Частотный синтез на основе ФАПЧ. Обзор методов синтеза | страница 48
В общем, приходится прибегать к статистическим методам расчёта. Из опыта Analog Devices известно, что неточность одного KR-сегмента возможно свести к значению, не превышающему 0,1% от его веса. Положим далее, что неточности разрядов распределены по нормальному закону со среднеквадратическим значением 0,1%. Один из примеров такого распределения показан на рисунке 51, где по горизонтали расположены номера разрядов, а по вертикали – процент их неточности.
Рис. 49. Пример распределения неточностей KR-сегментов ЦАП
Романовым С. К. из Воронежского НИИ связи, автором статьи [81] о помехах дробности в PDS-синтезаторах (с МЧФД), на модели Simulink-Matlab при множестве вариантов такого типа распределения неточностей выявлена простая закономерность: уровень помех в спектре каждого из вариантов возрастает не более чем на 12 дБ в сравнении со спектром при той же погрешности, но в одном разряде. Поэтому расчёты можно вести для одного разряда, что значительно проще, и для этого разработана специальная программа, позволяющая значительно, по сравнению с Simulink-Matlab, увеличить расчётное количество разрядов аккумулятора и диапазон отстроек от несущей частоты сигнала.
В связи с выше сказанным, приведём расчёты спектров фазовых шумов из-за помех дробности при погрешности одного из KR-сегментов ЦАП, равной 0,4%, полагая при этом, что это соответствует среднеквадратической неточности 0,1% при нормальном законе распределения неточностей по всем разрядам.
Типичные спектры помех на выходе PDS синтезатора, соответствующие такому подходу, показаны на рисунке 50. При этом выбраны следующие параметры МЧФД и петли ФАПЧ. Общее количество разрядов МЧФД – 19, из них 5 – старших, имеющих выход, через фазорасщепитель, на KR-секцию ЦАП, включающую 32 сегмента. В качестве фазорасщепителя в сигнальном тракте используется 4-разрядный кольцевой счётчик, а в систему ФАПЧ включен прескалер с коэффициентом деления, равным 4. Опорная частота – 1 ГГц. Фильтр нижних частот в системе ФАПЧ отсутствует. Его влияние на спектр можно учесть отдельно.
Рис. 50. Спектры помех дробности на выходе PDS синтезатора
Спектр «A» соответствует коду R=01000,00000000000001, при котором частота сигнала равна Fc=4,000 030 518 ГГц. Этот случай, можно назвать, по аналогии с Fractional-N PLL синтезатором, как Integer Boundary Spurs (IBS), когда значение кода R дробное и ближайшее к его целому значению. Целым значением кода считается то, на которое без остатка делится полная ёмкость аккумулятора. Все остальные значения – дробные.
