2.4. Лабораторный стенд «Пассивный цифровой синтезатор частоты»

Лабораторный стенд «Пассивный цифровой синтезатор частоты» УФС04 предназначен для исследования методов построения, изучения принципа работы и основных характеристик двухуровневого пассивного синтезатора частоты и синтезатора с потоком многоуровневых импульсов. Стенд содержит два функционально законченных синтезатора сетки частот: цифровой пассивный с потоками двухуровневых импульсов и цифровой пассивный с потоками многоуровневых импульсов. Стенд используется при выполнении лабораторных работ «Исследование пассивного цифрового ССЧ с потоками двухуровневых импульсов» и «Исследование пассивного цифрового ССЧ с потоками многоуровневых импульсов».

Лабораторный стенд обеспечивает:

• построение декадного пассивного синтезатора с потоком двухуровневых импульсов и исследование влияния закона распределения импульсов в каждой из декад на уровень побочных спектральных составляющих в спектре выходного сигнала синтезатора;

• исследование влияния времени усреднения на нестабильность периода выходных колебаний;

• построение и исследование двухуровневого синтезатора;

• построение декадного пассивного синтезатора с потоком многоуровневых импульсов и накоплением фазы (прямой цифровой синтез, DDS);

• исследование влияния числа уровней квантования амплитуды и фазы на нестабильность частоты (периода) выходных колебаний и уровень высших гармоник в выходном сигнале;

• исследование влияния частоты формируемого сигнала на амплитуду максимальной субгармонической составляющей в спектре выходных колебаний.

Упрощенные функциональные схемы обоих синтезаторов, приведенные на лицевой панели стенда, представлены на рис. 6 и 7. Выбор исследуемого синтезатора осуществляется кнопочным переключателем «ТИП ССЧ». При выборе типа схемы автоматически активизируются органы управления и индикации соответствующего синтезатора.

В цифровом пассивном ССЧ с потоками двухуровневых импульсов, показанном на рис. 6, реализован метод сложения импульсных последовательностей. Эталонная последовательность прямоугольных импульсов с частотой f_ОКГ=1 МГц и скважностью Q=2 (т.е. сигнал типа «меандр») формируется опорным кварцевым генератором (ОКГ) G и с его выхода одновременно поступает на вход делителя частоты (ДЧ) на десять и на вход управляемого коммутатора К1. Сигнал на выходе ДЧ представляет собой поток импульсов с частотой 100 кГц и длительностью 0,5 мкс, т.е. со скважностью 20.

Рис. 6. Функциональная схема пассивного цифрового синтезаторов частотыс потоками двухуровневых импульсов

В коммутаторе К1 из каждых 10 следующих друг за другом импульсов формируются периодические пачки с количеством импульсов в них от 0 до 10 (быстрый поток импульсов). Количество и положение импульсов в пачке определяется кнопками поля «СТАРШАЯ ДЕКАДА». В коммутаторе К2 аналогичным образом из сигнала, поступающего с выхода ДЧ, формируются пачки с меньшей частотой следования (медленный поток импульсов). Управление импульсами в медленном потоке осуществляется кнопками поля «МЛАДШАЯ ДЕКАДА».

Оба потока складываются при помощи схемы ИЛИ. Результирующий поток поступает на второй выходной канал, а также на вход выходного ДЧ на десять. В выходном ДЧ формируется сигнал типа «меандр», поступающий на второй выходной канал. Средняя частота колебаний на выходе синтезатора f_ВЫХ=(10N_СД+N_МД) кГц, где N_СД и N_МД – соответственно число включенных кнопок в старшей и младшей декадах. Таким образом, частота может изменяться в диапазоне 1…99 кГц с шагом сетки 1 кГц.