Возбудители косвенного синтеза

Источником колебаний рабочей частоты служит перестраиваемый генератор (ПГ). Частота fпг=fраб непрерывно сопоставляется с частотой mfэт или с частотой другого колебания, полученного из эталонного методом прямого синтеза. Приравнивание частот fпг и mfэт осуществляется системой ФАПЧ.

На рисунке 1.31 приведена структурная схема простейшего СЧ косвенного синтеза.

Рисунок 1.31 СЧ косвенного синтеза с кольцом ФАПЧ

ЭГ- эталонный генератор; ГГ- генератор гармоник; ФД- фазовый детектор; ПГ- перестраиваемый генератор; УЧ- управитель частоты; ДОЧ- датчик опорных частот.

Частота fпг грубой настройкой (обычно автоматически) устанавливается вблизи желаемой гармоники ЭГ mfэт. Система ФАПЧ обеспечивает точное совпадение текущей частоты ПГ с частотой гармоники.

Помимо приравнивания частот система ФАПЧ выполняет функцию узкополосного фильтра, выбирающего нужную гармонику mfэт из сетки частот на выходе ГГ.

Цифровой синтезатор частоты

В цифровом СЧ (ЦСЧ), показанном на рисунке 1.32, используются элементы цифровой схемотехники. По существу он представляет собой систему импульсной ФАПЧ с импульсно-фазовым дискриминатором (ИФД), в высокочастотном тракте которой находится делитель частоты с переменным коэффициентом деления (ДПКД).

Рисунок 1.32 Структурная схема цифрового синтезатора частоты

На правый по схеме вход ИФД поступает преобразованное в импульсы колебание от ЭГ и ДЧ с высокостабильной частотой квантования Fc (в данном случае fэг=1.0 мГц и Fс=100кГц). В стационарном синхронном режиме на выходе ПГ с помощью кольца ИФАПЧ устанавливается колебание, частота которого fпг строго кратна частоте квантования, т.е. fпг=NFc. Выбор нужного колебания достигается грубой установкой частоты ПГ и соответствующим изменением коэффициента деления N делителя ДПКД, который в схеме рис.1.32 получает 100 дискретных значений (от 301 до 400).

Чтобы уменьшить шаг сетки частот на выходе при заданном диапазоне рабочих частот ЦСЧ (в данном случае 30…40 мГц), необходимо уменьшать частоту квантования Fc (т.е. увеличивать коэффициент деления ДЧ) и увеличивать коэффициент деления N делителя ДПКД.

Квантовые стандарты в синтезаторах частоты

Современные квантовые стандарты частоты (КСЧ) характеризуются предельно малой нестабильностью частоты - . Поэтому их применение в качестве опорных эталонов в СЧ чрезвычайно перспективно. Однако непосредственному использованию КС препятствуют их высокая рабочая частота и малая выходная мощность, которая обычно не превышает Вт. Для использования колебаний КС в диапазоне 1….100мГц нужны устройства, преобразующие частоту fкс в более низкую без потери ее стабильности и с увеличением мощности колебаний. Их называют схемами переноса стабильности частоты КС. В простейшей схеме переноса с вычитанием ошибки (рисунок 1.33) частота КГ умножается в m раз и смешивается с частотой fкс в смесителе СМ1. На выходе СМ1 выделяется слабый сигнал промежуточной частоты fкс-mfкг, который усиливается в УПЧ и подается на вход делителя частоты с коэффициентом деления n=m. С выхода делителя сильный сигнал с частотой fкс/m-fкг вместе с Схема переноса с колебанием КГ поступает к вычитанием ошибки смесителю СМ2. На выходе СМ2 с помощью фильтра выделяется сигнал с суммарной частотой, равной (fкс/m-fкг)+fкг=fкс/m, т.е. уходы частоты КГ (нестабильность частоты которого порядка ) исключаются и сохраняется
стабильность частоты квантового стандарта.

Часть 2. ФОРМИРОВАНИЕ СИГНАЛОВ С АМПЛИТУДНОЙ (АМ), ЧАСТОТНОЙ (ЧМ) И ФАЗОВОЙ (ФМ) МОДУЛЯЦИЕЙ. ОДНОПОЛОСНАЯ МОДУЛЯЦИЯ (ОМ).

Общие сведения.

Любое гармоническое колебание характеризуется тремя параметрами: амплитудой, частотой и фазой. Они связаны известным соотношением:

i=Iн sin(ωt+φ0).

При воздействии модулирующего сигнала возникает АМ, ЧМ, ФМ или их комбинации.

Приняв φ0=0, при модуляции сложным сигналом f(t), получим:

при АМ: i=[Iн+ΔIн f(t)] sin ωt;

при ЧМ: i=Iн sin[ω+Δω f(t)]t;

при ФМ: i=Iн sin[ωt+Δφ f(t)],

где i – мгновенное значение тока модулированного сигнала; Iн – амплитуда тока несущей частоты (режим молчания); ΔIн, Δω, Δφ – максимальные девиации амплитуды, частоты и фазы.

Для неискажённой передачи (модуляции) требуется, чтобы величины ΔIн, Δω и Δφ изменялись пропорционально амплитуде модулирующего напряжения.

Эффективность модуляции оценивается:

при АМ – коэффициентом глубины модуляции m= ΔIн/Iн;

при ЧМ – индексом частотной модуляции M= Δω/Ω= Δf /F;

где Δf – девиация частоты, F – модулирующая частота;

при ФМ – индексом фазовой модуляции Мφ= Δφ,

т.е. максимальным отклонением фазы.

Следует различать два существенно различных случая: модуляция несущего колебания, задаваемого независимым и стабильным источником, и модуляция автоколебания.

В первом случае (рисунок 2.1,а) суть процесса модуляции заключается в изменении передаточной функции усилителя К(iωн,t) по закону, связанному с передаваемым сообщением. По отношению к частоте ωн, модулируемый усилитель представляет собой линейный четырёхполюсник с переменным параметром, а процесс модуляции – линейный параметрический процесс, хотя режим работы модулируемого усилителя может быть существенно нелинейным.

а) б)

Рисунок 2.1 Два случая модуляции.

Во втором случае (Рисунок 2.1,б) модулирующее сообщение воздействует непосредственно на АГ, представляющий собой нелинейное устройство.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: