NESECRET

SINTETIZATOR DE FRECVENTE HIBRID PLL-DDS COMANDAT DE MICROCONTROLER

-REZUMAT-

Această lucrare pune accent pe caracteristicile unei arhitecturi hibride DDS/PLL în care sistemul DDS acţionează ca un divizor fracţionar cu N în cadrul unei bucle PLL. Arhitectura oferă posibilitatea obţinerii la ieşirea sintetizorului unei rezoluţii extraordinare în frecvență de ordinul hertzilor precum şi avantajul obţinerii frecvenţelor înalte prin intermediul PLL, performanțele configuraţiei fiind limitate în acest caz de cerinţele de proiectare la pragul de 50 MHz.

Am optat pentru realizarea acestei configuraţii deoarece utilizând sinteza digitală directă ca divizor programabil în cadrul buclei PLL sunt eliminate unele dezavantaje precum: performanţele slabe în cazul alegerii unui sistem DDS pentru a genera frecvenţa de referinţă pentru PLL datorită performanţelor parazite de ieşire destul de scăzute. Astfel se simplifică şi configuraţia sintetizorului, nemaifiind necesară utilizarea unui alt divizor fracţionar programabil pentru frecvenţa de feedback a buclei.

Sintetizoarele de frecvenţă construite cu bucle urmăritoare în fază pot oferi o rezoluţie foarte bună în frecvenţă, un nivel scăzut al semnalelor parazite, dar nu pot atinge nivelul atât de scăzut al zgomotelor de fază ca al schemelor cu sinteză directă. Un dezavantaj major al circuitelor PLL îl constituie timpul mare de comutare a frecvenţei datorat duratei mari a proceselor tranzitorii în sistemul urmăritor.

Sinteza digitală directă este cea mai recentă tehnică de sinteză de frecvenţă, ea fiind întâlnită ca bloc funcţional fundamental în multe categorii de sisteme. Sinteza digitală directă este unică deoarece este numeric deterministă, semnalul generat fiind sintetizat dintr-o definiţie digitală a rezultatului dorit. DDS foloseşte logică numerică si memorie pentru a construi digital semnalul de ieşire dorit, și un convertor de date pentru a-l converti din digital în analogic.

Sintetizorul DDS are o schema bloc simplă, iar în afară de aceasta prezintă avantaje importante care sunt greu de obţinut cu metodele de sinteză alternative. Aceste avantaje includ comutarea foarte rapidă, care este importantă în sistemele cu spectru larg sau cu salt de frecvenţă, inclusiv în sistemele de spectroscopie comercială şi în echipamentele automate de testare.

Sistemul hibrid foloseşte ca referinţă pentru bucla PLL frecvenţa generată de un oscilator cu cuartz şi divizată cu ajutorul unui numărător binar integrat. Pentru alegerea valorii frecvenţei de referinţă s-a ţinut cont de caracteristicile dorite la ieşirea sintetizorului şi anume, de rezoluţia de ordinul hertzilor, dar şi de raportul de divizare al buclei dat de sistemul DDS, care trebuie să fie suficient de mic pentru a obţine performanțe parazite bune la ieşire şi suficient de mare pentru a respecta cerinţele de proiectare în ceea ce priveşte banda de frecvenţe care trebuie atinsă de sintetizorul hibrid.

Un alt avantaj pentru care s-a optat pentru această configuraţie este dat de rolul pe care îl joacă sistemul DSS, de divizor fracţionar cu N în cadrul buclei PLL, permiţând un acord foarte fin al frecvenţei de RF, spre deosebire de situaţia în care s-ar folosi un divizor întreg, caz în care s-ar impune ca mărimea pasului de variaţie a frecvenţei de ieşire să fie egală cu frecvenţa de referinţă a buclei. Utilizarea sintezei fracționare în care divizorul fracționar al buclei (bazat pe DDS) este folosit în locul divizorului întreg în PLL, face posibilă utilizarea unei frecvențe mai mari de referință deoarece pasul de variație al frecvenței de ieșire reprezintă o fracțiune din frecvența de referință.

NESECRET1 din 2

NESECRET

Concluzia obținută a fost că o astfel de abordare a unui hibrid DDS-PLL poate păstra cele mai multe beneficii ale DDS, și, în același timp, poate să combată limitarea de frecvență a DDS. Aceste sintetizoare folosesc DDS în buclele PLL pentru a genera semnal de referință sau pentru a diviza fracționar semnalul de ieșire. Prin urmare, PLL-urile nu mai trebuiesc proiectate pentru rezoluția de frecvență deoarece respectiva sarcină poate fi preluată de către DDS.

NESECRET2 din 2