Друга петля ФАПЧ у схемі з застосуванням DDS
У даній статті буде описаний готовий фазовий детектор і його застосування в радіоаматорських конструкціях.
Із запропонованих джерел виробника, при роботі з напругою 5 вольт діапазон робочих частот на входах CLK можливий до 160 мегагерц, що повністю позбавляє від потреби застосування подільників частоти із застосуванням лічильників і тим самим постійна проблема фазового шуму в схемах синтезу частот повністю і цілком залежить від активного фільтра в ланцюзі коригування напруги настройки. Фільтр або як його ще прийнято називати LOOP FILTER, включений для вирішення 3-х задачь одночасно:
погасити всі частотні складові дільників N / M / P, P + 1 / A R в PLL.третє завдання - вона становить найбільшу складність і є компромісом 2-х вище стоять. Вона займається часом "заспокоєння" перебудованого сигналу або SETTLING TIME. Виходячи з того, що лінія VT є найбільш чутливою точкою у всій схемі сінтесайзера частот, від вибору порядку активного або пасивного фільтра буде залежати його здатність "очистити" всі спуріуси дільників і тим самим при перебудові на іншу частоту, від складності фільтра залежить час установки обраної частоти.
Іншими словами фільтр простіше не створить затримки часу перебудови але й створить небезпеку накласти побічні перешкоди на лінію настройки VCO.
Я в кратце спробую роз'яснити що це таке і чому це важливо. Вимірювання показника фазового шуму або SSB Phase Noise виробляють за логарифмічною шкалою з постійною отсечкой частот від половини піку вимірюваного сигналу. Половина піку це через SSB. Через те що генератор постійно "рухає" свій вихідний сигнал вправо-вліво від налаштованої частоти, створюється JITTER. Сама щільність складових JITTER і є PHASE NOISE.
"/> Граф пояснює поняття фазового шуму.
Чим вище буде "Чистий динамічний діапазон", тим простіше отримати кращу чутливість приймального пристрою, тобто сам гетеродин не вносить побічних шумів близьких до приймається сигналу. Звідси ясно що відхилення від піку основної частоти генератора повинно бути якомога менше і це забезпечить бажаний результат.
Наочний приклад того як виглядає сигнал гетеродина дуже високої якості.
Для більш "ретельної" чистки є додатковий варіанти пасивного фільтра 3-го порядку. Див. Схему нижче.
Дозволю уточнити, що для кроку перебудови вже ніж 1 кілогерц слід розрахувати фільтр так, що б він підтримував стабільну роботу всієї схеми і не дозволив би запобігти "замикання" VCO на обраній частоті.
Один із прикладів розрахунку частот з використанням стандартного кристалічного фільтра на 21,4 мегагерци. Відповідно частота ПЧ = 21,4 мегагерци. Даний розрахунок призначений для для схеми з перетворенням "вгору". Даний варіант відповідає застосуванню VCO POS-50, який цілком може задовольнити вимоги до радіоаматорського апаратурі і не тільки домашнього виготовлення. З довідкових даних про POS-50 видно що діапазон частот перебудови лежить як-раз в межах зазначених в таблиці вище. Vt = 1
51,7; Слід нагадати, що при використання даного варіанту необхідно подати правильне напруга на харчування активного фільтра CLC430 / OP-27. Я передбачив використання підключення типу RAIL-to-RAIL + 12-0- -12 на друкованій платі схеми ФАПЧ, так що коли з'явиться потреба застосувати подвійний джерело живлення на +/- 12в, слід прибрати резистор - перемичку з номіналом в 1 Ом від землі і підключити до контакту -12 вольт. Замість резистора потрібно припаяти конденсатор з ємністю в 100 nF. DDS так-же повинен бути налаштований на 23
VCO для перекриття частот 74
У другому варіанті застосовують наступну схему VCO для перекриття частот 74
105 мегагерц. 12 варикапов застосовані з метою поліпшення показника фазового шуму. Застосування 2-х генераторів вимагає витягти зі схеми за статтею "Ще раз про DDS" низькочастотний фільтр існуючий на платі і MMIC Amp. (ERA-3sm). В місце них потрібен смуговий фільтр на задану частоту.
Застосування другої петлі ФАПЧ в двох вищеописаних конструкціях вимагає ретельної підгонки низькочастотних фільтрів а так-же має місце застосування смугових фільтрів 5-го або 7-го порядку тубулярной структури з розрахунком 50-ти омной навантаження / сигналу