Частотный синтез на основе ФАПЧ. Обзор методов синтеза | страница 73
На рисунке 2.5 показаны два типичных примера спектров фазовых шумов микросхем Fractional-N PLL синтезаторов, использующих дельта-сигма модуляцию третьего, как обычно, порядка (MASH-3). Первый из них относится к микросхеме HMC704 [10] фирмы Analog Devices/Hittite, способной работать на частотах сигнала до Fc=8 ГГц с 24-разрядным аккумулятором дробности. Спектр показан в районе верхней рабочей частоты сигнала. Частота сравнения в ЧФД равна F>ФД=50 Мгц, полоса системы ФАПЧ, как видно из рисунка, – порядка BW=40 кГц. Второй пример относится к микросхеме ADF4159 [11] фирмы Analog Devices (до присоединения к ней Hittite), обеспечивающей частотный диапазон сигнала до Fc=13 ГГц и содержащей 25 разрядов дробности. Спектр показан на частоте сигнала Fc=12,002 ГГц при частоте сравнения F>ФД=100 МГц и полосе ФАПЧ – BW=250 кГц.
Рис. 2.5. Типичные спектры фазовых шумов синтезаторов частоты с ЧФД
Здесь уместно сделать следующее замечание. При описании спектральных характеристик своих микросхем типа Fractional-N PLL разработчики не выделяют помеху дробности в отдельную компоненту, поскольку и собственные шумы элементов ФАПЧ (особенно ЧФД) довольно велики (при пересчёте через неизбежно большой коэффициент умножения в петле ФАПЧ). Поэтому, не отделяя одно от другого, они просто называют это фазовыми шумами.
Как видно из приведенных спектральных диаграмм, данные довольно-таки скромные. Помимо фазовых шумов присутствуют также дискретные помехи типа IBS. В микросхеме HMC704 они достигают уровня -55 дБн; для микросхемы ADF4159 – не указаны.
Тем не менее, отдельные блоки названных микросхем, те, которые имеют внешние входы и выходы, могут использоваться при построении синтезаторов с со значительно более высокими характеристиками спектральной чистоты, как например, это сделано при разработке синтезатора типа PLG06 фирмы «Микран» (Томск) [12÷14].
Но, несмотря на все отмеченные выше недостатки, ЧФД с накачкой заряда широко применяют в Integer- и Fractional-N PLL синтезаторах. Пожалуй, нет такой компании, которая, в какой-то мере занимаясь синтезаторной тематикой и имея выход на интегральную технологию, не выпустила бы на рынок свою собственную микросхему такого типа. Среди них Analog Devices/Hittite, Skyworks Solutions, Synergy Semiconductor, Maxim Integrated, Linear Technologies, Texas Instruments, Peregrine, Qualcom и другие. Дело в том, что есть спрос и на такие микросхемы, они широко применяются там, где их невысокие характеристики вполне устраивают потребителя. Главным оказывается компактность, низкое энергопотребление, дешевизна в производстве.
