Зволит в среднем уменьшить энергопотребление и увеличить срок рабо­ты батарей питания

Перенос спектра модулированного сигнала в петле ФАПЧ по­зволяет заменить перестраиваемый полосовой высокочастотный фильтр фильтром нижних частот в петле ФАПЧ и в результате получить чистый спектр модулированного сигнала на произвольной несущей частоте [16]. Функциональная схема преобразователя несущей частоты модулирован­ного сигнала показана на рис. 1.29.


Рис.1.29. Преобразование несущей частоты сигнала в петле ФАПЧ



Модулированный сигнал и_ref(t) на фиксированной промежуточной частоте w_REF поступает на вход опорного сигнала фазового детектора, на другой вход детектора поступает смещенный по частоте выходной сигнал ГУН. Преобразование несущей частоты w_VCO выходного модулированного сигнала ГУН достигается путем введения в цепь обратной связи смесителя и полосового фильтра. Смеситель в цепи обратной связи обеспечивает сме­щение несущей частоты w_VCO управляемого генератора на несущую часто­ту w_REF опорного модулированного сигнала с помощью монохроматиче­ского сигнала на частотеw_SH , изменение величины w_SH приводит к
пропорциональному изменению частоты ГУН. Полосовой фильтр на выхо­де смесителя выполняет техническую функцию подавления комбинацион­ных частот преобразования и выделение единственного сигнала на частоте опорного сигнала w_REF. Важно, что высокодобротный полосовой фильтр имеет постоянную центральную частоту пропускания и постоянную полосу пропускания, которые определяются несущей частотой опорного модулиро­ванного сигнала со#рр и максимально возможной полосой частот модули­рованного сигнала, соответственно.
Работа схемы переноса частоты в петле ФАПЧ основана на совпа­дении частот управляемого и опорного генератора на входах фазового детектора, если сигнал ошибки фазового детектора находится в полосе пропускания петли ФАПЧ. В схеме рис. 1.29 в качестве опорного сигна­ла используется модулированный сигнал на промежуточной частоте ^{= с}°8[со//г/ + 0д£/г(О]₅ где 0д£/г(О - угловая модуляция общего вида. Сигнал с выхода ГУН поступает на смеситель, который является широкополосным устройством и в первом приближении не вносит фазо­
вых ошибок в преобразуемый сигнал. Последующий полосовой фильтр с центральной частотой пропускания сотакже является широкополос­ным по отношению к полосе частот модулированного сигнала. В резуль­тате сигнал на втором входе фазового детектора равен
иусо(0 ^{= _(0}5Я V + 9рсо(0] • (1*44)
В установившемся режиме сигналы опорного генератора и(?) и смещенного по частоте управляемого генератора С/усо(0 на входах фазового детектора совпадают с точностью до фазы, что возможно толь­ко при одновременном выполнении условий (Оусо^{= (0}ЯЕЕ⁺⁽⁰5Н ^и &усо(0 ⁼ ®ЯЕР'(0 • Таким образом, функциональная схема рис. 1.28 дей­ствительно обеспечивает перенос спектра модулированного сигнал с относительно низкой промежуточной частоты со_КЕр в высокочастотный диапазон (йусо ^с разностью несущих частот, определенной опорным генератором со_5// , при сохранении закона модуляции В^рр(0 и подав­лении паразитных комбинационных частот в петлевом ФНЧ.
П
где К(со) - частотная характеристика ФНЧ в петле ФАПЧ; Крп - кру­тизна фазового детектора; К^_рр(со) - собственная частотная характери­стика ФНЧ; Ку_С0 - крутизна управления ГУН.
еренос спектра опорного модулированного сигнала в петле ФАПЧ в другой частотный диапазон может быть совмещен с ограничением или модификацией спектра модулированного сигнала. В самом деле, сигнал ошибки на выходе фазового детектора есть ни что иное, как модули­рующий сигнал, так как его воздействие на ГУН приводит к изменению частоты ГУН в точном соответствии с изменением фазы 0д£/г(/) в мо­дулированном сигнале на промежуточной частоте. Следовательно, ис­пользование в качестве петлевого ФНЧ не широкополосного (в пределе всепропускающего) фильтра, а формирующего ФНЧ с заданной частот­ной характеристикой позволит модифицировать спектр модулирующего сигнала. В частности, в этой схеме можно получить частотно- модулированный сигнал вМ8К из исходного сигнала М8К. К сожале­нию, замкнутая петля ФАПЧ модифицирует передаточную характери­стику фильтра, так как коэффициент передачи петли от входа опорного сигнала на промежуточной частоте до выхода ГУН зависит не только от собственного коэффициента передачи ФНЧ, но и от параметров петли (коэффициента передачи фазового детектора и крутизны управления ГУН). В результате частотная характеристика ФНЧ в замкнутой петле ФАПЧ определяется выражением
Как следствие модификации частотной характеристики фильтра в замкнутой петле ФАПЧ, точное построение фильтров с результирующей характеристикой (1.45) типа фильтра Найквиста затруднено. Однако фильтры с характеристикой Гаусса, которые имеют высокую скорость уменьшения коэффициента передачи с увеличением частоты и не кри­тичны к некоторым отклонениям реальной частотной характеристики от идеальной, могут быть реализованы.
Перенос частоты в замкнутой петле ФАПЧ позволяет получить очень чистый спектр модулированного сигнала на заданной несущей частоте ценой значительного усложнения схемы. Однако главная про­блема заключается не в сложности схемы, а в том, что петля ФАПЧ яв­ляется в принципе узкополосным устройством. Аналоговый ГУН пере­страивается в относительно узкой полосе частот, определенной физическими условиями самовозбуждения и реализацией постоянной модуляционной характеристики в полосе рабочих частот ГУН и при раз­личной скорости передачи информации. Лучшими параметрами в части перестройки в широкой полосе частот обладает высокочастотный циф­ровой генератор. Однако на сегодняшний день шумовые параметры цифровых генераторов, реализованных в микросхемах синтезаторов час­тоты, далеки от требований стандарта ЭМС.