Цифровые синтезаторы частот косвенного синтеза, построенных с делителями, имеющими переменный коэффициент деления.

На практике используются синтезаторы частоты, построенные на основе метода косвенного синтеза (иногда называемого методом анализа). Такие синтезаторы содержат в своем составе подстраиваемый по частоте автогенератор, охваченный петлей фазовой автоподстройки (рисунок 1).

Рисунок 1.Синтезатор частот, построенный на основе метода косвенного синтеза.

Здесь сигналы частот эталонного генератора (ЭГ) и подстраиваемого генератора поступают на фазовый детектор (ФД), выходное напряжение которого определяется разностью фаз напряжений, действующих на его входах. Выходное напряжение фазового детектора через фильтр нижних частот ФНЧ воздействует на управляющий элемент (УЭ), который изменяет частоту подстраиваемого генератора, приближая ее к частоте эталонного.

В стационарном режиме, когда частоты и равны, в системе устанавливается постоянная разность фаз между сигналами соответствующих генераторов и выходное напряжение фазового детектора постоянно. Это постоянное напряжение подается на вход управляющего элемента, ибо в противном случае стационарный режим будет невозможен. Поэтому между фазовым детектором и управляющим элементом включаются устройства, пропускающие постоянный ток. Такими устройствами являются фильтры нижних частот. Они устраняют из спектра сигнала управления нежелательные составляющие побочных частот, присутствующие на выходе фазового детектора, которые, попадая на вход управляющего элемента, вызывают паразитную частотную (фазовую) модуляцию эталонного сигнала.

Зная принцип работы системы, можно пояснить работу синтезатора, работающего по методу косвенного синтеза (методу анализа). Структурная схема такого синтезатора имеет вид (рисунок 2):

Рисунок 2.Синтезатор частот, работающий по методу косвенного синтеза (методу анализа).

Здесь сигнал с выхода делителя с переменным коэффициентом деления (ДПКД) поступает на фазовый детектор (ФД), на который одновременно поступает сигнал от кварцевого генератора (КГ) с частотой . Выходное напряжение фазового детектора, как в обычной системе ФАПЧ, через ФНЧ воздействует на управляющий элемент, который изменяет частоту подстраиваемого генератора. В синхронном состоянии частоты сигналов, сравниваемых на фазовом детекторе, оказываются равными , где N – коэффициент деления ДПКД. Меняя коэффициент деления, можно изменять частоту колебаний на выходе синтезатора. При этом шаг частот синтезатора равен частоте . В качестве ДПКД используются счетчики импульсов, выполненные на цифровых элементах. Цифровые ДПКД устойчиво работают на частотах входного сигнала менее 200 – 300 МГц. Если >300 МГц, то для снижения частоты входного сигнала ДПКД используют понижение частоты либо вычитанием, либо делением.