Общие сведения о синтезаторах частоты

Процесс получения одного или нескольких колебаний требуемых номиналов путем преобразования опорных частот называется обычно синтезом частот. Для этого используются операции сложения, вычитания, деления и умножения частот. Эти операции производят соответственно с помощью делителей частоты, умножителей частоты и сумматоров частот. Очень часто умножение частоты осуществляют с помощью петель автоподстройки частоты (Phase-Locked Loop, PLL), состоящих из управляемого напряжением генератора (Voltage Controlled Crystal Oscillator, VCCO), фазового или частотного детекторов и делителя частоты на N. Если устройство синтеза частот выполняется в виде функционально законченного блока или прибора, его называют синтезатором частот (Frequency Synthesiser). В радиочастотных блоках устройств подвижной связи, как правило, используется один, общий для всех синтезаторов частоты системный высококачественный опорный сигнал (Clock), получаемый от стабилизированного кварцевым резонатором опорного генератора (Reference oscillator). В таких генераторах, особенно в стационарных радиоблоках больших систем, часто используется кварцевые генераторы, управляемые напряжением или высокостабильные термокомпенсированные кварцевые генераторы (Temperature-compensated Crystal Oscillator, TCCO). Все системы синтеза частот можно разделить на следующие группы:

• системы прямого аналогового синтеза (Direct Analog Synthesis, DAS) на основе структуры смеситель/фильтр/делитель, при котором выходная частота получается непосредственно из опорной частоты посредством операций смешения, фильтрации, умножения и деления;
• системы косвенного синтеза на основе фазовой автоматической подстройки частоты (Phase-Locked Loop, PLL), в которых выходная частота формируется с помощью дополнительного генератора (чаще всего это генератор, управляемый напряжением), охваченного петлей фазовой автоподстройки частоты;
• системы прямого цифрового синтеза (Direct Digital Synthesis, DDS), в которых выходной сигнал синтезируется цифровыми методами;
• системы гибридного синтеза, который представляюет собой комбинацию нескольких методов, описанных выше.

Каждый из этих методов синтеза частот имеет преимущества и недостатки, следовательно, для каждого конкретного приложения нужно делать выбор, основанный на наиболее приемлемой комбинации компромиссов. Под наиболее приемлемой комбинацией компромиссов понимают оптимальный выбор параметров синтезатора частоты, характеризующих качество его работы. Рассмотрим основные из них.