Частотный синтез на основе ФАПЧ. Обзор методов синтеза | страница 38

Проблема решается тем, что, как показано на рисунке, в трактах, опорном и сигнальном, включены аккумуляторы младших разрядов (Less Significant Bits) R-LSBs и C-LSBs, подключенные к шинам соответствующих управляющих кодов R и C и тактируемые теми же частотами Fr и Fc. Эти аккумуляторы формируют импульсы переноса для более старших разрядов всего МЧФД (R-MSBc и C-MSBs) в соответствующих фазорасщепителях Таким путём, благодаря увеличению ёмкостей трактов, достигается желаемое разрешение по частоте.

В общем случае числовые значения управляющих кодов аккумуляторов R-LSBs и C-MSBs не кратны полным ёмкостям соответствующих трактов, из-за чего возникают помехи дробности на выходе синтезатора. Для компенсации этих помех используются, как показано на рисунке, R2R-секции ЦАП, R-R2R и C-R2R. Их входы подключаются к выходам более старших разрядов соответствующих аккумуляторов R-LSBs и C-LSBs, а выходы, через согласующие резисторы, – к KR-секции ЦАП. Количество разрядов, используемых для компенсации помех, определяется достижимой их точностью и составляет порядка 12—14 разрядов.

Схема МЧФД для варианта PDS-DSM синтезатора показана на рисунке 39. Она отличается наличием блоков R-DSM и C-DSM, служащих для компенсации помех дробности путём дельта-сигма модуляции содержимого фазорасщепителей R-MSBs и C-MSBs. В каждом тракте содержится блок аккумуляторов R-DSM или C-DSM для формирования последовательностей треугольника Паскаля [71, 72], являющихся командами для добавления соответствующих чисел к текущим состояниям фазорасщепителей R-MSBs и C-MSBs через соответствующие сумматоры R-Adder и C-Adder. В блоках аккумуляторов R-DSM и C-DSM необходимое количество разрядов может быть меньшим, чем в блоках R-LSBs и C-LSBs. Оно, как и в случае PDS синтезатора, ограничено достижимой точностью ЦАП (KR-матрицы) и так же может составлять порядка 12—14 разрядов.

Рис.39. Схема МЧФД для синтезатора PDS-DSM

Каждый из описанных вариантов МЧФД обеспечивает частоту Fc синтезатора, равную

F_>С=F_>rRQ_>c/ (CQ_>r),

где Q_>r и Q_>с – полные ёмкости опорного и сигнального трактов, включающие ёмкости блоков MSBs и LSBs, а R и C – числовые значения соответствующих кодов, представленных целыми числами относительно указанных ёмкостей.

Шаг dF сетки частот равен

dF=F_>rQ_>c/ (CQ_>r).

Как следует из формулы для Fc, можно управлять частотой синтезатора как путём изменения значения кода R так и кода C. Однако, чтобы обеспечить требуемый, достаточно малый шаг сетки частот, можно ограничиться большой ёмкостью только в одном, например в опорном тракте, а в сигнальном тракте она может быть значительно меньшей, вплоть до исключения блока LSBs. Тогда всё ещё остаётся возможность получать практически одну и ту же частоту сигнала при различных комбинациях значений кодов R и C. Это позволяет выбирать наиболее предпочтительные комбинации этих кодов с точки зрения минимума помех дробности на выходе синтезатора, в частности, избавляться от помех типа Integer Boundary Spurs (IBS).