Частотный синтез на основе ФАПЧ. Обзор методов синтеза

Книга, по всей видимости, посвящена исследованию и разработке различных схем синтезаторов частоты и фазовых автоподстройщиков частоты (ФАПЧ), описывая при этом их принципы работы, преимущества и недостатки. Хотя отрывок не содержит имён авторов или конкретных приложений, он систематически излагает ключевые технологии, используемые в современном радиоинжиниринге и синтезе сигналов. В начале рассматривается схема синтезатора, предложенная Сровером. Этот синтезатор представляет собой трехпетлевую систему с двумя синхронно управляемыми делителями, имеющими одинаковый коэффициент деления. Основное преимущество этой схемы заключается в её способности формировать исходный шаг сетки частот с высокой степенью спектральной чистоты и быстродействия, что делает её подходящей для лабораторных и промышленных приложений. Однако у неё имеются недостатки, среди которых можно выделить большие размеры устройства, повышенное энергопотребление и более высокую стоимость производства. Кроме того, данная схема может привести к образованию паразитных дискретных составляющих в спектре сигнала, что в некоторых приложениях может быть нежелательно. Второй подход, описанный в книге, называется QuickSyn. Он использует систему фазовой автоподстройки частоты с двумя параллельными трактами, которая формирует две петли ФАПЧ. При изменении синтезируемой частоты в одной из петель срабатывает первая, а затем вторая, что способствует обеспечению высоких характеристик спектральной чистоты. Эта схема также менее энергозатратна и компактнее, чем система Сровера, что делает её более привлекательной для широкого ряда применений. Далее рассматривается проблема расширения диапазона частот синтезатора. Ограничения по уровню шума делают генераторы с перекрытием более одной октавы практически неприменимыми. Чтобы преодолеть эту проблему, автор предлагает использовать несколько переключаемых генераторов, что позволяет не только расширить диапазон частот вверх, но и вниз, при этом отключая последующие делители частоты для минимизации помех и субгармоник. Также в книге подробно обсуждаются схемы, использующие дробный делитель частоты и методы компенсации помех, вызываемых дробностью. Представлены различные схемы, среди которых наиболее подробно описана схема Бреймера-Джиллета, в которой применяется цифро-аналоговое преобразование для компенсации этих помех. Важное внимание уделено тому, как управление коэффициентом передачи интегратора через цифро-аналоговый преобразователь может помочь в этой задаче. Не менее важной является схема Кокса, которая представляет собой цифровой синтезатор, использующий программируемый временной сдвиг сигнала для компенсации помех дробности. Эта схема обеспечивает высокую точность при получении сигнала заданной частоты, однако, как и другие схемы, имеет ограничения, связанные с точностью цифро-аналогового преобразования. В следующей части отрывка внимание сфокусировано на проектировании фазовых автоподстройщиков частоты. Обсуждается схема Ундервуда, в которой ключевым элементом выступает накапливающий сумматор, разделяющий опорную частоту. Для компенсации помех дробности в этой схеме также используется ЦАП, который преобразует остатки от переполнения сумматора в аналоговый сигнал. Схема Никифорова предлагает улучшенное решение проблем, выявленных в предыдущей модели, используя мультиплексор и возможность изменения входных сигналов для ЦАП, что также снижает уровень помех дробности. В книге подробно объясняется принцип работы этих систем и их пригодность для решения задач, связанных со стабильностью частот и помехозащищенностью. В заключение, книга излагает богатый набор знаний о технике синтеза частоты и фазовой автоподстройки, подчеркивая, что каждая схема имеет свои уникальные особенности, принципы работы и ограничения. Выбор конкретного решения зависит от специфических требований к частотной стабильности и точности, что делает данное исследование важным для профессионалов в области радиоинженерии и технологий обработки сигналов.