Частотный синтез на основе ФАПЧ. Обзор методов синтеза | страница 26

Если же сравнивать Frac-N-Syn со структурой Fractional-N PLL, то он имеет следующие преимущества. Во-первых, из-за отсутствия дельта-сигма модуляции (DSM) нет нужды сужать полосу петли ФАПЧ, чтобы избавиться от модуляционных компонентов в спектре сигнала, и потому полоса пропускания петли может быть расширена, а следовательно, повышена скорость переключения частоты. Во-вторых, использование малых значений коэффициентов деления в петле способствует значительному снижению шумов в спектре сигнала.

.В итоге, рассмотренная схема имеет неплохую перспективу быть воплощённой в интегральную микросхему, чтобы успешно заменить DDS в некоторых областях его использования. Описанная схема может быть также реализована на базе ПЛИС и стандартного ЦАП.

Как упоминалось выше, синтезатор типа DDS может использоваться в сложных схемах в виде блока для формирования мелкой сетки частот. Функциональное ядро традиционного DDS состоит из аккумулятора фазы, синусоидальной таблицы (LookUp Table – LUT) и цифроаналогового преобразователя. Возможное упрощение структуры DDS состоит в исключении из неё таблицы LUT. Суть заключается в том, что в цифровом виде формируется не ступенчато-синусоидальная, а ступенчато-треугольная функция, которая далее, как и в оригинале, преобразовывается ЦАП в ступенчатый аналоговый сигнал, сглаживаемый на выходе фильтром нижних частот.

Схема такого варианта DDS [51, 52] показана на рис.25.

Рис.25. Упрощённая схема DDS

Работа схемы поясняется с помощью временных диаграмм, приведенных на рис.26.

Рис.26. Временные диаграммы, поясняющие работу схемы на рис.25

Аккумулятор, под действием импульсов опорной частоты Fr, формирует цифровую ступенчато-пилообразную функцию, представленную диаграммой A. В приведенном упрощённом примере аккумулятор двоичный трёхразрядный (q=3), то есть его ёмкость Q равна Q=8. Величина ступеней формируемой функции равна величине управляющего кода R на входе аккумулятора, выбранной здесь равной R=3. С выхода аккумулятора ступенчатый процесс поступает на преобразователь его в дополнительный или инверсный код, а с него преобразованный код приходит на один из входов многоразрядного мультиплексора. Другой вход мультиплексора подключен к выходу аккумулятора. Мультиплексор чередует поступающие на него цифровые процессы с помощью счётного триггера, который срабатывает от импульсов переполнения аккумулятора (диаграмма B).