Белов Л.А. Устройства формирования СВЧ-сигналов и их компоненты (2010) (1095867), страница 45
Текст из файла (страница 45)
3.13 для примера показзша принципиальная схема С.'Ч дециметрового диапазона (7,' „- 1500+ 4000 МГц) на трех микросхемах, который использует опорные колебания с частотой 5 — 550 МГц. делитель частоты обеспечивает погрешность установки частоты менее 1 кГц„время перестройки 200 мкс и уровень белого фазово1 о шума менее -173 лБ при отстройке на 1 МГц от несущей частоты. За счет оптимального выбора параметров СПЗ и цепи обратной связи ФАПЧ с дробным коэффициентом деления может быть достигнут уровень средней квадратической остаточной фазовой погрешности 5 (гьдвуги -% НО ( то — !!О НО !ОЗ !ОЗ Ин ~ОЗ ГУ Г, Г Рис. ЗН2.
СПЫ фазового шума доучнаиаззьного синтезатора частот модаяи НМС-т$!ВОА для разнмз значений омзоаиоа частотыз 7ГГи:3 --. Гмзэ-- !ГГЦ4.. ! Пч 2бз еар Он !н :. зенс. злз. синтезатор частотье с Фл пч аиаиазона ц 5- -4 ГГи на треп интегральных !'микросхемах ,.'.менее сотых долей герца при выходной частоте до 6 ГГц. При вклю'.
чении на выходе СЧ широкополосного малошумящсго умножителя :::частоты ане цепи ФАПЧ можно в несколько раз повысить частоту -'-; выходного сигнала и обеспечить развязку от нестабильной нагрузки, х а функции стабилизации и управления реализовать с помощью более " простого СЧ. Фирма «Апа)ой (3ет!сез» выпускает микросхемы синтезаторов ':-''частот со встроенным ГУН (серии АРЕ4350 и А(зг4360-7) для час! тоты выходного сигнала от 1,1 МГц до 4,35 ГГц при погрешности ::,,установки частоты не более 3 Гц, длительности переходного про.,;:цесса до 400 мкс и выходной мощности от -13 до'-б дБмВт, Значение ~,.средней частоты поддиапазона определяется индуктивностью внут:.ренней или внешней катушки. Код частоты используется для уста!';вовки коэффициентов деления схемы приведения частот и для гру~лбой установки средней частоты ' ГУН„благодаря чему диапазон ':,.изменения выходного напряжения ЧФД снижается до 1 — 2 В, Фирма «Н!ц!!е» выпускает серию синтезаторов со встроенными :.ГУН для частот от 0,66 до 13,4 ГГц.
Например, микросхема "НМС764ЕР6СЕ (диапазон перес~ройки 7.3 — 8,2 ГГц) имеет выход""ную мощность +15 дБмВт, шаг установки частоты менее 3 Гц, время 'перестройки частоты леенее 40 мкс; низкий уровень собственно~о фазового шума несугцего колебания (--98 дБ)Гц при отстройке ''10 кГц на частоте 7,8 ГГц). Микросхема позволяет формировать снг..
Налы с манипуляцией частоты. 263 По:»юс|||ю и»зс: р»рова|юый модуль . »»|езап|1за 1|Мз'-00 ной фирыы обсе»си»вас| а диш|аюне 5,5 10,5 ГГ» ус|ановк1 исто| ы с »огре»шос |ью 1,2 1 и при уров»|е Б,(10 М1 ц):- 98 дБ Гц Опорный сю»ал с частотой 10 МР ц может иметь мощность от -6 до "1? дбмВт. выхолной сигнал синусо»:аль»пи формы имес мощность ь21 |БмВг с уров»ямн второй гармоники 20 дБ и третье» 30 дБ.
В модуль встроены малошумящий регулятор напряже|шя, буферные усилители, ГУН. де:»пели частоты, встроенные средства перестройки по ступе»чатому закону 1время перестройки на 20 МГ» с фазовой погрешностью 3" соста|кдяет 150 ыкс). Модуль по" реоляе: 2,6 Вт от трех источников напряжения, имеет герме|и н|ое »спол»е»ие в корпусе из ковара с 16-ю внешними выводами и размером 35х19кб мм, защиту от статическо|т| ||а»ряжения 2 кВ и рабо |ий интервал температур от -40 до +85 "С.
При проектировании синтезаторов частоты с ФАПЧ на базе серийных микросхем возникает достаточно сложная задача выбора параметров внешней цепи обратной связи между выходом СПЗ и входом управления частотой ГУН. Час~о изготовителями рекомендуется принципиальная схема в виде последовательного включения (см. рис. 3.9) накопительной емкости Со, изодромного звена Кн С, и фильтра нижних часто~ йф, Сф, Для ориентировочного выбора номиналов ее элементов можно испо.|ьзовать метсдику, основные этапы которой состоят в следующем. 1) по исходным требованиям к шагу установки частоты и к уровню ПСС уточняется выбор параметров синтезатора: Ю коэффициент деленна дели~ела частзугы между ГУН и ЧФД; Яу -- средняя крутизна управления частотой ГУН; 2,, — ток подкачки заряда в СПЗ; /,' — частота сравнения в ЧФД; |Уо = ЬЕ !Ез — — коэффициент превышения диапазона управляющего напряжения ГУН ЬЕк нал напРЯжением Е, питаниЯ СПЗ (если Ез > |5Еу, то можно пРинЯть Ао -- 1); Е -- граничная частота учитываемых собственных шумов и нестабильностей ГУН; 2) выбираются обобшенные параметры системы автоподстройк».
обеспечивающие определенный запас устойчивости и показатель колебательностн переходного процесса. Для запаса устойчивости по амплитуде 1О дБ, по фазе 30"' и неравномерности АЧХ разомкнуто|о кольца авторегулнрования 3 лБ установлено 161), что эти параметры нужно выбрать такими: коэффициент передачи разомкнутого кольца '„'ФА1!Ч ~:, — 1, .~' 1о Тх),' ~.,гт (з39, по!«ми1л канны . нос~о«и ны~ 'ф'времени(ЫЯ Т., =- л,С ~оя —. 3.,44; Т .
Р,С», - 059, "'О''! ф":;' 3) нз выражения ддя Ко находим номииадьнуго н««коп«цельную т;;:зсемкость Со. Из выражений для нормированных постоянных времени ««=,'-"Т) и Т, находим номинаты емкости С! и резистора 11! изодромного Гр звена; 4) задаваясь емкостью Сл, замет~ю превышаюшей вхолную 1,:: емкосз ь управителя частотой ГУН, находим сопроз падение ..~';::;резистора фильтра из соотношения г .
1,'2лЯфСФ Полученные значения параметров цепи обратной связи могут ', 'быть взяты в качестве первого приближения. Если хо > 1, то надо !,::;::использовать масштабируюший усилитель постоянного тока в цепи ,;"-Обратной связи. Непостоянство крутизны ГУН Яу и коэффициента ~ зз -."-'~деления «У по диапазону спите«ируемых частот, а также близость частоты сравнения Г в ЧФД к граничной частоте Р, мо~ут привести к ~::ззеобходимости проводить более сложные расчетьь Параметры„ко. о':;;,рые указывают некоторые производители в паспортных данных ;-"'выбранных ъюделей схемы приведения и ГУН, почти наверняка не !',:,соответствуют исходным ланным проектируемого синтезатора по п. ! :,,'данной методики ~:.',:.3.4. Комбинированные синтезаторы частот и сигналов Значизсльные перспективы имеют комбинированные СЧ.
в кото;; рых применяются одновременно ЦВС и схемы ФАПЧ 163). Напри ,",-'мер, в состав синтезатора А)39858. кроме ЦВС включены доно.шн:,,':.;-"тельно автономные узлы: а) ЧФД на частоте до ! 50 МГц со схемой «':СПЗ; б) два программируемых делителя частоты; г) аналоювый смеят!1!сгитель. Это позволяет при использовании внешнего ГУН поднять у~:Значения часто« ы синтезированных колебании до 2 ГГц.
''т~,';.„:: " Используя синтезатор АР9858 с внешним ГУН. включают ЦВС в "5"."„:состав СЧ с ФАПЧ в качестве делителя частоты опорного сигнала :З!:-''-«Пгри эзом средняя частота и парамс1ры модуляции устанавливаются с ;,. высокой точностью и с мелким лагом в диапазоне частот ГУН, снн. -',Жается погрешность установки номинала частоты Узел ЦВС может выполнять функции дробного делителя частоты :.'.'в цепи ФАПЧ (рис. 3.14).
Это позволяет подучить мелкий шаг пере265 Рнс. З.14. Свеча вкчючсния ЦВС в состав сннтетатора часто~ с ФАПЧ в квчесчвс истечннка квааратзряыт сиена тон пряною СВЧ-иодтаятора стройки частоты при сохранении лсалой длительности переходно1о процесса.
Двухканальный ЦВС может быть скомбинирован с прямым квадратурным модулятором„в качестве опорного сигнала в котором используется колебание источника, синхронизированного по фазе с опорным кварцевым с поыошыо системы ФАПЧ (рис. ЗД5). 1 Фнч гзн Рис. З.15. Стены вкдючекив ЦВС в сом он сии тстатоРв часто~ с ФЛПЧ: о — ЦВГ в качестве дсантеая час со; ы опорною генератора. д -- ЦВС в качества аролно. нареченного кюпеаа часннап Квывя — кааарапрныа июдтнясор Контроднныб«йсзпро~ц~ к ГА.
3 Какие гехии и:«:кнс преииуьюстяа им«:юг ьа«фроиме аь'числительные сии г,';-:;зазюоры стабгшьиых частот ПВС" по срааненюо с синтезаторами на осиоас сж.- ~;"тра«ы ФАПЧч К':,. ' т.',!„.-' 2. Укатки«е технические параметры. ограннчияаюшие оцзасгь применения ~!;об'. 3 В чем различие схем н параметров синтезатороа частот с ФАПЧ. имеют~:,'..~цнх целочисленный и дробно-переменный козффициеит деления частоты а «ьйзрзльц~ о 4. Укатките преимуьцестаа и недостатки использования частотно-фазовых «!Гд«етекторов и схем полкачки заряда а синтеза~орах с системой ФАПЧ г«Ф:;-;:.. 5. Прн каких сочетаниях технических условий целесообразно испольюаать 'якьзднокРистальный синтезатор частот с ФАПЧ, имеющий встроенные ГУН, схему ф!ц«риасления и цепь обратной связи.
по сраанению с сингезатором с ФАПЧ. Г. члнсаюльзуюпзим схему приведения, виеиюш Г'УН и цепь обра ной связи". Г' . б. Какие «ехническис паралгетры досгих«ил«ы а коь«бинир«>наг«ныь сингезато- З.":рях с ФАПЧ. используюших ЦВС в качестве компонента ' 267 1 Лс48ся ЧЕТБЕртОЯ ПРИМЕРЫ ПОСТРОЕНИЯ УСТРОЙСТВ ФОРМИРОВАНИЯ И ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ СВЧ 4.1. Автомобильный радиолоканионный датчик доплеровского смещения частоты На рис. 4. ! показана типовая структурная схема радиолокационного датчика скорости сближения движущегося обьекта с препягствием !221, работающего в диапазоне частот 24 ГГц.
Датчик выполнен на серийных микросхемах. В соответствии со схемой на рис, 4.1 в канале радиопередающего устройства формируется немодулированный сигнал с частотой, стабилизированной по высокостабильному кварцевому генератору ТСХО, а отраженный от препятствия сигнал с доплеровскил1 смещением частоты поступает на вход когерентного РД-приемника, где выделяются квадратурные составляющие 1 и Д для цифровой обработки. В качестве опорного кварцевого генератора ТСХО с выходной частотой 10--50 МГц может быть использована микросхема 05С2А! производства фирмы «Ъес1гоп», которая обеспечивает сигнал с разма- 6 хом напряжения 1 В, нестабильность частоты 1.
10, фазовый шум —.145 дБ~Гц при отстройке 1 кГц, потребляет ток 1,5 мА от источника 24 ГГП дтг Рпс. 41. Стррчсттрная стена ралнмлонвнноллллого аатчнна саанження с п реня гствнел~ 268 папрхжсппгм э В и размещена в ~"оопусс па.*'оспом 10х ! В качествс радиочастотного подстрапваемо о гзшсратора !!'УН) 1;;.
может быть применена микросхема НМС5831.Р5Е, имеющая основ;,' ной выходе мощностью '11 дбмВ- па частоте 11,5--12,8 ГГц и вспомогательный выход на частотно-фазовый детектор с поделенной в 4 раза частотой 2,8---3,3 !'1 ц Спектральная плотносгь могцности собственного фазового шума этого ГУН на основной часто~с пе превы!' шает 110 дБмВт при отстройке 100 кГц: напряжение управления ::,- частотой 2". 12 В при .гоке не более 10 мкА, микросхема размещена в '-:- корпусе размером 5х5 мм, Фазовая синхронизация колебаний ГУН по сигналу от опорного источника обеспечивается микросхемой сии;-!! тезатора частоты НМС700ЕР4. Актнвныи удвоитель частоты х2 ;:::: может быть выполнен на микросхеме НМС5761.СЗВ, которая при !,'"-входном сигнале могцностью до 6 дБмВт на частоте 9-.-!4,5 ГГц :,".!:,"'обеспечивает выходной сигнал мощностью +15 дБмВт на частоте !:;.! ')8 —.29 Г! ц. Пассивный аналоговыи аззенюатор (Атт) служит для ~::;.'ь изменения выходной мощности и выполнен на микросхеме ;,':.!' НМС578ЕР2 Он обеспечивает исходное ослабление 2,2 дБ, регули:! .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
