Понятие о синтезаторах частоты

Это высокостабильные источники синусоидальных сигналов, позволяющие получить дискретную сетку частот 10¹-10⁸ Гц с дискретностью 0,1 или 0,01 Гц. Применяются для настройки узкополосных фильтров, калибровки генераторов и частотомеров, определения нестабильности частоты генераторов.

Существуют два метода построения синтезаторов. При методе прямого синтеза происходит многократное преобразование частоты опорного высокостабильного генератора с помощью делителей, смесителей и умножителей. Переключение частот осуществляется многоканальным электронным коммутатором, расположенным на передней панели синтезатора.

Упрощённая структурная схема синтезатора частоты прямого синтеза приведена на рис.27,а. Опорный генератор ОГ вырабатывает напряжение с опорной частотой f₀= 1МГц или 5МГц с относительной нестабильностью порядка 10^-9. В блоке опорных частот БОЧ с помощью ряда арифметических операций (сложения, вычитания, умножения и деления) формируется несколько десятков фиксированных частот, поступающих на блок синтеза частот БСЧ.

Рис.27,а

Схема БСЧ содержит набор частотных декад, в которых осуществляется дальнейшее преобразование опорных частот в сетку выходных. Частотные декады синтезатора делят частоту в 10 раз и включаются последовательно. Их число определяет дискретность установки выходной частоты устройства.

При построении синтезаторов частот методом косвенного синтеза (рис.27,б) умножение и деление частот осуществляется с помощью системы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). В состав ФАПЧ входят фазовый детектор ФД, фильтр низких частот ФНЧ, усилитель напряжения УН и генератор, управляемый напряжением ГУН. Для расширения диапазона синтезируемых частот в петлю ФАПЧ могут быть введены делители и смесители частоты синхронизированного сигнала. Делители выполняются с дробным коэффициентом деления, что позволяет уменьшить дискретность сетки выходных частот.

Преимуществами метода прямого синтеза перед косвенным является более широкий диапазон и более высокая стабильность синтезируемых частот, малое время установления при переключении частот. Косвенный синтез является более современным и технологичным для интегрального исполнения, что позволяет существенно упростить конструкцию синтезаторов и повысить их надежность.