• aDS uchun soat chastotasini tanlash uchun CDIV (registr 3, bit 14 ... 3) \u003d fPFD / 100 kHz ni tanlang;
• aDCM bitlarini o'rnating (registr 5, bit 5 ... 3) \u003d 100 ADCni TUNE pinidagi kuchlanishni o'qishga imkon berish uchun;
• aDCni o'zgartirish jarayonini boshlash uchun ADCS-ni o'rnating (ro'yxatga olish 5, bit 6) \u003d 1;
• jarayon tugaguncha 100 mk kuting;
• registrning qiymatini o'qing. 6. ADC qiymati 22 ... 16 bitlarda joylashgan;
• aniq bitlar ADCM \u003d 0 va ADCS \u003d 0.

TUNE pinidagi kuchlanishni quyidagicha hisoblash mumkin:

Avtomatik VCO

Foydalanish uchun VCO tanlashda MAX2871 uchun qo'shimcha imkoniyatlar mavjud. VAS_TEMP bitidan (ro'yxatga olish 3, bit 24) haroratga muvofiq optimal VCOni tanlash uchun foydalanish mumkin atrof-muhitsinxronizatsiya barqarorligini -40 ... 85 ° C oralig'ida ta'minlash uchun. VCO tanlash jarayonida RFA_EN (registr 4, bit 5) va RFB_EN (registr 4, bit 8) 0 ga, registrning 5, 30, 29 bitlari 11 ga o'rnatilishi kerak VAS_TEMP \u003d 1 sozlash talab qilinadigan vaqtni ko'paytiradi. maqsad chastotasini 100 ms gacha 10 / fBS ga o'rnatish uchun.

harorat sensori

Kristalning haroratini hisoblash uchun MAX2871 7-bitli ADC o'rnatilgan harorat sensori mavjud, uning holati registr 6 orqali o'qiladi. Bu holda siz VCO kuchlanishini sozlashda deyarli bir xil ketma-ketlikni bajarishingiz kerak. Istisno ikkinchi nuqta:

• haroratni o'qish uchun ADCM bitlarini o'rnating (registr 5, bit 5 ... 3) \u003d 001.

Taxminan haroratni quyidagicha olish mumkin:

Ushbu formula VCO yoqilganda va RFOUTA to'liq quvvat bilan ishlaganda eng aniqdir.

RFOUTA ± va RFOUTB ± chiqishi

Bu erda CDIV (ro'yxatga olish 3, bit 14 ... 3) 12-bitli bo'linish qiymati bo'lsa, M (registr 1, bit 14 ... 3) - N fraksion konvertor uchun o'zgaruvchan omil, fPFD esa fazani aniqlovchi chastota.

PLLni kuzatib bo'lmadi

O'rnatilgan chastota sinxronizatsiyasining barqarorligini ta'minlash uchun, Fast-Lock usuliga qo'shimcha ravishda, MAX2871-da Tsiklni siljitish qisqarishi mavjud, bu CSM bitini (ro'yxatga olish 3, bit 18) 1 ga o'rnatishga imkon beradi. Ushbu rejim CP blokining chiqishida nazorat zaryadlovchi nasos oqimining minimal qiymatini ta'minlaydi.

MAX2870 bilan taqqoslaganda, MAX2871 shuningdek, chiqish chastotasi signalining fazasini sozlash uchun rivojlangan xususiyatlarga ega.

MAX2880 sintezatori

Maksim integratsiyalashgan sintezator liniyasida oxirgi model MAX2880 tashqi VCO-dan foydalanadigan va undan ham kengroq chastota diapazonida ishlashga qodir bo'lgan PLL bilan. Tashqi havolali osilatator, VCO va filtr bilan birgalikda, MAX2880 0,25 ... 12,4 Gigagertsli chastotada past shovqinli chastotalarni ishlab chiqaradi. MAX2880 ichida o'rnatilgan harorat sensori ishlatilgan. U ikkita versiyada mavjud: 20-qo'rg'oshinli TQFN to'plami va 16-qo'rg'oshinli TSSOP to'plami, -40 ... 85 ° S gacha bo'lgan kengaytirilgan ish haroratida ishlashga qodir.

MAX2880 ning sxemasi 4-rasmda keltirilgan. Printsip va bir qator tarkibiy qismlar MAX2870 va MAX2871 da ishlatilganlarga o'xshash. MAX2880 yuqori aniqlikdagi past shovqinli faza detektori (PFD) va nozik pastadir filtri kondensatorining zaryad nasosi, 10 bitli dasturlashtiriladigan mos yozuvlar taqsimlagichi, 16 bitli N sonli divider va 12 bitli o'zgaruvchan nisbati fraktsion konvertorni o'z ichiga oladi.

Oldindan ko'rib chiqilgan va uch simli boshqaruv interfeysiga o'xshash, yozish uchun beshta registrli va o'qish uchun mo'ljallangan, bu mos yozuvlar chastotasini REF kirishidan ajratish kanaliga ega. Biroq, MAX2880-da o'rnatilgan VCO birligi yo'q, lekin CP chiqishidan boshqariladigan tashqi VCO. Siz MAX2880-ni SHDN \u003d 1 (ro'yxatga olish 3, bit 5) yoki boshqa MAX sintezatorlari singari, Idorada pastga o'rnatish orqali kam quvvat holatiga qo'yishingiz mumkin.

MAX2880 fazali detektorining chastotasi quyidagi formula bilan aniqlanadi:

Bu erda fREF - kirish ma'lumotlari chastotasi. DBR (ro'yxatga olish 2, bit 20) fREF kirish chastotasini ikki baravar oshirish rejimini o'rnatadi. RDIV2 (2-registr, 21 bit) fREF bo'linish rejimini 2-ga o'rnatadi. R (2-registr, 19 ... 15) 5 bitli dasturlashtiriladigan mos yozuvlar taqsimotining qiymati (1 ... 31). Maksimal fPFD Fraktsial-N uchun 105 MGts va Integer-N uchun 140 MHz. R bo'linuvchisi RST (ro'yxatdan o'ting 3, bit 3) \u003d 1 bo'lganida tozalanadi.

Tashqi VCO chastotasi quyidagi formula bo'yicha aniqlanadi.

Bu erda N 1 registrning 30 ... 27 (MSB) va 0 (LSB) registrlarining 26 ... 15 bitlari bilan dasturlashtirilgan 16 bitli N (16 ... 65535) qiymati. M - registrning 14 ... 3 bitlari orqali dasturlashtirilgan M - kasr koeffitsientining qiymati (2 ... 4095). F - registrning 14 ... 3 bitlari orqali dasturlashtirilgan fraktsion bo'linish qiymati 0. Fraksion-N rejimida N ning minimal qiymati 19 ga, eng yuqori darajasi 4091 ga teng. R bo'luvchisi RST \u003d 1 bo'lganda tozalanadi (ro'yxatdan o'ting 3, bit 3). PRE - kirishning prekkaler nazorati, bu erda 0 1 va 1 ni 2 ga bo'linishni anglatadi (ro'yxatga olish 1, bit 25). Agar kirish chastotasi 6,2 GGts dan yuqori bo'lsa, unda PRE \u003d 1.

RF kirishlari

RF-ning differentsial kirishlari (3-jadval) 0,25 ... 6,2 Gigagerts yoki 6,2 ... 12,4 GHz chastotali diapazonlardan birini tanlash uchun demultiplexerni boshqaradigan yuqori empedansli kirish tamponlariga ulanadi. Yuqori diapazonda ishlash uchun PRE-bit \u003d 1 ni tanlash bilan tanlangan 2-sonli preskaler ishlatiladi, bitta kanalli ishlashda, foydalanilmagan chastotali chastota 100 pF kondansatör orqali umumiy chiqishga ulanadi.

MAX2880 kommutatsiya pallasining mumkin bo'lgan varianti 5-rasmda keltirilgan.

3-jadval. MAX2880 terminallarni tayinlash

Chiqish	Ism	Funktsiya
1	GND_CP	Zaryad pompasi generatori haqida umumiy xulosa. Asosiy taxtaning umumiy avtobusiga ulanadi
2	GND_SD	Sigma-delta modulyatori uchun umumiy xulosa. Asosiy taxtaning umumiy avtobusiga ulanadi
3	GND_PLL	PLLning umumiy xulosasi. Asosiy taxtaning umumiy avtobusiga ulanadi
4	RFINP	Precaler uchun RF ijobiy kirish. Agar ishlatilmasa, u kondansatör orqali umumiy terminalga ulanadi
5	RFINN	Precaler uchun salbiy radio chastotasi. VCO chiqishiga kondansatör orqali ulanadi
6	VCC_PPL	PLL quvvat manbai
7	VCC_REF	REF kanalining elektr ta'minoti
8	REF	Chastotani kiritish usuli
9,1	GND	Bortdagi elektr ta'minotining umumiy terminaliga ulanadi
11	Miloddan avvalgi	Chipni tanlash. Ushbu ulagichdagi past mantiq darajasi qurilmadagi quvvatni o'chiradi
12	CLK	Serial sinxronlash usuli
13	MA'LUMOTLAR	Serial ma'lumot kiritish
14	LE	Yuklashni yoqish kiritish usuli
15	MUX	Ko'p funktsiyali ma'lumotlarni kiritish / chiqarish
16	VCC_RF	RF chiqishi va bo'linuvchilar uchun quvvat manbai
17	VCC_SD	Sigma-delta modulyatori uchun quvvat manbai
18	VCP	Zaryad nasosining quvvat manbai
19	RSET	Zaryad pompasi joriy oqim oralig'i
20	CP	Zaryad nasosining chiqishi. Tashqi filtr kirishiga ulanadi
–	RaI	Issiqlik zonasi. Asosiy bort kuchiga umumiy avtobusga ulanadi

Dasturlash vositalari: Demo taxtalari va dasturiy ta'minot

Maxim o'rnatilgan apparat va dasturiy vositalar ishlab chiqish jarayonini sezilarli darajada soddalashtirishi va yangi echimlarni amalga oshirish vaqtini qisqartirishi mumkin.

MAX2870 / MAX2871 baholash to'plamining taxtalari

Demo-taxtalar MAX2870 / MAX2871 (6-rasm) MAX2870 va MAX2871 sintezatorlarini sinash va baholashni soddalashtiradi. Har bir taxtada kirish manbalari uchun standart SMA ulagichlari, 50 ohm to'xtatish, signal yoki spektr analizatorlari mavjud. Oldindan o'rnatilgan maxsus dasturiy ta'minot bilan kompyuterga ulanish uchun USB ulagichi mavjud.

Baholash taxtalari bilan ishlashda harakatlar ketma-ketligi quyidagicha.

• dasturni www.maximintegrated.com/evkitsoftware-dan yuklab oling;
• ushbu dasturni oching va o'rnating (7-rasm);
• mAX287x.exe faylini ishga tushirgandan so'ng, mikrosxemaning turini tanlang (MAX2870 yoki MAX2871) va "Davom etish" tugmasini bosing. Ekranda ishlaydigan grafik interfeysi paydo bo'ladi;
• uSB kabelining ulanishini ish ekranining pastki o'ng burchagidagi yashil to'rtburchaklar orqali tekshiring;
• taxtaning TCXO chastotasi (U2) dasturning REF.FREQ-ga mos kelishiga ishonch hosil qiling. Agar yo'q bo'lsa, kerakli qiymatni MHz ga kiriting (sukut bo'yicha 50) va "Enter" ni bosing;
• "Standartlar" tugmachalarini va keyin ish ekranining yuqori qismida joylashgan "Barchasini yuborish" ni bosing;
• rF_OUTA yoki RF_OUTB oynasida MHz chastotasining kerakli qiymatini kiriting va "Enter" tugmasini bosing;
• chap chap burchakdagi PLL Lock indikatori yashil ekanligiga ishonch hosil qiling.

MAX2870 yoki MAX2871 ish faoliyatini baholash uchun signal analizatoridan foydalaning. Odatiy bo'lib, 50 MGts chastotali tashqi havoladir. Shunga qaramay, dasturlashtiriladigan registrlardagi qiymatlarni mos ravishda o'zgartirgandan so'ng, siz boshqa qiymatlardan foydalanishingiz mumkin.

Chiqish signali darajasi

Foydalanilmagan natijalarni muvozanatlash uchun ular 3dB attenuatorlardan foydalanadilar. Shunday qilib, baholash paneli (SMA ulagichlari) ning chiqishidagi o'lchangan quvvat haqiqiy darajadan 3 dB past bo'ladi. Haqiqiy chiqish darajasini o'lchash uchun attenuatorlarni olib tashlang va barcha faol va ishlatilmagan chiqishlarni 50 ohm yuk bilan ulang.

Ro'yxatdan o'tish sozlamalarini eksport / import qilish

MAX2870 / MAX2871 raqamli ro'yxatdan sozlamalarni eksport qilish uchun quyidagi amallarni bajaring:

• sichqoncha bilan ishlaydigan ekranning pastki chap burchagida "Reg → Clip" yozuvini tanlang, shundan so'ng registr qiymatlari clipboardga saqlanadi;
• clipboard tarkibini istalgan sinov muharririga joylashtiring.
• MAX2870 / MAX2871 registrlari uchun sozlamalarni import qilish uchun quyidagi amallarni bajaring:
• ro'yxatdan o'tish sozlamalarini (vergul bilan ajratilgan) matn muharriridan clipboardga ko'chirish;
• sichqonchani yordamida ishchi ekranning pastki chap burchagida «Clip → Reg» yozuvini tanlang;
• uy ekranining yuqori o'ng burchagidagi "Barchasini yuborish" tugmasini bosing.

MAX2880 baholash to'plamlari kengashi

MAX2880 uchun baholash kengashi to'g'ridan-to'g'ri keng tarmoqli PLL chastotali sintezatorni, shuningdek, tashqi 5840 ... 6040 MGts chastotali VCO, 50 MGts haroratda kompensatsiyalangan kristall osilatorni (TCXO), passiv aloqa filtrini va past pasayish regulyatorini o'z ichiga oladi.

Dastur XP versiyasidan boshlab Windows-da ishlaydigan kompyuterlarda ishlaydi.

Bunga qo'shimcha ravishda, MAX2880 baholash to'plamiga Maxim INTF-3000-USB-interfeys taxtasi, interfeys va baholash taxtalari o'rtasidagi aloqa uchun 20 simli lenta kabeli kerak bo'ladi. Baholash taxtasini kompyuterga ulash uchun A toifa B to USB kabeli, shuningdek, tashqi 6V / 150mA quvvat manbai talab qilinadi.

Ulanish diagrammasi 8-rasmda, taxtalarning o'zlari esa 9-rasmda keltirilgan.

Operatsion dasturiy ta'minot www.maximintegrated.com saytidan yuklab olingan. O'rnatish va ishlatish MAX2870 / MAX2871 baholash to'plamida tavsiflangan bilan bir xil. Dasturning ishchi ekrani 10-rasmda keltirilgan.

Xulosa

Maxim Integrated kompaniyasining MAX2870, MAX2871 va MAX2880 chastotali sintezatorlari kengaytirilgan RF ishlashini taklif qiladi va turli xil telekommunikatsiya, navigatsiya va o'lchash uskunalarida yuqori aniqlikdagi mikroto'lqinli manbalarda ishlatilishi mumkin.

Kompaniya tomonidan taqdim etilgan namoyish panellari va ixtisoslashtirilgan dasturlar yangi texnologiyalar namunalarini ishlab chiqish, sozlash va amalga oshirish jarayonini tezlashtirishga imkon beradi.

Adabiyot

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

va - past shovqinli differentsial op amper

MAX44205 va MAX44206 kompaniya mahsulotlari Maksim integratsiya qilingan 16/18/20-bitli A / D konvertorlari bilan ishlaydigan past shovqinli to'liq differentsial ish kuchaytirgichlari.
Xususiyatlarning noyob kombinatsiyasi, ta'minot zo'riqishlarining keng diapazoni (2.7 ... 13.2 V), kam quvvat iste'moli va keng tarmoqli kengligi ularni yuqori unumdorli past quvvatli ma'lumotlarni olish tizimlarida ishlatishga imkon beradi.
Ikkala kuchaytirgich ham VCOM pimi orqali umumiy rejimdagi chiqish kuchlanishini boshqarishga imkon beradi, bu ba'zi hollarda o'lchash kanalining kontaktlarning zanglashini sezilarli darajada soddalashtiradi va ADC talablariga muvofiq chiqish signalining DC komponentini normallashtiradi.
MAX44205 qo'shimcha kuchlanishni cheklash xususiyatiga ega, bu kuchaytirgichning besleme zo'riqtiruvchisi konvertorning maksimal kirish kuchlanishidan yuqori bo'lganda, ADC to'liq shkalasi ichida chiqish voltajini cheklashga imkon beradi.
Kam quvvatli rejimda kuchaytirgichlar atigi 6,8 mkA tokni jalb qiladi, bu esa mustaqil o'lchash tizimlarida batareyaning ishlash vaqtini oshiradi yoki o'lchovlar orasidagi tizimning umumiy sarfini kamaytiradi.
Kuchaytirgichlar miniatyurada, lekin 12 pinli µMAX® va 10 pinli TDFN paketlarida lehimsiz mavjud. Ishlash harorati -40… 125 ° S.
Kuchaytirgichlarning parametrlarini baholash uchun demo taxtasi ishlab chiqilgan MAX44205EVKIT #... Shuningdek, MAX44205 demo bortida ADC drayveri sifatida ishlatiladi MAX11905DIFEVKIT #.
Tavsiya etiladigan kuchaytirgich ilovalari:

• faol filtrlar;
• yuqori tezlikda jarayonlarni boshqarish tizimlari;
• tibbiy asbob-uskunalar;
• umumiy rejimdagi signallarni differentsialga aylantirish;
• differentsial signalga ishlov berish.

Mikroto'lqinli qurilmalarni ishlab chiqish va sozlashda radio-havaskorlar ko'pincha kerakli chastota diapazoni uchun o'lchash moslamalarining yo'qligi bilan bog'liq qiyinchiliklarga duch kelishadi. Taklif etilgan chastota sintezatori havaskor muhitda amalga oshirilishi mumkin. 1900 ... 2275 MGts diapazonida ishlaydi. Chastotaning qiymati kalit yordamida bir nechta mumkin bo'lganlardan tanlanadi.

Nisbatan past chastotalarda (100 ... 150 MGts gacha) generator chastotasini barqarorlashtirish muammosi kvarts rezonatorlari yordamida, yuqori chastotalarda (400 MGts) - sirt akustik to'lqinlar (SAW rezonatorlari) orqali rezonatorlardan, mikroto'lqinli rezonatorlardan foydalaniladi. yuqori sifatli keramika va boshqa yuqori sifatli rezonatorlar. Passiv komponentlardan foydalangan holda barqarorlashtirish o'zining afzalliklariga ega - soddaligi va amalga oshirishning nisbatan arzonligi. Uning asosiy kamchiligi - bu chastotani sozlash elementini o'zgartirmasdan ishlab chiqarilgan signalning chastotasini sezilarli darajada o'zgartirishning mumkin emasligi.

Keng tarqalgan integratsiyalangan chastota sintezatorlari yuqori chastotali barqarorlikni saqlagan holda generatorni (shu jumladan mikroto'lqinli) tezkor elektron sozlashni amalga oshirishga imkon beradi. Sintezatorlar bevosita va bilvosita turlarga kiradi.

To'g'ridan-to'g'ri sintezning afzalliklari chastota o'zgarishi va kichik qadam bilan sozlashning yuqori tezligi hisoblanadi. Biroq, sintez qilingan signalda ko'p sonli spektral tarkibiy qismlar mavjudligi sababli, to'g'ridan-to'g'ri sintez moslamalari kamdan-kam mikroto'lqinli uskunalarda qo'llaniladi.

Mikroto'lqinli sintez uchun ko'pincha fazali qulflangan pastadirli (PLL) bilvosita turdagi sintezatorlardan foydalaniladi. PLLning ishlash printsipi, shuningdek, aloqa filtrini hisoblash usuli keng tarqalgan va bir necha bor adabiyotlarda ko'rib chiqilgan, masalan. Teskari aloqa filtrlari uchun maqbul parametrlarni hisoblash imkonini beradigan bir nechta bepul dastur mavjud, ularni Internetda topish mumkin yoki .

PLL bilan integratsiyalashgan sintezatorlar ikki xil: dasturlashtiriladigan (chastota qiymatlari tashqi buyruqlar tomonidan o'rnatiladi) va dasturlashtirilmaydigan (mos yozuvlar chastotasining ko'payish va bo'linish omillarini o'zgartirish mumkin emas).

Dasturlashtirilmagan integral sintezatorlarning kamchiliklari, masalan, MC12179, foydalanish zarurligini o'z ichiga oladi kvarts rezonatori har doim ham imkoni bo'lmaydigan aniq belgilangan chastota bilan. UMA1020M kabi dasturlashtiriladigan sintezatorlarda bunday kamchilik yo'q. Boshqarish mikrokontrolörünün mavjudligida, bunday sintezatorni ma'lum chastotaga sozlash texnik jihatdan oson. Sintezator mikrosxemasi bilan birgalikda ishlash uchun zarur bo'lgan elektron chastotani sozlash bilan mikroto'lqinli osilatatorlar iste'molchiga gibrid texnologiyasidan foydalangan holda ishlab chiqarilgan to'liq modullar ko'rinishida mavjud.

2 gigagertsli chastotada uskunalarni sozlashni tekshirish va sozlash uchun mo'ljallangan laboratoriya chastotasi sintezatorining diagrammasi 1-rasmda keltirilgan. Uning asosini UMA-1020M (DA3) mikrosxemasi tashkil etadi, uning texnik hujjatlarini ishlab chiqaruvchining veb-saytida topish mumkin. .

Sintezatorda shuningdek, DA1 kuchlanishli osilator (VCO), 10 MGts DA2 kristalli osilator va DD1 mikrokontroller mavjud. VCO chiqishidan olingan mikroto'lqinli signal sintezator chiqishiga (XW1 ulagichi) va DA3 mikrosxemasining asosiy dasturlashtiriladigan chastota bo'linmasining kirishiga beriladi. DA2 generatorining chiqishidan namunaviy chastotaning signallari, shuningdek, DA3 mikrosxemasining bir qismi bo'lgan yordamchi dasturlashtiriladigan chastota bo'linuvchisiga beriladi.

Asosiy va yordamchi bo'linuvchilar tomonidan chastota taqsimotining nisbati DD1 mikrokontrolörü (Z86E0208PSC) tomonidan uchta simli ma'lumotlar avtobusi (buyruqlar 11-13 DA3) orqali tegishli buyruqlarni yuborib o'rnatiladi. Boshqarish dasturining dastlabki kodi jadvalda keltirilgan. 1. Mikrokontrolderning ichki xotirasi ma'lumotni etti xil chastotada saqlash uchun etarli. Jadvalga muvofiq S1-S3 o'tish moslamalari yordamida chastota qiymatlaridan biri yoki chiqishda signal bo'lmagan rejim tanlanadi. 2. O'rnatilgan rejim qurilma yoqilgan paytdan boshlab kuchga kiradi, shundan so'ng u qayta yoqilmaguncha kalitlar bilan hech qanday manipulyatsiya uning ishlashiga ta'sir qilmaydi. Quvvat yoqilganda HL1 LED 1 sekunddan keyin o'chishi kerak. Siz Zilog mikrokontrollerlarini dasturlash to'g'risida o'qishingiz mumkin.

Sintezator bosilgan elektron platada yig'ilgan, uning ko'rinishi sek. 2. Sirtni o'rnatish uchun qo'llaniladigan rezistorlar va kondansatörler.

Adabiyot

1. Starikov O. PLL usuli va yuqori chastotali signallarni sintez qilish printsiplari. - Chip News, 2001 yil, № 6.
2. VCO Dizayner uchun qo'llanma 2001. VCO / HB-01. - Mini-davralar.
3. Glvdshtein M. A. Zilog shahridan Z86 oilasining mikrokontrollerlari. Dasturchi uchun qo'llanma. - M .: DODEKA, 1999, 96 b.

Mikroto'lqinli sintezatorga qo'shimcha ravishda, UMA1020M mikrosxemasi yana bitta o'z ichiga oladi, 20..300 MGts chastotalar diapazonida ishlaydigan 6n tasvirlangan dizaynda ishlatilmaydi.

Muallif: Aleksandr Chenakin (Fazo Matritsasi); ingliz tilidan tarjima. A. V. Pivak Tfn
Chiqish sanasi: 01.05.2007

Chastotani sintezi: joriy echimlar va yangi tendentsiyalar

Asosiy xususiyatlari

Chastotali sintezatorlar deyarli har qanday aloqa, o'lchash va boshqarish tizimining asosiy elementidir. Mikroto'lqinli chastotali sintezatorlarning yangi avlodlarini loyihalashda asosiy talablar quyida keltirilgan.

Chastotani javobi va echimi ... Ruxsat etilgan yoki nisbatan tor tarmoqli (10-20%) signal ko'plab dasturlar uchun etarli bo'lishi mumkin. Biroq, zamonaviy raqamli keng polosali tizimlar bir necha oktavalarni o'z ichiga olgan holda kengroq chastota qamrovini talab qiladi. Keng tarmoqli va yuqori aniqlikdagi (1 Gts va undan past) o'lchov vositalarining zaruriy talabi - laboratoriya chastotasi generatorlari, spektr tekshirgichlari va boshqalar. Ko'p dasturlarda ishlatilishi mumkin bo'lgan keng miqyosli echimni ishlab chiqish maqsadga muvofiqdir.

Chiqish quvvati. Kerakli chiqish quvvati darajasi aniq dasturga qarab farq qilishi mumkin. Odatiy stsenariy turli xil chastotalarni o'tkazish tizimlarida mikser moslamasi sifatida sintezatordan foydalanadi. Odatda, 10 ... 17 dBm qabul qilinadigan darajadir, ammo ba'zi bir zanjirlar yuqori quvvat talab qiladi.

Garmonik bo'lmagan buzilish. Garmonik bo'lmagan spektral komponentlar ( turtki) - alohida diskret chastotalarda sintezator tomonidan yaratilgan kiruvchi chastota mahsulotlari. Ushbu tarkibiy qismlarning joylashuvi va darajasi qurilish arxitekturasi va ma'lum bir sintezatorning chastota rejasi bilan belgilanadi. Mikroto'lqinli aloqa tizimlarida narmonik bo'lmagan buzilish qabul qiluvchi qurilmaning qabul qilingan signalni chiqarib olish va qayta ishlash qobiliyatini cheklashi mumkin. Shunday qilib, sintezatorning narmonik bo'lmagan spektral qismlarining darajasi minimallashtiriladi va qoida tariqasida asosiy signal darajasiga nisbatan -60 dBc dan oshmaydi, garchi ba'zi hollarda -80 dBc va undan pastga tushirish kerak. Bu chastota sintezatorini loyihalashda biroz harakat talab qiladi va odatda fazaviy shovqin, chastota o'lchamlari va supurish tezligi kabi boshqa parametrlar o'rtasidagi savdo hisoblanadi.

Fazali shovqin va barqarorlik natijada qabul qilish tizimlarining sezgirligini cheklaydigan asosiy parametrlardan biridir. Sintezatorning barqarorligi va fazaviy shovqin mos yozuvlar signali bilan aniqlanadi ( ma'lumotnoma), shuningdek sintezatorning o'ziga xos arxitekturasi. Faza bilan yopiladigan pastadir (PLL) sintezatorlari ishlatiladigan sozlanadigan osilatorga ham bog'liq, ularning shovqini fundamental chastotadan katta o'choqlarda samarali mos yozuvlar shovqinidan past bo'lishi mumkin. Bunga YIG generatori yaxshi misol bo'la oladi ( YIGosilator), shovqin darajasi 2 dan 10 gigagertsgacha va undan yuqori chastota diapazonida -120 ... -130 dBc / Hz (100 kHz ofset) ga yetishi mumkin.

Sozlash tezligi sintezatorni bir chastotadan boshqasiga qanchalik tez sozlash mumkinligini aniqlaydi. Signalni sozlash uchun talab qilinadigan vaqt juda muhim, chunki uni odatda signalni qayta ishlash uchun ishlatib bo'lmaydi. Aloqa tizimlarining yangi avlodlari samarali o'tkazish qobiliyatini oshirish uchun doimo yuqori kommutatsiya stavkalarini talab qiladi. An'anaviy "sekin" o'lchash asboblari ham sozlash tezligini oshirishni talab qiladi. Bunga to'rtta yuqori tezlikda mustaqil chastota sintezatorlarini o'z ichiga olgan yangi vektorli tarmoq analizatori misol bo'lishi mumkin. Shunday qilib, chastota sintezatorlarining dizaynerlari ushbu tendentsiyani hisobga olishlari kerak; talab qilinadigan sozlash tezligining qiymatlari mikrosekund oralig'ida.

Energiya iste'moli va o'lchamlari. Zamonaviy uskunalar kichikroq va kamroq energiya sarflashga moyil. Yangi dizaynlarda yuqori darajadagi integratsiya va kam quvvat iste'moli bo'lgan chiplardan foydalanish kerak. Shuningdek, katta va energiya sarflaydigan YIG generatorlari va filtrlaridan voz kechish kerak.

Maxsus talablar

Mikroto'lqinlar diapazonining zamonaviy chastotali sintezatorlari doimiy ravishda texnik xususiyatlarni yaxshilash, kengaytirishni talab qiladi funktsionallik, hajmning pasayishi, energiya sarfi va yakuniy narx. Shu bilan birga, zamonaviy mikroto'lqinli tizimlarning o'tkazuvchanlik qobiliyatini doimiy ravishda kengaytirib boradigan sozlash tezligini oshirish alohida talab hisoblanadi. An'anaviy asbobsozlik va aloqa tizimlari millisekundlik diapazonda ishlayotgan bo'lsa-da, yangi tizimlar asosiy texnik xususiyatlarni (fazaviy shovqin, garmonik bo'lmagan buzilish) saqlab turish uchun mikrosekundli kommutatsiya tezligini talab qiladi, bu aniq texnik qiyinchiliklarga olib keladi. Yana bir muammo oxirgi narxning pasayishi, garchi bu "standart" talab bo'lsa-da, zarur texnik echimlarni tanlashni keskin toraytiradi.

Ushbu maxsus talablar - mikrosaniyani tozalash tezligi diapazoni (past shovqin va buzilish bilan birga!) Va arzon narxlar - chastota sintezatorlarining yangi avlodlarini rivojlantirishda muhim parametr bo'lishi mumkin.

Arxitektura echimlari

Quyida chastota sintezatorlarining turli xil arxitekturalari va dizayn xususiyatlari muhokama qilinadi. Tyuning tezligini oshirishga, shuningdek sintezator narxini pasaytirishga qaratilgan texnik echimlarga alohida e'tibor beriladi.

Analog sintezatorlar. Istalgan sintezatorning asosiy vazifasi mos yozuvlar signalini ( ma'lumotnoma) chiqish signallarining kerakli soniga kiriting. Analog sintezatorlar ( To'g'ridan-to'g'riAnalogSintezatorlarRasmda ko'rsatilgandek, individual bazaviy chastotalarni keyinchalik ularni filtrlash bilan aralashtirish orqali amalga oshiriladi. 1. Asosiy chastotalarni past chastotali (kvarts, SAW) yoki yuqori chastotali (dielektrik, sapfir, to'lqin moslamasi, seramika rezonatorlari) generatorlar asosida chastotani ko'paytirish, bo'linish yoki fazani blokirovka qilish orqali olish mumkin.

Ushbu topologiyaning asosiy kamchiligi cheklangan chastota diapazoni va piksellar sonidir. Bizning misolimiz (1-rasm) o'n sakkizdan oshiq chiqish chastotasini yaratadi (mikserning ikkala yon tomonlaridan ham). Rasmda ko'rsatilgandek, ko'proq tayanch chastotalarini va / yoki aralashtirish bosqichlarini kiritish orqali hosil bo'lgan signallar sonini ko'paytirish mumkin. 2. Biroq, bu ishlatiladigan komponentlar sonining tez o'sishiga va shuning uchun tizimning murakkabligiga olib keladi.

Samarali echim raqamli ( DDS) analog qismdan talab qilinadigan minimal chastotani oshirish uchun sintezator (3-rasm).

Yana bir jiddiy muammo - aralashtirish bosqichlarining istalmagan konversiya mahsulotlarining ko'pligi, ularni ehtiyotkorlik bilan filtrlash kerak; kommutatsiya qilinadigan filtrlarning zarur bo'lgan izolyatsiyasini ta'minlashga alohida e'tibor berish kerak. Turli xil mikser va filtr tuzilishlarining ko'pligi ma'lum bo'lsa-da, ularning barchasi odatda kichik qadam o'lchamlari va keng chastota qamrovini ta'minlash uchun og'ir uskunalarni (ya'ni komponentlarni) talab qiladi. Shunday qilib, ushbu yondashuv juda yuqori sozlash tezligi va past shovqinni taklif etsa ham, uning narxi juda yuqori bo'lganligi sababli cheklangan.

Raqamli sintezatorlar. An'anaviy echimlardan farqli o'laroq, raqamli sintezatorlar ( DDS - to'g'ridan-to'g'ri raqamli sintezator) tayanch (soat) signalidan kerakli chiqish to'lqin shaklini yaratish uchun raqamli ishlovdan foydalaning. Fazali akkumulyator yordamida birinchi navbatda signalning raqamli namoyishi yaratiladi (4-rasm), so'ngra chiqish signalining o'zi (sinusoidal yoki boshqa istalgan shakl) raqamli-analogli konvertor (DAC -) yordamida hosil bo'ladi. DAC). Raqamli signallarni ishlab chiqarish tezligi asosan raqamli interfeys tomonidan cheklangan va analog davrlarga taqqoslanadigan juda tez. Raqamli sintezatorlar, shuningdek, juda kam fazali shovqinni ta'minlaydi, hattoki ishlatilgan soatlardagi shovqinni namoyish etadi. Shu nuqtai nazardan, raqamli sintezator an'anaviy chastota bo'linuvchisi kabi ishlaydi. Shu bilan birga, raqamli sintezatorning asosiy afzalligi faza akkumulyatorining uzunligi bilan belgilanadigan uning juda yuqori chastotali aniqligi (1 Gts dan past).

Asosiy kamchiliklar cheklangan chastota diapazoni va katta signal buzilishidir. Raqamli sintezatorning ishchi chastota diapazonining pastki chegarasi aslida DC mintaqasida bo'lsa ham, Nyquist mezoniga muvofiq uning yuqori chegarasi soat chastotasining yarmidan oshmasligi kerak. Bundan tashqari, chiqish signalini rekonstruktsiya qilish past chastotali filtrni talab qiladi, bu chiqish signalini soat chastotasining 40% (taxminan) bilan cheklaydi.

Yana bir jiddiy muammo - istalmagan spektral mahsulotlarning yuqori miqdori ( turtki) kvantlash va DAC konversiya xatolari tufayli. Shu nuqtai nazardan, raqamli sintezator kombinatsiyalangan chastotalarda diskret mahsulotlarni ishlab chiqaradigan chastota mikseriga o'xshaydi. Ushbu mahsulotlarning chastota joylashishini osonlikcha hisoblash mumkin bo'lsa-da, ularning amplitudasi oldindan aytib bo'lmaydi. Qoida tariqasida, quyi darajadagi mahsulotlar eng yuqori amplituda, ammo ma'lum bir sintezator uchun chastota rejasini ishlab chiqishda ancha yuqori buyurtma qilingan mahsulotlarni hisobga olish kerak. Amplituda, shuningdek, soat chastotasi oshib borishi bilan ortadi, bu hosil bo'lgan chastota diapazonini qo'shimcha cheklashdir. Diapazonning yuqori chegarasining amaliy qiymatlari mintaqada bir necha o'nlabdan bir necha yuz MGts gacha, diskret spektral mahsulotlar darajasida -50 ... -60 dBc. Shubhasiz, chastota sintezatorining chiqish signalini to'g'ridan-to'g'ri ko'paytirish spektral tarkibning keyingi buzilishi tufayli amalga oshirilmaydi.

Raqamli sintezatorning spektral tarkibini yaxshilash uchun juda ko'p miqdordagi apparat va dasturiy echimlar ma'lum. Uskuna usullari odatda raqamli sintezator signalining yuqori chastotali tarjimasiga va shaklda ko'rsatilganidek, keyingi bo'linishga asoslangan. 5. Ushbu usul istalmagan spektral mahsulotlarni chastota bo'linishiga xos bo'lgan 20 dB / oktavaga kamaytiradi. Afsuski, bu shuningdek, ishlab chiqarilgan signalning o'tkazish qobiliyatini kamaytiradi, bu esa analog konturlar singari ishlatilgan tayanch chastotalar va filtrlar sonini ko'paytirishni talab qiladi (6-rasm).

Dasturiy ta'minot usullari sintezatorning chastota rejasini raqamli sintezatorning diskret mahsulotlarining joylashuvi uning chiqishi va soat chastotasining funktsiyasi ekanligiga asoslanadi (chastota mikserlari kabi). Shunday qilib, berilgan chiqish chastotasi uchun diskret mahsulot raqamli sintezatorning soat chastotasini o'zgartirib, chastotani o'zgartirishi mumkin (va shuning uchun filtrlanadi). Ushbu usuldan, ayniqsa soatni ishlab chiqarishni va chiqish signalini tor tarmoqli filtrlashni ta'minlaydigan PLL tizimlarida samarali foydalanish mumkin. Shuni ta'kidlash kerakki, dasturiy ta'minot usuli nisbatan kichik buyurtma mahsulotlarini bostirish uchun juda samarali ishlaydi. Afsuski, diskret spektral mahsulotlarning zichligi odatda ularning tartibiga mutanosib ravishda oshadi, bu esa ushbu usulning amaliy qo'llanilishini -70 ... -80 dBc darajasida cheklaydi.

Shunday qilib, cheklangan chastota diapazoni va kiruvchi spektral mahsulotlarning yuqori miqdori tufayli, mikroto'lqinli signalni to'g'ridan-to'g'ri ishlab chiqarish uchun raqamli sintezatorlardan kam foydalaniladi. Shu bilan birga, ular yuqori chastotali piksellar sonini ta'minlash uchun yanada murakkab analog va PLL tizimlarida keng qo'llaniladi.

PLL sintezatorlari

PLL-ga asoslangan sintezatorlar odatda analog davrlarga qaraganda ancha kichikroq va unchalik murakkab emas. Masalan, odatdagi bitta davrali PLL sintezatori kuchlanish bilan boshqariladigan sozlanadigan osilatorni (VCO - VCO), zarur bo'lgan (dasturlashtiriladigan) chastota bo'linishidan so'ng, sek. rasmda ko'rsatilganidek, faza detektori kirishiga etkaziladigan signal. 7.

Faz detektorining boshqa kiritilishi mos yozuvlar signal manbasiga ulangan ( ma'lumotnoma), chastotasi kerakli chastotali qadamga teng. Faza detektori har ikkala kirishda signallarni taqqoslaydi va xato signalini hosil qiladi, filtrlash va kuchaytirgandan so'ng (agar kerak bo'lsa) VCO chastotasini ƒ \u003d F REF × N ga sozlaydi, bu erda F REF - faza detektorining kirishidagi signal chastotasi.

PLL asosidagi mikrosxemalarning asosiy afzalligi past pasli filtrdan samarali foydalanish tufayli chiqish signalining yanada toza spektridir (LPF - LPF),va analog sintezatorlarga qaraganda ancha past darajadagi murakkablik. Asosiy kamchilik - bu uzoqroq vaqtni tozalash (PLL filtrining o'tkazish qobiliyatiga teskari proportsional va shuning uchun chastota bosqichiga) va fazali shovqinning analog davrlarga nisbatan ancha yuqori darajasi. PLL filtrining o'tkazish qobiliyati ichidagi sintezator fazasining shovqini λ \u003d λ PD + 20 jurnal N, bu erda λ PD - bu moslama signalining faza shovqinining umumiy darajasi, faza detektori, chastota taqsimlagichi, aloqa zanjirining filtri va kuchaytirgichi, faza detektori kirishiga qayta hisoblab chiqilgan (8-rasm). Shunday qilib, fazali shovqin chastota bo'luvchisining bo'linish omiliga bog'liq bo'lib, u kerakli chastota aniqligini ta'minlash uchun etarlicha katta bo'lishi mumkin. Shunday qilib, 1 Gigagertsli 10 gigagertsli signalni olish uchun bo'linish koeffitsienti 10000 ga teng bo'lishi kerak, bu 80 dB fazali shovqinning oshishiga mos keladi. Bunga qo'shimcha ravishda, dasturlashtiriladigan bo'linuvchilar nisbatan past chastotalarda qo'llaniladi, bu qat'iy belgilangan nisbati bilan qo'shimcha yuqori chastotali bo'luvchini kiritishni talab qiladi. (prescaler).Bu geribildirim pastadirining umumiy bo'linish nisbati oshishiga va natijada fazaviy shovqinning keyingi buzilishiga olib keladi. Shubhasiz, bunday sodda sxema zamonaviy past shovqinli signal generatorlarining shovqin qobiliyatlaridan foydalanishga imkon bermaydi. Bundan tashqari, sintezatorning chiqish spektridagi mos yozuvlar signalining harmonik tarkibiy qismlari, odatda, geribildirim pastadiridagi bo'linish omiliga mutanosibdir. Natijada, bitta davrali PLLlar cheklangan foydalanishni topadi, xususan, ishlab chiqarilgan signalning sifatiga yuqori talablar qo'ymaydigan tizimlarda.

Sintezatorning asosiy xususiyatlari sek.-Rasmda ko'rsatilganidek, aloqa tarmog'iga chastota konversiyasini (mikser) kiritish orqali sezilarli yaxshilanishi mumkin. 9. Bu VCO signalini chastotada pastga aylantiradi, bu esa geribildirim davrasining bo'linish nisbatlarini sezilarli darajada kamaytiradi. Mikserning mos yozuvlar signali ixtiyoriy PLL (ko'p halqa) yoki chastota multiplikatori yordamida yaratiladi. Yaxshi echim - bu o'rnatilgan diod tomonidan ishlab chiqarilgan mos yozuvlar signalining bir nechta harmonikasini ishlatadigan harmonik mikserdan foydalanish. Garmonik mikserdan foydalanish sintezator dizaynini sezilarli darajada soddalashtirishi mumkin. Shu bilan birga, ushbu turdagi mikserning optimallashtirish arzimas vazifadan uzoq bo'lgan alohida elektron elementlarning parametrlariga o'ta yuqori sezgirligini ta'kidlash kerak.

Fazali shovqin va chastota o'lchamlarini aniq talablariga qarab, aralashtirish bosqichlarini kiritish mumkin, ammo bu yanada murakkab sintezator dizayniga olib keladi. Chastotani o'zgartirish sxemalariga xos bo'lgan yana bir muammo soxta chastotani blokirovkalashdir (masalan, rasmlarni aralashtirish kanalidan foydalanganda). Buning uchun VCO chastotasini oldindan aniq sozlash talab qilinadi, masalan, raqamli-analogli konvertor (DAC) yordamida. Bu, o'z navbatida, harorat harorati oralig'ida VCO chastotasini sozlash xarakteristikasining o'ta yuqori chiziqliligini (va takroriyligini), shuningdek haroratning pasayishini qoplash uchun ushbu xarakteristikani aniq kalibrlashni talab qiladi. Bundan tashqari, raqamli-analogli konvertorlar odatda shovqinning yuqori darajasi bilan ajralib turadi, bu sintezatorning shovqin xususiyatlariga to'g'ridan-to'g'ri ta'sir qiladi va kerakli chastotaga oldindan sozlangandan so'ng DAC-ni PLL ko'chadan olib tashlashni talab qiladi.

Umumiy bo'linish koeffitsientini kamaytirishning yana bir usuli chastotani quyidagilarga bo'lish orqali erishiladigan fraktsion bo'linish omillaridan foydalanishga asoslangan. N+1 har bir Msignal davrlari va quyidagilarga bo'lish Nqolgan vaqt davomida. Bunday holda, o'rtacha bo'linish nisbati (N+1)/ Mqayerda N va M- butun raqamlar. Berilgan bosqich o'lchamlari uchun fraktsiyali-N davrlari faza detektorining kirishida yuqori mos yozuvlar chastotasini ishlatishga imkon beradi, bu esa faza shovqinining pasayishiga va sintezatorning sozlash tezligining oshishiga olib keladi. Fraktsiya bo'linish texnikasining asosiy kamchiliklari fraktsiya bo'linish mexanizmiga xos bo'lgan fazaviy xatolar tufayli notararmon spektral tarkibiy qismlarning ko'payishi hisoblanadi.

Juda samarali echim yuqorida muhokama qilingan raqamli sintezatordan foydalanish ( DDS), bu asosan fraktsion chastota bo'luvchisidir. Rasmda ko'rsatilgandek raqamli sintezator mos yozuvlar signali sifatida yoki kasr chastotani taqsimlovchi sifatida ishlatilishi mumkin. Navbati bilan 10, 11. Raqamli sintezatorning chiqish signalining spektral tarkibiga alohida e'tibor qaratish lozim, ular PLL pastadirida chastota bo'luvchisi mavjudligi sababli 20 dB / oktavaga pasayadi. Ushbu nuqtai nazardan, sek. Yuqorida ko'rib chiqilgan aralashtirish bosqichlarini joriy etishga imkon berganligi sababli 10 yanada moslashuvchan ko'rinadi. Diagramma sek. Da ko'rsatilgan bo'lsa-da. 11 va chastota bo'luvchisini o'z ichiga olmaydi, ammo raqamli sintezatorning kirish (chiqish) va chiqish chastotalari nisbatlariga mos keladigan bir xil buzilish darajasiga duch keladi.

Shuni ta'kidlash kerakki, raqamli sintezatorlarning spektral xususiyatlarini yaxshilash uchun yuqorida tavsiflangan usullar juda yuqori filtrlash xususiyatlariga ega PLL davrlari bilan samarali ishlaydi. Va raqamli sintezatordan foydalanish kontaktlarning zanglashiga olib keladi, ammo shunga qaramay, umumiy dizayn yaxshi texnik va iqtisodiy xususiyatlarga ega bo'ladi.

VCO tanlovi

PLL sintezatorlarining dizayni asosan ishlatiladigan VCO parametrlari bilan belgilanadi. Tarixan, sintezator dizaynerlari asosan keng chastota diapazoni va past fazali shovqinga ega bo'lgan YIG generatorlariga ishonishgan. YIG generatorlari shuningdek chiziqli (va takrorlanadigan) sozlash xususiyatlarini namoyish etadi, bu esa ko'p tsiklli PLL tizimlarida dastlabki sozlash va chastotani qulflashni soddalashtiradi. YIG generatorlarining ushbu noyob xususiyatlari uzoq vaqt davomida ularga asoslangan sintezatorlarning ustunligini ta'minladi.

Shu bilan birga, har qanday YIG generatoriga xos bo'lgan yuqori energiya iste'moli, hajmi, katta xarajati va ayniqsa sozlashning past darajasi yarimo'tkazgich generatorlariga o'tishni oldindan belgilab qo'ydi. Hozirgi vaqtda yuqori chastotali (10 gigagertsgacha va undan yuqori) qattiq holatdagi sozlanishi osilatorlari arzon narxlardagi integral mikrosxemalar sifatida mavjud. Bunday generatorlarning shovqin ko'rsatkichlari YIG generatorlaridan ancha yomon bo'lgani uchun, sintezator dizaynerlari asosan mos yozuvlar manbasining shovqin sifatiga tayanishi kerak. Hozirgi vaqtda tijorat kristalli osilatorlari 100 MGts chastotada -160 ... -176 dBc / Hz mintaqada 20 ... 100 kHz chastotasida fazoviy shovqinni namoyish etmoqda. Ushbu qiymatlar 10 GGts ga o'zgartirilganda -120 ... -136 dBc / Hz ga teng va bu taqqoslanadigan va hatto YIG generatorlarining shovqin xususiyatlaridan ham ustundir. Albatta, bu individual sintezator elementlarining shovqin xususiyatlari mos yozuvlar signalining konversiyasiga sezilarli darajada ta'sir qilmaydi deb taxmin qiladi. Ushbu taxmin innovatsion texnik echimlarni talab qilsa ham, yakuniy effekt aniq: yarimo'tkazgichli osilatorlarga asoslangan sintezatorlar qimmat, noqulay va energiya sarflaydigan YIG generatorlaridan foydalanmasdan juda yuqori shovqin va spektral xususiyatlarga ega bo'lishi mumkin.

Kelajakni rivojlantirish

Analog sintezator juda tez sur'atlar bilan va past fazali shovqinlarni taklif qiladigan eng zamonaviy arxitekturadir. Garchi uning iqtisodiy ko'rsatkichi xarajatlarni qisqartirishning umumiy tendentsiyasiga mos kelmasa ham, analog sintezator ba'zi amaliy dasturlarda juda yaxshi echim bo'lishi mumkin, bu erda past narx ustunlik qilmaydi. Analog sintezator dizaynini soddalashtiradigan raqamli sintezatorlarning ishlash chastotasi oshishi bilan ba'zi xarajatlarning pasayishi kutilmoqda.

Raqamli sintezatorlar GaAs, Si va SiGe texnologiyalarining juda tez rivojlanishi natijasida juda katta imkoniyatlarga ega. Raqamli sintezatorlarning ish chastotasini oshirish va spektral xususiyatlarini yaxshilash kutilmoqda, bu analog va PLL sintezatorlarini loyihalashda katta yordam beradi.

Biroq, yaqin kelajakda eng istiqbolli o'zgarishlar, arzon osilatorli integral mikrosxemalarga asoslangan PLL sintezatorlari bilan bog'liq bo'ladi. Asosiy harakatlar PLL filtrining optimal o'tkazish qobiliyatini bir necha MGts gacha kengaytirish uchun sintezatorning alohida elementlarining ichki shovqinini kamaytirishga yo'naltiriladi, bunda qattiq holatdagi osilatorlar YIG generatorlari bilan shovqin xususiyatlarida raqobatlashadi. Bu YIG generatorlariga xos bo'lgan shovqin darajasini saqlab turishda mikrosekund chastotasini pasaytirish tezligi oralig'iga erishishga imkon beradi. Ushbu xususiyatlar, PLL asosidagi sintezatorlarga xos bo'lgan arzon narxlar bilan bir qatorda, kelajakdagi dizaynlarda ularning ustunligini aniqlashi mumkin.

Adabiyotlar:

1. J. Braun, "Chastotani sintez qiluvchi tune aloqa tizimlari", Mikroto'lqinlar va RF, 2006 yil mart.
2. V. Kroupa, "Chastotani sintez qilish nazariyasi, dizayni va qo'llanmalari", Nyu-York: Uilli, 1973 yil.
3. V. Manassewitsch, "Chastotali sintezatorlarning nazariyasi va dizayni", Uchinchi nashr, Nyu-York: Jon Uili va Sons, 1987 yil.
4. U. Rode, "Mikroto'lqinli va simsiz sintezatorlar: nazariya va dizayn", Nyu-York: Jon Uili va Sons, 1997 yil.
5. J. Klapper va J. Frankl, "Bosib qo'yilgan va chastotali aloqa tizimlari", Nyu-York: Vili, 1972 yil.
6. Rohde va Shvartsning "24 Gigagertsli tarmoq analizatori", Mikroto'lqinli jurnal, 2005 yil oktyabr.
7. Z. Galani va R. Kempbell, "Radarlar uchun chastotali sintezatorlarning umumiy sharhi", IEEE Transactionon mikroto'lqinli nazariyasi va texnikasi, jild, jild. MTT-39, 1991 yil, pp. 782-789.
8. V. Kroupa, "Raqamli chastotalarni to'g'ridan-to'g'ri sintezatorlari" Nyu-York: IEEE Press, 1999 yil.
9. T. Endres, R. Xoll va A. Lopes, IEEE Xalqaro chastotalarni boshqarish simpoziumi Proc., 1994, b. 625-632-yillarda.
10. W. Egan, "Faza Lock tomonidan chastotalarni sintezi" Nyu-York: Wiley, 2000 yil.
11. R. Best, "Bosqichli qulflangan looplar - nazariya, dizayn va qo'llanmalar" Nyu-York: Mak-Gro-Xill, 1984 yil.
12. U. Rode, "Raqamli PLL sintezatorlari: Dizayn va ilovalar" NJ: Prentice Hall, 1983 yil.
13. A. Blanchard, "Fazali yopiq ko'chadan" Nyu-York: Uili, 1976 yil.
14. F. Gardner, "Faselok texnikasi" Ikkinchi nashr, Nyu-York: Vili, 1979 yil.
15. "Fractional-N Sintezator" ilovasi uchun eslatma, Synergy Mikroto'lqinli Korporatsiyasi, http://www.synergymwave.com/\u003e www.synergymwave.com.
16. Valpey Fisher Corporation tomonidan nashr etilgan "Yuqori chastotali ma'lumot moduli", Mikroto'lqinli jurnal, 2005 yil aprel.

muallif haqida

Aleksandr Chenakin Kiev politexnika institutini tugatgan, texnika fanlari nomzodi. U turli muhandislik va boshqaruv lavozimlarida ishlagan, mikroto'lqinli signallarni ishlab chiqarishda ilg'or texnologiyalarni tadqiq qiluvchi konsalting kompaniyasini boshqargan. Hozirgi vaqtda u San-Xose, AQShning Faza Matritsasida chastota sintezi departamenti direktori bo'lib ishlaydi, u erda turli xil asboblar va tizimlar uchun chastota sintezatorlarining yangi avlodlarini ishlab chiqishni nazorat qiladi.

Biz eng yaxshi ishlab chiqaruvchilarning mahsulotlarini taqdim etdik

PRIST vazifalarni o'lchash uchun eng maqbul echimlarni taklif etadi.

Bizdan nafaqat osiloskop, quvvat manbai, signal generatori, spektr analizatori, kalibrator, multimetr, oqim qisqichini sotib olishingiz, balki o'lchash asbobini tekshirishingiz yoki sozlashingiz mumkin. Biz dunyodagi eng yirik o'lchash uskunalari ishlab chiqaruvchilari bilan to'g'ridan-to'g'ri shartnomalarga egamiz, shuning uchun sizning muammolaringizni hal qiladigan uskunani tanlashimiz mumkin. Katta tajriba bilan biz quyidagi brendlarni tavsiya qilishimiz mumkin.

1.10-banddan kelib chiqqan holda, printsipial ravishda, har qanday chastota diapazonida, shu jumladan mikroto'lqinlarda raqamli fazali blokirovka qilingan pastadir chastotasini boshqarish yordamida DKSCh tizimini qurish mumkin. Bunday tizimlar haqida ma'lum nashrlar, garchi faqat dekimetr oralig'ida bo'lsa ham (masalan,) 60-yillarning ikkinchi yarmiga to'g'ri keladi. CMB oralig'iga kelsak, biz 1971 yildan boshlab ushbu diapazonning raqamli sintezatorini tavsiflovchi bitta maqola haqida bilamiz. Qabul qilaylik, 400 MGts gacha bo'lgan sintezatorlar metr to'lqin uzunligi diapazoniga tegishli bo'lib, ular metrning chegarasidan biroz oshib ketadigan diapazoni egallaganlari uchun emas, balki ularni qurish printsiplari bo'yicha ham yaqinlashadi.

Oddiy raqamli sintezatorning ishlaydigan chastota diapazonining kengligi DPKD maksimal tezligidan oshmasligi mumkin, shuning uchun mikroto'lqinli chastotalarda DSPAFning eng oddiy tizimlari qo'llanilmaydi. Yuqorida ta'kidlanganidek, DFKD ning DPKD ga kiritilishi tizimni yanada inertlashtiradi va ikkinchisining shovqin xususiyatlarini yomonlashtiradi. Darhaqiqat, agar zamonaviy DPKD ning maksimal tezligi 50 MGts ga teng bo'lsa, unda f 0 \u003d 5 Gigagerts (santimetr oralig'ining o'rtasi) uchun s \u003d 100 bo'linish koeffitsienti bo'lgan DPKD kerak, ya'ni boshqa barcha narsalar teng bo'lsa, DPAF halqasining tasmasi ushbu misolda torayadi. ikkita kattalik buyurtmasi bo'yicha.

1.10-bandda ko'rsatilgandek, heterodining DSPAF tizimi (1.12-rasm, a) noqulay bo'lsa ham, eng oddiy tizimdan kam bo'lmagan elektr xususiyatlariga ega. Bu DPKD tezligi bilan cheklanmaydi va shuning uchun mikroto'lqinli sintezatorlarda foydalanish mumkin. Biroq, ushbu tizimni mikroto'lqin chastotasida ishlatish o'ziga xos xususiyatlarga ega. Birinchidan, mikroto'lqin chastotasida ishlaydigan chastota diapazonining kengligi P 0 \u003d f 0 max - f 0 min, deyarli har doim DPKD f DP max tezligidan oshib ketishi sababli, heterodinatsiyani bitta chastota bilan emas, balki fq (k) mos yozuvlar chastotalari tarmog'i orqali amalga oshirish kerak (oldingi o'n yillikdagi kabi) ko'p o'n yillik DKSCh tizimi). Ikkinchidan, belgilangan panjara β k darajasi, DPKD ning fazoviy darajasi - DP DP min, ya'ni amalda β kf DP maksimal - f DP min, so'ng DPKD oldidan siz DPKD ni bitta yoki boshqa shaklda yoqishingiz kerak. ikkita tetik. Bunday kichik bo'linish koeffitsienti DPKD (c \u003d 2 yoki c \u003d 4), birinchidan, tizimning elektr xususiyatlarini sezilarli darajada yomonlashtirmaydi va ikkinchidan, sanoat tezroq DPKDni assimilyatsiya qilgani sababli, DPKD birinchi navbatda bitta tetiklashga aylanadi (c \u003d 2), va keyin uni sxemadan butunlay chiqarib tashlash mumkin.

Shunday qilib, mikroto'lqinlar chastotasi uchun xos bo'lgan raqamli sintezatorning sxemasini sek. 3.1a. Ushbu tizim uchun

(3.1) va (3.2) qo'shma echim beradi

Keyin (3.3) va (3.4) dan DPKD bo'linish koeffitsientidan

Ikkinchi bobda mos yozuvlar chastotalarini tanlash uchun [f-la (2.44)] mezonlari aniqlandi, ular sintezator chiqishida PLL halqasi tomonidan nazoratsiz yon komponentlarning yo'qligini aniqladi. Keling, ushbu mezonlarni sxemada diagrammada qanday bajarilishini ko'rib chiqamiz. 3.1a. Sifatida

keyin (3.6) ni (3.1) ga almashtirsak, olamiz

Bu (2.44) dan shartni qondirish kerakligi kelib chiqadi Agar oxirgi iborada ekstremal holatni qabul qilsak (tengsizlikni tenglik bilan almashtirsak) va buni hisobga olib (3.8) ni (3.7) ga almashtirsak, u holda

Ammo, odatda, mikroto'lqinli tizimlarda P 0 \u003e\u003e f DP max. Shuning uchun, yoki DFCD ning bo'linish koeffitsienti etarlicha katta bo'lishi kerak, yoki tizimdagi shart (2.44) sek. 3.1a faqat maxsus holatda bajarilishi mumkin.

Biroq, bu erda ham shunday xulosaga kelish mumkinligi qabul qilindi.

Yuqorida, DPKD-ning tizim parametrlariga, ayniqsa katta s-larga salbiy ta'siri ko'rsatildi. Shuningdek, yaqin kelajakda DPKD tezligining keskin oshishiga umid qila olmaymiz. Shuning uchun, sek. 3.1a-dan faqat tor doiradagi sintezatorda foydalanish mumkin.

Tengsizliklardan birining bajarilishi (2.44) majburiy deb hisoblanishi kerak, sintezatorning ishlaydigan doirasidan tashqarida mos yozuvlar chastotalarini "" "yuqoriga" yoki "pastga" o'tkazish kerak va agar sintezator qabul qilgich yoki uzatgich mikserida ishlayotgan bo'lsa, u holda tashuvchilarning ishlash doirasidan tashqarida. Bu holda, shubhasiz, (2.44) shartlari yana bir tengsizlik bilan to'ldirilishi kerak.

Babkovskiy A.P., Seleznev N.E. FGUP O'lchov tizimlari ilmiy-tadqiqot instituti. Yu. E. Sedakova GSP-486, N. Novgorod - 603950, Rossiya tel .: 8312-666202, qo'shimcha 295, elektron pochta: [elektron pochta himoyalangan]

Xulosa - bitta chipli fazali avtomatik chastotani boshqarish chipiga asoslangan C-tasmasi uchun oddiy mikroto'lqinli sintezatorni loyihalash bo'yicha ish natijalari.

I. Kirish

Yoritilgan signallarni Doppler bilan qayta ishlaydigan qisqa masofali radar qurilmalarida ishlaydigan chastotalarni millimetr to'lqin uzunligi oralig'ida ko'payishi nurlantirilgan salınımların barqarorligini sezilarli darajada oshirishni talab qiladi.

Qurilmaning maksimal samaradorligi uchun dekimetr chastota diapazonidagi oraliq chastotalarda Dopler siljishini o'lchash asosida signallarga ishlov berish sxemalaridan foydalanish uzatuvchi va qabul qilgich yo'lida kogerent generatorlardan foydalanishni talab qiladi.

Hozirgi vaqtda bunday millimetr to'lqinli tizimlar uchun izchil signallarni olishning eng maqbul usuli bu santimetr chastota diapazonida chastota sintezatorlaridan foydalanish va keyin ularni ko'paytirish va kuchaytirishdir.

Odatda, bunday sintezatorlar mikserlar, bo'linuvchilar va chastotali ko'paytirgichlardan foydalangan holda ko'p bosqichli davralarda quriladi.

Biroq, so'nggi yillarda, bitta chipli fazali qulflangan pastadir (PLL) sintezatorlarining yuqori ish chastotasi C-diapazonining o'rtasiga ko'tarildi.

Hozirgi vaqtda Skyworks va Analog Devices ushbu chastota diapazoni uchun bitta chipli PLL sintezatorlarini ishlab chiqarishda etakchi hisoblanadi.

Rossiya elektron komponentlari bozorida Skyworks Inc. kompaniyasining mahsulotlari. kompaniyasi tomonidan taqdim etilgan: MChJ "Radiocomp", Moskva.

1993 yildan boshlab, Analog Devices bilan to'g'ridan-to'g'ri litsenziya shartnomasi imzolangandan so'ng, Moskva ZAO Argussoft kompaniyasi, doimiy ravishda ishlab chiquvchilarga tarkibiy qismlar va nosozliklarni tuzatish moslamalarining to'liq to'plamini yangilab va taklif qilmoqda.

"MEI elektron komponentlari" kompaniyasi, Moskva, ishlab chiqaruvchilarga turli ishlab chiqaruvchilarning PLL sintezator chiplaridan foydalanish bo'yicha batafsil materiallarni taqdim etadi.

PLL sintezatorlarining yuqori ishchi chastotasini C-diapazonli chastotalarga ko'tarish, tuzilishida sodda, bir marotabali sintezatorlarni yaratishga imkon berdi.

Bir qator holatlarda, usta osilatorni (MO) va mahalliy osilatorlarni qurishda bunday yondashuv texnik, og'irlik va iqtisodiy ko'rsatkichlar nuqtai nazaridan foydalidir.

C-diapazonida ishlaydigan ba'zi PLL sintezator mikrosxemalarining asosiy parametrlari 1-jadvalda keltirilgan.

Yorliq. 1. PLL sintezator mikrosxemalarining qiyosiy xususiyatlari.

1-jadval. PLL sintezatorlari IC ning taqqoslash xususiyatlari

II. Asosiy qism

1-rasmda ZG va ushbu turdagi lokal osilatorning funktsional diagrammasi 1-rasmda keltirilgan.

1-rasm. Sintezator blok sxemasi.

Anjir. 1 Sintezator blok sxemasi

qayerda Bosh - GK62-TS aniq past past shovqinli kristall osilator, pS - mikrokontroller, PLL IC - mikrosirkulyator sintezatori, LPF - past o'tkazgichli filtr, o'lchov kuchaytirgichi - masshtablash operatsion kuchaytirgich, Dielektrik Rezonator VCO - dielektrik rezonatorga asoslangan voltaj bilan boshqariladigan osilator (VCO), Izolyator - mikroto'lqinli valf, Yo'naltiruvchi kuplaj - yo'nalishli ulash moslamasi.

Mikroto'lqinli sintezatorlarni ishlab chiqish bo'yicha o'z tajribamizni va PLL sintezatorlarining turli mikrosxemalarini tadqiq qilish natijalarini hisobga olgan holda, Skyworks Inc. kompaniyasining kichik va o'zgaruvchan bo'linish nisbati bo'lgan CX72302 mikrosxemasi MO va mahalliy osilatorni ishlab chiqish uchun tanlangan. ...

SX72302 mikrosxemasining asosiy xususiyatlari:

■ asosiy kanalning maksimal chiqish chastotasi - 6,1 Gigagerts;

■ yordamchi - 1000 MGts;

■ maksimal ishlaydigan ICPD - 25 MGts;

■ chastotani almashtirishning kafolatlangan vaqti 100 mk dan oshmaydi;

■ o'z-o'zini shovqin darajasi -128 dB / Hz;

■ chastota bosimi 400 Gts dan past.

SX72302 dan foydalanish etarli darajada bo'lishiga imkon beradi

puls chastotasi fazali detektorining yuqori ishchi chastotasi F \u003d 16.384 MGts, 250 Gts chastotani sozlash bosqichini olish uchun yuqori daraja fraksiya (262144). ICPD ish chastotasining oshishi PLL halqa chastotasini ko'paytirish koeffitsientining pasayishiga va signalning shovqin parametrlarining yaxshilanishiga olib keladi.

Chiqish signalidagi shovqin darajasini pasaytirish uchun yuqori Q dielektrik rezonator (DR) bo'lgan generator ishlatiladi. Bunday generatorda chiziqli chastotani sozlash DRga zaif ulangan ZA627A-6 varikapi yordamida amalga oshiriladi. 2T963A-2 tranzistoridan foydalanish generatorning chiqish quvvatini 50 mVt ga olish imkonini beradi.

VCO chiqishidagi mikroto'lqinli signal chastota sintezatorining chiqishiga darvoza va yo'naltirgich orqali ulanadi (chiqish quvvati + 15 dBm - taxminan 30 mVt). Yo'naltiruvchi ulagichdan quvvatning bir qismi (25 dB krossoverning pasayishi) PLL kirishiga yo'naltiriladi.

PLL teskari aloqa tarmog'idagi past kirish filtri parametrlari Milliy Yarimo'tkazgichlar metodologiyasi yordamida hisoblab chiqilgan. Math-CAD2000 dasturida PLL ko'chadan ishlashi taqlid qilindi va uning barqarorligi ish chastotasi diapazonida tekshirildi.

Sintezatorning chiqish chastotalari C-diapazonining o'rtasida, PLL pastadirning chastota ko'payish koeffitsienti 380 ga etadi (faza detektorining ish chastotasi 16 MGts). Yo'naltirilgan kristalli osilatatorning fazaviy shovqinining spektral zichligi GK-62TS-

0 minus (145 - 155) dB / Hz. PLL mikrosxemasining fazaviy shovqinining spektral zichligi 128 dB / Hz. Shuning uchun hosil bo'lgan signalning fazaviy shovqinining spektral zichligi mikrosxemada aniqlanadi va bo'ladi

UV \u003d -128+ 20 jurnal 380 \u003d -77 dB / Gts.

Sintezatorning chiqish chastotasi AT90S8515-8PI Atmel mikrokontroleri tomonidan boshqariladi. O'tish jarayonini tezlashtirish uchun chastotalarni kommutatsiya qilish faza detektorining maksimal oqimida amalga oshiriladi. Berilgan chastotani ushlab turgandan so'ng, faza detektori oqimi nominal darajaga tushadi, bu sintezatorning chiqish signallari spektrida o'zgarishlar detektorini taqqoslash chastotasi bilan diskret tarkibiy qism darajasining pasayishiga olib keladi. Sintezatorni almashtirgandan so'ng, mikronkontroller pallaning raqamli qismidagi shovqinni kamaytirish uchun kristalli osilator bilan o'chirilgan holda "uyqu" rejimiga o'tadi.

Strukturaviy ravishda, sintezator qattiq koaksiyal kabellar bilan o'zaro bog'langan alohida birliklar to'plami shaklida amalga oshiriladi. PLL mikrosxemasi va u bilan bog'lash uchun qalinligi 0,8 mm bo'lgan FR-4 tolali shishadan tayyorlangan bosma platadan foydalanilgan. Nisbatan yuqori ish chastotasiga qaramay, arzon materialdan tayyorlangan substratni ishlatish juda oqlangan.

III. Tajriba

NR3048A fazali shovqinning spektral zichligini aniqlash uchun asbob yordamida chastota sintezatorining shovqin parametrlarini eksperimental tadqiqotlar o'tkazildi.

Ko'rib chiqilgan oddiy bir davrali chastotali sintezatorning tashuvchidan katta zarbalar paytida fazaviy shovqinning spektral zichligi quyidagicha:

10 kHz -92 dB / Hz;

100 kHz -117 dB / Hz.

Varikapning dielektrik rezonator bilan kuchsiz bog'lanishi tufayli sintezatorning juda yaxshi shovqin parametrlarini olish mumkin edi, ammo varikapdagi nazorat kuchlanishi 1 dan 25 V gacha o'zgarganda uning sozlash diapazoni 50 MGts dan oshmaydi.

Sintezatorning ish chastotasi diapazonini kengaytirish uchun YIG-ga asoslangan boshqariladigan generatordan foydalanish mumkin. Ammo bu chastotani boshqarish pallasini o'zgartirishni talab qiladi.

IV. Xulosa

PLL-ning teskari aloqa aylanishida fraksion bo'linish koeffitsientiga ega bo'lgan bitta chipli mikrosxemani ishlatish, bitta chastotali sxemasi 400 Gts dan kam bo'lgan bitta halqa tizimida va chastotani sozlash bosqichida bo'lgan PLL mikrosxemasining yuqori ish chastotasiga qadar bo'lgan chiqish chastotalari bilan bitta davrali sxemada ixcham chastotali sintezatorlarni loyihalashga imkon beradi. ...

V. Adabiyotlar

Xorijiy ishlab chiqaruvchilarning HF va SHF radio komponentlari. Narxlar jadvali. 5.M. 2004 yil.

Www.argussoft.ru

"MEI elektron komponentlari" 2004 yil yoz.

RF / mikroto'lqinli komponentlar, elektromexanika, quvvat qurilmalari. Elektron katalog 2004 yil

Babkovskiy A.P. QUALCOMM va Mini-Devrlar mikrosxemalari asosida PLL sintezatorlarini loyihalash tajribasi millimetr to'lqin darajasidagi o'lchov signallari birligi uchun. - Kitobda. "8-Xalqaro Qrim konferentsiyasi" Mikroto'lqinli muhandislik va aloqa texnologiyalari ". Konferentsiya materiallari "[Sevastopol, 14-17 sentyabr. 1998]. Sevastopol: Weber, 1998, 2-jild, 667-668-betlar.

Babkovskiy A. P., Seleznev N. E. gibrid PLL / DDS chastotali sintezatorlari. - Kitobda. "11-Xalqaro Qrim konferentsiyasi" Mikroto'lqinli muhandislik va aloqa texnologiyalari ". Konferentsiya materiallari "[Sevastopol, 10-14 sentyabr. 2001]. Sevastopol: Weber, 2001 yil, 112-114 betlar.

Babkovskiy A. P., Seleznev N. Ye, kichik chastotali sozlash bosqichi bilan mikroto'lqinli diapazonning tezkor oktava sintezatori. - Kitobda. "13-Xalqaro Qrim konferentsiyasi" Mikroto'lqinli muhandislik va aloqa texnologiyalari ". Konferentsiya materiallari "[Sevastopol, 8-12 sentyabr. 2003]. Sevastopol: Weber, 2003, 136-138-betlar.

Www.skyworksinc.com

ULTRA FINE TEZLIK QADAM BILAN S-BAND UChUN SINGLEZ-SIZNING SIZNES

Babkovskiy A., Seleznev N.

Federal davlat xususiy unitar korxonasi O'lchov tizimlari ilmiy-tadqiqot instituti Yu. Siz Sedakov GSP-486, Nijniy Novgorod - 603950, Rossiya e-mail: [elektron pochta himoyalangan]

Xulosa - ushbu hujjatda ko'rib chiqilgan bo'lib, PLL bitta halqa asosida C-bandli oddiy chastotali sintezator dizaynining natijalari.

Qisqa diapazonli Doppler radarining MM diapazoniga ko'tarilishi signal uzatish barqarorligini oshirishni talab qiladi.

Signalni qayta ishlash printsipi aks ettirilgan signallarga asoslangan (UHF oralig'ida) oraliq chastotada Dopler chastotasini o'lchash. Shunday qilib, transmitter zanjiri qo'zg'atuvchisi va qabul qiluvchi mahalliy osilator (LO) muvofiq bo'lishi kerak.

Hozirgi vaqtda signallarni hosil qilishda C-diapazonli chastotali sintezatorlarni ko'paytirgichlar va kuchaytirgichlardan foydalanish eng maqbul yondashuv hisoblanadi.

Ko'pincha ushbu sintezatorlar chastotali mikserlar, ajratuvchilar va ko'paytirgichlar bilan birgalikda ko'p sxemali sxemadan foydalangan holda ishlab chiqiladi.

So'nggi yillarda PLL ICning yuqori ish chastotasi C-diapazonigacha oshirildi. Endi ushbu chastota diapazoni uchun PLL IC ning etakchi ishlab chiqaruvchilari Skyworks va Analog Devices hisoblanadi. IC ish chastotasini ko'paytirish oddiy C-diapazondagi bitta halqa chastotali sintezatorlarni loyihalashga imkon beradi.

Ba'zi hollarda bunday yondashuv afzalroqdir.

Bir marotaba PLL asosida uzatuvchi eksiterning blok diagrammasi 1-rasmda keltirilgan. Sintezator dizaynidagi ko'nikmalarimizni hisobga olgan holda, Skyworks CX72302 Fractional-N PLL IC eksititator va LO dizayni uchun tanlangan. Qo'shimcha ma'lumot uchun www.skyworksinc.com veb-saytiga tashrif buyuring.

CX72302-dan foydalanib, biz 250Hz chastotali qadamni faqat fazali detektorni taqqoslash chastotasi 16.384MHz, yuqori sinf fraktsionalligi tufayli, 2 18 olishimiz mumkin Yuqori fazali detektor chastotasi N asosiy bo'linuvchi qiymatining pasayishiga va shovqin parametrlarining yaxshilanishiga olib keladi.

Yuqori Q dielektrik rezonatorli osilator (DRO) PLL o'tish kanalidan yaxshiroq shovqinni olish uchun ishlatiladi. Chiziqli chastotani supurish DR bilan zaif ulanishga ega bo'lgan varikap yordamida amalga oshiriladi. DRO generatorining chiqish quvvati 50 mVt.

Signal izolyator va yo'naltiruvchi ulagich orqali sintezatorning chiqishiga o'tadi (chiqish quvvati + 15dBm - taxminan 30 mVt). Yo'naltiruvchi ulagichning ulangan portidan quvvatning bir qismi PLL IC kirishiga yo'naltiriladi.

Loop filtri tarkibiy qismlari National Semiconductor tomonidan tavsiya etilgan usullar bo'yicha hisoblab chiqilgan. Loop barqarorligini tahlil qilish MathCAD 2000 da baholandi.

Asosiy pastadir bo'linish koeffitsienti taxminan 6GHz chastotalarda 380 gacha (fazali detektor chastotasi 16 MGts) gacha oshirildi. Fazali shovqin spektral zichligi PLL IC -128 dB / Hz. Shunday qilib, PLL o'tish kanalidagi fazali shovqin spektral zichligi PLL IC shovqini bilan aniqlanadi, ammo mos yozuvlar generatorining fazaviy shovqini (-145 ... -155 dB / Hz) va -77dB / Hz ga teng.

Sintezatorning chiqish chastotasini boshqarish Atmel AT90S8515-8PI mikrokontroleri tomonidan amalga oshiriladi. Chastotani almashtirish vaqtini minimallashtirish uchun zaryad pompasi oqimi maksimal qiymatga oshiriladi. Zaryadlash pompasi qulflangandan so'ng, nominal qiymatga o'tkaziladi va mikrokontroler soat generatorini o'chirish bilan birga uxlash rejimiga o'tkaziladi. Bu raqamli kontaktlarning zanglashiga olib keladigan shovqinni bostirishga imkon beradi.

Sintezatorning chiqish signalining shovqin parametrlari HP3048A sinov to'plami bilan o'lchandi.

Tekshirilgan bitta tsiklli PLL sintezatorining fazali shovqin tashuvchisi:

Chastotani ofset fazali shovqin poli

10 kHz -92 dB / Hz

100 kHz -117 dB / Hz

Varikap va dielektrik rezonator o'rtasidagi zaif ulanish sozlangan generatorda shovqin parametrlarini ta'minlaydi, ammo sintezlangan chastota diapazoni juda tor (varikapni sozlash oralig'ida taxminan 50 MGts, 1 dan 25 voltgacha).

Sintez qilingan chastota diapazonini kengaytirish uchun YIG sozlangan osilatordan foydalanish mumkin. Ammo bu holda chastotani sozlash pallasida o'zgartirish kerak.

Bitta chipli Fractional-N PLL chastotasi 400 Gts dan kam va qabul qilinadigan fazali shovqin darajasi bilan maksimal ishlaydigan PLL IC chastotasigacha bo'lgan chastotalar uchun kichik o'lchamdagi bitta halqa chastotasi sintezatorlarini yaratishga imkon beradi.