Разработка нелинейного радиолокатора для обнаружения электронных устройств, содержащих нелинейные компоненты, страница 28

Схема данного синтезатора приведена на рисунке 5.6.1.

Рис. 5.6.1. Схема синтезатора частоты LTC6946.

Управление работой синтезатора осуществляется аналогично рассмотренному в п. 5.5. АЦП – по SPI (Serial Programming Interface).

Рис. 5.6.2. Управление работой синтезатора LTC6946.

Подача низкого напряжения на порт  инициирует процесс чтения / записи по SPI. На порт SCLK подается тактовая частота. Затем по SDI данные поступают на синтезатор. При этом первые 7 бит передают адрес регистра в памяти синтезатора, к которому следует обратиться. Следующий бит определяет операцию, которую необходимо выполнить с этим регистром: 0 – записать в регистр. 1 – прочитать из регистра. Если необходимо записать в регистр, то желаемое содержимое регистра (8 бит) передается по порту SDI сразу же за восьмым битом 0, обозначающим запись. При чтении данных из регистра, содержимое регистра передается по порту SDO.

Как отмечалось ранее, в состав синтезатора входит петля ФАПЧ, для стабильной работы которого необходимо определить номиналы элементов петлевого фильтра.

Рис. 5.6.3. Схема фазовой автоподстройки частоты.

Для этого необходимо задаться выходной частотой, опорной частотой и шагом сетки частот. В проектируемом нелинейном локаторе данный синтезатор используется три раза – в канале передачи и в двух каналах приема. Выполним расчет параметров петлевого фильтра для канала передачи:

Выходная частота FRF=880 МГц, опорная частота FREF=10 МГц, шаг сетки частот FSTEP = 0,5 МГц.

Теперь, используя следующие выражения, изменяем опорную частоту FREF и значение делителей N, R, O до тех пор, пока не получим требуемую выходную частоту.

, где  - частота ГУН.

Методом подбора, установлено, что для данных исходных данных оптимальными являются следующие параметры:

FREF =10 МГц;

R = 4;

N = 1800;

O = 5;

Теперь выбираем полосу пропускания открытой петли BW, которая должна быть как минимум в 10 раз меньше .

Положим BW = 23кГц.

Затем следует определить номинал Rz и ток генератора накачки Icp, основываясь на полосе BW и коэффициенте усиления ГУН KVCO.

Рекомендуется использовать , это позволяет уменьшить шумы в рабочей полосе частот. KVCO берем из графиков, приведенных в документации:

Рис. 5.6.4. Зависимость коэффициента усилителя ГУН от частоты для разных моделей синтезатора LTC6946.

Представленные на рисунке модели синтезатора отличаются только рабочими частотами, как показано на рисунке 5.6.5:

Рис. 5.6.5. Частоты различных моделей семейства синтезаторов LTC6946.

В данном случае используем синтезатор LTC6946-2 с делителем О = 5, чтобы попасть в требуемый диапазон частот.

Зная , можем найти номиналы остальных элементов фильтра:

Теперь повторим расчеты для синтезатора в канале приема второй гармоники.

FRF=1800 МГц, опорная частота FREF=10 МГц, шаг сетки частот FSTEP = 0,5 МГц.

Методом подбора, установлено, что для данных исходных данных оптимальными являются следующие параметры:

FREF =10 МГц;

R = 10;

N = 3600;

O = 2;

Положим BW = 23кГц.

В данном случае используем синтезатор LTC6946-2 с делителем О = 2, чтобы попасть в требуемый диапазон частот.

Зная , можем найти номиналы остальных элементов фильтра:

Теперь рассчитаем параметры петлевого фильтра для канала приема третей гармоники:

FRF=2700 МГц, опорная частота FREF=10 МГц, шаг сетки частот FSTEP = 0,5 МГц.

Методом подбора, установлено, что для данных исходных данных оптимальными являются следующие параметры:

FREF =10 МГц;

R = 20;

N = 5400;

O = 1;

Положим BW = 23кГц.

В данном случае используем синтезатор LTC6946-1 с делителем О = 1, чтобы попасть в требуемый диапазон частот.

Зная , можем найти номиналы остальных элементов фильтра:

5.7. Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП).

В проектируемом нелинейном радиолокаторе на цифро-аналоговые преобразователи возлагаются две основные задачи – передача сигналов управления  от цифровой части к демодуляторам LTC5585 и передача зондирующего сигнала от цифровой части к смесителю, где он переносится на радиочастоту и, впоследствии, излучается антенной.