Правильная ссылка на эту страницу
http://az-design.ru/Support/HardWare/Racal-Dana/B19821006Elc018.shtml

Синтезатор частот, формирующий сигнал с высокой спектральной чистотой в диапазоне от 0,01 до 1300 МГц

Кевин Смит
Старший редактор Electronics

В управляемом микропроцессором приборе установка выбранного значения частоты происходит за 400 мкс, что позволяет использовать его для испытаний систем, работающих с быстрой перестройкой частоты.

Последняя модель 9087 генератора сигналов с синтезом частот фирмы Racal-Dana Instruments Ltd. позволяет испытывать устройства, относящиеся практически к любому классу средств связи общего назначения. Нижняя граница его частотного диапазона, в частности, была выбрана равной 10 кГц для работы с точными системами морской навигации, подобными системе «Омега». Верхняя предельная частота 1,3 ГГц позволяет, с другой стороны, оперировать с такими авиационными системами, как «Такан» и дальномерное оборудование.

Модель 9087 весьма привлекательна для широкого круга пользователей своими очень высокими параметрами синтезатора частот общего назначения. Однако, что более важно, высокая скорость переключения частоты позволяет имитировать с помощью этого прибора работу радиосистем с быстрой сменой частот, а также сигналы нового поколения цифровых устройств персонального вызова. Установка очередного значения частоты в приборе происходит за 400 мкс. Более того, в режиме быстрого обучения схему управления можно запрограммировать на формирование свыше 1000 полных циклов смены частот за 1 с. Такая скорость вполне достаточна для работы с системой Jaguar V с быстрой (маневренной) перестройкой частоты, которую выпускает отделение фирмы Dana Instruments, или с аналогичными изделиями многих других изготовителей.

Малый уровень фазового шума. Цель проектирования любого синтезатора частот сводится к достижению высокой спектральной чистоты выходного сигнала и максимальному устранению фазового шума. В отличие от прочих изготовителей фирма Racal отказалась от привычного генератора с механически перестраиваемым объемным резонатором, поскольку, по словам разработчиков, он не обеспечивает требуемой скорости изменения частоты, а микрофонный эффект и другие явления способствуют появлению фазового шума на частотах, близких к несущей.

Вместо этого все значения частоты с заданным шагом в диапазоне от 10 кГц до 1,3 ГГц формируются с помощью 11 отдельных широкополосных микросхем ФАПЧ от единственного источника в виде стабилизированного кварцем генератора. Высокая спектральная чистота сигнала синтезатора обусловлена как зтими патентованными схемами, так и оригинальными конструкторскими решениями, которые обеспечили очень малый уровень электромагнитных помех.

Спектральная чистота оценивается уровнем широкополосного шума, который на удалении 3 кГц от несущей 320 МГц составляет -148 дБ/Гц (относительно уровня несущей) и для несущей, равной 640 МГц, -142 дБ/Гц. Типичное подавление паразитных составляющих равно 100 дБ, а уровень гармоник не превышает -35 дБ относительно уровня несущей. Термостатированный кварцевый генератор имеет стабильность не хуже 3*10-9/°С в диапазоне температур от 0 до 45°С.

Узел генератора и синтезатора частот прибора сконструирован с учетом новой технологии размещения микросхем, позволяющей добиться точного соблюдения правил компоновки высокочастотных элементов при допустимой стоимости. «Без такой технологии нам не удалось бы разработать синтезатор», — утверждает директор-распорядитель фирмы Racal-Dana Джон Цереза. Чтобы подсластить горькую пилюлю расходов, Британское объединение по развитию технологии — правительственный орган, призванный содействовать внедрению новой техники, — выделило некоторые средства в качестве аванса. С помощью приобретенного на эти деньги оборудования около 600 бескорпусных ре-зистивных и емкостных сборок автоматически размещаются на той стороне печатной платы, по которой ведется пайка волной. До пайки элементы удерживаются на месте небольшим количеством эпоксидной смолы. Верхняя часть платы делится на экранированные секции посредством цельного литого металлического корпуса, который крепится к ней винтами.

Для формирования от одного кварцевого генератора сетки кратных частот и частот, значения которых будут делителями опорной, используется микропроцессор серии 6800.

Кроме того, микропроцессор облегчает обращение с прибором 9087 и выполняет автоматическую программу контроля при включении напряжения питания. Вместо традиционных переключателей в синтезаторе имеется мембранная клавиатура, дополненная единственной ручкой, вращая которую можно быстро установить значение любого параметра.

Для выбора частоты, например, достаточно лишь коснуться соответствующей клавиши, а затем ввести требуемое значение, которое автоматически отображается цифровым дисплеем. После проверки правильности ввода оператор, нажимая клавишу, может уменьшить выбранное значение частоты. Сигнал генератора можно также установить или непрерывно перестраивать вращением ручки.

Все параметры можно изменять с заданным шагом, используя клавиши приращений. Клавиша величины приращения задает шаг изменения частоты и амплитуды сигнала, что облегчает быструю настройку, необходимую в многоканальных системах связи.

Хранение значений параметров сигнала. Энергонезависимое ЗУ прибора запоминает целиком до 100 значений параметров, вводимых с клавиатуры на передней панели. Для системных применений в приборе предусмотрено управление всеми функциями, включая доступ к памяти, по шине IEEE-488. В диалоговом режиме синтезатор может выступать в роли как приемника, так и источника команд.

В режиме обучения контроллер шины IEEE-488 используется в качестве памяти: к нему направляется вся информация о выбранных параметрах сигнала для последующего вызова. Режимы непосредственной и задержанной передачи позволяют оптимизировать скорость обмена данными в соответствии с общей конфигурацией системы. Режим быстрого обучения использует высокоскоростные схемы, вычисляющие значения частот за время, которое гарантирует темп их переключения не ниже 1 кГц. В тех случаях, когда требуется еще большая скорость, выбирается режим непосредственной установки частоты, и время переключения уменьшается до менее чем 400 мкс. Разъемы на задней панели прибора предназначены для дистанционного управления приращениями параметров без сложного периферийного оборудования. Здесь же расположен выходной разъем для радиосигнала, часто необходимый в автоматизированных системах измерений.

По утверждению специалистов фирмы, высокий уровень выходной мощности, равный +19 дБм (среднеквадратичное значение 2 В) на частотах до 1,3 ГГц, и широкий динамический диапазон 159 дБ в сочетании с малыми шумами и исключительно низким уровнем ВЧ-помех позволяют достоверно измерять параметры современной аппаратуры связи в таких пределах, которые прежде были недоступны. Прецизионный аттенюатор на полосковой линии и патентованная схема автоматической регулировки усиления обеспечивают управление уровнем радиосигнала в пределах от 19 до -140 дБм (22 нВ на 50 Ом) с шагом по 0,1 дБ и погрешностью не хуже ±1 дБ начастотах до 650 МГц. Обычные режимы частотной, амплитудной, фазовой и импульсной модуляции можно включать по отдельности или совместно.

Помимо указанных достоинствмодель 9087 обладает и вполне конкурентоспособной ценой в 23 000 долл., которая, по словам Церезы, составляет примерно две трети цены обычных приборов такого класса. Синтезатор 9087 — это результат крупнейшей разработки фирмы, занявшей 100 человеко-лет. Первая партия в 100 шт. уже изготовлена, и поставки планируются на январь или февраль 1983г. [pp.9E,10Е).

Racal-Dana Instruments Ltd., Duke Street, Windsor, Berks. SL4 1SB, England

Racal-Dana Instruments Inc., 18912 Von Karman Ave.,
P.O.Box С19541, Irvine, Calif. 92715

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 55, No.20 (650), 1982г - пер. с англ. М.: Мир, 1982, стр.18

Electronics Vol.55 No.20 October 06, 1982 A McGraw-Hill Publication

Раздел: ЭЛЕКТРОНИКА ЗА РУБЕЖОМ

Тема:     Новые разработки зарубежных фирм





Дата последнего изменения:
Thursday, 21-Aug-2014 09:10:44 MSK


Постоянный адрес статьи:
http://az-design.ru/Support/HardWare/Racal-Dana/B19821006Elc018.shtml