Исследование цифровых синтезаторов частот (ЦСЧ), страница 5

Рисунок 1.6 – Негармонические составляющие

в спектре синтезируемого колебания

Здесь:  - синтезируемая частота;

            - циклическая частота сравнения в петле ФАПЧ;

             - индекс частотной модуляции.

Рисунок 1.7 – Негармонические составляющие в спектре

синтезируемого колебания (спектрограмма получена при помощи

цифрового анализатора спектра [1])

Кроме того, при функционировании синтезатора в условиях изменения температуры окружающей среды в пределах ±50 ^оС долговременная относительная нестабильность частоты управляемого генератора с учётом фактора старения имеет типовое значение, равное 5^.10^-3. Если же возникают аномальные условия работы со значительным расширением диапазона температур среды, то нестабильность частоты управляемого генератора повышается, поэтому у цифрового синтезатора частот должна быть расширена полоса электронной настройки частоты относительно требуемого поддиапазона частот. Это в свою очередь приводит к увеличению крутизны модуляционной характеристики управляемого генератора, и, следовательно, необходимо обеспечить дополнительное подавление пульсаций управляющего напряжения ИФД [3].

В итоге, необходимость увеличения полосы электронной настройки частоты и деградация показателей качества ИФД приводят к повышению уровня негармонических продуктов синтеза.

Нормированный уровень негармонических побочных продуктов:

,                                             (1.2)

,                                           (1.3)

где  - девиация частоты при ЧМ;

      - модулирующая частота, в данном случае .

Величина девиации частоты определяется следующим образом:

.                                               (1.4)

Здесь:  - крутизна модуляционной характеристики УГ;

            - напряжение пульсаций;

            - полоса удержания;

            - максимальное выходное напряжение ИФД.

Поскольку боковые негармонические продукты максимальны при низкой модулирующей частоте, то расчёты целесообразно проводить для 1-й гармоники пульсаций:

.                                          (1.5)

Введём показатель качества ИФД:

.                                                  (1.6)

Тогда:

.                                     (1.7)

После этого окончательно получаем:

.                                         (1.8)

Для обеспечения требуемого уровня (-80…-120 дБ) этих продуктов необходимо обеспечить несколько большее подавление с помощью дополнительного петлевого ФНЧ пульсаций выходного напряжения ИФД. Тогда нормированный уровень негармонических побочных продуктов с учётом дополнительного подавления , вносимого ФНЧ: