Частотный синтез на основе ФАПЧ. Обзор методов синтеза

Оглавление

Виталий Иванович Козлов. Частотный синтез на основе ФАПЧ. Обзор методов синтеза

Предисловие

Введение

1.1. Простейшая однопетлевая структура

1.2. Схема со смесителем частоты

1.3. Схема Толлефсона

1.4. Схема Мартина

1.5. Синтезатор на базе каскадного включения систем ФАПЧ

1.6. Трёхпетлевая схема

1.7. Схема Сровера

2. Комбинированные схемы

2.1. Схема QuickSyn

2.2. Схема на серийных микросхемах

2.3. DDS в петле ФАПЧ

2.4. Схема Садовского

2.5. Расширение диапазона частот

3. Схемы с дробным делителем частоты и компенсацией помех дробности и другие схемы

3.1. Схема Бреймера-Джиллета

3.2. Вариант с интегратором

3.3. Схема Кокса

3.4. Схема Ундервуда

3.5. Вариант с импульсным ФД типа «выборка-хранение»

3.6. Схема Никифорова

3.7. Синтезатор Frac-N-Syn

3.8. Упрощённая схема синтезатора типа DDS

4. Идея многочастотного фазового детектора (МЧФД)

4.1. Идея Босселаерса

4.2. Доработка схемы Босселаерса в развитие его идеи

4.3. Вариант с аккумулятором и RS-триггером

4.4. Вариант с кольцевым регистром

5. Синтезаторы PDS и PDS-DSM типов

5.1. Идея расщепления фаз

5.2. МЧФД в вариантах для синтезаторов PDS и PDS-DSM

5.3. Схемы фазорасщепителей

5.4. Некоторые особенности МЧФД с дельта-сигма модуляцией

5.5. Статические характеристики МЧФД

5.6. Спектры сигналов синтезаторов PDS и PDS-DSM типов

5.7. Возможности снижения потребляемой мощности

5.8. Сравнение спектров PDS, PDS-DSM и Fractional-N PLL синтезаторов

5.9. О количестве расщеплённых фаз

6. Патентный приоритет

Примечание

Заключение

Литература

Приложение 1

Фазовые детекторы

1.1. Однотактный диодный ФД

1.2. Двухтактный (балансный) диодный фазовый детектор

1.3. Кольцевой фазовый детектор

1.4. Импульсно-фазовый детектор типа «выборка-хранение»

1.5. Чисто цифровые схемы фазовых детекторов

1.6. Другие схемы фазовых детекторов

Литература

Приложение 2

Частотно-фазовый детектор

2.1. Схема ЧФД. Принцип действия

2.2. Некоторые особенности ЧФД

2.3. Практически достигаемые результаты

Литература

Приложение 3

Делитель частоты с прескалером P/ (P+1) и поглощающим счётчиком

Литература

Приложение 4

Способы расширения полосы захвата системы ФАПЧ

4.1. Изменение параметров петли ФАПЧ

4.2. Индикатор захвата

4.3. Управление коэффициентом усиления петли

4.4. Фазовый детектор совместно с частотным

4.5. Частотный детектор типа квадрикоррелятора

4.6. Частотно-фазовый детектор

4.7. Схемы поиска

Литература

Отрывок из книги

Синтезатор частоты является необходимым блоком современных телекоммуникационных и измерительных систем и в значительной мере определяет их основные характеристики. Чтобы обеспечить высокое качество связи и измерений, сам синтезатор должен удовлетворять высоким требованиям, наиболее важными из которых являются спектральная чистота генерируемого сигнала, скорость переключения частоты и частотное разрешение (шаг сетки частот). Также важны, особенно для мобильных систем, малое потребление электроэнергии, малые размеры и вес, низкая стоимость. Поэтому главной задачей для разработчиков таких систем является поиск путей для максимально возможного выполнения этих требований.

Существует множество фундаментальных публикаций, например [1÷17], в которых рассматриваются как теоретические основы частотного синтеза, так и вопросы практического построения таких систем. Не умаляя заслуг авторов этих работ и не подвергая сомнению важность изложенного ими материала, его несомненную полезность для разработчиков аппаратуры данного класса, следует, тем не менее, признать, что в этих работах отсутствует систематизированный анализ совершенствования систем частотного синтеза с течением времени. Это путь от простейшей структуры однопетлевого синтезатора с делителем частоты с целочисленным переменным коэффициентом деления (ДПКД), через трансформацию последнего в делитель частоты с переменным дробным коэффициентом деления (ДДПКД) и с компенсацией помех дробности, через усложнённые многопетлевые схемы и – снова к однопетлевым схемам, но уже на более высоком уровне: с расщеплением фаз и с использованием дельта-сигма модуляции. В данной монографии предпринята попытка восполнить этот пробел, причём основное внимание обращено к системам синтеза на основе фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) как наиболее перспективному направлению, получившему самое широкое применение в синтезаторах телекоммуникационной и измерительной аппаратуры.

.....

Интересна также идея Мартина [25], схематически показанная на рисунке 4.

Рис.4. Схема Мартина

.....