ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения конструкторской разработки.

На рисунке 1 представлена структура цифрового синтезатора, позволяющего формировать выходной сигнал в диапазоне от 100 до 200 МГц.

Рис.1. Структура цифрового синтезатора.

Для формирования сигналов применены микросхемы dds-синтезаторов ad985x, осуществляющие метод прямого цифрового синтеза. Для таких генераторов характерно высокое разрешение, быстродействие и стабильность параметров синтезируемых колебаний, обусловленные цифровым методом синтеза. Стабильность частоты выходных сигналов при этом определяется стабильностью частоты входных тактовых импульсов.

При максимальной тактовой частоте ft=300 МГц диапазон генерируемых частот dds-синтезаторов не превышает fout=150 МГц. Для реализации необходимого частотного диапазона в синтезаторе используется разностная частота выходного спектра ft-fout. Например, при тактовой частоте ft=250 МГц и формируемой основной гармонике 50 МГЦ разностная частота будет равна (ft-fout)=200 МГц. В представленном синтезаторе диапазон частот от 100 до 200 МГц разделен на три перекрывающихся поддиапазона 90-140 МГц, 120-170 МГц и 140-210 МГц. Поддиапазоны переключаются в зависимости от необходимых частотных параметров выходного сигнала. Синхронизация dds-синтезаторов осуществляется от задающего генератора с частотой 12,5 МГц. Использование внутреннего умножителя частоты в синтезаторе позволяет оперативно изменять частоту синхронизации при переключении поддиапазонов. Например, для формирования сигналов в первом поддиапазоне 90-140 МГц используется внутренняя частота синхронизации 162,5 МГц. В этом случае основная гармоника синтезируемого сигнала генерируется в диапазоне от 22,5 МГц до 72,5 МГц. Соответственно разностная частота сигнала равна от (162,5-72,5)=90 МГц до (162,5-22,5)=140 МГц. Для второго диапазона выбрана частота синхронизации 200 МГц, и для третьего: 250 МГц.

Сигналы с цифрового синтезатора поступают на балансный фильтр высоких частот Чебышева 9-го порядка. Он предназначен для подавления сигналов основной гармоники, имеющих максимальный уровень в выходном сигнале синтезатора. После ФВЧ сигнал через буферный усилитель поступает на переключаемые полосовые фильтры, предназначенные для выделения разностной частоты из выходных сигналов аналого-цифрового преобразователя dds-формирователя для каждого поддиапазона. В синтезаторе реализуются пассивные эллиптические фильтры 5 порядка. Неравномерность частотной характеристики фильтров в полосе пропускания не превышает 3 дБ, а затухание в полосе пропускания - более 55 дБ. Переключение полосовых фильтров осуществляется коммутатором, в соответствии с сигналами, поступающими от устройства управления. Устройство управления реализовано на микроконтроллере atmega128. Неравномерность частотных характеристик фильтров компенсируется программным методом от персонального компьютера. Для этого производится измерение амплитуды выходного сигнала во всем диапазоне частот, и формируется таблица корректирующих коэффициентов усиления.

Выходной сигнал фильтров поступает на коммутатор, осуществляющий при необходимости амплитудную манипуляцию. Далее выходной сигнал усиливается для получения необходимого уровня сигнала.

Управление синтезатором осуществляется по каналу rs223 от персонального компьютера.