Разработка и исследование цифровых синтезаторов частот с частотно-модулированными управляемым и опорным генераторами

• Автор: Михайлишин, Вадим Владимирович
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 143 с. : ил.

1. РАЗРАБОТКА ЦИФРОВЫХ СИНТЕЗАТОРОВ ЧАСТОТ С ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫМИ УПРАВЛЯЕМЫМ И ОПОРНЫМ ГЕНЕРАТОРАМИ
1Л. Сравнительный анализ существующих методов построения
однокольцевых частотно-модулированных синтезаторов частот
1.2. Структурные схемы цифровых синтезаторов с частотно-модулированными управляемым и опорным генераторами
1.3. Выводы. Постановка задач исследований
2. АНАЛИЗ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
2.1. Эквивалентные схемы и передаточные модуляционные
функции
2.2. Эквивалентные схемы и передаточные функции, характеризующие реакцию синтезатора на паразитные приращения частоты опорного генератора
2.3. Частотные модуляционные характеристики
2.4. Частотные характеристики системы импульсно-фазовой автоподстройки частоты
2.5. Шумовая полоса системы импульсно-фазовой автоподстройки частоты
2.6. Выводы
3. СХЕМОТЕХНИКА УЗЛОВ СИНТЕЗАТОРОВ
3.1. Управляемые генераторы
3.2. Управляемый опорный кварцевый генератор
3.3. Схемы петлевого фильтра нижних частот и частотно-фазового детектора
* 3.4. Управляемые аттенюаторы

3.5. Схема цепи авторегулирования

3.6. Выводы
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
СИНТЕЗАТОРОВ
4.1. Методика проведения эксперимента
4.2. Экспериментальное исследование частотных характеристик
4.3. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ: ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ И РАБОТЫ ИССЛЕДУЕМОГО СИНТЕЗАТОРА ПРИ МОДУЛЯЦИИ МЕТОДОМ ЧМ12

Актуальность темы. В современных радиотехнических устройствах передачи информации, в частности, в системах подвижной УКВ -радиосвязи для формирования ЧМ - сигналов в передатчиках широко используются частотно-модулированные цифровые синтезаторы частот (ЧМЦСЧ), построенные на основе однокольцевой системы импульсно-фазовой автоподстройки частоты (ИФАПЧ) с делителем частоты с переменным коэффициентом деления (ДПКД) в цепи обратной связи. Применение ЧМЦСЧ в качестве частотно-модулированного возбудителя передатчика, т.е., по существу, маломощного ЧМ - передатчика, позволяет достигать высоких качественных показателей систем УКВ - радиосвязи благодаря когерентности частот выходного сигнала передатчика частоте высокостабильного опорного кварцевого генератора (ОКГ), компактности ЧМ - возбудителя, малого энергопотребления от автономных источников, а также достаточно высокой спектральной чистоты выходного сигнала передатчика, что особенно важно в условиях ухудшения электромагнитной совместимости (ЭМС) радиосредств при их значительном количестве на ограниченной территории.
Одним из простых и наиболее распространенных методов осуществления частотной модуляции в однокольцевых ЦСЧ является использование управляемого генератора (УГ) в режиме частотной модуляции информационным сигналом. Такой метод в литературе называется прямым одноточечным методом частотной модуляции (ЧМ1), в отличие от косвенных одноточечных методов частотной модуляции в опорном канале (ЧМ2) или в цепи обратной связи (ЧМЗ). Однако при одноточечных методах невозможно добиться равномерной АЧМХ в широкой полосе модулирующих частот, сохраняя при этом либо высоМТ 5
где ^ =2лк—'ог — - коэффициент регулировки.
Сравнивая выражение ДОр и #Р2, видно, что они равны, т.е. Л^р
■^р2*
В связи с этим при использовании в качестве ФНЧ интегрирующего фильтра выражение (2.28) после преобразований можно записать в виде:
Ц'.н(р) = ]¥и{р) = г . (2.29)
ТГпр2+Т( + Мр2)р +
Сравнивая (2.27) с (2.8), а также (2.29) с (2.18), приходим к заключению что эти системы устойчивы, так как в указанных выражениях совпадают характеристические уравнения.
Кроме этого, из сравнения (2.29) с (2.27) видно, что для анализа частотных характеристик системы ИФАПЧ схем синтезаторов, изображенных на рис.1.12 - 1.14, можно проводить, используя выражение (2.29) для ПФ системы ИФАПЧ, полагая для схемы синтезатора на рис. 1.12 Ы?2 - 0.
2.3. Частотные модуляционные характеристики
Для анализа АЧМХ предложенных синтезаторов воспользуемся найденными выражениями ПМФ, причем ПМФ синтезатора, использующего метод ЧМ12 (рис.1.12) выражается формулой (2.8), ПМФ синтезатора, использующего метод ЧМ12-авто (рис1.13) выражается формулой (2.18), а ПМФ синтезатора, использующего комбинированный метод ЧМ12+ЧМ 12-авто - формулой (2.25).
Вначале проанализируем АЧМХ синтезатора, использующего метод ЧМ12, структурная схема которого изображена на рис. 1.12.