Содержание отчета

1. Наименование и цель лабораторной работы.

2. Структурная или функциональная схема исследуемого синтезатора частоты.

3. Осциллограммы и спектры сигналов в контрольных точках.

4. Таблицы и графики результатов измерений.

5. Выводы по результатам работы.

Контрольные вопросы

1. В чем заключается прямой цифровой синтез сигналов?

2. Каков механизм прямого цифрового синтеза гармонических сигналов?

3. Каковы основные принципы работы синтезатора с потоками многоуровневых импульсов?

4. В чем состоит смысл теоремы Котельникова? Каким образом она связана с прямым цифровым синтезом сигналов?

5. Каковы критерии выбора числа уровней квантования фазы при синтезе частот на основе потока многоуровневых импульсов?

6. Каковы критерии выбора числа уровней квантования амплитуды при прямом цифровом синтезе частот?

7. Как число уровней квантования фазы и амплитуды влияет на уровень побочных составляющих выходного сигнала в синтезаторе с потоками многоуровневых импульсов?

8. Какие условия определяют требуемую емкость ПЗУ в вычислителе амплитуды?

9. Что представляет собой спектр сигнала на выходе ЦАП?

10. Почему в цифровых ССЧ с потоками многоуровневых импульсов не требуется применение перестраиваемых полосовых фильтров и достаточно лишь фильтра нижних частот?

11. Какие требования предъявляются к характеристикам ФНЧ?

12. Сформулировать условие определения кода синтезируемой частоты в зависимости от емкости ПЗУ, тактовой частоты опорного кварцевого генератора и требуемой частоты на выходе ССЧ.

13. Предложить варианты реализации накопителя фазы и преобразователя «фаза-амплитуда» в виде функциональных схем.

14. Каким образом в цифровом ССЧ с потоками многоуровневых импульсов можно осуществить: а) непрерывную частотную модуляцию; б) непрерывную фазовую модуляцию; в) дискретную частотную модуляцию; г) дискретную фазовую модуляцию; д) амплитудную модуляцию? Предложить варианты реализации в виде соответствующих функциональных схем. Рекомендуется учесть взаимосвязь ЧМ и ФМ, описанную в лабораторной работе №7 «Исследования прямого метода формирования сигналов с частотной модуляцией» (с. 78-79).

15. Чему равен шаг сетки частот при прямом цифровом синтезе?

16. Каковы границы диапазона выходных частот в цифровом ССЧ с потоками многоуровневых импульсов?

3.11. Исследование цифрового Синтезатора частоты с фазовой автоподстройкой (Лабораторная работа №11)

Цель работы: изучить структуру и принцип работы цифрового синтезатора частот с ФАП; исследовать влияние параметров элементов СЧ на его характеристики; измерить нестабильности частоты свободного ГУН и генератора с кольцом ФАП.

Основные теоретические сведения

Рекомендуется предварительно ознакомиться с основными теоретическими сведениями к лабораторной работе №9 «Исследование пассивного цифрового синтезатора сетки частот с потоками двухуровневых импульсов» (с. 87-89).

Общие характеристики активных методов синтеза частот

Основным преимуществом активных ССЧ является низкий уровень побочных спектральных составляющих, достигающий уровня -100...-120 дБ в полосе 3 кГц при малых отстройках от рабочей частоты и еще более уменьшающийся с увеличением отстройки. К недостаткам систем активного синтеза, по сравнению с пассивными, относятся большее время перестройки с одной рабочей частоты на другую и возможность (особенно при использовании ФАП) генерации сигналов, частота которых не соответствует установленному значению. Это возможно, например, при разрыве кольца ФАП или при входе СЧ в так называемый квазисинхронный режим [4, с. 252]. Кроме того, уменьшение шага сетки частот в системах активного синтеза, как правило, требует существенного усложнения схемы и ведет к увеличению инерционности системы. Переход к цифровой элементной базе позволяет улучшить массогабаритные характеристики ССЧ, повысить надежность и технологичность, но снижает максимальное значение рабочей частоты.

Ни один из рассмотренных методов формирования дискретной сетки частот не обладает абсолютными преимуществами перед остальными. Поэтому выбор того или иного метода зависит от требований, предъявляемых к конкретному устройству. Как правило, наиболее совершенные технические решения удается получить при одновременном использовании нескольких методов синтеза с оптимальным сочетанием цифровой и аналоговой элементных баз. При построении активных ССЧ широко используются методы, основанные на применении ФАП. С помощью устройств ФАП можно осуществить алгебраическое суммирование частот ряда колебаний, деление и умножение частоты.