3. Расчет согласующей цепи по типу фазового контура

Пусть значения коэффициентов b₁ = 0,418 и b₂ = 0,710 при аппроксимации характеристик полиномом Чебышева с неравномерностью δ = 0,1 дБ.

Стандартные значения ряда Е24:

Мощность, необходимая для возбуждения каскада:

Практически вся эта мощность поглощается в сопротивлении нагрузки фазового контура, но это неизбежная плата за обеспечение резистивного характера входного сопротивления каскада о всем диапазоне рабочих частот.

Коэффициент усиления каскада по мощности:

4. Расчет разделительных и блокировочных элементов

Индуктивность :

Емкость

Емкость :

Стандартные значения ряда Е24: ,

Рис. 5. Схема оконечного каскада

3. Синтезатор частот

Синтез частот представляет собой процесс получения одного или несколько колебаний с заданным набором номинальных значений их частот из конечного числа исходных колебаний, обычно создаваемых опорным кварцевым генератором.

Комплекс устройств, осуществляющий синтез частот, называют системой синтеза частот, а совокупность номинальных значений частот, которые могут быть получены на его выходе и следуют друг за другом через заданный интервал – сеткой частот. Если система синтеза выполнена в виде конструктивно самостоятельного устройства, то её называют синтезатором частоты, или синтезатором сетки частот (ССЧ). Современные синтезаторы, как правило, работают от одного ОКГ, что позволяет в процессе синтеза обеспечить когерентность выходных колебаний ССЧ исходному колебанию ОКГ и, как следствие, приблизить стабильность каждой из частот формируемой сетки к стабильности частоты ОКГ.

В настоящее время наиболее широкое применение находят цифровые ССЧ, позволяющие в полной мере реализовать преимущества современной цифровой элементной базы в части уменьшения массы и габаритов устройств, повышения их надежности и технологичности.

1. Пассивные цифровые синтезаторы

Пассивные цифровые синтезаторы, или цифровые синтезаторы прямого синтеза (DDS – direct digital synthesizer), обеспечивают широкие возможности формирования сигналов с различными видами модуляции и манипуляции, имеют малое время перестройки с одной частоты на другую, а уменьшение шага сетки частот (а значит, и минимальной частоты рабочего диапазона) достигается в них без особых затруднений. Однако максимальные значения рабочих частот ограничены быстродействием цифровых узлов и, как правило, не превышают 300…400 МГц.

Упрощенная структурная схема рассматриваемого ССЧ, обычно называемого цифровым вычислительным синтезатором (ЦВС), представлена на рис. 6.

Рис. 6. Функциональная схема ССЧ (Пассивный цифровой синтезатор)

В состав ССЧ входят частотный регистр ЧР, накопитель кода фазы НКФ, состоящий из n-разрядных бинарного сумматора и регистра данных, преобразователь кодов (ПК) фазы в коды амплитуды, обычно выполняем на основе блока памяти кодов значений sin x, и цифроаналоговый преобразователь ЦАП.

В ЧР записывается код дискрета фазы для текущего значения выходной частоты: , где - число дискретов фазы (объём НКФ); - количество разрядов кода; - тактовая частота.

При каждом новом тактовом импульсе в сумматоре происходит сложение значений числе, хранящихся в регистре данных и в ЧР и сумма переписывается в регистр данных. Тем самым в накопителе формируется код текущей фазы мгновенного значения выходного колебания. Как только значение текущей фазы в накопителе превышает , происходит перевыполнение, при этом в регистр данных записывается разность между последним значением текущей фазы и пределом записи, процесс накопления фазы повторяется вновь и вновь.

Дальше код из накопителя фазы попадает на ПК, который вырабатывает код амплитуды выходного сигнала, пропорциональный значению . Затем на выходе ЦАП появляется импульс постоянной длительности , имеющий Значение .

При непрерывном поступлении сигналов на ЦАП, на его выходе получается ступенчатая аппроксимация синусоидального напряжения. Изменяя дискрет фазы, код которой записан в частотном регистре, можно изменять частоту выходного сигнала.

Для сокращения необходимого объёма блока памяти в ПК хранится информация только для текущей фазы в пределах первого квадранта, она же используется и для остальных трёх квадрантов с соответствующей коррекцией фазы. Более того, в блоке памяти обычно происходит квантования по фазе, т.е. в нём записаны коды синусоиды только для ряда дискретных значений фазы в пределах . Если число таких значений , то шаг квантования фазы . Вместо блока памяти может использоваться блок вычислений, в котором по определённой программе вычисляется код амплитуды, соответствующей текущему значению кода фазы.

Текущие значения амплитуды синтезируемого синусоидального сигнала тоже квантованы, а относительная величина шага квантования равна , где - разрядность ЦАП.

Квантование фазы в блоке памяти и значений напряжения на выходе ЦАП приводит к появлению характерных фазового и амплитудного шумов, которые отклоняют форму колебания от идеального гармонического колебания.

Форма выходного сигнала ЦВС близка к синусоидальной, если , а в целое число раз меньше . В этом случае в конце каждого цикла накопления фазы нет остатка. Если значение фазы сравнимо с , то форма выходного может существенно отличаться от требуемой гармонической. Если же ( – целое число, меньшее ), период сформированного колебания будет определяться наибольшим общим делителем чисел и и станет равным .

Введение дополнительных узлов в тракт ССЧ позволяет существенно расширить его функциональные возможности в части формирования сигналов с различными видами модуляции и манипуляции.