33. Lc-генераторы. Эквивалентная модель генератора.

Благодаря постоянно увеличивающимся требованиям к ширине диапазона, очень строгие требования накладываются на спектральную чистоту локальных генераторов. Работы по моделированию дрожания и фазовому шуму в ГУН, а также попытки улучшить характеристики фазового шума привели к большому числу интегральных конфигурацийLC генераторов. Однако проектирование и оптимизация интегральных LC генераторов все ещё ставит много задач проектировщикам схем, поскольку требуется одновременная оптимизация многочисленных переменных и интегральная реализация индуктивностей.

Рис. 7.38 Схемы LCгенератора

На рис. 7.38 показаны примеры LC генератора. Настройка схем заключается в оптимизации фазового шума. Типовое значение фазового шума у LC генераторов на 20dB лучше, чем у кольцевых и релаксационных.

Рис. 7.39 Модель параллельного LC-генератора в установившемся состоянии.

Рис. 7.39 показывает модель для параллельного LC генератора в установившемся состоянии, где g_tank представляет потери в колебательном контуре и -g_acitve - эффективная отрицательная проводимость активных элементов, которые компенсируют потери в колебательном контуре. Два режима работы, названные током и напряжением могут быть определены для типичного LC генератора. В токоограничивающем режиме амплитуда колебательного контура Vtank растет по линейному закону при возрастании тока смещения согласно Vtank=Ibais/gtank, пока генератор не вводит ограниченный напряжением режим. В ограниченном напряжением режиме, амплитуда ограничена V_limit, которая определяется напряжением питания и/или изменением в рабочем режиме активных элементов (например, МОП транзисторы). Таким образом, Vtank может быть выражено как

(7.53)

Используя индуктивность колебательного контура L как независимую переменную вместо Ibias, рассмотрим эти два режима работы. Энергия колебательного контура Etank определяется как

(7.54)

Тогда Vtank может быть выражено через Etank, то есть.

(7.55)

где, - частота колебаний. Амплитуда колебательного контура растет с ростом L для данного Etank и. Пока текущим режимом является токоограниченный, описываем его как режим с ограниченной индуктивностью, где L - независимая переменная.

Тогда Vtank переписывается как

(7.56)

Эквивалентная модель схемы генератора показана на рис. 7.40. Модель симметричной спиральной индуктивности с одинаковыми RC нагрузками на обоих концах (рис.7.41) используется как часть модели колебательного контура.

Рис. 7.40 Эквивалентная модель генератора

34. Применение фапч в синтезаторе частот. Детекторы модулированных сигналов, реализованные с помощью фапч.

Схема ФАПЧ может быть использована для формирования прецизионного набора частот, путем деления частоты кварцевого генератора. Структурная схема устройства имеет вид, показанный на рис.8.1.

Частота кварцевого генератора делится на целое число М делителем частоты, на выходе которого вырабатывается сигнал с частотой . Частота генератора управляемого напряжением также делится делителем, принимая значение. Когда схема ФАПЧ работает в режиме захвата частоты то выполняется условие , следовательно:

(8.1)

Большое количество (сетку) кратных частот можно получить, если делители на M и N сделать программируемыми.