Vad är en frekvenssynthesizer?
En frekvenssyntetisator är en enhet som producerar en vågform vid en frekvens bestämd av analoga eller digitala kretsar. Den vanligaste frekvenssyntetisatorn använder en spänningsstyrd oscillator (VCO), som styrs av en faslåst slinga (PLL) med en stabil frekvensreferens. Frekvenssyntetisatorer används i de flesta telekommunikationsutrustningar som är utformade för att sända eller ta emot på ett visst frekvensområde i ett delband.
Funktionen görs genom att styra frekvensen för en VCO för att direkt eller indirekt låsas på frekvensreferensen. Styrning av VCO uppnås med en variabel likströmspänning (DC) som kontinuerligt kan justera VCO-frekvensen. Om VCO-frekvensutgången är för låg är det möjligt att tillämpa frekvensmultiplikation vid behov. I liknande applikationer är den digitalt styrda oscillatorn en förbättrad VCO med ytterligare funktioner för ett bredare intervall av frekvenser och specialfunktioner som snabbare frekvenslåsning.
Uppdelning av digital frekvens är processen för att använda upp-ner-digitalräknare för att producera en bitström som är lägre i frekvens med ett integrerat nummer till ingångshastigheten. Den dubbelmodulära förkalkaren använder två delningssteg för att uppnå den upplösning som krävs i frekvenssteget i utgången. Genom att ställa in den högra delningsfiguren kan VCO-utgångsfrekvensen skalas ned i frekvens och jämföras med referensen för att återupprätta PLL-lås.
En enkel frekvenssyntetisator har en VCO, en frekvensreferens, en PLL, prescaler, divider och tillhörande kretsar. För att till exempel generera en 10-megahertz (MHz) sinusformad utgång är styrlinjen på en DC-nivå så att VCO-utgången är 10 MHz. VCO-utgången omvandlas också till kvadratiska vågor på digitala nivåer för frekvensdelning med 10 000 för att erhålla ett prov på 1 kilohertz (kHz), och detta matas till en faskomparator tillsammans med en referens 1 kHz signal. Den resulterande likströmsfelspänningen styr VCO-styrlinjen, och PLL är låst i detta tillstånd. Vid alla ändringar i VCO-utgångsfrekvens eller -fas upprepas processen och korrigering sker vid VCO-styrlinjen tills utgången är tillbaka vid 10 MHz och PLL låst.
Frekvenssyntetisatorer används ofta i radiosändare och mottagarkretsar. I sändare producerar frekvenssyntetisatorn bärfrekvensen som måste vara tillräckligt exakt för att klara lagliga utsläppskrav. För mottagare använder superheterodyne-mottagaren frekvensblandning av den lokala oscillatorn (LO) och den inkommande radiofrekvenssignalen (RF) för att erhålla mellanfrekvensen (IF). I mottagaren är VCO-utgången den lokala oscillatorsignalen. Det bör noteras att superheterodyne-mottagaren kräver en LO-frekvens som kan vara mottagarsignalen plus eller minus den önskade IF.