Частотный синтез на основе ФАПЧ. Обзор методов синтеза

На рисунке 4.12 приведены диаграммы, поясняющие работу схемы при различных соотношениях входных частот, опорной Fr и сигнальной Fc: A – Fc> Fr; B – Fc

Рис.4.12. Диаграммы, поясняющие работу схемы поиска

Требования к точности ЦАП невысоки. Он может быть выполнен на простой резистивной матрице R2R-типа. Вопрос исключения пропусков частоты при поиске из-за неточности старших разрядов ЦАП решается введением предискажения характеристики поиска. Неточность старших разрядов ЦАП может привести к нежелательному виду характеристики, как показано на фрагменте A рисунка 4.13.

Рис.4.13. Устранение пропусков частоты при неточном ЦАП

Так получается в случае, когда величина ступени некоторой группы старших разрядов ЦАП, заполняемой вкладом группы младших разрядов, превышает номинальное значение. В результате на участке a-b оказывается разрыв в напряжении поиска, который в свою очередь приводит к пропуску искомой частоты.

Устранить такую ситуацию можно путём построения ЦАП как показано на схеме B того же рисунка. В качестве примера приведен 12-разрядный ЦАП, состоящий из 6 старших и 6 младших разрядов. Резистор R*, сопрягающий группу младших разрядов с группой старших разрядов, выбирается меньшим номинального значения на величину максимальной погрешности ступеней в группе старших разрядов. На участках с погрешностью старших ступеней меньшей максимальной поиск выглядит как показано на фрагменте C. В таких случаях переход из точки a в точку b сопровождается повторением участка c-a, что несколько, но незначительно, замедляет процесс поиска.

Литература

1. В. Манассевич, Синтезаторы частот (теория и проектирование), Пер. с англ. под ред. А. С. Галина, М., Связь, 1979, 384 с.

2. W.F. Egan, Frequency Synthesis by Phase Lock, Wiley-Interscience, 1999, 624 pp, pp. 445÷452.

3. F.M. Gardner Phase-Lock Techniques – 3rd Edition, John Wiley & Sons, 2005, 425 pp., pp.204, 205.

4. R. C. Tausworthe, Design of Lock Detectors, JPL Space Programs Summary 37—43,Vol. III, pp. 71÷75, Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, CA, Jan. 31, 1967.

5. J. Rogers, C. Plett and F. Dai Integrated Circuit Design for High-Speed Frequency Synthesis, Artech House, Norwood, MA, 2006, 478 pp, pp.189,190.

6. Behzad Razavi, Design of Monolithic Phase-Locked Loops and Clock Recovery Circuits A Tutorial, www.lumerink.com/courses/…/Razavi1996_PLL_IEEExplore. pdf, pp.35, 36.

7. J.A. Crawford, Unconventional Phase-Locked Loops Symplify Difficult Designs, http://mwrf.com/active-components/unconventional-plls-simplify-difficult-designs.

8. D.B. Talbot, Frequency Acquisition Techniques for Phase Locked Loops, John Wiley & Sons, Inc., 2012, 212 pp., pp. 125÷128.

9. http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD9901.pdf

10. D. Leypold and P.Schucht, Umsetzer hoher Frequenzkonstanz fur den Kurwellenbereich, «Frequenz», 1963, №1.

11. Козлов В. И., Система фазовой автоподстройки частоты с усилителем постоянного тока, возбуждённым в переходном режиме, Вопросы радиоэлектроники, Техника радиосвязи, Вып. 1, 1967, с.90÷96.

12. Козлов В. И., Варфоломеев Г. Ф., Никифоров В. И., Декада с фазовой АПЧ в частотном синтезаторе, Труды 16 ЦНИИИС МО, №9, 1968, с.99÷108.

13. V. Koslov, A Low Cost PLL Synthesizer with Fine Frequency Resolution, Microwave Product Digest, Feb. 2011.

По диаграммам рисунка 23 можно проследить, как образуется сигнал E_С для управления частотой ГУН в петле ФАПЧ.

13. V. Koslov, A Low Cost PLL Synthesizer with Fine Frequency Resolution, Microwave Product Digest, Feb. 2011.

* * *