Синтезатор частоты. Синтезаторы частот: принципы работы, виды и применение

Что такое синтезатор частот. Как работают синтезаторы прямого и косвенного синтеза. Какие бывают виды синтезаторов частот. Где применяются синтезаторы частот в современной электронике. Каковы основные характеристики и параметры синтезаторов частот.

Что такое синтезатор частот и принцип его работы

Синтезатор частот — это устройство, генерирующее сигналы с высокой точностью и стабильностью частоты. Основная задача синтезатора — формирование сигналов с требуемыми частотами на основе опорного высокостабильного генератора.

Существует два основных метода построения синтезаторов частот:

• Прямой синтез — основан на прямом преобразовании частоты опорного генератора с помощью умножителей, делителей и смесителей.
• Косвенный синтез — использует систему фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) для формирования выходного сигнала.

Синтезаторы прямого синтеза частот

Принцип работы синтезатора прямого синтеза заключается в следующем:

1. Частота опорного генератора преобразуется с помощью умножителей и делителей.
2. Полученные частоты смешиваются на смесителях.
3. Требуемая выходная частота выделяется с помощью фильтров.

Преимущества синтезаторов прямого синтеза:

• Высокое быстродействие при перестройке частоты
• Низкий уровень фазовых шумов
• Возможность формирования сигналов с произвольной фазой

Недостатки:

• Сложность реализации при большом числе выходных частот
• Высокий уровень побочных спектральных составляющих

Синтезаторы косвенного синтеза на основе ФАПЧ

Принцип работы синтезатора косвенного синтеза:

1. Выходная частота управляемого генератора сравнивается с опорной частотой.
2. Формируется сигнал ошибки, пропорциональный разности фаз.
3. Сигнал ошибки управляет частотой генератора, подстраивая ее под требуемое значение.

Преимущества синтезаторов косвенного синтеза:

• Простота реализации при большом числе выходных частот
• Низкий уровень побочных спектральных составляющих
• Возможность получения очень высоких частот

Недостатки:

• Относительно низкое быстродействие при перестройке
• Повышенный уровень фазовых шумов

Основные виды синтезаторов частот

По принципу формирования выходной частоты различают следующие виды синтезаторов:

• Синтезаторы с целочисленным коэффициентом деления (Integer-N)
• Синтезаторы с дробным коэффициентом деления (Fractional-N)
• Прямые цифровые синтезаторы (DDS)
• Гибридные синтезаторы

Синтезаторы с целочисленным коэффициентом деления

В таких синтезаторах выходная частота кратна опорной частоте. Шаг перестройки равен частоте сравнения. Преимущество — простота реализации, недостаток — ограниченное разрешение по частоте.

Синтезаторы с дробным коэффициентом деления

Позволяют получить дробное отношение выходной частоты к опорной. Обеспечивают более высокое разрешение по частоте при сохранении низкого уровня фазовых шумов.

Прямые цифровые синтезаторы (DDS)

Формируют выходной сигнал путем прямого цифрового синтеза по заданному алгоритму. Обеспечивают очень высокое разрешение по частоте и фазе, быструю перестройку.

Гибридные синтезаторы

Сочетают преимущества различных методов синтеза. Например, DDS в качестве опорного генератора для ФАПЧ позволяет получить высокое разрешение на СВЧ.

Применение синтезаторов частот

Синтезаторы частот широко используются в различных областях радиоэлектроники:

• Системы связи (формирование несущих частот)
• Измерительная техника (генераторы сигналов, анализаторы спектра)
• Радиолокация (генераторы зондирующих сигналов)
• Навигационные системы
• Системы синхронизации

Основные характеристики синтезаторов частот

Ключевыми параметрами, определяющими качество синтезатора частот, являются:

• Диапазон выходных частот
• Шаг перестройки частоты
• Время перестройки
• Уровень фазовых шумов
• Уровень побочных спектральных составляющих
• Долговременная и температурная нестабильность частоты

Современные тенденции в развитии синтезаторов частот

Основные направления совершенствования синтезаторов частот:

• Расширение диапазона рабочих частот до десятков и сотен ГГц
• Снижение уровня фазовых шумов
• Повышение быстродействия при перестройке частоты
• Уменьшение габаритов и энергопотребления
• Интеграция синтезаторов в системы на кристалле

Заключение

Синтезаторы частот являются ключевым элементом современных радиоэлектронных систем. Постоянное совершенствование методов и схемотехники синтезаторов позволяет улучшать характеристики систем связи, радиолокации, навигации и измерительной техники.

Синтезатор частот на основе ФАПЧ 1508ПЛ9Т

* В зависимости от коэффициентов деления и входной частоты

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
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

ГЕНЕРАТОРЫ, СИНТЕЗАТОРЫ ЧАСТОТЫ

Генераторы

     Современная элементная база позволила реализовать различные типы функциональных генераторов в малогабаритном исполнении — один корпус микросхемы с небольшим количеством навесных элементов. В качестве цепей формирования частоты используются в основном RC-цепочки (здесь необходимо отметить, что от точности RC элементов напрямую зависит точность и стабильность выходной частоты, поэтому к выбору R и C необходимо подходить с особым вниманием).
     Предлагаемые микросхемы с успехом используются в устройствах формирования модулированных колебаний (частный случай — частотная манипуляция), преобразователях частота-напряжение и напряжение-частота, ФАПЧ, функциональных генераторах с формированием синусоидальных, прямоугольных и пилообразных импульсов, генераторах качающейся частоты и др.

Модель	Диапазон рабочих частот, МГц	Уход частоты, 10-6/°С	Форма выходного сигнала	Uпит., В	Iпотр.макс., мА	Корпус
MAX038CPP	0,01Гц — 20	200	Синус, пила, прямоугольник, треугольник, одиночные импульсы	±5	90	DIP20
MAX2620EUA	10 — 1050		Синус	2,7…5,25	12,5	MicroMAX8
XR2206CP	0,01Гц — 1	20	Синус, пила, прямоугольник, треугольник, одиночные импульсы	10…26 (±5…±13)	17	DIP16
XR2207CP	0,01Гц — 1	20	Пила, прямоугольник, треугольник, одиночные импульсы	8…26 (±4…±13)	15	DIP14
XR2209CP	0,01Гц — 1	20	Пила, прямоугольник, треугольник, одиночные импульсы	8…26 (±4…±13)	15	DIP8
XR8038ACP	0,001Гц — 200кГц	50	Синус, прямоугольник, треугольник	10…30 (±5…±15)	20	DIP14

Синтезаторы частоты

     Синтезатор частоты — это блок приемо-передающего радиоустройства отвечающий за генерацию (настройку) прибора на рабочую частоту, также возможно применение в телекоммуникационной и измерительной технике. Предлагаются два типа синтезаторов: стандартный (MC145170D2) и синтезатор с прямым цифровым синтезом выходной частоты (DDS — обладает возможностями получения частоты с точностью до десятых долей Герца, точного управления фазой выходного сигнала, сверх быстрой перестройки частоты (23 млн. частот в секунду)).

Модель	Опорная частота, МГц	Разрешение, бит	Uпит., В	Iпотр.макс., мА	Интерфейс	Примечание	Корпус
AD9850BRS	125	10	3,3…5	96	Пар., посл.	DDS- Прямой цифровой синтез частоты	SO28
MC145170D2	100/185	—	2,7…5,5	6	Посл.	Внешний опорный делитель	SO16

• Наименование

  К продаже

  Цена от

XR2209CP Восстановлены. Проверено

К продаже:

27 шт.

К продаже:

2 шт.

К продаже:

41 шт.

Цена от:

1 644,07₽

К продаже:

158 шт.

Цена от:

1 052,27₽

К продаже:

200 шт.

Проект — EFO-COMB. Оптический синтезатор частоты

Оптический синтезатор частоты — это высокоточный прибор для исследовательских и промышленных применений, таких как лазерное охлаждение атомов, прецизионное измерение длины, оптические часы, лидары, астрономия, ультра-стабильные микроволновые генераторы, передача эталонных сигналов времени и частоты по оптоволокну, инфракрасная спектроскопия.

Оптический синтезатор частоты представляет собой готовое к применению устройство, состоящее из фемтосекундного эрбиевого волоконного лазера, работающего в режиме синхронизации мод, со стабилизацией частоты повторения Frep и частоты отстройки Fceo.-16 на 1 с).  Лазер имеет четыре волоконных выхода для подключения различных опций, волоконный усилитель для генерации суперконтинуума, f-2f интерферометр. Полностью PM волоконная система обеспечивает надежную непрерывную работу. Отдельная стойка управления содержит блок питания-управления, блоки фазовой подстройки частоты, систему сбора и отображения данных.

Модульная архитектура системы позволяет легко добавить дополнительные функциональные возможности. Система может быть дополнена:
• стабилизированным комб-спектром в диапазоне длин волн 1000-2200 нм и мощностью до 200 мВт
• стабилизированным комб-спектром в диапазоне длин волн 500-1000 нм и мощностью до 80 мВт
• выходом на выделенную длину волны Δλ ~ 2-5 нм в диапазоне 500-1000 нм и 1000-2200 нм
• высокомощным усилителем на длине волны 1550 нм с выходной мощностью до 250 мВт со стабилизированной частотой повторения и фазой поля (CEP)
• высокомощным выходом на длине волны 780 нм с выходной мощностью до 100 мВт со стабилизированной частотой повторения и фазой поля (CEP)
• модулями оптических биений, позволяющими получить и измерить радиочастотный сигнал биений между оптической частотой комб-генератора и внешним непрерывным лазером
• блоком фазовой подстройки частоты для стабилизации внешнего непрерывного лазера к оптической частоте комб-генератора
• ультра-стабильным радиочастотным выходом в диапазоне частот от 10 МГц до 10 ГГц
• генератором разностной частоты (например: 3400 нм)

Синтезатор частот косвенного синтеза

УДК 621.37+621.391

А. В. З а й ц е в, А. А. Б ы к о в,

Н. М. Т р и ф о н о в

СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТ КОСВЕННОГО СИНТЕЗА

Рассмотрен синтезатор частоты с системой фазовой автопод-

стройки. Приведены теоретические расчеты и эксперименталь-

ные результаты. Основное внимание уделено использованию отече-

ственной микросхемы КН1015ПЛ5, выпущенной эксперименталь-

ной серией.

В предлагаемом синтезаторе, за исключением управляемого гене-

ратора, используется цифровой сигнал. Время стабилизации частоты

предложенного синтезатора проанализировано теоретически и экспе-

риментально. Выявлено, что данный синтезатор обеспечивает время

переключения частот менее 20 мс, при подавлении боковых составля-

ющих спектра более чем на 50 дБ.

Появление современных синтезаторов частот (СЧ) связано с воз-

росшими требованиями стабильности и точности установки частоты

при перестройке по диапазону. Синтезаторы частот широко приме-

няются во всех областях радиотехники: передатчиках, приемниках,

измерительных устройствах. Требования, предъявляемые к СЧ, зави-

сят от назначения и области применения аппаратуры, в которой они

используются.

В настоящее время существуют два основных метода построения

СЧ: методы прямого и косвенного синтеза.

Метод прямого синтеза

основан на линейном преобразовании

ряда опорных частот и выделении требуемой частоты при помощи

фильтров (отсюда название — “пассивный синтез”).

Метод косвенного

синтеза

основан на сравнении выходной частоты управляемого ге-

нератора (УГ) с некоторой стабильной частотой и на последующей

подстройке выходной частоты по сигналу ошибки при помощи кон-

тура управления. В качестве частоты сравнения используется частота

высокостабильного (обычно кварцевого) генератора.

Предлагаемый СЧ является частью(блоком) аппаратуры связи. По-

этому рассмотрим характеристики, которые могут и должны быть ре-

ализованы в самом синтезаторе. Такими характеристиками являются

диапазон частот, стабильность рабочих частот, шаг сетки частот, ста-

бильность частоты (среднеквадратическое значение паразитного от-

клонения частоты), время перестройки рабочей частоты.

Для реализации заданных требований по основным электрическим

параметрам, габаритным размерам и потреблениювыбрана наиболее

простая система синтеза частот на основе однокольцевой системы фа-

зовой автоподстройки с переменным коэффициентом деления.

72 ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2006. № 4

ООО Радиокомп — Radiocomp LLC — ООО Радиокомп

News Low-noise synthesizer of the Radiocomp LLC with a frequency range up to 20 GHz 16 September 2019. Low-noise synthesizer of the Radiocomp LLC with a frequency range up to 20 GHz   SignalCore’s New Signal Generator 30 August 2019. SignalCore’s New Signal Generator   We invite you on August 6, 2019 to the International Workshop on Signal Generation and Frequency Synthesis SGFS-2019 21 May 2019.»Learn more about the «International Workshop on Signal Generation and Frequency Synthesis SGFS-2019» The «Radiocomp» LLC took part in the exhibition «ExpoElectronica-2019» 22 April 2019. The «Radiocomp» LLC took part in the exhibition «ExpoElectronica-2019»   All the News Search the Website     Database     Products Line Review     Site Map: HTML  XML

We are sorry but the document you requested is not available on this server. The most probably it’s resulted from recent web-site upgrade. You easily find the information you need using menu or search engine. Мы очень сожалеем, но документ, который вы запросили, не найден на сервере. Возможно, это связано с недавним обновлением сайта и изменением его структуры. Вы без труда найдете интересующую Вас информацию, воспользовавшись меню или системой поиска по сайту.

Full or partial copying of materials is prohibited. All rights reserved.   Call us right now:

© RADIOCOMP, LLC 2001-2021 Aviamotornaya str. 8a, 111024 Moscow, Russia Phones: +7-495-957-7745, +7-495-361-0904, +7-495-361-0416 Fax: +7-495-925-1064 E-mail: [email protected] Radiocomp, LLC is the official sponsor of

МОДЕЛЬ ОЦЕНКИ УРОВНЯ ПАРАЗИТНЫХ ФАЗОВЫХ ФЛУКТУАЦИЙ В ВЫХОДНОМ СИГНАЛЕ СИНТЕЗАТОРА ЧАСТОТ | Толкачев

1. Качармина Е.Г., Толкачев П.А., Шахтарин Б.И. Полиномиальная модель расчета уровня шумов в синтезаторах частот // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2018. № 2. С. 41-47.

2. Norsworthy S.R., Schreier R., Temes G.C. Delta-Sigma Data Converters: Theory, Design, and Simulation. IEEE PRESS, 1997. P. 165-192.

3. Левин В.А., Малиновский В.Н., Романов С.К. Синтезаторы частот с системой импульсно-фазовой автоподстройки частоты. М.: Радио и связь, 1989. 232 с.

4. Рыжков А.В., Попов В.Н. Синтезаторы частот в технике радиосвязи. М.: Радио и связь, 1991. С. 9-13.

5. Limkumnerd S., Eungdamrong D. Mathematical models and simulations of phase noise in phase-locked loops // Songklanakarin J. Sci. Technol. 2007. V. 29. № 4. Р. 1017-1028.

6. Манасевич В. Синтезаторы частот. Теория и проектирование: пер. с англ. / Под ред. А.С. Галина. М.: Связь, 1979. 384 с.

7. Шахтарин Б.И. Синтезаторы частот. М.: Горячая линия-Телеком, 2007. С. 20-23.

8. Drucker E. Model PLL dynamics and phase-noise performance // Microwaves & RF. 2000. V. 39. № 2. P. 88-96.

9. Толкачев П.А. Методики увеличения качества спектра выходного сигнала для синтезатора частот косвенного синтеза с делителем с переменным коэффициентом деления // Автоматизация. Современные технологии. 2017. Т 71. № 7. С. 309-313.

10. Woogeun Rhee, Ni Xu, Bo Zhou, Zhihua Wang. Fractional-N frequency synthesis: overview and practical aspects with FIR-embedded design // J. Semicond. Technol. and Sci. 2013. V. 13. № 2. P. 170-183.

Синтезаторы частот | SpectraDynamics, Inc. (SDI)

Синтезатор 9.192 ГГц CS-1 состоит из двух отдельныых элементов: модуля синтезатора и модуля постоянного тока.

Синтезатор частоты FS100-RM с ультранизким уровнем помех может использоваться с современными источниками частоты кварцевого резонатора без деградации фазных помех или устойчивости к внешним воздействиям. FS100-RM умножает входящую частоту 5 или 10 МГц и обеспечивает выходные сигналы на 10, 20, 40, 80 и 100 МГц, удерживая паразитную модуляцию на уровне ниже −55 дБн.

HROG-10 — это генератор сдвига фазы и частоты с высоким разрешением. Фаза и частота выходных сигналов регулируются относительно предоставленного пользователем опорного сигнала 10 МГц. Разрешающая способность генератора по фазе выходного сигнала составляет 2π/232 рад, или разрешение по такту выходного сигнала — 0,15 фс. Разрешающая способность по частоте выходного сигнала — 5×10-19.

HROG-5 — это генератор сдвига фазы и частоты с высоким разрешением. Фаза и частота выходных сигналов регулируются относительно предоставленного пользователем опорного сигнала 5 МГц. Разрешающая способность генератора по фазе выходного сигнала составляет 2π/232 рад, или разрешение по такту выходного сигнала — 0,3 фс. Разрешающая способность по частоте выходного сигнала — 5×10-19.

LNFS-100 — это универсальный синтезатор с низким уровнем помех и диапазоном выходных частот от 1 до 120 МГц. Синтезатор оснащен внутренним генератором развертки с низким уровнем помех, который можно синхронизировать по фазе с внешним сигналом 5 или 10 МГц для долгосрочной стабильности.

LNFS-400 — это универсальный синтезатор с низким уровнем помех и диапазоном выходных частот от 1 до 400 МГц. Прибор имеет частотное разрешение 48 бит, фазовое разрешение 14 бит и оснащен внутренним генератором развертки с низким уровнем помех, который можно синхронизировать по фазе с внешним сигналом 5 или 10 МГц для долгосрочной стабильности.

Импульсный генератор PPS-2 используется для генерирования сигналов одного импульса в секунду из синусоидальных входных сигналов. Входной сигнал может быть 1 МГц, 5 МГц или 10 МГц. Выходной сигнал импульс в секунду (pps) имеет переменную длину импульса. Выбор входной частоты и длины импульса осуществляется с помощью установки тумблерного переключателя. Выходной имп./сек. можно синхронизировать с внешним событием.

Синтезатор 6,384 ГГц RB-1- это высокостабильный источник сигнала с высоким разрешением, разработанный для использования при внедрении рубидиевых атомных часов. RB-1 поставляется в двух отдельных корпусах, модуль синтезатора и модуль постоянного тока, оба в стоечных корпусах 2U, 19 дюймов. Доступ ко всем функциям синтезатора осуществляется с передней панели или посредством стандартного интерфейса RS232.

Генерация тактовых импульсов

с использованием синтезаторов частот с ФАПЧ

Для повышения скорости передачи данных по высокоскоростным шинам последовательной связи требуются системные часы с более высокими частотами, превосходной стабильностью, более высоким разрешением по частоте и более высокой чистотой сигнала. Прямые цифровые синтезаторы предлагают эти характеристики, но только на частотах ниже 2 или 3 гигагерц (ГГц). Требуется решение для частот до десятков гигагерц.

Это решение начинается с аналоговых синтезаторов частоты на основе фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), которые генерируют тактовые частоты до 30 ГГц.Затем синтезаторы с целым числом N (которые умножают опорную частоту на целое значение) и синтезаторы с дробным числом N (которые умножают опорную частоту на нецелые дробные значения) используют специальные методы, которые минимизируют фазовый шум и аналогичные примеси сигнала.

В этой статье описывается конструкция синтезаторов частоты как с целым, так и с дробным N на примерах устройств от Analog Devices. В статье также освещаются инновации, которые позволяют использовать эти устройства для высокоскоростных последовательных каналов передачи данных, а также для радаров с быстрой перестройкой частоты.

Синтезаторы с фазовой автоподстройкой частоты с целым числом N

Цепи ФАПЧ

используются для управления частотой и фазой. Они могут быть сконфигурированы как источники тактовой частоты, умножители частоты, демодуляторы, следящие генераторы или схемы восстановления тактовой частоты. Каждое из этих приложений требует разных характеристик, но все они используют одну и ту же базовую концепцию схемы. На рисунке 1 показана блок-схема базовой системы ФАПЧ, сконфигурированной как умножитель частоты.

Рисунок 1: Блок-схема классического синтезатора частоты с фазовой автоподстройкой частоты с целым числом N.(Источник изображения: Digi-Key Electronics)

Работа этой схемы типична для всех контуров фазовой автоподстройки частоты. По сути, это система управления с обратной связью, которая управляет фазой генератора, управляемого напряжением (ГУН). Входной сигнал подается на делитель предварительного масштабирования, который делит входную частоту на коэффициент R. Выходной сигнал устройства предварительного масштабирования является опорной частотой, которая образует один вход фазочастотного детектора (PFD).

Другой вход PFD — это сигнал обратной связи с выхода счетчика деления на N.Обычно, если ФАПЧ заблокирована, частоты обоих сигналов будут почти одинаковыми. Выходной сигнал фазового детектора — это напряжение, пропорциональное разности фаз между двумя входами. Если контур разблокирован, как это происходит при запуске, или если есть большой мгновенный сдвиг частоты на входе, то частотно-фазовый детектор срабатывает, чтобы установить рабочую частоту ФАПЧ на желаемое значение. Когда эта частота достигается, PFD возвращается в режим фазового детектора и имеет выходной сигнал, пропорциональный разности фаз между опорной частотой и сигналом обратной связи.

Частотно-фазовый детектор управляет зарядовой накачкой, которая представляет собой биполярный переключаемый источник тока. Это означает, что он может выводить положительные и отрицательные импульсы тока в контурный фильтр ФАПЧ.

Контурный фильтр сглаживает сигнал фазовой ошибки, а также определяет динамические характеристики системы ФАПЧ. Отфильтрованный сигнал управляет ГУН. Обратите внимание, что выходной сигнал ГУН имеет частоту, которая в N раз больше входного сигнала, подаваемого на вход опорной частоты на фазово-частотный детектор, и в N / R раз больше входной частоты.Этот выходной сигнал отправляется обратно на фазовый детектор через счетчик деления на N.

Обычно контурный фильтр конструируется с учетом характеристик, требуемых приложением ФАПЧ. Если система ФАПЧ должна захватывать и отслеживать сигнал, полоса пропускания контурного фильтра будет больше, чем если бы он ожидал фиксированную входную частоту. Частотный диапазон, который будет принимать и фиксировать ФАПЧ, называется «диапазоном захвата». После того, как ФАПЧ зафиксирована и отслеживает сигнал, диапазон частот, которым будет следовать ФАПЧ, называется «диапазоном отслеживания».«Как правило, диапазон слежения больше, чем диапазон захвата. Фильтр контура ФАПЧ также определяет, насколько быстро может изменяться частота сигнала и при этом сохраняться синхронизация, т. Е. Максимальная скорость нарастания. Чем уже полоса пропускания контурного фильтра, тем меньше достижимая фазовая ошибка. Это происходит за счет более медленного отклика и меньшего диапазона захвата. ФАПЧ, используемые в приложениях синхронизации, работают в основном на фиксированных частотах. В общем, полоса пропускания контурного фильтра должна быть намного меньше опорной частоты.

Поскольку выходная частота системы ФАПЧ является целым кратным опорной частоты, ее разрешение по частоте равно опорной частоте. Для получения более точного разрешения по частоте необходимо уменьшить опорную частоту, что выполняется с помощью счетчика предварительной шкалы R.

Коммерческим примером синтезатора частот с целым числом N является LTC6946IUFD-3 # PBF компании Analog Devices, малошумящий синтезатор с диапазоном частот от 0,64 до 5,790 ГГц со встроенным ГУН и превосходными характеристиками паразитных составляющих (рис. 2).Он является членом семейства из четырех интегральных схем синтезатора, каждая с различным частотным диапазоном, охватывающим общий диапазон от 0,373 до 6,390 ГГц.

Рисунок 2: Блок-схема синтезатора частоты Analog Devices LTC6946IUFD-3 # PBF integer N со встроенным ГУН. (Источник изображения: Analog Devices)

Для этого синтезатора требуется внешний контурный фильтр, предоставляемый пользователем, который можно оптимизировать для конкретного приложения. Имеется внутренний делитель счетчика предварительной шкалы с диапазоном деления от 1 до 1023.Делитель контура имеет диапазон от 32 до 65535. Ток накачки заряда регулируется от 250 микроампер (мА) до 11,2 миллиампер (мА) в соответствии с требованиями петлевого фильтра.

Синтезаторы фазовой автоподстройки частоты с дробным N

Частотное разрешение синтезатора ФАПЧ может быть улучшено за счет уменьшения размера шага до значений, меньших, чем целые числа, т. Е. Выполнения дробных шагов в делителе контура (N). Это достигается за счет динамического изменения или «дизеринга» значения обратного отсчета.Это означает, что настройка делителя удерживает значение N для фиксированного количества циклов выходной частоты ФАПЧ и периодически изменяется на другое значение, например N + 1. Например, если значение делителя равно 4 для трех контрольных периодов и 5 для четвертого контрольного цикла, то эффективный обратный отсчет будет 4,25. Один из способов добиться этого — использовать аккумулятор, как показано на рисунке 3.

Рисунок 3: Блок-схема синтезатора ФАПЧ с дробным коэффициентом деления, использующего аккумулятор для модуляции счета делителя.(Источник изображения: Digi-Key Electronics)

Аккумулятор считает выходные импульсы от делителя, и каждый M, где M — модуль аккумулятора, выдает бит переноса, который изменяет вход делителя. На рисунке 4 продолжается пример установки дробного делителя 4,25.

Рисунок 4: Временная диаграмма для синтезатора с дробным N, использующего аккумулятор. (Источник изображения: Digi-Key Electronics)

Аккумулятор приводится в действие разделенным выходом и ведет счет по модулю четыре, т.е.е., M равно четырем. Каждый четвертый импульс генерирует выходной сигнал переноса, который увеличивает счет делителя на единицу. Аккумулятор сбрасывается и снова начинает отсчет. Увеличение настройки делителя сдвигает выходную частоту, что приводит к накопленной ошибке сдвига фазы. Дорожка фазовой ошибки показывает значение импульса как функцию времени.

Среднее значение делителя составляет 4,25, но выход синтезатора модулирован по фазе, что приводит к появлению паразитных тонов на выходе. Глядя на состояние аккумулятора, очевидно, что он отслеживает фазовую ошибку.Это можно использовать для удаления модуляции, как показано на рисунке 5.

Рисунок 5: Использование состояния сумматора с цифро-аналоговым преобразованием для отмены фазовой модуляции из-за частичного дизеринга N. (Источник изображения: Digi-Key Electronics)

Состояние аккумулятора преобразуется в аналоговое с помощью цифро-аналогового (ЦАП) преобразователя, масштабируется и вычитается из выходного сигнала частотно-фазового детектора для отмены фазовой модуляции из-за частичного дизеринга N. Это нужно делать с большой осторожностью; если сигнал коррекции не совпадает в точности с фазовой ошибкой, на выходе будут возникать ложные тона.

Введите сигма-дельта модулятор

Периодичность аккумулятора является причиной ложных выходных сигналов синтезатора. Если аккумулятор заменен сигма-дельта-модулятором, тогда могут применяться цифровые методы для модуляции счета делителя таким образом, чтобы минимизировать паразитные отклики и шум. Эта замена показана на рисунке 6.

Рисунок 6: Замена аккумулятора сигма-дельта-модулятором позволяет применять цифровые методы для изменения числа делителя, чтобы уменьшить паразитные отклики.(Источник изображения: Digi-Key Electronics)

На самом деле существует два распространенных цифровых метода, которые используются в топологии сигма-дельта модуляции. Первый предполагает увеличение количества N делителей в более широком диапазоне значений, так что средний коэффициент деления будет давать желаемое значение дробного делителя. Это уменьшит первичные дробные шпоры. Синтезатор на основе аккумулятора меняет счет между двумя состояниями. Это метод модуляции первого порядка.Сигма-дельта дробная ФАПЧ n-го порядка модулирует счетчик N между 2 ⁿ различными значениями. Например, модулятор третьего порядка будет переключаться между восемью различными значениями делителя, а модулятор четвертого порядка будет переключаться между 16 различными значениями делителя.

Второй цифровой метод — также называемый дизерингом — включает рандомизацию последовательности 2 ^N , чтобы она была псевдослучайной. При сохранении среднего коэффициента дробного делителя, он преобразует дробные шпоры в произвольный шум такой формы, что его можно отфильтровать с помощью системы ФАПЧ.

Коммерческой версией синтезатора сигма-дельта дробного N является Analog Devices ADF5610BCCZ, малошумящий синтезатор дробного N от 0,57 мегагерц (МГц) до 14,6 ГГц со встроенным ГУН (рисунок 7).

Рисунок 7: Блок-схема Analog Devices ADF5610BCCZ, который поддерживает конфигурации синтезатора как с дробным N, так и с целочисленным. (Источник изображения: Analog Devices)

Для ADF5610 требуется внешний опорный генератор и контурный фильтр. Он имеет встроенный ГУН с основной частотой от 3650 МГц до 7300 МГц.Эти частоты внутренне удваиваются и направляются на вывод RFOUT. Имеется дифференциальный выход, который позволяет разделить удвоенную частоту ГУН на коэффициенты 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 или 128, что позволяет генерировать выходные РЧ частоты до 57 МГц.

ADF5610 использует усовершенствованный сигма-дельта-модулятор с 24-битным дробным модулем, который обеспечивает исключительно низкие уровни паразитных помех. Как и во всех синтезаторах, использующих сигма-дельта модулятор, в этом устройстве используются методы цифровой обработки сигналов для нахождения желаемого среднего коэффициента дробного делителя.Этот процесс, синхронизированный с частотой PFD, производит шум модуляции выходного сигнала, называемый шумом квантования, с высокочастотной характеристикой. Внешний контурный фильтр нижних частот используется для фильтрации этого шума квантования до уровня ниже фазового шума ГУН, предотвращая, таким образом, вклад шума в общий фазовый шум системы.

ADF5610 также включает режим точной частоты для ошибки частоты 0 герц (Гц). Этот режим может генерировать точные частоты между соседними целочисленными N граничными шагами, все еще используя полный 24-битный модуль фазового накопителя.Он достигает точных частотных шагов с высокой скоростью сравнения фазовых детекторов, что позволяет системе ФАПЧ поддерживать отличные характеристики фазового шума и паразитных помех в этом режиме.

Analog Devices ADF4169CCPZ-RL7 — еще один синтезатор с ФАПЧ, который можно настроить как устройство с целым числом N или дробным N. Он работает с полосой пропускания RF до 13,5 ГГц с модуляцией и генерацией сигналов. Он использует вход внешней опорной частоты, ГУН и контурный фильтр. Он имеет сигма-дельта-модулятор третьего порядка для синтеза дробного N, который можно отключить, что позволяет устройству работать в режиме целого N (рисунок 8).

Рис. 8. В ADF4169CCPZ-RL7 Analog Devices используется сигма-дельта-модулятор третьего порядка. (Источник изображения: Analog Devices)

Синтезатор ADF4158WCCPZ-RL7 предназначен для использования в радарах с непрерывной частотной модуляцией (FMCW). Он способен обрабатывать различные типы модулированных сигналов в частотной области, включая пилообразные и треугольные линейные изменения. Это особая функция, которая необходима в радиолокационных приложениях.

Заключение

Рост скорости передачи данных в высокоскоростных шинах последовательной связи требует от разработчиков решения не ограничиваться прямыми цифровыми синтезаторами, которые лучше всего работают на частотах ниже 3 ГГц.Синтезаторы частоты на основе ФАПЧ, использующие топологии целочисленного N и дробного N, обеспечивают стабильные малошумящие сигналы для высокочастотных тактовых импульсов, последовательной передачи данных и радиолокационных приложений для частот до десятков гигагерц.

Заявление об ограничении ответственности: мнения, убеждения и точки зрения, выраженные различными авторами и / или участниками форума на этом веб-сайте, не обязательно отражают мнения, убеждения и точки зрения Digi-Key Electronics или официальную политику Digi-Key Electronics.

Синтезатор непрямого РЧ сигнала »Электроника

Синтезаторы частоты на основе ФАПЧ вставляют в контур дополнительный элемент для изменения частоты

---

Учебные пособия по синтезатору частот Включает:
Основы работы с синтезатором PLL / непрямой синтезатор Цифровой синтезатор с ФАПЧ Аналоговый синтезатор с ФАПЧ Многопетлевой синтезатор Фракционный синтез азота Фазовый шум синтезатора Как спроектировать синтезатор с низким фазовым шумом Прямой цифровой синтезатор, DDS

---

Непрямая форма синтезатора радиочастотных частот, основанная на контуре фазовой автоподстройки частоты или ФАПЧ, является наиболее часто используемой формой радиочастотного синтезатора.

Поместив либо цифровой делитель в контур фазовой автоподстройки частоты для цифрового синтезатора ФАПЧ, либо смеситель для создания аналогового синтезатора ФАПЧ, контур может обеспечить высокий уровень производительности: стабильность частоты, точность частоты и программируемую частоту.

Контуры аналогового синтезатора могут использоваться сами по себе, но они также широко используются в более крупных синтезаторах и могут действовать как контур преобразования частоты.

Ввиду простоты использования и производительности синтезаторы с ФАПЧ используются в бесчисленном множестве различных радиоприемников, и их использование будет только расти.

Основы ФАПЧ

Наиболее распространенная форма синтезатора радиочастотных частот основана на схеме фазовой автоподстройки частоты или технологии ФАПЧ. Этот подход сейчас хорошо зарекомендовал себя и обеспечивает отличную производительность и гибкость в использовании.

В основе работы ФАПЧ лежит идея сравнения фаз. Из блок-схемы основного контура, показанного ниже, можно увидеть, что есть три основных блока схемы, фазовый компаратор, генератор, управляемый напряжением, и контурный фильтр.Опорный генератор иногда включается в блок-схему, хотя он не является строго частью самого контура, даже если для его работы требуется опорный сигнал.

Базовая схема фазовой автоподстройки частоты

Схема фазовой автоподстройки частоты, ФАПЧ, работает путем сравнения фаз двух сигналов. Сигналы от генератора, управляемого напряжением, и опорного сигнала поступают в фазовый компаратор. Здесь вырабатывается третий сигнал, равный разности фаз между двумя входными сигналами.

Затем сигнал разности фаз пропускается через контурный фильтр.Он выполняет ряд функций, включая удаление любых нежелательных продуктов, присутствующих в этом сигнале. Как только это будет выполнено, оно подается на управляющий вывод генератора, управляемого напряжением. Это напряжение настройки или напряжение ошибки таково, что оно пытается уменьшить ошибку между двумя сигналами, входящими в фазовый компаратор. Это означает, что генератор, управляемый напряжением, будет подтягиваться к частоте опорного сигнала, и когда он заблокирован, возникает постоянное напряжение ошибки.Он пропорционален фазовой ошибке между двумя сигналами и является постоянным. Только когда фаза между двумя сигналами меняется, возникает разница в частотах. Поскольку разность фаз остается постоянной, когда контур синхронизирован, это означает, что частота генератора, управляемого напряжением, составляет точно на , что и опорная.

Примечание о схеме фазовой автоподстройки частоты, ФАПЧ:

Фазовая автоподстройка частоты (ФАПЧ) — очень полезный строительный блок ВЧ.В системе ФАПЧ используется концепция минимизации разницы в фазах между двумя сигналами: опорным сигналом и гетеродином для воспроизведения частоты опорного сигнала. Используя эту концепцию, можно использовать системы ФАПЧ для многих приложений, от синтезаторов частот до FM-демодуляторов и восстановления сигналов.

Подробнее о ФАПЧ, ФАПЧ

Основы синтезатора частоты с ФАПЧ

Контур фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) требует дополнительных схем, если он должен быть преобразован в синтезатор частоты.

Цикл разорван, и добавлены дополнительные блоки для обеспечения действия синтезатора частоты. Эти блоки так или иначе добавляют смещение частоты в цикл.

Основное действие петли остается. Фазовый детектор выдает напряжение ошибки, пропорциональное разности фаз между двумя его входными сигналами. Это означает, что генератор, управляемый напряжением, будет работать на частоте, отличной от частоты фазового детектора или частоты сравнения.

Существует два основных способа изготовления синтезаторов частот из контуров фазовой автоподстройки частоты:

• Цифровой синтезатор с ФАПЧ: Это концепция, лежащая в основе большинства одноконтурных синтезаторов.Он включает в себя размещение цифрового делителя в контуре между генератором, управляемым напряжением. Это означает, что частота генератора, управляемого напряжением, будет делиться на коэффициент деления делителя, например n, и ГУН будет работать с частотой, в n раз превышающей частоту сравнения фаз. Изменяя коэффициент деления делителя, можно изменять выходную частоту генератора. Это делает синтезатор частоты программируемым. Базовый цифровой синтезатор частоты Эти цифровые синтезаторы частоты идеально подходят для многих приложений.Они хорошо работают там, где разница между каналами относительно велика. Там, где может потребоваться виртуальная непрерывная настройка с шагом 1 Гц или 10 Гц, для этого требуются очень высокие коэффициенты деления, что может ухудшить характеристики фазового шума и вызвать другие проблемы. Для достижения требуемой производительности может потребоваться объединение цифрового синтезатора с ФАПЧ с некоторыми аналоговыми методами, как описано ниже.
• Аналоговый синтезатор с ФАПЧ: Этот вид синтезатора частот вводит смеситель в ФАПЧ между генератором, управляемым напряжением, и фазовым детектором.Путем подачи внешнего сигнала на другой вывод смесителя в контур вводится фиксированное смещение, равное смещению внешней частоты. Базовый аналоговый синтезатор частоты При разработке аналоговых синтезаторов необходимо соблюдать осторожность, поскольку могут возникнуть проблемы с сигналом изображения. Хотя фазы для фазового детектора поменяны местами, все же необходимо убедиться, что система видит только правильный сценарий смешивания. Иногда для обеспечения правильной работы на ГУН может подаваться напряжение рулевого управления.

Аналоговый и цифровой синтезаторы с ФАПЧ используются по-разному, но оба способны обеспечить очень высокий уровень производительности.

Также можно создать многоконтурные ВЧ-синтезаторы — эти многоконтурные ВЧ-синтезаторы способны обеспечить повышенный уровень гибкости и общей производительности, хотя при проектировании необходимо тщательно разрабатывать. Иногда можно комбинировать как аналоговые, так и цифровые шлейфы синтезатора.

Другие важные темы по радио:
Радиосигналы Типы и методы модуляции Амплитудная модуляция Модуляция частоты OFDM ВЧ микширование Петли фазовой автоподстройки частоты Синтезаторы частот Пассивная интермодуляция ВЧ аттенюаторы RF фильтры Радиочастотный циркулятор Типы радиоприемников Радио Superhet Избирательность приемника Чувствительность приемника Обработка сильного сигнала приемника Динамический диапазон приемника
Вернуться в меню тем радио.. .

Что такое синтезатор радиочастот »Электроника

Технология синтезатора частот RF широко используется, и существует несколько различных типов и технологий, которые можно использовать в их конструкции.

---

Учебные пособия по синтезатору частот Включает:
Основы работы с синтезатором PLL / непрямой синтезатор Цифровой синтезатор с ФАПЧ Аналоговый синтезатор с ФАПЧ Многопетлевой синтезатор Фракционный синтез азота Фазовый шум синтезатора Как спроектировать синтезатор с низким фазовым шумом Прямой цифровой синтезатор, DDS

---

Синтезаторы частоты используются в большом количестве различного ВЧ оборудования — почти везде, где требуется стабильный источник ВЧ.

Синтезаторы частот

ВЧ обеспечивают высокий уровень производительности с точки зрения стабильности, программируемости и общего удобства.

Поскольку большая часть оборудования, требующего использования синтезатора РЧ, также имеет цифровую схему для других элементов устройства, синтезаторы РЧ особенно хорошо подходят для использования.

Соответственно, синтезаторы радиочастотных частот используются в оборудовании от простых передатчиков и приемников Bluetooth до маршрутизаторов Wi-Fi и мобильных телефонов до высокопроизводительных систем связи, спутниковых каналов связи и т.п.Фактически, все, что использует радиочастотную связь почти в любой форме, скорее всего, будет использовать радиочастотный синтезатор.

Блок-схема базового цифрового синтезатора частоты

Типы / категории ВЧ-синтезатора

Существует несколько категорий синтезаторов. Очевидно, что у каждого из них есть свои достоинства и недостатки. Часто приходится выбирать, какой тип выбрать.

• Прямой: Прямые формы синтезатора РЧ частот, как следует из названия, реализованы путем создания формы сигнала напрямую без какого-либо элемента преобразования частоты.Используются прямые методы, включая формы осциллятора и микшера.
  
  • Прямой аналоговый синтез частоты: Эту форму синтезатора РЧ-частот иногда называли архитектурой смешанного разделения-фильтра. Прямой аналоговый синтезатор частоты получил это название, потому что он точно определяет одну из наиболее популярных архитектур для этой формы синтеза.

    Прямой аналоговый синтезатор частоты имел несколько недостатков: он требовал значительного количества критических схем, которые сегодня не поддаются интеграции; последовательные процессы микширования привели к значительному количеству паразитных сигналов; ложные сигналы требовали значительной фильтрации, что опять же увеличивало стоимость.В результате, этот тип ВЧ-синтезатора использовался только в качестве последнего средства перед повсеместной доступностью ВЧ-микросхем и возможностью использования других форм частотного синтеза.

  • Прямой цифровой синтез частоты: Прямые цифровые синтезаторы, DDS сейчас широко используются. Они создают сигнал, имея сохраненную версию формы волны, требуемую в цифровом формате, и затем продвигая фазу с фиксированными приращениями. При каждом приращении значение мгновенного напряжения формы волны ищется в памяти и преобразуется в аналоговый формат.При продвижении фазы и, следовательно, взятии последовательных выборок, формируется форма волны. Приращения опережения фазы определяют частоту генерируемого сигнала, поскольку это определяет, насколько быстро приращения продвигаются вдоль формы сигнала и, следовательно, как быстро форма сигнала повторяется.
• Косвенный: Косвенный синтез частоты основан на технологии фазовой автоподстройки частоты. Здесь выходной сигнал формируется косвенно.Другими словами, окончательный сигнал генерируется осциллятором, которым управляют другие сигналы. Таким образом, сигналы, используемые для создания выходного сигнала, косвенно воспроизводятся выходным генератором, тем самым давая название этому методу. Синтезаторы частоты
  используются в таком оборудовании, как этот профессиональный трансивер.
  Изображение любезно предоставлено Icom UK
  • Косвенный аналоговый синтез частоты: Косвенный аналоговый синтез частоты использует технологию фазовой автоподстройки частоты со смесителем, размещенным между генератором, управляемым напряжением, и фазовым детектором.Это позволяет вводить в контур частоту смещения.
  • Косвенный цифровой синтез частоты: Методы косвенного цифрового синтеза частоты вводят цифровой делитель в контур ВЧ-фазовой автоподстройки частоты между генератором, управляемым напряжением, и фазовым детектором. ГУН работает с частотой, равной частоте сравнения фаз, умноженной на коэффициент деления. Изменяя коэффициент деления, можно изменять частоту выходного сигнала.Обычно частота сравнения равна требуемому разносу каналов. Это может быть 100 или 50 кГц для FM-тюнера, 25 или 12,5 кГц для профессиональных систем мобильной связи и т. Д. Это может быть намного меньше для обычных радиоприложений.

Даже в этих старых мобильных телефонах используются синтезаторы частоты.

Поскольку синтезаторы радиочастоты так широко используются во всех видах электронного оборудования, их использование очень широко. С появлением множества новых удаленных датчиков для Интернета вещей, использующих радиочастотные каналы, использование синтезаторов радиочастотных частот всех форм будет только расти.

Кроме того, доступно множество микросхем ВЧ-синтезаторов, или функциональность синтезатора частот включена в другие микросхемы для конкретных приложений, что позволяет очень легко генерировать точные и контролируемые радиочастотные сигналы.

Другие важные темы по радио:
Радиосигналы Типы и методы модуляции Амплитудная модуляция Модуляция частоты OFDM ВЧ микширование Петли фазовой автоподстройки частоты Синтезаторы частот Пассивная интермодуляция ВЧ аттенюаторы RF фильтры Радиочастотный циркулятор Типы радиоприемников Радио Superhet Избирательность приемника Чувствительность приемника Обработка сильного сигнала приемника Динамический диапазон приемника
Вернуться в меню тем радио.. .

Оптический синтезатор частоты с использованием интегрированной фотоники

1.

Rumley, S. et al. Кремниевая фотоника для эксафлопсных систем. J. Lightwave Technol. 33 , 547–562 (2015).

ADS CAS Статья Google ученый

2.

Парди, Т. П., Грюттер, К. Э., Сринивасан, К. и Тейлор, Дж. М. Квантовые корреляции из оптико-механической полости при комнатной температуре. Наука 356 , 1265–1268 (2017).

ADS MathSciNet CAS Статья Google ученый

3.

О’Брайен, Дж. Л., Фурусава, А., Вучкович, Дж. Фотонные квантовые технологии. Nat. Фотоника 3 , 687–695 (2009).

ADS Статья Google ученый

4.

Холл, Дж. Л. Нобель Лекция: Определение и измерение оптических частот. Ред. Мод. Phys. 78 , 1279–1295 (2006).

ADS Статья Google ученый

5.

Хэнш, Т.В. Нобелевская лекция: Страсть к точности. Ред. Мод. Phys. 78 , 1297–1309 (2006).

ADS Статья Google ученый

6.

Йост, Дж. Д., Холл, Дж. Л. и Йе, Дж. Непрерывно настраиваемый, точный, одночастотный генератор оптических сигналов. Опт. Экспресс 10 , 515–520 (2002).

ADS Статья Google ученый

7.

Джорджетта, Ф. Р., Коддингтон, И., Бауман, Э., Сван, У. К. и Ньюбери, Н. Р. Быстрая спектроскопия высокого разрешения динамических непрерывных лазерных источников. Nat. Фотоника 4 , 853–857 (2010).

ADS CAS Статья Google ученый

8.

Sinclair, L.C. et al. Работа оптически когерентной частотной гребенки за пределами метрологической лаборатории. Опт. Экспресс 22 , 6996–7006 (2014).

ADS CAS Статья Google ученый

9.

Komljenovic, T. et al. Гетерогенные кремниевые фотонные интегральные схемы. J. Lightwave Technol. 34 , 20–35 (2016).

ADS CAS Статья Google ученый

10.

Del’Haye, P. et al. Генерация гребенки оптических частот из монолитного микрорезонатора. Nature 450 , 1214–1217 (2007).

ADS Статья Google ученый

11.

Савченков А.А. и др. Перестраиваемая оптическая частотная гребенка с кристаллическим резонатором моды шепчущей галереи. Phys. Rev. Lett. 101 , 093902 (2008).

ADS Статья Google ученый

12.

Киппенберг, Т. Дж., Хольцварт, Р. и Диддамс, С. А. Оптические частотные гребенки на основе микрорезонаторов. Наука 332 , 555–559 (2011).

ADS CAS Статья Google ученый

13.

Мосс Д. Дж., Морандотти Р., Гаэта А. Л. и Липсон М. Новые CMOS-совместимые платформы на основе нитрида кремния и Hydex для нелинейной оптики. Nat. Фотоника 7 , 597–607 (2013).

ADS CAS Статья Google ученый

14.

Грудинин И.С., Ю. Н., Малеки Л. Генерация гребенок оптических частот с резонатором из CaF ₂ . Опт. Lett. 34 , 878–880 (2009).

ADS CAS Статья Google ученый

15.

Ferdous, F. et al. Построчное формирование спектральных импульсов частотных гребенок встроенного микрорезонатора. Nat. Фотоника 5 , 770–776 (2011).

ADS CAS Статья Google ученый

16.

Папп, С. Б. и Диддамс, С. А. Спектральные и временные характеристики гребенки оптических частот на основе плавленого кварца и микрорезонатора. Phys. Ред. A 84 , 053833 (2011).

ADS Статья Google ученый

17.

Ли, Дж., Ли, Х., Чен, Т. и Вахала, К. Дж. Низкая мощность накачки, низкий фазовый шум и работа с частотой повторения микроволновых и миллиметровых волн в микрогребнях. Phys. Rev. Lett. 109 , 233901 (2012).

ADS Статья Google ученый

18.

Коул, Д. К., Лэмб, Э. С., Дель Хэй, П., Диддамс, С. А. и Папп, С. Б. Солитонные кристаллы в резонаторах Керра. Nat. Фотоника 11 , 671–676 (2017).

ADS CAS Статья Google ученый

19.

Okawachi, Y. et al. Формирование полосы частот частотных гребенок на основе микрорезонаторов с помощью дисперсионной инженерии. Опт. Lett. 39 , 3535–3538 (2014).

ADS CAS Статья Google ученый

20.

Herr, T. et al. Временные солитоны в оптических микрорезонаторах. Nat. Фотоника 8 , 145–152 (2014).

ADS CAS Статья Google ученый

21.

Leo, F. et al. Солитоны временного резонатора в одномерных средах Керра как биты в полностью оптическом буфере. Nat. Фотоника 4 , 471–476 (2010).

ADS Статья Google ученый

22.

Йи, X., Ян, Q.-F., Ян, К.Ю., Сух, М.-Г. & Вахала, К. Солитонная частотная гребенка при высоких скоростях микроволн в микрорезонаторе из кремнезема с высоким содержанием Q . Optica 2 , 1078–1085 (2015).

ADS CAS Статья Google ученый

23.

Brasch, V. et al. Гребенка оптических частот на основе фотонного чипа с использованием солитонного черенковского излучения. Наука 351 , 357–360 (2016).

ADS MathSciNet CAS Статья Google ученый

24.

Li, Q. et al. Устойчивый доступ к октавным частотным гребенкам микрорезонатора в солитонном режиме. Optica 4 , 193–203 (2017).

ADS CAS Статья Google ученый

25.

Pfeiffer, M.H.P. et al. Октавные диссипативные гребенки частоты солитона Керра в Si ₃ N ₄ микрорезонаторах. Optica 4 , 684–691 (2017).

ADS CAS Статья Google ученый

26.

Jost, J. D. et al. Подсчет световых циклов с помощью оптического микрорезонатора с саморегулированием. Optica 2 , 706–711 (2015).

ADS Статья Google ученый

27.

Del’Haye, P. et al. Фазово-когерентная линия связи СВЧ-оптика с саморегулирующейся микрогребней. Nat. Фотоника 10 , 516–520 (2016).

ADS Статья Google ученый

28.

Brasch, V., Lucas, E., Jost, J. D., Geiselmann, M. & Kippenberg, T.J. Самореферентная фотонная микросхема солитонная частотная гребенка Керра. Light Sci. Прил. 6 , e16202 (2017).

ADS CAS Статья Google ученый

29.

Arafin, S. et al. Энергосберегающий перестраиваемый оптический источник на основе гребенки Керра. IEEE Photonics J. 9 , 6600814 (2017).

Артикул Google ученый

30.

Arafin, S. et al. На пути к оптическому синтезу частот в масштабе кристалла на основе оптической гетеродинной системы фазовой автоподстройки частоты. Опт. Экспресс 25 , 681–695 (2017).

ADS CAS Статья Google ученый

31.

Del’Haye, P., Arcizet, O., Schliesser, A., Holzwarth, R. & Kippenberg, T.J. Полная стабилизация оптической гребенки частот на основе микрорезонатора. Phys. Rev. Lett. 101 , 053903–053904 (2008).

ADS Статья Google ученый

32.

Papp, S. B. et al. Микрорезонатор частотной гребенки оптических часов. Optica 1 , 10–14 (2014).

ADS CAS Статья Google ученый

33.

Komljenovic, T. et al. Широко настраиваемые монолитно-интегрированные полупроводниковые лазеры с узкой шириной линии и внешним резонатором. IEEE J. Sel. Верхний. Квантовая электроника. 21 , 214–222 (2015).

ADS Статья Google ученый

34.

Briles, T. C. et al. Солитоны Керра-микрорезонатора для точной стабилизации несущей и огибающей. Препринт на https://arxiv.org/abs/1711.06251 (2017).

35.

Yang, K. Y. et al. Мостовое соединение сверхвысоких Q устройств и фотонных схем. Nat. Фотоника (2018).

36.

Stone, J. et al. Тепловая и нелинейная диссипативно-солитонная динамика в частотных гребенках керровского микрорезонатора. Препринт на https://arxiv.org/abs/1708.08405 (2017).

37.

Bluestone, A. et al. Гибридный контроллер на основе гетеродина для оптоэлектронного синтеза частот с широким динамическим диапазоном. Опт. Экспресс 25 , 29086–29097 (2017).

ADS CAS Статья Google ученый

38.

Ycas, G., Osterman, S. & Diddams, S. A. Создание гребенки частоты лазера 660–2100 нм на основе волоконного эрбиевого лазера. Опт. Lett. 37 , 2199–2201 (2012).

ADS CAS Статья Google ученый

39.

Greenhall, C. A. & Riley, W. J. in Proc. PTTI 2003 , 267–280 (2003).

40.

Volet, N. et al. Полупроводниковые оптические усилители на длине волны 2,0 мкм на кремнии. Laser Photonics Ред. 11 , 1600165 (2017).

ADS Статья Google ученый

41.

Chang, L. et al. Тонкопленочные преобразователи длины волны для фотонных интегральных схем. Optica 3 , 531–535 (2016).

ADS CAS Статья Google ученый

42.

Srinivasan, S. et al. Перестраиваемый лазер на гетерогенном кремнии AIIIBV на основе связанных кольцевых резонаторов и зеркал. IEEE Photonics J. 7 , 2700908 (2015).

Артикул Google ученый

43.

Del’Haye, P., Papp, S. B. & Diddams, S.A. Гибридные микрогребни с электрооптической модуляцией. Phys. Rev. Lett. 109 , 263901 (2012).

ADS Статья Google ученый

Синтезаторы частоты — все RF

Заполните форму ниже и выберите производителей, от которых вы хотите узнать цену.

• Определить требования
• Контактная информация
• Резюме

Введите ваши требования *

Ваш запрос будет отправлен выбранным производителям.

Пожалуйста, укажите ваше требование

Продолжить

Ваша контактная информация

• Имя: NA
• Эл. Почта: NA
• Телефон: NA
• Компания: NA
• Страна: NA
• Состояние: NA
• Адрес: NA

Ваш запрос будет отправлен выбранным производителям.

отправка …. Пожалуйста, подождите !!!

Что такое синтезатор радиочастот?

Синтезатор частоты — это электронное устройство, которое использует генератор для генерации сигнала с определенной частотой или в пределах заранее установленного диапазона частот.Они используют умножение частоты, деление частоты, прямой цифровой синтез, смешение частот и петли фазовой автоподстройки частоты для генерации стабильного выходного сигнала на определенной частоте с низким фазовым шумом.

Существует три широких категории синтезаторов частот:

1. Прямой аналоговый синтез
2. Прямой цифровой синтез (DDS)
3. Непрямые цифровые синтезаторы (PLL), включая синтезаторы с целым числом и дробным числом.

Синтезаторы частоты можно найти в различных современных устройствах, таких как радиоприемники, телевизоры, мобильные телефоны, радиотелефоны, рации, радио CB, конвертеры кабельного телевидения, спутниковые приемники, системы GPS и т. Д.

Важные параметры для синтезатора частот:

• Выходная частота (МГц / ГГц): Это частота или частотный диапазон выходного сигнала, генерируемого синтезатором.
• Фазовый шум (дБн / Гц): Для несущей частоты при заданном уровне мощности фазовый шум синтезатора представляет собой отношение мощности несущей к мощности, обнаруженной в полосе пропускания 1 Гц при заданном сдвиге частоты. (обычно для синтезатора 1 кГц). Узнайте больше о фазовом шуме.
• Опорная частота: Высокое качество опорного сигнала с низким фазовым шумом также имеет решающее значение для стабильного выхода ВЧ сигнала с низким уровнем фазового шума. Стабильность и точность выходного сигнала синтезатора частоты коррелируют со стабильностью и точностью его входного сигнала опорной частоты.
• Выходная мощность: Это амплитуда мощности выходного сигнала.
• Паразитные составляющие и гармоники (дБн): Паразитные составляющие и гармоники — это выбросы нежелательных сигналов, которые обнаруживаются на выходе синтезатора.Любой нежелательный сигнал, синтезированный синтезатором за пределами заранее запрограммированной полосы частот, может быть назван ложным сигналом. Гармоники — это подмножество паразитных сигналов, находящихся на целых кратных основной частоте сигнала. Учить больше.

все, что RF перечислила синтезаторы частоты от ведущих производителей и сделала их доступными для поиска по спецификациям.

Синтез частот — обзор

Управление диодным кольцевым смесителем высокого уровня с операционным усилителем

by Mitchell Lee

Одним из самых популярных строительных блоков ВЧ является кольцевой диодный смеситель.Это простое устройство, состоящее из диодного кольца и двух трансформаторов связи, является фаворитом разработчиков ВЧ-сигналов везде, где требуется быстрое умножение, например, при преобразовании частоты, синтезе частоты или обнаружении фазы. Во многих приложениях эти смесители приводятся в действие генератором. Редко кто-нибудь пытается создать осциллятор, способный выдавать 7 дБм для микшера с «минимальной геометрией», не говоря уже о более высоком уровне. Один или несколько каскадов усиления добавляются для достижения требуемого микшером уровня возбуждения.Новый высокоскоростной усилитель LT1206 позволяет усилить генератор до 27 дБм за один каскад.

На рисунке 36.143 показана полная принципиальная схема кварцевого генератора, операционного усилителя / буфера LT1206 и диодно-кольцевого смесителя. Большинство компонентов используется в самом генераторе, который относится к классу Colpitts. Заимствуя технологию, используемую в модульном генераторе Hewlett Packard, усиливается ток кристалла, а не напряжение. У этого метода есть несколько преимуществ, наиболее важным из которых является низкий уровень искажений.Хотя напряжения, присутствующие в этой цепи, имеют плохую форму волны и чувствительны к нагрузке, ток кристалла представляет собой по существу отфильтрованную версию формы волны напряжения и относительно устойчив к эффектам нагрузки.

Рисунок 36.143. Осцилляторный буфер управляет двойными сбалансированными микшерами от + 17 дБм до +27 дБм

Импеданс и, следовательно, напряжение в нижней части кристалла поддерживается на низком уровне за счет подачи тока в суммирующий узел усилителя с обратной связью по току LT1206.Контурное усиление снижает входное сопротивление до уровня ниже 1 Ом. Смещение осциллятора регулируется, что позволяет управлять приводом смесителя. Это также обеспечивает удобную точку для замыкания контура сервопривода выходной мощности.

Работая от источников питания ± 15 В, LT1206 может выдавать 32 дБм на нагрузку 50 Ом, а с небольшим дополнительным запасом мощности (абсолютное максимальное напряжение питания составляет ± 18 В) он может достигать выходной мощности 2 Вт на нагрузке 50 Ом. Гарантированный пиковый выходной ток составляет 250 мА.

На рисунках 36.144–36.148 показаны спектральные графики для различных комбинаций одинарной и двойной нагрузки при уровнях мощности от + 17 дБм до + 27 дБм — неплохо для безиндукторной схемы.Двойная оконечная нагрузка может использоваться для подачи на смеситель полного сопротивления источника 50 Ом или для изоляции двух или более смесителей, управляемых одновременно от одного усилителя LT1206.

Рисунок 36.144. Спектральный график рисунка 36.143: схема, нагружающая + 30 дБм на нагрузку 50 Ом (одинарная нагрузка)

Рисунок 36.145. Спектральный график рисунка 36.143: схема, нагружающая +27 дБм при нагрузке 50 Ом

Рисунок 36.146. Спектральный график рисунка 36.143: Схема нагнетания +23 дБм при нагрузке 50 Ом

Рисунок 36.147. Спектральный график рисунка 36.143: схема, нагружающая +27 дБм на нагрузку 50 Ом, двойная нагрузка

Рисунок 36.148. График спектра на рис. 36.143: схема нагнетания + 17 дБм в нагрузку с двойным сопротивлением 50 Ом

Хотя здесь был представлен пример 10 МГц, полоса пропускания LT1206 65 МГц делает его полезным в цепях до 30 МГц. Кроме того, функция выключения может использоваться для прерывания привода смесителя. Когда LT1206 выключен, генератор, скорее всего, остановится, поскольку в этом случае кристалл видит последовательный импеданс 620 Ом и сам смеситель.После повторного включения LT1206 произойдет некоторая задержка перед тем, как генератор вернется на полную мощность. Схема одинаково хорошо работает с LC-версией генератора.

Обратите внимание, что топология обратной связи по току изначально устойчива к эффектам паразитной емкости в суммирующем узле, что делает ее идеальной для этого приложения. Еще одна приятная особенность LT1206 — это способность управлять большими емкостными нагрузками, оставаясь при этом стабильным и свободным от паразитных колебаний.

Для микшеров ниже +17 дБм LT1227 представляет собой более дешевую альтернативу с полосой пропускания 140 МГц в сочетании с функцией отключения LT1206.

Skyworks | Информация о продукте

Skyworks SKY72300-21 с прямой цифровой модуляцией с дробным коэффициентом деления N синтезатор частот обеспечивает сверхвысокое разрешение по частоте, быстрая скорость переключения и низкий уровень фазового шума. Этот синтезатор — ключевой строительный блок для высокопроизводительного радио конструкции систем, требующие малой мощности и мелкого шага.

Ультратонкий размер шага менее 100 Гц позволяет этому синтезатору для использования в очень узкополосных беспроводных приложениях. При правильном измерения температуры или через каналы управления, размер шага синтезатора может компенсировать кварцевый генератор или дрейф фильтра промежуточной частоты (ПЧ).В результате кристалл генераторы или кристаллы могут заменить термокомпенсацию или кварцевые генераторы в печи, уменьшающие количество деталей и связанных стоимость компонентов. Небольшой размер шага устройства также можно использовать для Поправки за доплеровский сдвиг.

SKY72300-21 имеет минимальный уровень фазового шума от –90 дБн / Гц до Работа на частоте 2,1 ГГц при измерении внутри полосы пропускания контура. Это допускаются встроенными делителями с низким уровнем шума и низким коэффициентом деления обеспечивается высокой фракционностью устройства.

Эталонные кристаллы или генераторы до 50 МГц могут использоваться с SKY72300-21. Частота кристалла делится на независимые программируемые делители (от 1 до 32) для основного и вспомогательные синтезаторы. Фазовые детекторы могут работать при максимальная скорость 25 МГц, что позволяет уменьшить фазовый шум за счет к наименьшей стоимости деления. При высокой опорной частоте полоса пропускания петли также может быть увеличена. Большая полоса пропускания петли улучшить время установления и уменьшить внутриполосный фазовый шум.Следовательно, типичное время переключения менее 100 с может быть достигнуто. Более низкий внутриполосный фазовый шум также позволяет использовать более дешевые генераторы с управлением напряжением (ГУН) у заказчика Приложения.

SKY72300-21 имеет частотный контур усилителя рулевого управления, который помогает петлевому фильтру управлять ГУН, когда частота слишком высока. быстро или слишком медленно, что еще больше увеличивает время сбора данных.

Устройство работает с трехпроводным высокоскоростным последовательным интерфейсом.А сочетание большой пропускной способности, высокого разрешения и трехпроводного подключения, высокоскоростной последовательный интерфейс позволяет прямую частоту модуляция ГУН. Это поддерживает любую непрерывную фазу, схема модуляции с постоянной огибающей, такая как частота Модуляция (FM), частотная манипуляция (FSK), минимальный сдвиг Кеинг (MSK) или гауссовская манипуляция с минимальным сдвигом (GMSK).