Частотный синтез на основе ФАПЧ. Обзор методов синтеза | страница 36
Следует также отметить, что в простейшем виде, в синтезаторах с целочисленными коэффициентами деления, идею расщепления фаз используют для снижения уровня шумов за счёт повышения частоты сравнения и некогерентного сложения шумов [63]. Небезынтересно также заметить, что в таком виде идея запатентована как новая [64] без ссылки на первоисточники [65, 66], где она значительно ранее заявлена в обобщённом виде, а позже развита в работах [67÷72].
Далее рассмотрим структуры МЧФД, в которых рассмотренный метод действует в полную силу заложенных в нём потенциальных возможностей.
Идея фазового расщепления может использоваться в двух новых типах синтезаторов. Для краткости назовём их как PDS (Phase Digital Synthesizer) и PDS-DSM (с дельта-сигма модуляцией). Для них соответствующие 2 варианта МЧФД включают часть блоков, общих для обоих вариантов, а также ряд других блоков с особенностями для каждого из них. Общая для обоих вариантов структура, собственно и отражающая идею расщепления фаз, показана на рисунке 36.
Рис.36. Общая для вариантов МЧФД структура
Она включает идентичные опорный и сигнальный фазовые расщепители, работающие на блок парциальных фазовых детекторов и далее – на сумматор выходов детекторов. Каждый из фазорасщепителей имеет, соответственно, вход для управляющего кода R или C и вход для тактовой частоты Fr или Fc. Они действуют таким образом, чтобы с каждым тактом Fr или Fc импульсы, называемые далее как расщеплённые фазы, в количестве R или C поступали последовательно во времени на выходы фазорасщепителей, как бы замкнутых в кольцо. Сумматор может быть выполнен в виде KR-матрицы (с резисторами одинаковой величины), или же может использоваться сегментированный ЦАП. На выходе сумматора формируется сигнал, который через ФНЧ управляет частотой ГУН.
Количество расщеплённых фаз Kr и Kc, соответственно в опорном и сигнальном трактах, могут отличаться в целое число k раз. Тогда входы парциальных фазовых детекторов тракта с меньшим количеством фаз объединяются в группы по k входов в каждой группе и подключаются к выходам фазорасщепителя с меньшим количеством фаз. Например, если в опорном тракте количество фаз равно Kr=32, а в сигнально тракте Kc=4, то k=Kr/Kc=8. В таком случае в качестве фазорасщепителя, например, сигнального тракта можно использовать простой 4-разрядный кольцевой счётчик.
На рисунке 37 представлены диаграммы, поясняющие работу МЧФД в сравнении с работой обычного фазового детектора. Диаграммы A – для обычного ФД и диаграммы B – для МЧФД. Фазорасщепители в МЧФД могут быть довольно большой ёмкости Q и тактироваться неравными частотами Fr и Fc. Однако для большей наглядности сравнения ёмкости в обоих трактах ограничены малым значением Q=4, тактовые частоты выбраны равными и количество расщеплённых фаз равно K=4.
