Всё сдал! - помощь студентам онлайн Всё сдал! - помощь студентам онлайн

Реальная база готовых
студенческих работ

Узнайте стоимость индивидуальной работы!

Вы нашли то, что искали?

Вы нашли то, что искали?

Да, спасибо!

0%

Нет, пока не нашел

0%

Узнайте стоимость индивидуальной работы

это быстро и бесплатно

Получите скидку

Оформите заказ сейчас и получите скидку 100 руб.!


Інтегральні технології розробки синтезаторів частот

Тип Реферат
Предмет Коммуникации и связь
Просмотров
1174
Размер файла
110 б
Поделиться

Ознакомительный фрагмент работы:

Інтегральні технології розробки синтезаторів частот

Інтегральні технології розробки синтезаторів частот


1 Ввиди інтегральних технологій

Важливим аспектом при проектуванні БІС ЦСПСЧ є рівень інтегральної технології. В даний час найбільш перспективні при розробці монолітних цифрових синтезаторів частот наступні інтегральні технології.

1. КМОП-технологія і її різновиди (КНС, "кремній на сапфірі") дозволяють виконувати синтезатори з досить високими робочими частотами (порядка 150 Мгц і вище). Це найбільш освоєна технологія, по якій випускається величезне число інтегральних схем. Важливою гідністю технології КМОП КНС є підвищена стійкість до проникаючої радіації, що робить її привабливою для застосування в спеціальній техніці. Дана мікросхема синтезатора розроблена по 3,5-мкм КМОП/ КНС-технології і реалізує табличний метод синтезу. ІС є широкосмуговий синтезатор для систем супутникового зв'язку з наступними параметрами: число можливих частот, що синтезуються, 220, діапазон частот до 7,5 Мгц навіть при рівні проникаючої радіації до 300000 радий. Ефективний алгоритм обчислення відліків забезпечує вихідний цифровий синусоїдальний сигнал розрядністю 12 біт, вимагаючи для реалізації всього 1084 логічні вентилі і 3840 біт вбудованого постійного пристрою, що запам'ятовує (ПЗП). Рівень побічних дискретних складових в спектрі рівний -65 дБ, споживана потужність 300 мВт. Для порівняння: синтезатор з аналогічними параметрами, виконаний на ІС середньому ступені інтеграції складається з 25 мікросхем і споживає близько 3,5 Вт. Виконаний по 1,25-мкм КМОП-технології синтезатор забезпечує рівень побічних дискретних складових в спектрі -90 дБ при робочій частоті 150 Мгц.

2. Технологія, заснована на арсенід-галієвих польових структурах із затвором Шотки (MESFET GaAs). Розробляються БІС синтезаторів з робочими частотами 10...30 ГГц. Проведені випробування прототипу на ІС середньому ступені інтеграції з робочою частотою більше 1 ГГц. Проте ця технологія поки що досить дорога.

3. Технологія ІС на транзисторах з високою рухливістю електронів — ТВПЕ (НЕМТ) - технологія. Судячи з попередніх розробок, застосування даної технології дозволить створити синтезатори з робочою частотою десятків і сотень гигагерц. Розробляються синтезатори з розрядністю фазового накопичувача 1 ...18 біт. Відмітна особливість БІС синтезаторів, виконаних по ТВПЭ-технології, — спроможність одержати високе відношення тактової частоти до тієї, що синтезується, що дозволяє понизити рівень паразитних складових в спектрі.

4. Технологія "германій на кремнії" представляється перспективною для розробки ВЧ-пристроїв. В даний час, за деякими даними, роботи за цією технологією веде фірма Analog Devices.

Більшість синтезаторів для роботи в діапазоні частот до 100 Мгц виконана по КМОП-технології, яка дозволяє створювати виключно економічні пристрої.

2 Динаміка розвитку цифрових синтезаторів прямого синтезу

Проведемо аналіз динаміки розвитку цифрових синтезаторів прямого синтезу частот. На рисунку 1 проводиться порівняння різних моделей синтезаторів, створених на початку і середині 1990-х років. Як видно з рисунка, із збільшенням тактової частоти зростає споживана потужність. Проте, зіставляючи дані про розвиток технології за 1990-1996 роки, можна бачити, що при даній споживаній потужності тактова частота зросла практично на порядок.

Основними виробниками ЦСПСЧ в даний час є компанії HARRIS, HUGHES SPACE AND COMMUNICATIONS COMPANY, TEXAS INSTRUMENTS, ANALOG DEVICES, MOTOROLA, PLESSEY, STANFORD TELECOM, ROCKWELL, AT&T (нині LUCENT TECHNOLOGY).

Фірма ANALOG DEVICES стала лідером в створенні недорогих і мало споживаючих КМОП ЦСПСЧ. У 1995-1996 роках фірмою розроблені і запущені в серійне виробництво нові БІС ЦСПСЧ. Серед них комбінований ЦСПСЧ-модуля-тор AD7008, QPSK-модулятор AD9853, функціонально закінчені БІС ЦСПСЧ AD9830, AD9831, AD9850. БІС розроблені по КМОП-техноло-гиі, мають непогані характеристики ціна-якість. У ряді ЦСПСЧ ANALOG DEVICES можливе застосування розглянутих далі методів поліпшення якості спектру без особливих витрат.

Серед нових ЦСПСЧ ANALOG DEVICES можна виділити КМОП-ЦСПСЧ з вбудованим модулятором AD7008, той, що має 32-битий накопичуючий суматор і 10-розрядний вбудований ЦАП. Архітектура даної мікросхеми дозволяє забезпечити як амплітудну, так і кутову модуляцію або їх поєднання в каналах квадратури, що дозволяє використовувати AD7008 в системах з QAM і SSB. Максимальна тактова частота 50 (20) Мгц, виключно зручний інтерфейс управління, який забезпечує як послідовне, так і паралельне завантаження кодів частоти і моделюючого сигналу, Спроможність сумісного використовування з ЦПОС або мікропроцесором, мале енергоспоживання (менше 625 мВт при напрузі живлення 5 В), невисока ціна (близько 45$ в партії до 10 шт.) роблять даний виріб вельми привабливим для використовування в нових розробках.

На зміну знятої з виробництва моделі AD9955 прийшли AD9830, AD9831, AD9850. AD9830 має максимальну тактову частоту 50 Мгц при споживаній потужності 250 мВт, AD9831 — 25 Мгц при 150 мВт (35 мВт при 3 В живленні), AD9850 — 125 Мгц при 380 мВт. Всі мікросхеми мають однополярне живлення, вбудований 10-розрядний ЦАП, регістри для управління фазовою і частотною модуляцією.

Фірми HARRIS і HUGHES SPACE AND COMMUNICATIONS COMPANY спеціалізуються у області високочастотних синтезаторів прямого синтезу з робочою частотою порядка 1 ГГц і більш. З табл. 1 видно, що основним напрямом досліджень була розробка GaAs швидкодійних ЦСПСЧ.


Таблиця 1.

Основні характеристики синтезаторів, розроблених за програмами цих фірм, приведені в таблиці 2.

Таблиця 2. Основні характеристики синтезаторів

3 Алгоритмічні принципи прямого цифрового синтезу

Перейдемо до розгляду алгоритмічних принципів прямого цифрового синтезу і обґрунтуванню їх практичного застосування в сучасних розробках.

Почнемо із структурної схеми класичного ЦСПСЧ.

Основним вузлом синтезатора (рисунок 1) є суматор (НС), який працює, як генератор адреси для адресації постійного запам'ятовує пристрою (ПЗП), що містить відліки функції, що синтезується, як правило, тригонометричної.


Рисунок 1 – Алгоритм прямого цифрового синтезу

Розподільча здатність по частоті ЦСПСЧ даного типу визначається як F = F0/M, де М=2Р; р — розрядність НС, fo — тактова частота. Таким чином, для поліпшення розподільчої здатності по частоті і збільшення числа частот, що синтезуються, необхідне збільшення розрядності НС.

Проте, якщо використовувати всі розряди НС для адресації ПЗП, то це зажадає збільшення об'єму ПЗП в статечній залежності від числа розрядів НС, що складно реалізується технічно і збільшує вартість синтезатора. Через це для адресації ПЗП використовують а<р розрядів НС, величину b= p-а називатимемо числом біт округлення.

Як правило, в реальних синтезаторах використовуються НС з розрядністю р=21...36 битий, розрядністю адреси ПЗП а=1 2... 15 битий, розрядність шини даних d=8... 12 біт.

Від структурної схеми перейдемо до математичної моделі ЦСПСЧ і відповідної їй функціональної схеми показаної на рисунку 3, де введені наступні позначення: е, - помилка, викликана округленням фази, при адресації ПЗП; е2 — помилка, пов'язана з кінцевою розрядністю шини даних; е3 — помилка, викликана нелінійністю цифроаналогового перетворювача (ЦАП), його власними шумами і комутаційними перешкодами ЦАП; W1 — прилад компенсації помилки е,; W2 — пристрій компенсації помилки е2.


Рисунок 2 – Математична модель ЦСПСЧ

Помилка округлення даних е2 може бути значно понижена шляхом збільшення розрядності шини даних ПЗП, що викликає лише лінійне збільшення його об'єму. Помилка ЦАП е3 може бути зменшена вибором достатньо якісних ЦАП, а також застосуванням спеціальних рішень схемотехніки.

Помилка округлення фази е, може значно погіршити спектральні характеристики синтезатора, викликаючи появу небажаних дискретних складових в спектрі вихідного сигналу.

Одна з причин такої поведінки ЦСПСЧ — невідповідність періодів послідовності Q(i), що визначає моменти переповнювання НС, і величиною М=2Р, визначаючої ємність НС, і відповідно кількість відліків функції, що синтезується, що адресуються. Частота моментів переповнювання НС визначається виразом FHC=KF0/M, де F0 — тактова частота, До — код управляючої частоти. Очевидно, що 1<К<2Р-1, отже, може бути синтезовано 2Р-1 вихідних частот.

Послідовність Q(i) може бути представлена у вигляді дискретних вибірок пилкоподібної функції з амплітудою, що ідеалізується, М=2Р періодом М/К, проте дійсний період послідовності Q(i) визначається як таке ціле L, що Q(i)=Q(i+L), для будь-якого цілого позитивного i.

Тоді 1=2р/НОД(2р, До), де НОД(а, Ь) — найбільший загальний дільник а і Ь. Період пилкоподібній функції, що ідеалізується, співпадає з періодом Q(i) лише тоді, коли НОД(До, 2р)=К, тобто K=2k, причому до — ціле.

Звідси витікає, що період коливання, що синтезується, на виході системи буде рівний періоду послідовності (i) і містить Мд=2р/НОД(ДО, 2Р) дискретних складових.

Розглянемо вихідний сигнал ЦСПСЧ з урахуванням схеми.

Припускаючи, що помилки е2 і е3 нехтує малі в порівнянні з помилкою е,, а також для адресації ПЗП використовується а старших біт НС, одержимо

Даний вираз може бути записане у вигляді

Використовуючи прості тригонометричні перетворення і враховуючи, що помилка багато менше фази, одержимо

Звідси видно, що помилка модулює сигнал частоти, що синтезується, і це спричиняє за собою появу в спектрі вихідного сигналу синтезатора побічних дискретних ліній.

В даний час найефективнішими методами придушення побічних складових в спектрі вихідного сигналу є методика рандомінізациі, запропонована Вітлі, і методика псевдошумого формоутворення.

На рисунку 3, а представлена схема пристрою компенсації псевдошумового формоутворення. Воно складається з суматора (НС), який забезпечує затримку помилки округлення на попередньому кроці і її підсумовування з помилкою округлення в даний момент. Таким чином відбувається зменшення амплітуди помилки і, як наслідок, зменшення рівня побічних складових в спектрі.

Якщо частота, що синтезується, нижча, ніж відповідна тактовій частоті (у значенні теореми Котельникова), то має місце дискретизація із запасом по частоті. Цей запас можна використовувати для зниження шуму, пов'язаного з округленням фази. Загальна помилка може бути понижена корекцією адресації ПЗП відповідно до накопичуваної помилки.

Це еквівалентно лінійній або квадратичній інтерполяції між двома послідовними адресами ПЗП.

Рисунок 3 – Система придушення шуму

Представлена на Рисунку 3, а система придушення шуму розташована між накопичувачем і ПЗП. Сигнал на виході має вигляд


Звідси видно, що подібна побудова синтезатора зменшує дискретні складові в спектрі фазової помилки.

На рисунку 3, би показана схема компенсації, запропонована Вітлі. Зниження рівня дискретних складових в синтезаторі Вітлі досягається шляхом введення псевдовипадкового тремтіння вмісту фазового накопичувача щодо середнього значення.

Періодичне додавання псевдовипадкового числа до вмісту фазового накопичувача дозволяє поруйнувати когерентність фазової помилки і таким чином розмити небажані дискретні складові в спектрі вихідного сигналу. При кожному переповнюванні фазового накопичувача псевдовипадкова величина X підсумовується з його вмістом.

Величина X рівномірно розподілена в діапазоні Про, К-1, де До — значення коду частоти, що синтезується. В середньому переповнювання фазового накопичувача синтезатора Вітлі відбувається в ті ж моменти часу, як і у звичного синтезатора без тремтіння вмісту фазового накопичувача. Таким чином, період сигналу, що синтезується, не залежить від тремтіння вмісту накопичувача, тому вихідна частота синтезатора Вітлі однозначно і точно визначається значенням коду частоти К.

Однако набагато цікавіше і важливіший той факт, що час настання моменту переповнювання фазового накопичувача не залежить від первинної фазової помилки.

Це означає, що навіть якщо сусідні значення фазової помилки спочатку корельовано, додавання випадкової величини X не впливає на середній час переповнювання фазового накопичувача і всі побічні дискретні лінії в спектрі, виникаючі через когерентності помилку, усуваються.

На виході замість дискретних бічних ліній з'являтиметься безперервний шум, пов'язаний з випадковістю моментів переповнювання фазового накопичувача. При цьому максимальний рівень побічних складових знижується.

На закінчення розглянемо експериментальне дослідження ЦСПСЧ з псевдошумовим формоутворенням. Був розроблений макетний зразок синтезатора з наступними параметрами:

• розрядність НС р=20;

• розрядність шини адреси а=8; розрядність шини даних d=8;

• тактова частота F0=250 кГц;

• діапазон частот, що синтезуються, від 3,8 Гц до 125 кГц;

• крок сітки частот 7,63 Гц;

• кількість частот Мсинт=32768, що синтезуються.

На рисунку 4 приведені експериментально одержані спектри вихідного сигналу при К=128, FBblx=488,3 Гц, тоді число дискретних складових в спектрі вихідного сигналу Мд=256. Таким чином, вихідний спектр ЦСПСЧ містить 256 складових в інтервалі 0...125 кГц з кроком 488 Гц відповідно.

Суцільною лінією показаний спектр ЦСПСЧ без системи шумового формоутворення, хрестиками показаний спектр ЦСПСЧ з системою шумового формоутворення для компенсації помилки округлення НС.

Рисунок 4 – Експериментальні спектри синтезованих сигналів


Нет нужной работы в каталоге?

Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.

Цены ниже, чем в агентствах и у конкурентов

Вы работаете с экспертами напрямую. Поэтому стоимость работ приятно вас удивит

Бесплатные доработки и консультации

Исполнитель внесет нужные правки в работу по вашему требованию без доплат. Корректировки в максимально короткие сроки

Гарантируем возврат

Если работа вас не устроит – мы вернем 100% суммы заказа

Техподдержка 7 дней в неделю

Наши менеджеры всегда на связи и оперативно решат любую проблему

Строгий отбор экспертов

К работе допускаются только проверенные специалисты с высшим образованием. Проверяем диплом на оценки «хорошо» и «отлично»

1 000 +
Новых работ ежедневно
computer

Требуются доработки?
Они включены в стоимость работы

Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован

avatar
Математика
История
Экономика
icon
159599
рейтинг
icon
3275
работ сдано
icon
1404
отзывов
avatar
Математика
Физика
История
icon
156450
рейтинг
icon
6068
работ сдано
icon
2737
отзывов
avatar
Химия
Экономика
Биология
icon
105734
рейтинг
icon
2110
работ сдано
icon
1318
отзывов
avatar
Высшая математика
Информатика
Геодезия
icon
62710
рейтинг
icon
1046
работ сдано
icon
598
отзывов
Отзывы студентов о нашей работе
63 457 оценок star star star star star
среднее 4.9 из 5
ИжГТУ имени М.Т.Калашникова
Сделала все очень грамотно и быстро,автора советую!!!!Умничка😊..Спасибо огромное.
star star star star star
РГСУ
Самый придирчивый преподаватель за эту работу поставил 40 из 40. Спасибо большое!!
star star star star star
СПбГУТ
Оформил заказ 14 мая с сроком до 16 мая, сделано было уже через пару часов. Качественно и ...
star star star star star

Последние размещённые задания

Ежедневно эксперты готовы работать над 1000 заданиями. Контролируйте процесс написания работы в режиме онлайн

Решить задачи по математике

Решение задач, Математика

Срок сдачи к 14 дек.

только что

Чертеж в компасе

Чертеж, Инженерная графика

Срок сдачи к 5 дек.

только что

Выполнить курсовой по Транспортной логистике. С-07082

Курсовая, Транспортная логистика

Срок сдачи к 14 дек.

1 минуту назад

Сократить документ в 3 раза

Другое, Информатика и программирование

Срок сдачи к 7 дек.

2 минуты назад

Сделать задание

Доклад, Стратегическое планирование

Срок сдачи к 11 дек.

2 минуты назад

Понятия и виды пенсии в РФ

Диплом, -

Срок сдачи к 20 янв.

3 минуты назад

Сделать презентацию

Презентация, ОМЗ

Срок сдачи к 12 дек.

3 минуты назад

Некоторые вопросы к экзамену

Ответы на билеты, Школа Здоровья

Срок сдачи к 8 дек.

5 минут назад

Приложения AVA для людей с наступающим слуха

Доклад, ИКТ

Срок сдачи к 7 дек.

5 минут назад

Роль волонтеров в мероприятиях туристской направленности

Курсовая, Координация работы служб туризма и гостеприимства

Срок сдачи к 13 дек.

5 минут назад

Контрольная работа

Контрольная, Технологическое оборудование автоматизированного производства, теория автоматического управления

Срок сдачи к 30 дек.

5 минут назад
6 минут назад

Линейная алгебра

Контрольная, Математика

Срок сдачи к 15 дек.

6 минут назад

Решить 5 кейсов бизнес-задач

Отчет по практике, Предпринимательство

Срок сдачи к 11 дек.

7 минут назад

Решить одну задачу

Решение задач, Начертательная геометрия

Срок сдачи к 7 дек.

9 минут назад

Решить 1 задачу

Решение задач, Начертательная геометрия

Срок сдачи к 7 дек.

10 минут назад

Выполнить научную статью. Юриспруденция. С-07083

Статья, Юриспруденция

Срок сдачи к 11 дек.

11 минут назад

написать доклад на тему: Процесс планирования персонала проекта.

Доклад, Управение проектами

Срок сдачи к 13 дек.

11 минут назад
planes planes
Закажи индивидуальную работу за 1 минуту!

Размещенные на сайт контрольные, курсовые и иные категории работ (далее — Работы) и их содержимое предназначены исключительно для ознакомления, без целей коммерческого использования. Все права в отношении Работ и их содержимого принадлежат их законным правообладателям. Любое их использование возможно лишь с согласия законных правообладателей. Администрация сайта не несет ответственности за возможный вред и/или убытки, возникшие в связи с использованием Работ и их содержимого.

«Всё сдал!» — безопасный онлайн-сервис с проверенными экспертами

Используя «Свежую базу РГСР», вы принимаете пользовательское соглашение
и политику обработки персональных данных
Сайт работает по московскому времени:

Вход
Регистрация или
Не нашли, что искали?

Заполните форму и узнайте цену на индивидуальную работу!

Файлы (при наличии)

    это быстро и бесплатно