ВКР_Разработка_Радиотрактов_BTS_Петренко_Ю.А

4.Выбор элементной базы трактов формирования, обработки радио-

сигналов и синтеза частот.

4.1.Выбор элементной базы тракта синтеза частот.

4.1.1.Выбор синтезатора частот

Как было показано ранее, необходимо выбрать синтезатор частот с дробным коэффициентов деления. При выборе дробного синтезатора ча-

стот предъявляют требования к частотному диапазону выходного сигна-

ла, шагу перестройки, фазовому шуму, уровню побочных составляющих сигнала. Целесообразно выбирать синтезаторы частот с встроенным ГУН (VCO), поскольку это удобно, позволяет уменьшить размеры устройства.

В таблице 4.1. представлены отобранные по критериям синтезато-

ры частот ведущих производителей: AD&LT, Analog Devices и Texas Instruments.

Минимальные требования к СЧ на основании частотного плана и ТЗ:

1.Выходные частоты не более 7 ГГц

2.Опорный сигнал не выше 300 МГц

3.Фазовый шум не выше -250 дБс/Гц * 100 кГц

Таблица 4.1.

51

Итак, в качестве используемого СЧ был выбран LTC6946 производства

AD&LT, так как у него подходящий диапазон частот, низкий уровень фа-

зовых шумов. Функциональная схема изображена на рисунке 4.1.

Рис. 4.1. Функциональная схема LTC6946.

Основные характеристики LTC6946:

Диапазон выходных частот: 0.7 - 6.39 ГГц

Частота опорного сигнала: 250 МГц

Фазовый шум: -226 дБс/Гц * 100 кГц

Напряжение питания: 2.4 – 5В

Частота фазового детектора: 100

Диапазон частот ГУН: 2.24 - 3.74 ГГц

Выходная мощность: -1.2 - 2.3дБм

Дрожание: 0.3 пс

Уровень искажений:–103дБс

52

Схема включения приведена на рис. 4.2, а габаритные размеры – на рис. 4.3

Рис. 4.2. Схема включения LTC6946 в систему.

Рис. 4.3. - Габаритные размеры LTC6946.

4.1.2. Выбор опорного генератора

Из таблицы 1 выберем требуемый VTCTXO в качестве опорного генератора.

При выборе опорного генератора предъявляются требования к стабильности частоты, спектральной плотности фазовых шумов, диапазону частот выход-

ного сигнала, уровню выходного сигнала. Для обеспечения заданной неста-

53

бильности частоты опорный генератор стоит выбрать типа кварцевого тер-

моконпенсированного генератора, управляемый напряжением (VCTCXO),

чтобы генератор можно было синхронизировать по сигналу с выхода прием-

ника GPS. Основными на сегодня производителями генераторов являются Морион-СПб, Vectron Microsemi International, Rakon и Suntsu Electronics.

Минимальные требования к ОГ на основании ТЗ и частотного плана:

1.Максимальная частота – не выше 60 МГц

2.Температурная нестабильность частоты – не более ±30*10-6

3.Уровень фазового шума – не более -170 дБс/Гц

54

Таблица 4.2.

55

Окончание таблицы 4.2.

56

В качестве используемого VTCTXO выбран Suntsu SVC32C. Топология по-

садочного места, размеры, схема включения и временная диаграмма сигнала представлены на рис. 4.4 – 4.6.

Рис. 4.4. Топология посадочного места и размеры Suntsu SVC32C.

Рис. 4.5. Схема включения генератора Suntsu SVC32C.

57

Рис. 4.6. Временная диаграмма выходного сигнала Suntsu SVC32C.

Основные характеристики VTCTXO Suntsu SVC32C:

Частотный диапазон: 1-55 МГц

Стабильность частоты: ±20×10-6

Температура хранения: от -55° до +125° С

Диапазон рабочих температур: от -40° до +85° С

Потребляемый ток: до 25 мА

Напряжение питания: 1.8 ± 5%, 2.5 ± 5%, 3.3 ± 5% В

Сопротивление нагрузки: 10 кОм/10 пФ

Время установления частоты: 2 мс максимально

Управляющее напряжение: 1.65, 2.3, 3 В

Регулировка частоты: ±100×10-6

Линейность: 10%

Размеры: 2.5х3.2 мм

Уровень фазовых шумов при отстройке от несущей на 1 кГц: -70

– -155,8

Термин "дБс/Гц" ("dBc/Hz") означает, что мощность измеряется в дБ

относительно уровня мощности на несущей частоте.

58

4.1.3.Выбор ФАПЧ.

Втаблице 4.3. произведем выбор ФАПЧ без опорного генератора. Мини-

мальные требования к ФАПЧ такие же, как и к ОГ, так как для синхрониза-

ции опорного генератора под внешний эталонный сигнал с выхода при-

емника GPSдостаточно подобрать микросхему ФАПЧ без встроенного ГУН. Основными на сегодня производителями являются Analog Devices, AD&LT, TI и STM.

В качестве используемой петли ФАПЧ выбрана модель Analog Devices

ADF4152HV.

Основные характеристики ADF4152HV:

Ширина полосы: 200 МГц

Выходная полоса частот:53.125 – 5000МГц

Частота входного сигнала: 600МГц

Программное и аппаратное управление режимом пониженного энергопотребления

Фазошумовой детектор, работающий на частоте 26 МГц

59

Аналоговое и цифровое обнаружение входа в синхронизм

Фазовый шум:

-115дБс/Гц @ 100 кГц (частота ЧФД) −135 дБс/Гц @ 800 кГц (частота ЧФД) −132 дБс/Гц @ 1 МГц

−150дБс/Гц @ 10 МГц

Напряжение питания: 3.6В

Функциональная схема ADF4152HV показана на рис. 4.7, контактная схема – на рис. 4.8, схема включения в цепь – на рис. 4.9, габаритные размеры – на рис. 4.10.

Рис. 4.7. – функциональная схема ADF4152HV.

60