Что такое синтезатор частот. Как работает синтезатор частот на основе ФАПЧ. Какие бывают виды синтезаторов частот. Где применяются синтезаторы частот в радиотехнике. Каковы основные характеристики современных синтезаторов частот.
Что такое синтезатор частот и как он работает
Синтезатор частот — это электронное устройство, которое генерирует сигналы с заданной частотой и фазой. Основная задача синтезатора — формирование стабильных по частоте колебаний в широком диапазоне частот с малым шагом перестройки.
Ключевые элементы синтезатора частот:
- Генератор, управляемый напряжением (ГУН)
- Система фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ)
- Опорный генератор
- Делители частоты
- Фазовый детектор
Принцип работы синтезатора на основе ФАПЧ:
- ГУН генерирует сигнал требуемой частоты
- Частота сигнала ГУН делится делителем частоты
- Фазовый детектор сравнивает частоту и фазу сигнала после делителя с опорной частотой
- На основе сравнения формируется управляющее напряжение для ГУН
- Система ФАПЧ подстраивает частоту ГУН для поддержания синхронизации с опорной частотой
Таким образом, синтезатор обеспечивает формирование сигнала заданной частоты с высокой стабильностью.
Основные виды и архитектуры синтезаторов частот
Существует несколько основных видов синтезаторов частот:
1. Синтезаторы на основе ФАПЧ
Самый распространенный тип синтезаторов. Основные преимущества:
- Широкий диапазон частот
- Высокая стабильность частоты
- Низкий уровень фазовых шумов
2. Прямые цифровые синтезаторы (DDS)
Формируют сигнал путем цифро-аналогового преобразования. Отличаются:
- Высокой скоростью перестройки частоты
- Очень малым шагом по частоте
- Возможностью формирования сложных сигналов
3. Гибридные синтезаторы
Комбинируют аналоговые и цифровые методы синтеза. Позволяют объединить преимущества разных архитектур.
Ключевые характеристики современных синтезаторов частот
При выборе и оценке синтезаторов частот важно учитывать следующие параметры:
- Диапазон рабочих частот — определяет возможный диапазон перестройки синтезатора
- Шаг перестройки частоты — минимальное изменение частоты на выходе
- Уровень фазовых шумов — влияет на спектральную чистоту сигнала
- Скорость перестройки частоты — насколько быстро синтезатор может менять частоту
- Стабильность частоты — отклонение частоты от номинального значения во времени
- Уровень побочных составляющих — паразитные сигналы на выходе синтезатора
Как выбрать оптимальные характеристики синтезатора для конкретного применения? Это зависит от требований разрабатываемой системы. Например, для систем связи критичен уровень фазовых шумов, а для радиолокации — скорость перестройки.
Применение синтезаторов частот в радиотехнике
Синтезаторы частот широко используются в различных областях радиотехники:
Системы связи
В передатчиках и приемниках систем связи синтезаторы применяются для:
- Формирования несущих частот
- Генерации сигналов гетеродинов
- Создания опорных частот
Радиолокационные системы
В радиолокации синтезаторы используются для:
- Формирования зондирующих сигналов
- Генерации сигналов гетеродинов приемников
- Создания когерентных опорных сигналов
Измерительная техника
В измерительных приборах синтезаторы обеспечивают:
- Формирование сигналов с заданными параметрами
- Генерацию опорных и тактовых частот
- Перестройку частоты в широком диапазоне
Современные тенденции в развитии синтезаторов частот
Основные направления развития современных синтезаторов частот:
- Увеличение рабочего диапазона частот (до терагерцового диапазона)
- Снижение уровня фазовых шумов
- Повышение скорости перестройки частоты
- Уменьшение энергопотребления и габаритов
- Интеграция синтезаторов в системы на кристалле
- Развитие программно-определяемых архитектур
Какие преимущества дают эти улучшения? Они позволяют создавать более совершенные системы связи, радиолокации и измерительной техники с улучшенными характеристиками.
Особенности выбора синтезатора частот для конкретного применения
При выборе синтезатора частот для конкретной задачи необходимо учитывать следующие факторы:
- Требуемый диапазон частот
- Необходимый шаг перестройки
- Допустимый уровень фазовых шумов
- Требования к скорости перестройки
- Ограничения по энергопотреблению и габаритам
- Условия эксплуатации (температура, вибрации и т.д.)
- Стоимость
Как правильно определить приоритетные характеристики? Нужно проанализировать требования разрабатываемой системы и выделить ключевые параметры, влияющие на ее работу.
Проблемы и ограничения современных синтезаторов частот
Несмотря на постоянное совершенствование, синтезаторы частот имеют ряд ограничений:
- Сложность одновременного достижения низкого уровня шумов и широкого диапазона частот
- Ограниченная скорость перестройки частоты у аналоговых синтезаторов
- Высокий уровень побочных составляющих у цифровых синтезаторов
- Значительное энергопотребление высокочастотных синтезаторов
- Сложность интеграции синтезаторов миллиметрового диапазона
Как преодолеваются эти ограничения? Разработчики применяют новые схемотехнические решения, используют современную элементную базу, оптимизируют архитектуру синтезаторов.
AnaPico RFS40 — синтезатор частот до 40 ГГц
Цена по запросу
- Диапазон частот: 8 кГц — 40 ГГц
- Спецпроверка/Специсследование: 15 000.00 руб + Сервисный сбор
- Разрешение: 0.001 Гц
- Выходная мощность: — 5 — + 25 дБм
- Фазовый шум на 1 ГГц: отстройка 100 кГц -150 дБн/Гц
- Европейский артикул: APSYN140
Количество товара Синтезатор частот AnaPico RFS40, 8 кГц — 40 ГГц
Цена на демо-приборАртикул: rfs40 Категории: Высокопроизводительный синтезатор RFS40 до 40 ГГц, Синтезаторы частот
- Описание
- Спецификация
- Комплект поставки
- Опции
- Загрузки
Описание
Синтезатор частот AnaPico RFS40 с диапазоном частот 8 кГц — 40 ГГц.
Фазовый шум с опцией LN
Фазовый шум без опции LN
Максимальная выходная мощность синтезатора частот AnaPico RFS40
Уровень гармоник RFS40 на частоте 10 ГГц
Купить или узнать цену на синтезатор частот AnaPico RFS40 можно в официальном представительстве AnaPico в России — ООО «АнаПико РУС».
Отправить запрос
* = обязательное поле
Компания*
Имя*
E-mail*
Страна*
Фамилия*
Телефон
Доступные опции
LNFSVREF
Ваше сообщение (опционально)
Спецификация
| Кол-во каналов | 1 |
|---|---|
| Частота | Диапазон: 8 кГц — 40 ГГц Разрешение: 0.001 Гц Точность: 0.1 ppm |
| Выходная мощность | +20 дБм |
| Уровень гармоник | -60 дБн |
| Скорость переключения | 500 мкс (20 мкс с опцией FS) |
| Фазовый шум на 1 ГГц | отстройка 1 кГц: -132 дБн/Гц отстройка 20 кГц:-145 дБн/Гц отстройка 10 МГц: -155 дБн/Гц |
| Управление | Ethernet, USB (SCPI v1999) |
| Модуляции | ЧМ/ФМ, Импульсная |
| Sweeps | List, Frequency |
| Размеры(W x L x H), Вес | 270 x 105 x 60 мм < 1.  0 кг |
Комплект поставки
- Адаптер питания
- Кабель Ethernet
- Рук-во по эксплуатации
Опции
| 8K | Диапазон частот от 8 кГц |
| LN | Улучшенный фазовый шум и стабильность частоты |
| FS | Сверхбыстрая скорость переключения |
| VREF | Внеш. запуск |
| FILT | Улучшенные гармоники до -60 дБн |
Метрология
Описание типа
Методика поверки
Синтезатор частот на основе ФАПЧ 1508ПЛ9Т
Синтезатор частот на основе ФАПЧ 1508ПЛ9ТДля систем связи и радиолокации
Аналого-цифровые и радиочастотные ИМС.
50-ЯДЕРНАЯ ГЕТЕРОГЕННАЯ СНК
ДЛЯ ВСТРАИВАЕМЫХ СИСТЕМ
И РОБОТОТЕХНИКИ
СнК RoboDeus обеспечивает производительность алгоритмов искусственного интеллекта на основе нейронных сетей на уровне 16 Tflops и предназначена для построения интеллектуальных мультисенсорных встраиваемых систем
СИСТЕМА НА КРИСТАЛЛЕ ДЛЯ МОБИЛЬНЫХ
И ВСТРАИВАЕМЫХ СИСТЕМ СВЯЗИ,
НАВИГАЦИИ И МУЛЬТИМЕДИА
СнК «Скиф» предназначена для построения телекоммуникационных, навигационных, мультимедийных приложений, мульти-сенсорной обработки сигналов, робототехнических систем, планшетов, умных камер, систем мониторинга
СИСТЕМА НА КРИСТАЛЛЕ
ДЛЯ ИНТЕРНЕТА ВЕЩЕЙ
СнК «Элиот», предназначенная для применения в условиях ограниченного энергопотребления и обеспечения доверенности в IoT-сетях
Синтезатор частот на основе ФАПЧ 1508ПЛ9Т
- ОПИСАНИЕ
- ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
- ДОКУМЕНТАЦИЯ
1508ПЛ9Т
Интегральная микросхема 1508ПЛ9Т предназначена для использования в синтезаторах несущих и гетеродинных частот, а также в синтезаторах сигналов приемопередающих устройств радиолокационных и связных комплексов в VHF, UHF, L, P и S диапазонах.
Управление микросхемой может осуществляться по последовательному или по параллельному интерфейсу (в этом режиме управление осуществляется подачей логических уровней на соответствующие выводы микросхемы).
Типовые характеристики
Максимальная рабочая частота | 4,3 ГГц |
Нормированный уровень собственных шумов | –230 дБн/Гц |
Нормированный уровень фликкер шумов | –122 дБн/Гц |
Напряжение питания | 1,8/3,3 В |
Ток потребления | 77 мА |
Температурный диапазон | –60… +85 ºС |
Электрические параметры
Параметр | Ед. изм. | Значение: | |||
мин. |
тип. |
макс. |
|||
Максимальная входная частота | МГц | 3000 | 4300 | ||
Минимальный уровень входной частоты | дБм | –5 | 0 | ||
Максимальная опорная частота | МГц | 250 | |||
Максимальная частота работы частотно-фазового детектора | МГц | 10 | 25* | 100* | |
Диапазон рабочих напряжений генератора тока | В | 0,7 | 2,6 | ||
Выходной ток | мА | 0,3 | 6,4 | ||
Погрешность установки тока | % |
2 | |||
Спектральная плотность фазового шума при рабочей частоте частотно-фазового детектора 50 МГц и синтезируемой частоте 2,9 ГГц на отстройке: | 100 Гц | дБн/Гц | -92 | ||
1 кГц | -102 | ||||
10 кГц | -111 | ||||
100 кГц | -118 | ||||
* В зависимости от коэффициентов деления и входной частоты
Название документа | Дата | Размер | Скачать |
Микросхема 1508ПЛ9Т. |
13.02.2017 |
463 Кб |
|
Техническое описание СБИС синтезатора частот на основе ФАПЧ 1508ПЛ9Т |
20.12.2019 |
1,2 Mб |
|
Габаритный чертеж 1508ПЛ9Т |
05.03.2018 |
185 Кб |
Краткая информация
Вся документация
Отладочная плата для 1508ПЛ9Т (разработка ООО «Радиокомп») |
Импортозамещение схем PLL
Микросхема 1508ПЛ9Т может быть использована для замены зарубежных схем ФАПЧ, в частности ADF41xx, ADF42xx (Analog Devices), LMX23xx (Texas Instruments), PE32xx, PE33xx (Peregrine), Q32xx (Qualcomm), CX72302 (Skyworks), HMC7xx (Hittite), обладая при этом лучшими шумовыми характеристиками.
Фазовый шум
Что такое синтезатор частоты? (с изображением)
`;
Гейша А. Легаспи
Синтезатор частот — это устройство, которое создает форму волны на частоте, определяемой аналоговыми или цифровыми схемами. В наиболее распространенном синтезаторе частоты используется генератор, управляемый напряжением (ГУН), который управляется контуром фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) с использованием стабильной опорной частоты. Синтезаторы частоты используются в большинстве телекоммуникационных устройств, предназначенных для передачи или приема в определенном диапазоне частот в поддиапазоне.
Операция становится возможной путем управления частотой ГУН для прямой или косвенной синхронизации с заданием частоты. Управление ГУН достигается переменным напряжением постоянного тока (DC), которое может непрерывно регулировать частоту ГУН. Если выходная частота VCO слишком низкая, при необходимости можно применить умножение частоты. В аналогичных приложениях генератор с цифровым управлением представляет собой улучшенный ГУН с дополнительными функциями для более широкого диапазона частот и специальными функциями, такими как более быстрая синхронизация частоты.
Цифровое частотное деление — это процесс использования цифровых счетчиков вверх-вниз для создания битового потока, частота которого ниже на целое число скорости ввода.
Двухмодульный прескалер использует два каскада делителя для достижения разрешения, необходимого для шага частоты на выходе. Установив правильный делитель, выходную частоту VCO можно уменьшить по частоте и сравнить с эталоном, чтобы восстановить блокировку PLL.
Простой синтезатор частоты будет иметь ГУН, опорную частоту, ФАПЧ, предварительный делитель, делитель и соответствующие схемы. Например, чтобы генерировать синусоидальный выходной сигнал частотой 10 мегагерц (МГц), линия управления находится на уровне постоянного тока, так что выходной сигнал ГУН составляет 10 МГц. Выходной сигнал VCO также преобразуется в прямоугольные волны на цифровых уровнях для деления частоты на 10 000, чтобы получить выборку в 1 кГц (кГц), и она будет подаваться на фазовый компаратор вместе с эталонным сигналом 1 кГц.
Результирующее напряжение ошибки постоянного тока управляет линией управления VCO, и в этом состоянии PLL блокируется. При любом изменении выходной частоты или фазы ГУН процесс повторяется, и коррекция выполняется на линии управления ГУН до тех пор, пока выходная частота не вернется к 10 МГц, а ФАПЧ не заблокируется.
Синтезаторы частоты обычно используются в схемах радиопередатчика и приемника. В передатчиках синтезатор частоты производит несущую частоту, которая должна быть достаточно точной, чтобы соответствовать законодательным требованиям к излучениям. Для приемников супергетеродинный приемник использует смешивание частот гетеродина (LO) и входящего радиочастотного (RF) сигнала для получения промежуточной частоты (IF). В приемнике выходной сигнал VCO является сигналом гетеродина.
Следует отметить, что для супергетеродинного приемника требуется частота гетеродина, которая может быть сигналом приемника плюс или минус желаемая ПЧ.
Вам также может понравиться
Рекомендуется
Синтезатор частот / NDK
♦ Синтезатор частот реализует высокочастотную расширяемость за счет низкого фазового шума и является модулем синтезатора, используемым для аппаратуры высокоскоростной радиосвязи в СВЧ-диапазоне.
Модель: S470M890MA / Для цифрового наземного вещания (DVB-T, ATSC)
| Частота Диапазон (МГц) | Размер упаковки (мм) [Д×Ш×В] | Фазовый шум Характеристика | Частота Стабильность | Частота Настройка Разрешение | Детали |
|---|---|---|---|---|---|
| от 470 до 890 | 180×100×16,6 | Тип. -95 дБн/Гц при 100 Гц Тип. -100 дБн/Гц при 1 кГц | ±0,1×10 -6 | Шаг 1 Гц | Детали |
Модель: S510M804MB / Для цифрового наземного вещания (ISDB-T)
| Частота Диапазон (МГц) | Размер упаковки (мм) [Д×Ш×В] | Фазовый шум Характеристика | Частота Стабильность | Частота Настройка Разрешение | Детали |
|---|---|---|---|---|---|
| 510.292857 до 804.292857 | 110×90×19,7 | Тип. -95 дБн/Гц при 100 Гц Тип. -100 дБн/Гц при 1 кГц Макс. -55 дБн (значение интегрирования от 10 Гц до 1 МГц) | ±0,5×10 -6 | Шаг 6Mz (изменяется поворотным переключателем) | Детали |
Модель: S510M804MD / Для мини спутниковых станций цифрового наземного вещания (ISDB-T)
| Частота Диапазон (МГц) | Размер упаковки (мм) [Д×Ш×В] | Фазовый шум Характеристика | Частота Стабильность | Частота Настройка Разрешение | Детали |
|---|---|---|---|---|---|
510. 292857 до 804.292857 | 110×90×21 | Тип. -90 дБн/Гц при 100 Гц Тип. -100 дБн/Гц при 1 кГц Макс. -57 дБн (значение интегрирования от 100 Гц до 1 МГц) | ±2,0×10 -6 | Шаг 6Mz (изменяется поворотным переключателем) | Детали |
Модель: S6R6G6R6GA / Для коммерческого радиооборудования, микроволновой радиосвязи и цифрового радио
| Частота Диапазон (МГц) | Размер упаковки (мм) [Д×Ш×В] | Фазовый шум Характеристика | Частота Стабильность | Частота Настройка Разрешение | Детали |
|---|---|---|---|---|---|
| 6570,50 до 6589,75 | 140×70×22 | Тип. -90 дБн/Гц при 1 кГц Макс. -47 дБн/Гц на частоте 1 кГц (значение интегрирования от 1 кГц до 2 МГц) | (*1) | 125 кГц | Детали |
Модель: S2R0G3R0GA / Для измерительного прибора
| Частота Диапазон (МГц) | Размер упаковки (мм) [Д×Ш×В] | Фазовый шум Характеристика | Частота Стабильность | Частота Настройка Разрешение | Детали |
|---|---|---|---|---|---|
| от 2000 до 3000 | 110×90×19 | Выход 3 ГГц Тип.  -86 дБн/Гц при 100 Гц Тип. -95 дБн/Гц при 1 кГц | (*2) | 1 Гц (3-проводной последовательный интерфейс) | Детали |
Модель: S3R0G3R0GA
Для местного генератора для микроволновых радиостанций Частота дискретизации для высокоскоростных преобразователей данных
| Частота Диапазон (МГц) | Размер упаковки (мм) [Д×Ш×В] | Фазовый шум Характеристика | Частота Стабильность | Ложный | Детали |
|---|---|---|---|---|---|
| 1000 до 3000 | 35×60×21 | Выход 3 ГГц Тип. -85 дБн/Гц при 100 Гц Тип. -95 дБн/Гц при 1 кГц | ±1,0×10 -6 | (Гармоники) Макс. -45 дБн (до гармоник третьего порядка) (Негармоники) Макс. -60 дБн (макс. 6,7 ГГц) | Детали |
Модель: S010G010GA
Для гетеродина для микроволновых радиостанций Опорный сигнал радиолокационной системы или измерительного оборудования
| Частота Диапазон (МГц) | Размер упаковки (мм) [Д×Ш×В] | Фазовый шум Характеристика | Частота Стабильность | Частота Настройка Резолюция | Детали |
|---|---|---|---|---|---|
| 4000 до 10000 | 110×60×22 | (выход 4 ГГц) тип.  -80 дБн/Гц при 1 кГц (выход 7 ГГц) тип. -75 дБн/Гц при 1 кГц (выход 10 ГГц) Тип. -72 дБн/Гц при 1 кГц Зависит от внешнего опорного сигнала (смещение до 1 кГц) | (*1) | 1 МГц | Детали |
Модель: S010M010MA / Для источников опорного сигнала в оборудовании базовой станции
| Частота Диапазон (МГц) | Размер упаковки (мм) [Д×Ш×В] | Фазовый шум Характеристика | Частота Стабильность | Ложный | Детали |
|---|---|---|---|---|---|
| 10 | 211×300×46 | Тип. -128 дБн/Гц при 10 Гц Тип. -139 дБн/Гц при 100 Гц Тип. -151 дБн/Гц при 1 кГц Макс. -90 дБн (значение интегрирования от 100 Гц до 1 МГц) | ±0,05×10 -6 | Гармоники: макс. -30dBc Другие: макс. -50 дБн | Детали |
(*1) Зависит от внешнего опорного сигнала (внешний опорный сигнал 10 МГц)
(*2) Зависит от внешнего опорного сигнала
Технические характеристики, описанные на этом сайте, могут быть изменены без предварительного уведомления в целях улучшения.
