Расчет коэффициентов деления

Поскольку частота опорного кварцевого генератора (ОКГ) лежит в диапазоне 5-15 МГц, положим частоту ОКГ, равной 10 МГц (fокг =10 МГц). Делитель частоты (ДЧ) уменьшает частоту ОКГ до частоты сравнения, которую выберем равной 1 МГц (fдч =1 МГц). В этом случае коэффициент деления делителя частоты равен:

(3.1)

Частота сравнения ОКГ поступает на один из входов фазового детектора, который выполняет математическую операцию перемножения входных сигналов. На второй вход фазового детектора через делитель с переменным коэффициентом деления (ДПКД) поступает сигнал от генератора, управляемого напряжением (ГУН). Поскольку нам необходимо обеспечить частоту выходного сигнала fвых =14 ГГц, то в этом случае значение коэффициента деления делителя с переменным коэффициентом деления равно:

(3.2)

Если предположить, что частота ГУН отличается от заданного значения fвых на величину ошибки Δf,то частота на выходе ДПКД будет равна:

дпкд = (3.3)

В этом случае на входы фазового детектора поступают колебания двух различных частот: fдч - с делителя частоты и - с ДПКД.

Фазовый детектор выполняет математическую операцию перемножения входных сигналов. В результате перемножения на выходе фазового детектора формируется сигнал суммарной и разностной частоты:

с = (3.4)

и сигнал ошибки:

ош= (3.5)

Поскольку верхняя частота полосы пропускания фильтра нижних частот значительно меньше fдч на выходе ФНЧ выделяется только сигнал ошибки. Этот сигнал усиливается и поступает на управляющий вход ГУН, изменяя частоту ГУН таким образом, чтобы сигнал ошибки был равен нулю. В этом случае частота выходного сигнала ДПКД равна fдч. В стационарном режиме частота ГУН всегда равна:

гун = fдч·К = 14·1·109 = 14·109 (3.6)

Если значение Кдпкд увеличить на 1,то выходная частота станет равной:

вых1 = fдч · (К дпкд +1) = Fгун + fдч =14,001· 109 (3.7)

Видно, что изменение коэффициента деления ДПКД на целое число единиц приводит к изменению частоты выходного сигнала ГУН на величину fдч. Это означает, что частота выходного сигнала синтезатора частоты может принимать только дискретные значения, кратные частоте сравнения (говорят, что на выходе формируется сетка частот с шагом fдч).

Выходной сигнал цифрового синтезатора частоты имеет некоторую паразитную частотную модуляцию, обусловленную наличием в спектре реального фазового детектора спектральных составляющих fдч, 2fдч и т.д. Наиболее опасной является спектральная составляющая fдч, так как для нее коэффициент передачи ФНЧ больше, чем для составляющих 2fдч, 3 fдч и т.д. С выхода ФНЧ спектральная составляющая fдч, поступает на управляющий вход ГУН, что приводит к частотной модуляции выходного сигнала ГУН синусоидальным напряжением с частотой fдч,.

Наличие частотной модуляции приводит к появлению в спектре выходного сигнала ГУН спектральных составляющих (fвых fдч), что недопустимо, так как частоты (fвых fдч) отведены для работы других радиопередающих средств. В соответствии с требованиями стандартов, уровень побочных излучений не должен превышать -70дБ …-80дБ, т.е. составлять от мощности ГУН частоты fвых. Для обеспечения такого малого уровня побочных излучений в спектре выходного сигнала ГУН необходимо использовать фазовые детекторы с малым уровнем спектральных составляющих fдч, и значительное ослабление, вносимое ФНЧ на частоте fдч. При этом к полосе пропускания ФНЧ предъявляются противоречивые требования: увеличение полосы пропускания приводит к уменьшению времен перестройки частоты выходного сигнала, но при этом увеличивается значение коэффициента передачи ФНЧ на частоте сравнения, что приводит к увеличению уровня побочных составляющих в спектре выходного сигнала. Уменьшение коэффициента передачи на частоте fдч, может быть обеспечено применением фильтров более высокого порядка. Однако, ФНЧ более высокого порядка, обеспечивая меньшее значение коэффициента передачи на частоте fдч., вносит больший фазовый сдвиг. Максимальный фазовый сдвиг ФНЧ второго порядка составляет 180°, ФНЧ третьего порядка - 270° и т.д. Это приводит к тому, что обратная отрицательная связь, реализуемая в схеме ФАПЧ в области нижних частот, может превратиться в положительную обратную связь и при выполнении условия баланса амплитуд в петле ФАПЧ возникают колебания самовозбуждения. Поэтому применение в цепи обратной связи ФАПЧ ФНЧ второго порядка и более высоких порядков требует анализа устойчивости схемы ФАПЧ.

Другое по теме:

Технология озвучивания и монтаж звукового ряда рекламного ролика в условиях формата изображения 35 мм (традиционный вариант) с применением персонального компьютера (программа Nuendo)
Данная работа рассматривает особенности озвучивания и монтаж звукового ряда в условиях формата изображения 35 мм (традиционный вариант) с применением персонального компьютера (программа Nuendo). Нельзя не отметить, что в на ...

Конструкция и характеристика оптических кабелей связи
Сегодня, как никогда ранее, регионы России нуждаются в связи, как в количественном, так и в качественном плане. Руководители регионов в первую очередь озабочены социальным аспектом этой проблемы, ведь телефон-это предмет перв ...

©  www.techvarious.ru - 2018