Применение автоподстройки частоты в

Диапазонных синтезаторах

Уровень шумов на выходе синтезаторов, основанных на методах прямого синтеза частот, не удовлетворяет современным требованиям к возбудителям. Поэтому при их использовании необходимо принимать дополнительные меры по подавлению шумов. Для этого может быть использована система автоподстройки управляемого генератора под основную частоту синтезатора. Структурная схема такой системы приведена на рисунке 5.27.

Рисунок 5.27 – Схема автоподстройки частоты

На этой схеме синтезатор условно представлен опорным генератором ОГ и преобразователем частоты ПЧ. Выходной сигнал синтезатора fq, содержащий шумы, поступает на смеситель, в качестве которого обычно используется фазовый детектор. Сюда же подаётся сигнал генератора плавного диапазона (ГПД), частота которого f сравнивается с частотой синтезатора. Поскольку в общем случае fq ≠ f, сигнал ошибки, содержащий шумы, с выхода смесителя поступает через фильтр нижних частот (ФНЧ) на управляющий элемент УЭ (например, варикап в контуре ГПД) и приводит частоту f к fq. При этом, напряжение на выходе смесителя будет содержать постоянную составляющую, необходимую для удержания f = fq и шумовые составляющие сигнала синтезатора. Если ФНЧ не пропустит эти составляющие на УЭ, то на выходе ГПД получим колебание с частотой fq без шумовых составляющих.

Таким образом, степень «очистки» выходного колебания от шумов определяется частотой среза ФНЧ и его избирательностью. Следует, однако, отметить, что при слишком низкой частоте среза фильтра, система автоподстройки становится чрезмерно инерционной, что может вызвать длительный процесс установления частоты ГПД при смене частоты синтезатора.

На практике применение автоподстройки частоты, позволяет строить синтезаторы без использования методов прямого синтеза. Структурная схема такого синтезатора представлена на рисунке 5.28. В этой схеме частота опорного генератора понижается с помощью делителя с постоянным коэффициентом деления (ДФКД) до значения равного шагу сетки частот fq. Частота ГПД f также понижается до значения близкого к fq делителем с переменным коэффициентом деления (ДПКД) и сравнивается на фазовом детекторе с fq; сигнал ошибки через ФНЧ поступает на УЭ и подстраивает ГПД

на частоту равную n∙fq. Здесь n – текущий коэффициент деления частоты ДПКД. Делитель с переменным коэффициентом деления выполняется по декадному принципу, и выходная частота синтезатора может быть определена по положениям его переключателей. Как и декадный синтезатор по методу прямого синтеза, такой синтезатор хорошо встраивается в системы с автоматическим выбором частоты. Метод синтеза частот с применением систем автоподстройки получил название косвенного метода.

Рисунок 5.28 Схема косвенного метода синтеза частот

Для нормальной работы синтезатора, частота fq и её гармоники не должны попадать на управляющий элемент, поэтому ФНЧ должен эффективно подавлять их. Иначе говоря, частота среза ФНЧ должна быть ниже fq, с учетом возникающей инерционности системы автоподстройки.

Как всякое нелинейное устройство ГПД также является источником гармоник своей частоты. Поэтому реальные синтезаторы снабжаются вторым кольцом автоподстройки, позволяющим убрать и эти побочные частоты. С описанием такого синтезатора можно познакомиться в [ 9 ].