Hva er en frekvenssynthesizer?
En frekvenssynthesizer er en enhet som produserer en bølgeform med en frekvens bestemt av analoge eller digitale kretser. Den vanligste frekvenssyntesen bruker en spenningsstyrt oscillator (VCO), som styres av en faselåst sløyfe (PLL) ved bruk av en stabil frekvensreferanse. Frekvenssynteser brukes i de fleste telekommunikasjonsutstyr designet for å overføre eller motta på et bestemt frekvensområde i et underbånd.
Operasjonen er mulig ved å styre frekvensen til en VCO for direkte eller indirekte å låse fast på frekvensreferansen. Styring av VCO oppnås med en variabel likestrøm (DC) spenning som kontinuerlig kan justere VCO-frekvensen. Hvis VCO-frekvensutgangen er for lav, er det mulig å bruke frekvensmultiplikasjon etter behov. I lignende applikasjoner er den digitalt kontrollerte oscillatoren en forbedret VCO med tilleggsfunksjoner for et bredere spekter av frekvenser og spesielle funksjoner som raskere frekvenslåsing.
Divisjon av frekvens er prosessen med å bruke opp-ned digitale tellere for å produsere en bitstrøm som er lavere i frekvens med et integrert tall til inngangshastigheten. Prescaler med to moduler bruker to skilletrinn for å oppnå den oppløsningen som er nødvendig i frekvenstrinnet i utgangen. Ved å stille inn riktig delingsfigur, kan VCO-utgangsfrekvensen bli nedskalert i frekvens og sammenlignet med referansen for å gjenopprette PLL-lås.
En enkel frekvenssynthesizer vil ha en VCO, en frekvensreferanse, en PLL, prescaler, divider og tilhørende kretser. For å generere en 10-megahertz (MHz) sinusformet utgang, er styrelinjen for eksempel på et DC-nivå, slik at VCO-utgangen er 10 MHz. VCO-utgangen blir også konvertert til kvadratiske bølger på digitale nivåer for frekvensdeling med 10.000 for å få en prøve på 1 kilohertz (kHz), og dette vil bli matet til en fasesammenligning sammen med et referansesignal på 1 kHz. Den resulterende DC-feilspenningen styrer VCO-styringslinjen, og PLL er låst i denne tilstanden. Ved endringer i VCO-utgangsfrekvens eller -fase gjentas prosessen og korrigeres ved VCO-styrelinjen til utgangen er tilbake ved 10 MHz og PLL låst.
Frekvenssynteser brukes ofte i radiosendere og mottakerkretser. I sendere produserer frekvenssyntesen bærerfrekvensen som må være nøyaktig nok til å overholde lovlige utslippskrav. For mottakere benytter superheterodyne-mottakeren frekvensblanding av den lokale oscillatoren (LO) og det innkommende radiofrekvenssignalet (RF) for å oppnå mellomfrekvensen (IF). I mottakeren er VCO-utgangen det lokale oscillatorsignalet. Det skal bemerkes at superheterodyne-mottakeren krever en LO-frekvens som kan være mottakersignalet pluss eller minus ønsket IF.