Wat is een frequentiesynthesizer?
Een frequentiesynthesizer is een apparaat dat een golfvorm produceert met een frequentie die wordt bepaald door analoge of digitale circuits. De meest voorkomende frequentiesynthesizer gebruikt een spanningsgestuurde oscillator (VCO), die wordt bestuurd door een fasevergrendelde lus (PLL) met behulp van een stabiele frequentiereferentie. Frequentiesynthesizers worden gebruikt in de meeste telecommunicatieapparatuur die is ontworpen voor het verzenden of ontvangen op een bepaald frequentiebereik in een subband.
De bewerking wordt mogelijk gemaakt door de frequentie van een VCO te sturen om direct of indirect vast te houden aan de frequentiereferentie. Het sturen van de VCO wordt bereikt door een variabele gelijkstroom (DC) spanning die in staat is om de VCO-frequentie continu aan te passen. Als de VCO-frequentie-uitvoer te laag is, is het mogelijk om frequentievermenigvuldiging toe te passen indien nodig. In vergelijkbare toepassingen is de digitaal gestuurde oscillator een verbeterde VCO met extra functies voor een groter bereik van frequenties en speciale functies zoals snellere frequentievergrendeling.
Digitale frequentieverdeling is het proces waarbij digitale tellers op en neer worden gebruikt om een bitstroom te produceren die een lagere frequentie heeft door een integraal getal met de ingangssnelheid. De prescaler met dubbele modulus gebruikt twee delertrappen voor het bereiken van de resolutie die nodig is in de frequentiestap in de uitvoer. Door het juiste delergetal in te stellen, kan de VCO-uitgangsfrequentie worden verlaagd in frequentie en worden vergeleken met de referentie om de PLL-vergrendeling te herstellen.
Een eenvoudige frequentiesynthesizer heeft een VCO, een frequentiereferentie, een PLL, prescaler, deler en bijbehorende circuits. Om bijvoorbeeld een sinusvormige uitgang van 10 megahertz (MHz) te genereren, bevindt de stuurlijn zich op een DC-niveau zodat de VCO-uitgang 10 MHz is. De VCO-uitgang wordt ook omgezet in vierkante golven op digitale niveaus voor frequentiedeling door 10.000 om een monster van 1 kilohertz (kHz) te verkrijgen, en dit wordt samen met een referentie-1 kHz-signaal naar een fasevergelijker gevoerd. De resulterende DC-foutspanning regelt de VCO-stuurlijn en de PLL is in deze toestand vergrendeld. Bij elke wijziging in de VCO-uitgangsfrequentie of -fase wordt het proces herhaald en wordt correctie uitgevoerd aan de VCO-stuurlijn totdat de uitgang terug is op 10 MHz en de PLL is vergrendeld.
Frequentiesynthesizers worden vaak gebruikt in radiozender- en ontvangercircuits. In zenders produceert de frequentiesynthesizer de draaggolffrequentie die nauwkeurig genoeg moet zijn om aan de wettelijke emissie-eisen te voldoen. Voor ontvangers maakt de superheterodyne-ontvanger gebruik van frequentiemixing van de lokale oscillator (LO) en het inkomende radiofrequentie (RF) -signaal om de tussenliggende frequentie (IF) te verkrijgen. In de ontvanger is de VCO-uitgang het lokale oscillatorsignaal. Opgemerkt moet worden dat de superheterodyne-ontvanger een LO-frequentie vereist die het ontvangersignaal plus of minus de gewenste IF kan zijn.