Лекция 7 СЧ ФАПЧ

1.

Лекция 7. Синтезаторы частот
Место СЧ в структуре РПдУ
А также эксплуатационные хар-ки: потребляемая мощность, диапазон рабочих
температур, интерфейс управления

2.

Спектральные х-ки СЧ. Кратковременная нестабильность частоты
Реально интегрируют в полосе частот канала связи

3.

Типичные спектры фазовых шумов СЧ СМС

4.

заданного

5.

6.

не требуется
Все К декад идентичны
Из-за Пр частот плохой спектр.
Невозможна микроминиатюризация

7.

(DDS)

8.

А также ЦАП
+
Высокое энергопотребление

9.

N может достигать 16, 32 бит. Тогда мин. шаг – доли Гц

10.

11.

Системы ФАПЧ
- частота биений = 0 в реж. синхронизма
Только при Кфнч = 1 (нет ФНЧ)
Системы ЧАПЧ
Нет проблем захвата
= н/Кп 0 Никогда! Но 0, при Кп

12.

СЧ на основе ИФАПЧ с цифровыми делителями частоты
ФД
(ЧФД)
мин. шаг сетки
Δfвых. мин. = f ср
Типовые спектры фазовых шумов
Спектр ОКГ и ФД (ЧФД) приведён к
выходу (подъём на 20lgN)
ИФАПЧ подавляет шумы ГУН при
Δf f ср/2. Теорема Котельникова!
ИФАПЧ - импульсный следящий фильтр

13.

+
Максимально достижимые выходные частоты (до десятков ГГц и выше.
даже в оптике) при самом низком энергопотреблении и массогабаритных
показателях. Наилучшие спектральные характеристики (по сравнению с
прямым синтезом) особенно при больших отстройках. Удобство реализации
в виде ИМС.
-
Время переключения частот существенно зависит от шага сетки частот
Δfвых. мин = f ср . Т.к. все процессы в ИФАПЧ пропорциональны
периоду следования выборок Тр = 1/f ср , а также от инерционности
системы (ФНЧ + ГУН – аналоговые инерционные элементы).
Это принципиально для СМС с ТDD (GSM, UMTS и т.п.)
fini = 1980 MHz fout = 1900 MHz Fpd = 200 kHz S = 65MHz/V
Ipd = 5 mA C1 = 440 pF C2 = 2300 pF R1 = 6.8 kOm
R2 = kOm C3 = 0 pF
M = 1.5 T2 = 0.5
fini = 1980 MHz fout = 1900 MHz Fpd = 200 kHz S = 65MHz/V
Ipd = 5 mA C1 = 440 pF C2 = 2300 pF R1 = 6.8 kOm
R2 = 0 kOm C3 = 0 pF
M = 1.5 T2 = 0.5
1000
1.6
1.4
500
1.2
Utun (V)
1
0
0.8
-500
0.6
0.4
-1000
0.2
0
2
time
0
0
1
2
3
time (s)
4
-4
x 10
Переходные процессы в СЧ для GSM. Компьютерное моделирование каф. РОС

14.

Для разрешения противоречия используют CЧ на основе ИФАПЧ с ДДПКД
или комбинированные структуры (косвенный + прямой цифровой метод).
Вариантов множество!
В СЧ на основе ИФАПЧ с ДДПКД реализуется Δfвых. мин f ср,
резко повышается быстродействие и фильтрация шумов в ближней зоне.
Но заметно растут шумы «дробности» в дальней зоне спектра вых. сигнала.
Повышают порядок и инерционность ФНЧ, что опять ухудшает быстродействие.
Компромисс!
Комбинированные
СЧ