синтезатора показана на малюнку 2.
Рисунок 2 - Структурна схема PLL
Виявлення помилки забезпечує фазовий детектор (ФД), який працює на певній частоті Fс, званої частотою порівняння. Ця частота виходить шляхом розподілу частоти опорного генератора G на N. Частота вихідного сигналу спочатку ділиться на M, а потім порівнюється з частотою Fс. При відхиленні частоти на виході ФД з'являється керуюче напруга, що впливає на керуючий елемент VCO до зникнення відхилення. Оскільки дільники частоти мають цілочисельні коефіцієнти розподілу, крок сітки такого синтезатора визначає частота порівняння. Вихідна частота визначається за формулою:
F OUT=F C? M=(F CLK/N)? M=F CLK? (N/M),
де F OUT - вихідна частота; C - частота порівняння; - коефіцієнт розподілу опорної частоти; - коефіцієнт розподілу вихідної частоти.
Іншими словами, PLL-синтезатор (від англ .: Phase Locked Loop - петля із заблокованої фазою, тобто непрямий синтез на основі фазового автопідстроювання частоти) примножує опорну частоту в N/M раз.
Коефіцієнти N і M можуть задаватися мікроконтролером, хоча на практиці число N при перебудові міняють рідко, так як це тягне за собою зміну частоти порівняння (і, відповідно, кроку сітки) і вимагає зміни параметрів петлевого фільтра.
Фазовий детектор є джерелом додаткових фазових шумів. Спроба отримати малий крок перебудови частоти вимушує працювати на більш низькій частоті порівняння, що вимагає пониження частоти зрізу петлевого фільтра. А це ще більш збільшує фазові шуми. Швидку перебудову частоти в такому синтезаторі забезпечити також дуже складно.
Для отримання малого кроку перебудови по частоті іноді об'єднують в одному синтезаторі кілька петель PLL. Однак многопетлевой PLL-синтезатор є вельми дорогим і громіздким пристроєм, що стримує його широке застосування.
1.3 Прямий цифровий синтез
Прямий цифровий синтез - відносно новий метод синтезу частоти, що з'явився на початку 70-х років минулого століття. Всі описані методи синтезу доступні розробникам вже десятиліття, але тільки останнім часом DDS (від англ .: Direct Digital Synthesis - прямий цифровий синтез) приділяється пильна увага. Поява дешевих мікросхем з DDS і зручних засобів розробки робить їх сьогодні привабливими для різних сфер прімененія.унікальни своєї цифрової визначеністю - генерований ними сигнал синтезується з властивою цифровим системам точністю. Частота, амплітуда і фаза сигналу в будь-який момент часу точно відомі і підконтрольні. DDS практично не схильні температурному дрейфу і старіння. Єдиним елементом, який володіє властивою аналоговим схемам нестабільністю, є ЦАП (Цифро-аналоговий перетворювач). Високі технічні характеристики стали причиною того, що останнім часом DDS витісняють звичайні аналогові синтезатори частот.
. 3.1 Основні переваги прямого цифрового синтезу
· дуже високий дозвіл по частоті і фазі, управління якими здійснюється в цифровому вигляді;
· екстремально швидкий перехід на іншу частоту (або фазу), перебудова по частоті без розриву фази, без викидів і інших аномалій, пов'язаних з часом встановлення;
· архітектура, заснована на DDS, зважаючи на дуже малого кроку перебудови по частоті, виключає необхідність застосування точного підстроювання опорної частоти, а також забезпечує можливість параметричної температурної компенсації;
· цифровий інтерфейс дозволяє легко реалізувати мікроконтролерного керування;
· для квадратурних синтезаторів є DDS з I і Q виходами, які працюють узгоджено.
Частотне дозвіл DDS складає соті і навіть тисячні частки герца при вихідній частоті порядку десятків мегагерц. Такий дозвіл недосяжно для інших методів синтезу. Іншою характерною особливістю DDS є дуже висока швидкість переходу на іншу частоту. Синтезатори на основі PLL використовують зворотний зв'язок і фільтрацію сигналу помилки, що уповільнює процес перебудови частоти. Для DDS швидкість перебудови обмежена практично тільки швидкодією цифрового управляючого інтерфейсу. Більш того, всі перебудови по частоті в DDS відбуваються без розриву фази вихідного сигналу. Оскільки вихідний сигнал синтезується в цифровому вигляді, дуже просто можна здійснити модуляцію різних видів.
Параметри синтезатора частоти дуже важливі для апаратури зв'язку. Будучи серцем системи настройки, синтезатор в основному визначає споживчі властивості конкретного апарату. Як з технічної, так і з економічного боку DDS задовольняє більшості критеріїв ідеального синтезатора частоти: простий, високоінтегрований, з малими габаритами. ...
