Микросхемы для цифровых синтезаторов частоты

Журнал "Радио", номер 4, 1999г.
Материал подготовил: В. Мельник г. Москва

Окончание второй части. Начало см. в "Радио",1999,#3 Начало цикла см. в "Радио",1999,#2

    КФ1015ПЛ3А-КФ1015ПЛ4В

    Цоколевка микросхемы: выв. 1 - общий и минусовой вывод питания; выв. 2 - логический выход частотнофазового детектора для тракта образцового сигнала; выв. 3 - выход частотно-фазового детектора (общая точка стоков транзисторов VT2, VT3), способный принимать одно из трех состояний; выв. 4 - выход контрольного сигнала фазовой синхронизации в петле ФАПЧ; выв. 5 - ВЧ вход усилителя- формирователя тракта ГУН; выв. 6 - открытый сток выходного n-канального транзистора VT1 программируемого делителя частоты тракта ГУН; выв. 7 - вход разрешения перезаписывания информации в приемный регистр-защелку (Т); выв. 8 - тактовый вход импульсов записи информации в приемный регистр (С); выв. 9 - плюсовой вывод питания; выв. 10 - вход информации о коэффициентах деления (D); выв. 11 - вывод для подключения кварцевого резонатора; выход сигнала образцовой частоты; выв. 12 - вход усилителя-формирователя тракта образцовой частоты; вывод для подключения кварцевого резонатора; выв. 13 - открытый сток выходного n-канального транзистора VT4 программируемого делителя частоты тракта образцовой частоты; выв. 14 - вход активного ФНЧ - затвор n-канального транзистора VT5; выв. 15 - открытый сток nканального транзистора ФНЧ; выв. 16 - логический выход частотно-фазового детектора для тракта ГУН.

Основные технические характеристики при Токр.ср = 25+10°С и Uпит = 5 В Номинальное напряжение питания, В 4,5...5 Интервал коэффициента деления программируемого делителя частоты тракта ГУН, с предделителем
    на 7 или на 8
    на 31 или на 32  
56-65535
992-262143 Интервал коэффициента деления программируемого делителя частоты тракта образцовой частоты 2-8191 Шаг коэффициента деления программируемых делителей частоты 1 Интервал входной частоты программируемого делителя тракта ГУН, МГц, с предделителем
    на 7 или на 8, для
      КФ1015ПЛ4А
      КФ1015ПЛ4Б
      КФ1015ПЛ4В
    на 31 или на 32, для
      КФ1015ПЛ4А
      КФ1015ПЛ4Б
      КФ1015ПЛ4В  
 
5...800
5...750
5...680
 
10...900
5...800
5...700 Рабочий частотный интервал программируемого делителя тракта образцовой частоты, МГц 0,1...50 Максимальная входная частота частотнофазового детектора, МГц 5 Чувствительность усилителя- формирователя тракта ГУН по ВЧ входу, Вэфф
(меньшее значение соответствует частотной полосе 50...500 МГц) 0,15...0,8 Чувствительность усилителя- формирователя тракта образцовой частоты, мВэфф, при входной частоте 10 МГц . 100...150 Максимальное напряжение стока n-канального транзистора активного ФНЧ, В, при
    токе стока 10 мА
    нулевом токе стока  
7
14 Минимальное остаточное напряжение стока n-канального транзистора ФНЧ, В, при токе стока 10 мА 0,1 Крутизна характеристики n-канального транзистора ФНЧ, мА/В, не менее 40 Сопротивление внешнего резистора в цепи стока n-канального транзистора ФНЧ, кОм, не менее 2 Выходное сопротивление выходов частотнофазового детектора, Ом, не более, по выводам
    2; 4; 16
    3  
750
600 Ток, потребляемый микросхемой КФ1015ПЛ4А, мА
номинальный, не более
максимальный  
8
14 Входной ток, мкА, не менее, при входном сигнале низкого уровня
    по выводам 7; 8; 10; 14
    5; 12  
-0,1
-15 Входной ток, мкА, не более, при входном сигнале высокого уровня по выводам
    8; 10; 14
    7
    5; 12  
0,1
5
15 Изменение потребляемого тока, мА, при изменении частоты входного ВЧ сигнала (на выв. 5) на +100 МГц +1 Изменение потребляемого тока, мА, при частоте входного ВЧ сигнала 800 МГц и изменении напряжения питания на +1 В +3,5...3,6 Разрядность входного управляющего слова, бит 32 Рабочий интервал температуры окружающей среды, °С -60...+70

Предельно допустимые значения Напряжение питания, В 3; 6 Наибольший ток стока n-канального транзистора ФНЧ, мА 10 Наибольший статический потенциал, В 150 Температура окружающей среды, °С -60; +85

    Напряжение стока n-канального транзистора активного ФНЧ не должно выходить за зону, ограниченную с одной стороны напряжением питания микросхемы, а с другой - напряжением питания ФНЧ. Необходимо следить за тем, чтобы входное напряжение по выводам 7, 8, 10 и 14 не превышало напряжения питания микросхемы, а уровень ВЧ сигналов на входах обоих усилителей-формирователей (выводы 5 и 12) не выходил за границы от 0,05 В до трети напряжения питания.

    Программируют оба делителя частоты с помощью последовательного тридцатидвухразрядного двоичного управляющего слова, формат которого представлен в табл. 3. Первым в приемный регистр вводят старший разряд коэффициента деления программируемого делителя тракта образцовой частоты и вслед за ним остальные его 12 битов. Далее следуют восемнадцать битов, начиная со старшего разряда, относящиеся к коэффициенту деления программируемого делителя тракта ГУН. И наконец, последним вводят разряд, в котором содержится информация о выборе того или иного предделителя тракта ГУН - бит 32 (ВП - выбор предделителя; при высоком уровне в этом разряде в работу вступает предделитель на 7 или 8, а при низком - предделитель на 31 или 32).

    Скорость введения информации в приемный регистр - не более 5 Мбод. Упрощенные осциллограммы управляющих сигналов на входах D, C и Т показаны на рис. 7 (NГУН - коэффициент деления программируемого делителя тракта ГУН; Nобр - коэффициент деления программируемого делителя тракта образцового сигнала). Логические уровни управляющих сигналов по выводам 7; 8 и 10: низкий - менее 0,3 Uпит, высокий - более 0,7 Uпит.

    При выборе предделителя на 7 или 8 разряды 27 и 28 управляющего слова в программировании коэффициента NГУН не участвуют, но длина слова остается той же.

    Как видно из рис. 7, информацию приемный регистр фиксирует по минусовым перепадам тактовых импульсов. Длительность импульсов разрешения перезаписывания (на выводе 7) - не менее 50 нс. Длительность фронта и спада управляющих сигналов (на выводах 7, 8 и 10) - не более 20 нс.

    Основная типовая схема включения микросхемы представлена на рис. 8. Здесь активный ФНЧ собран на базе встроенного n-канального полевого транзистора. ФНЧ питается от отдельного источника напряжением 10...12 В.

    По требованиям к монтажу, рекомендациям по построению и настройке синтезатора микросхемы КФ1015ПЛ4А-КФ1015ПЛ4В не отличаются от опубликованных ранее приборов этой серии.

    При работе синтезатора в средней части рабочего частотного интервала для уменьшения потребляемого тока и одновременного увеличения чувствительности микросхемы по ВЧ входу (вывод 5) можно уменьшить напряжение питания. Это иллюстрируют два практических примера работы микросхемы КФ1015ПЛ4В в экономичном режиме при условиях: fобр = 10 МГц; Nобр = 400; NГУН = 992.

    1. При работе на входной частоте fвх = 300 МГц достаточно Uпит = 3 В. Номинальное эффективное напряжение на выводе 5 Uвх = 0,35 В. Ток, потребляемый всей микросхемой, не превышает 3 мА.

    2. Входная частота fвх - 160 МГц; при этом напряжение питания может быть еще меньше - Uпит = 2,5 В. При этом Uвх = 0,15 В, а потребляемый ток - 1,7 мА.

    Если необходимо проконтролировать введенные коэффициенты деления, между плюсовым проводом питания и выводами 6 и 13 включают по нагрузочному резистору сопротивлением 1 кОм. Для контроля используют частотомер, имеющий возможность измерять отношение значений частоты (Ч3-54 или Ч3-64).

    На вход А частотомера подают входной ВЧ сигнал с вывода 5 микросхемы, а на вход Б - сигнал с контрольного выхода NГУН (см. рис. 8) и на табло прибора прочитывают введенный коэффициент. Таким же образом измеряют и коэффициент деления Nобр.

    Сигналы на контрольных выходах представляют собой последовательности коротких остроконечных импульсов низкого уровня с крутым фронтом. Длительность этих импульсов для NГУН равна 32ТВЧ для предделителя на 31 или 32 и 8ТВЧ для предделителя на 7 или 8, где ТВЧ - период ВЧ сигнала на выводе 5 микросхемы. Длительность импульсов для Nобр равна периоду образцовой частоты.

    Вывод 7 микросхемы через внутренний резистор сопротивлением 1...1,5 МОм соединен с общим выводом 1. Это позволяет увеличить помехоустойчивость входа Т, т. е. защитить приемный регистр от ложного перезаписывания.

    Как уже было указано, микросхемы КФ1015ПЛ4А-КФ1015ПЛ4В имеют два дополнительных цифровых выхода частотно-фазового детектора (выводы 2 и 16). При частоте импульсов на выходе программируемого делителя тракта ГУН, большей, чем на выходе программируемого делителя образцового тракта, на выводе 16 действует ШИМ последовательность импульсов, а на выводе 2 - постоянное напряжение высокого уровня. При обратном соотношении значений частоты на выходе программируемых делителей сигналы на указанных выводах меняются местами.

    Это позволяет эффективно применять ФНЧ на операционном усилителе, без затруднений обеспечивая требуемый уровень напряжения на варикапах ГУНа. Пример схемы включения микросхемы серии КФ1015ПЛ4 с ФНЧ на ОУ изображен на рис. 9. ОУ, кроме того, увеличивает скорость реакции кольца ФАПЧ из-за того, что мощный выход ОУ в состоянии более быстро перезаряжать конденсаторы цепи управления.

    КН1015ПЛ5А-КН1015ПЛ5В

    Микросхемы СВЧ структуры КМОП КН1015ПЛ5А, КН1015ПЛ5Б, КН1015ПЛ5В предназначены для построения экономичных цифровых синтезаторов частоты с системой ФАПЧ, рассчитанных на использование в современных средствах радиосвязи в диапазонах КВ, УКВ и ДМВ. Их можно также применять в измерительной и быстродействующей цифровой электронной аппаратуре широкого применения.

    Микросхемы имеют параллельный интерфейс управления коэффициентами деления программируемых делителей частоты и отличаются высокой экономичностью и простотой включения.

    Приборы изготовляют по так называемой быстродействующей технологии КМОП с поликремниевым затвором. Они оформлены в квадратном металлокерамическом корпусе Н14.42-1вн с пластинчатыми выводами (рис. 10), рассчитанными на поверхностный способ монтажа. Масса микросхемы - не более 1 г.

    Структурная схема прибора показана на рис. 11.

    В состав микросхемы входят усилитель-формирователь ВЧ сигнала тракта ГУН; усилитель-формирователь сигнала генератора образцовой частоты (тракта образцового сигнала); двоичный делитель частоты с программируемым коэффициентом деления тракта ГУН, состоящий из двумодульного предварительного делителя частоты на 15 или 16, четырехразрядного вычитающего счетчика импульсов (мл.), собственно тринадцатиразрядного программируемого делителя (ст.) и логического блока управления; два буферных регистра-защелки на 13 и 17 битов для хранения записанной информации о коэффициентах деления программируемых делителей частоты тракта образцового сигнала и тракта ГУН соответственно; частотнофазовый детектор на двух D-триггерах с ускоренной системой возврата и минимизированной зоной нечувствительности; полевой транзистор с n-каналом для работы в активном ФНЧ.

    Все входы обоих буферных регистров-защелок и вход сигнала их блокирования соединены с плюсовым проводом питания через внутренние резисторы сопротивлением 1...1,5 МОм. Поэтому, если все входы регистров- защелок оставить свободными, будет реализовано введение в регистры максимальных значений коэффициентов деления. Для задания меньших значений на соответствующие входы подают низкий уровень.

    Цоколевка микросхемы представлена в табл. 4.

    (Окончание следует)

    Дополнительную информацию по использованию, эксплуатации и поставкам можно получить по тел. (095) 367-93-64; 128-99-32.







Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2019 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.