Проектирование синтезаторов с ИФАПЧ

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Устройства генерирования и формирования

радиосигналов в системах мобильной связи»

2020 г.

Задание на курсовое проектирование

Рассчитать величину частоты среза кольца ИФАПЧ F’ и  время перестройки синтезатора , рассчитать RC-фильтр (построить частотную характеристику RC-фильтра и определить число звеньев), рассчитать делитель с переменным коэффициентом деления (ДПКД) , а также найти в интернете выпускаемый промышленно  генератор, управляемый  напряжением (ГУН),  для выбранного диапазона частот. [pic 1]

Содержание

Введение……………………………………………………………….…….….4

1.Проектирование синтезаторов с ИФАПЧ……………………….….…....…6

2.Проектирование синтезаторов с ИФАПЧ с ФНЧ……………..….…….….14

3.Разработка ДПКД…………………………………………...……….…....…18

4.Подбор генератора частоты…………………………………………………20

Заключение…………………………………………………………………......21

Список использованных источников……………………………………..…..22

ВВЕДЕНИЕ

Синтезатор частот — устройство для генерации электрических гармонических колебаний с помощью линейных операций (умножение, суммирование, разность) на основе одного или нескольких опорных генераторов. Синтезаторы частот служат источниками стабильных (по частоте) колебаний в  радиоприёмниках, радиопередатчиках, частотомерах, испытательных генераторах сигналов и других устройствах, в которых требуется настройка на разные частоты в широком диапазоне и высокая стабильность выбранной частоты.

Существуют аналоговые и цифровые схемы синтезаторов. Стабильность в аналоговых синтезаторах обычно достигается применением фазовой автоподстройки частоты  с использованием опорного генератора с кварцевой стабилизацией. Синтез частот обеспечивает намного более высокую точность и стабильность, чем традиционные электронные генераторы с перестройкой изменением индуктивности или ёмкости, очень широкий диапазон перестройки без каких-либо коммутаций и практически мгновенное переключение на любую заданную частоту. Аналоговые синтезаторы имеют малый уровень шумов, который определяются в основном шумами используемых базовых источников.

Цифровые синтезаторы используют цифровую обработку для получения требуемой формы выходного сигнала из базового (тактового) сигнала. Сначала создаётся цифровое представление сигнала, а затем генерируется и сам выходной сигнал (синусоидальной или любой другой желаемой формы) посредством цифро-аналогового преобразователя (ЦАП). Скорость генерации цифрового сигнала ограничена цифровым интерфейсом, но весьма высока. Цифровые синтезаторы также обеспечивают довольно малый уровень фазовых шумов. Однако основным достоинством цифрового синтезатора является исключительно высокое разрешение по частоте (ниже 1 Гц).  Главные недостатки – ограниченный частотный диапазон. Сегодня схемы прямого цифрового синтеза работают до частот 250 МГц (при синтезе синусоидального сигнала тактовая частота ft = 1000 МГц).

Другая серьезная проблема – высокое содержание нежелательных спектральных составляющих. С этой точки зрения цифровой синтезатор ведёт себя как частотный смеситель, генерирующий побочные составляющие на комбинационных частотах.

1. Проектирование синтезаторов с ИФАПЧ.

На рисунке  1  приведена функциональная схема синтезатора с импульсно-фазовой автоподстройкой частоты.

[pic 2]

Рисунок 1 Схема синтезатора с ИФАПЧ

Генератором радиочастоты является ГУН: генератор, управляемый напряжением, в контур которого включен управляющий элемент УЭ – варикап или другая емкость, регулируемая напряжением uупр. Из колебаний частоты ГУНа (как правило, гармонических) на выходе преобразователя «синусоида импульс» получают последовательность коротких импульсов (в идеале, дельта-импульсов), частота следования которых равна выходной частоте ГУНа. Частоту этой последовательности делят в ДПКД (делителе с переменным коэффициентом деления) в NДПКД раз и подают получившуюся последовательность импульсов на вход импульсно-фазового детектора ИФД. Перестройку ДПКД обеспечивает микроконтроллер МК.