Частотный синтез на основе ФАПЧ. Обзор методов синтеза | страница 50
На рисунке 51 показаны спектры сигнала синтезатора с дельта-сигма модуляцией, когда в DSM-блоке включены 2 последовательно соединённые аккумулятора (DSM MASH-3). В остальном параметры МЧФД и петли ФАПЧ, а также значения кода R для соответствующих диаграмм «A», «B» и «C» остаются прежними. В отличие от PDS, спектры PDS-DSM более гладкие, помехи дробности возрастают, монотонно, в основном, с увеличением отстройки от сигнала. Также нетрудно заметить, что случай IBS в PDS-DSM (даграмма A) значительно менее выражен, чем в варианте PDS.
Рис.51. Спектры помех дробности на выходе PDS-DSM синтезатора
Временное рассогласование разрядов ЦАП также влияет на качество спектра сигнала. В виде примера на рисунке 52 показаны графики суммарной мощности фазового шума дробности в полосе пропускания ФАПЧ для случая 1/32 IBS, когда в одном из KR-сегментов импульсы сдвинуты на 40 пикосекунд. (В изделиях Analog Devices эта цифра не превышает значения 10 pS). Опорная частота равна Fr=1000 МГц, частота сигнала – Fc=4,125 030 518 ГГц (R=01000,01000000000001).
Рис.52. Шумы дробности при временных рассогласованиях в разрядах ЦАП
Расчёты выполнены как для варианта PDS, так и для варианта PDS-DSM (MASH-3). Также на рисунке показан спектр для PDS-DSM при отсутствии временной погрешности (dt=0). Аналогичный спектр для варианта PDS отсутствует, так как в этом случае помех дробности в нём вообще нет.
Как видно из приведенных графиков, при некоторых значениях полосы пропускания ФАПЧ вариант PDS обладает некоторым преимуществом по спектральной чистоте относительно варианта PDS-DSM. Однако для худших случаев полосы их возможности примерно одинаковы.
Сравнение спектральных диаграмм на рисунке 52 приводит к выводу, что возможности вариантов PDS и PDS-DSM в обеспечении спектральной чистоты сигнала, при наличии временных рассогласований довольно высокие и примерно одного порядка.
5.7. Возможности снижения потребляемой мощности
Энергопотребление синтезатора PDS-DSM можно значительно уменьшить. Это возможно для случаев применения МЧФД, когда не требуется обеспечивать исключительно широкую полосу пропускания системы ФАПЧ, и, следовательно, быстродействие синтезатора, как это вытекает из приведенных выше спектральных диаграмм.
Положим, что требуемое разрешение по частоте обеспечивается достаточно большой ёмкостью опорного тракта, в то время как ёмкость сигнального тракта ограничена несколькими разрядами, как об этом говорилось выше. Тогда частота тактирования R-LSBs и R-DSM блоков в варианте PDS-DSM может быть понижена в несколько раз. В результате снижается мощность, потребляемая как этими блоками, так и МЧФД в целом. Выигрыш получается довольно существенным, поскольку значительная доля схемных элементов приходится на эти блоки.
