תכליות מסנתזנטים הם מרכיבים בסיסיים במערכות תקשורת אנלוגיות מודרניות, המאפשרים לדור של תדרי נושא מדויקים, יציבים, וניתן להחלפה במהירות.ב שידור אנלוגי, תדרי נושא מרובים נדרשים לעתים קרובות להעביר מספר אותות נפרדים במקביל על פני מדיום משותף - בין אם באמצעות תדירות-division מרוביםxing (FDM) או שידור רב-ערוצי.

מימון של Frequency Synthesis

בליבה, סינתסטר תדר הוא מעגל אלקטרוני המייצר תדרי פלט אחד או יותר שמקור התייחסות יחיד - באופן חד-משמעי a quartz קריסטל או שעון אטומי יציב מאוד.תדירות ההתייחסות מוכפלת, מופץ, או מניפולציה באמצעות לולאות משוב ו עיבוד דיגיטלי כדי להשיג את התדר הרצוי תוך כדי הטמעת הייצוב המצוין של הפניה לטווח הארוך.

(FLT:0)Phase-Locked LoopsFLT:1 להשתמש oscillator מבוקר מתח (VCO), גלאי שלב, מסנן לולאה, ו דיבידנד תדר בתצורה סגורה משוב. pLL מתאמת באופן רציף את VCO כך שלב הפלט שלו תואם את שלב ההתייחסות, ביעילות נעילת הפלט לדלקת או שברירית של מספר רב של הפניה מבוסס על ידי סינתר אנזים עם שידורים נמוכים.

(FLT:0)Direct Digital SynthesisFLT:1 יוצר גלפורות דיגיטלית על ידי אחסון ערכי amplitude של גל חטא בטבלה של מראה, עלייה דרך אותם בקצב שעון קבוע.התפוק נקבע על ידי שלב accumulator שלב; גישה זו מספקת פתרון תדר דק מאוד, מהירות מהירה, ויציבות מעולה, עם זאת, הם לעתים קרובות מוגבל ל- DDS CDVer (D) עם גודל נמוך יותר מגובה נמוך יותר מפולגמות (D) עם כמה גלקסיות דיגיטליות (D) עם גודל נמוך יותר מגודל PDS) עם גודל נמוך יותר מגודל גבוה יותר (DDDDDVerto-panapana-pana-pana-pana-pana) עם גודל גבוה יותר (לעיתים קרובות עם עלייה נמוכה יותר מגובה נמוך יותר (בדרך כלל גבוה יותר (D) עם גודל גבוה יותר מגודל גבוה יותר מגודל גבוה יותר מפולגמות עם גודל של קיבולת גבוהה יותר (D) עם גודל בינוני (בדרך כלל נמוך יותר מפולגמול קיבולת גבוהה יותר מגודל pon- pon-pana-pana- pon- pon- pon- pon-pana- pon- pon- p

ללא קשר לשיטתו, סינתזנטים בתדר מציעים FLT:0 (precision, יציבות ותוכניתיות FLT:1 כי disrete קבוע- ⁇ oscillators לא יכול להתאים.

יצירת מספר רב של אפשרויות נושא מתוך הפניה אחת

במערכות שידור מרובות ערוצים אנלוגיות, כל ערוץ מוקצה תדר נושא נפרד.הנתז חייב לייצר את כל הנושאים הללו באופן קוהרנטי ממפגש אחד מאסטרי כדי לשמור על תדירות עקבית ספיגה ולהימנע מעיוות בין-מודולציה.התהליך הטיפוסי כרוך:

  • (ב) ,0) מאסטר אוסקטורלטורף 1:1 - אוסטר קריסטל נמוך-phase-noise-noise גבישי אווסוציאטור (למשל, 10 MHz) מספק את ההתייחסות.
  • (ב) ,0) התפלגות תפוצה (FLT:1) - ההתייחסות היא ספוגה ומופץ למודולים מרובים של PLL או DDS.
  • (FLT:0)PLL LockingFLT:1 - כל PLL לנעול למגוון שונה של ההתייחסות על ידי תכנות יחס דיבידנד משוב שלה.לדוגמה, 10 MHz מתייחס יכול לייצר נשאים של 100.0 MHz, 100.1 MHz, 100.2 MHz, וכו ', באמצעות שימוש ב-Rilt-N PsLL.
  • (FLT:0) תדירות רב-כפל / דיוויז'ל 1 (Integer or דיבידנדים שבריריים) מקנה את ההתייחסות לטווח היעד; מכפילים (למשל, דידות ממושכות) יכולים להגיע לתדרים מיקרוגל.
  • (FLT:0Output SwitchingFLT:1) - שינוי מהיר של יחסי דיבידנד או DDS שלב ההקצבות מאפשר לנתז לעבור בין ספקים במיקרו-שניות.

שבבים משולבים מודרני של סינתזסטר (למשל, ADF4371, LMX2594) יכול ליצור מספר רב של ספקים בו זמנית על ידי שילוב של ליבות PLL מרובים על אחד למות יחיד, כל אחד מהם באופן עצמאי.אינטגרציה זו מפחיתה באופן דרסטי את חלל הלוח וסימולציות סינכרון.

טכניקות מפתח לדור רב-קרייר

דרישות יישום שונות מכתיבות את הבחירה של טכניקת סינתזה. להלן הן הגישות הנפוצות ביותר בשימוש במערכות שידור אנלוגיות.

שלב-Locked Loop (PLL) Method

שיטת PLL היא עבודת הדור של נושא אנלוגי.במערכת רב-קריירה טיפוסית, מספר PLLs לשתף את הסימון המשותף Hz הרץ.כל אחד PLL משתמש ב-FLT:0-N סינתזדורל-N סינתזנטי-N מסנתז'ר-FLT:1 שיכול להגדיר את התדר שלו לכל מספר רציונלי של ההתייחסות, המאפשר ספיגה שרירותית ללא התייחסות לפס רוחב פסים (M) הוא בבירור מספק שינויים מהירים יותר מ-אולא פחות מ-N).

קישורים חיצוניים: לקריאה עמוקה יותר על עיצוב PLL, מתייחס ל- PLL:0 (עמוד ויקיפדיה על לולאות שנשלטות בשלב 1 ו-) ולהערות יישום מ-FLT:2Analog DevicesFLT 3: 3).

המונחים: Direct Digital Synthesis (DDS)

DDS מצטיין כאשר נדרשת רזולוציה של תדירות גבוהה מאוד וזרימת מהירה - לדוגמה, בתדירות-hopping להפיץ-spectrum (FHSS) רדיו צבאי כי חייב לעבור נושאת אלפי פעמים לשנייה. שבב DDS יחיד (למשל, AD9910) יכול ליצור הפניות חלל על ידי מעט כמו 1 μHz על פני רוחב פס של מאות מגה-הרץ דיגיטלי מאפשר שלב זה מאפשר מעבר אנלוגיה, אשר דורש לעתים קרובות להגדלת אותות קריטיים (DLC) עם קידודים).

גישות היברידיות

עבור הטוב ביותר של שני העולמות, מעצבים משלבים DDS ו- PLL ב- FLT:0DDS-excited PLLFLT:1 אדריכלות כאן, DDS מייצרת אות נמוך, אולטרה-precise אותות שמשמש כנקודת ההתייחסות של גלאי PDSLL.ה- PLL לאחר מכן מכפיל אות זה לתדירות המוביל, שמירה על הרזולוציה של DDS תוך השגת טווח אנלוג גבוה ו-CO הוא מפשט את ה-D.

יתרונות ב- Analog Transmission

פריסת הסינתזנטים בתדר על אוספי גבישים או מעגלים חוזרים של LC מניבה יתרונות משמעותיים במערכות תקשורת אנלוגיות.

  • (FLT:0) Precision and Accuracy: NIRLT:1 ,Synthecent ספקים להשיג שגיאות תדר חלק מתחת 1 חלק למיליון (ppm) ללא כוונון ידני.זה מקטין את להקות השמירה הדרושות, ומאפשר יותר ערוצים בספקטרום נתון.
  • (FLT:0) ארוך-טווח יציבות: 1FLT:1 על ידי התייחסות לדלקת גבישי מתואם טמפרטורה (TCXO) או או או אונרטור גבישי מבוקר תנור (OCXO), הסינתז שומר על פלט תדר יציב לאורך שנים של הפעלה.זה קריטי במיוחד עבור משדרי טלוויזיה אנלוגיים לא מסונכרנים שחייב להישאר בתוך ±500 הרץ ב UHF.
  • (FLT:0) lexibility ותוכנית: 1) שינוי תדירות המוביל בעיצוב מסורתי נועד להחליף גבישים או תיקון מעגלי LC. A סיזן ניתן לתכנת מחדש באמצעות תוכנה או קווי בקרה דיגיטליים, המאפשר משדר יחיד לשרת ערוצים מרובים או להסתגל לתדירות של הקצאה אמיתית על ידי הרגולטורים.
  • (FLT:0) ,Reduced Component Count and Cost:cioFLT:1 oscillator 1 ההתייחסות אחת בתוספת מסונתז אחד IC יכול להחליף עשרות גבישים דיסקרטיים.עבור מערכות מרובות-carrier, שבב יחיד PLL עם מספר תפוקה (למשל, LMX2595) יכול לייצר שמונה תדרים עצמאיים, חת עלויות של לוח חומר ושטח.
  • (FLT:0) אמינות העדר: ההרחבה: 1) רכיבים דיסקרטיים פחות מתכוונים פחות מפרקים מוכרים ושיעורי כישלונות נמוכים יותר. Synthesizers כוללים גם זיהוי מנעולים ו ניטור סטטוס, המאפשרים התאוששות אוטומטית.
  • (FLT:0) תדירות ההיפוך:FreaLT:1) בתקשורת צבאית וחירום, היכולת להחליף ספקים במיקרו-שניות - ניתן להשיג עם שבריריות-N PLLs ו- DDS - מספק התנגדות לייבוש ולזינוק.

יישומים במערכות תקשורת Analog

מסנתזנטים תדירות הם בכל מקום במסורת אנלוגית, מרדיו AM /FM מורשת ועד קישורים טלמטריים מתוחכם. להלן הם תחומי יישום מרכזיים.

רדיו וטלוויזיה

AM ו- FM תחנות רדיו, כמו גם רשתות טלוויזיה אנלוגיות (עדיין מבצעיות באזורים רבים), מסתמכות על ספקים מסונתזים כדי לשמור על משימות ערוץ מדויקות שנקבעו על ידי הרגולטורים הלאומיים (למשל, ה-FCC בארצות הברית) לדוגמה, משדר טלוויזיה HF עשוי להטיס נושא חזותי ב-175.25 MHz ונושא קול ב- 179.75 M לערוץ 7; שניהם נוצרים על ידי מעבורת דו- HF עשוי להפעיל מחדש של ערוץ VHF כדי לשנות את התדירות גבוהה של ערוץ V.

קישורי תקשורת נקודתיים

קישורים מיקרוגל Analog (למשל, עבור סטודיו-ל-transmitter או Inter-office ממסר) לעתים קרובות להשתמש בתדירות-division מרוביםxing שבו עשרות ערוצי קול או נתונים מועברים על תת-התחמורות נפרדות. A Master מסונתז יוצר את נושאת RF העיקרית, בעוד סינתזנטים נוספים או מתפצלי תדר מייצרים את תת-החלים.

תקשורת צבאית ומאובטחת

רדיו אנלוגי צבאי - מ- SINCGARS ועד מערכות טקטיות מתקדמות - סינתזה של תדירות עבודה כדי להתחמק מירוט ו- jamming. A סינתז המסוגל להצטנן בין 30-88 MHz או 225-400 MHz בלהקות בקצב של מעל 100 הופ לשנייה הוא סטנדרטי.Hy DDS-PLL ארכיטקטורות לספק את הרעש הדרוש כדי לשמור על קול במהלך בהירות מהירה, בנוסף אותות מכניקה של האויב.

טלמטורי ומסרים מרוחקים

מערכות אנליזה של אלקטרוניקה - בשימוש בחלל, כדור פורח, ניטור תעשייתי - נתונים חיישן Transmit על תדרי נושא נפרדים כך מקלט אחד יכול לפענח ערוצים מרובים. משדר מבוסס תדר יכול להקצות כל חיישן נושא ייחודי, מפשט את בנק המסנן של המקלט הרץ. לדוגמה, תחנת מטאוריולוגית עשויה לשדר טמפרטורה על 40 מ"ר, לחות על 403.2, לחץ על גבי MLLS בלבד, לחץ על ידי פילטר יחיד של PLLC בלבד.

שיקולים ואתגרים

בעוד סינתזנטים בתדר מציעים יכולות עוצמתיות, מהנדסים חייבים להתמודד עם מספר אתגרים מעשיים כאשר מייצרים מספר רב של ספקים לשידור אנלוגי.

  • (ב) [15] ⁇ : ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0) הרשאות מטוהרות:FLT:1 Fractional-N PLL מייצרת זריקה במספרים של תדירות ההתייחסות ובמפרקים זעירים.DDS מציגה ד"ר ד"ר דרבן.
  • <חזק> מהירות מכושפת לעומת Noise Trade-off: תדירות מהירה הציפוי דורש רוחב פס רחב לסינון לולאה, אשר בתורו מגביר רעש שלב.מעצבים חייבים לאזן בזהירות זמן מנעול (למשל, <50 מיקרו עבור הצפה צבאית) נגד דרישות רעש (למשל, -100 dBc/Hz בשעה 10 kset).
  • (FLT:0) Power Conture:FLT:1 , Multi-carrier מערכות באמצעות מספר רב של PLLs יכול לצייר כוח משמעותי - דאגה למדרים ניידים או מרוחקים.
  • (FLT:0) Thermal Drift: FLT:1 למרות שאוסלוטורים ההתייחסות הם מותאמים טמפרטורה, VCOs ורכיבי לולאה יכולים להשתנות עם טמפרטורה. A סינתר חייב לשמור על מנעול מעל 40 מעלות צלזיוס ל +85 מעלות צלזיוס עבור יישומים בחוץ.

עבור סקירה מקיפה של מפרט מסונתז ומסחר-offs, להתייעץ עם המאמר (FLT:0Wikipedia על תדירות סינתרסיוFLT:1 ומדריכי בחירת המוצר של ספקים Semiconductor.

כיוונים עתידיים

התפקיד של סינתזנטים בתדרים בהעברה אנלוגית ממשיך להתפתח, מונע על ידי הצורך בקיבולת גבוהה יותר, עלות נמוכה יותר ויעילות ספקטרלית טובה יותר.כמה מגמות ראויות:

  • (FLT:0) אינטגרציה עם מערכות דיגיטליות:FreaLT:1 ; רדיו מוגדר תוכנה (SDR) מטשטש את הקו בין אנלוגי ודיגיטלי. אנלוגי / סינתזנטים היברידיים משלבים כעת נטייה דיגיטלית ו DDS בתוך אותו IC, המאפשרים לנשאים עם גודל שגיאה נמוך מאוד (EVM) למרות מתודולוגיה.
  • (FLT:0) להקות Frequency Bands: ההרחבה 1 (Asספקטרום הופך צפוף, קישורים אנלוגיים נעים לתוך להקות גלי מילימטר (למשל, 60 GHz, 71-86 GHz) Synthesizers באמצעות סיליקון-germanium (SiGe) או CMOS טכנולוגיה יכול כעת לייצר נשאים עד 100 GHz עם רעש מקובל.
  • (FLT:0) oscillators ו Photonic Synthesis: FigalLT:1 ; מיקרו-אלקטרוניקה (MEMS) oscillators מציעים כוח נמוך יותר בגודל קטן יותר מאשר גבישים quartz אבל עם רעש בשלב גבוה יותר; הם מוצאים שימוש ביישומים אנלוגיים פחות תובעניים.בינתיים, תדרי צילום - שימוש בלייזרים ממוסמכים אופטיים ו-אופטימים - פרוספקים - כדי לייצר עשרות של צינורות אופטיים של צינורות אופטיים, אשר יכולים לייצר אנטים אופטיים-מדומים-מדומים-מדומים-מדומים-מדומים-מדומים-מדומים-מדומים-מדומים-מהפכה, אשר יכולים להיות מסוגלים לייצר אקטיביים-מהפכה, אשר יכולים לייצר לייזרים-מהפכה אופטיים-מהפכה אופטיים-מהפכה אופטיים-מהפכה אופטיים-מחדש-מהפכה, אשר יכול להיות.
  • (FLT:0) AI-Assisted Optimization: אלגוריתמי למידת מכונות משמשים כדי לעגל את הפרמטרים של לולאה סינתזנר על זבוב, תוך הסתמכות על ההזדקנות והטמפרטורה ללא התערבות אנושית.זה יכול להאריך את חיי משדרים אנלוגיים במתקני מרוחקים.

מסקנה

(הנתזת תדירות היא הכרחית ליצירת תדרי נושא מרובים הנדרשים במערכות שידור אנלוגיות.על ידי מתן קישורים משמעותיים:0) מראש, יציב, וניתן לתכנת את אותות ה- 1LT 1LT מתוך הפניה אחת, הם מאפשרים שידור רב ערוצים יעיל, אמין נקודות גישה לנקודות גישה קישורים ספציפיים, ותקשורת צבאית זריזה.