cached




Ćwiczenie 2



Laboratorium z przedmiotu

Generacja i synteza
częstotliwości
Ćwiczenie nr 2

Synteza częstotliwości w
układzie pętli synchronizacji fazowej PLL.
Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest:

przedstawienie zasady działania syntezera PLL,
pokazanie wykorzystania synchronizacji
fazowej do stabilizacji częstotliwości generatorów w.cz.
pokazanie podstawowych sposobów sterowania
syntezerem, zwłaszcza sterowania mikroprocesorowego i problemów z tym
zwiÄ…zanych,
pokazanie wpływu różnego rodzaju zakłóceń na
czystość widmową sygnału wyjściowego. Układy badane.
Badane są dwa syntezery częstotliwości w postaci
pętli synchronizacji fazowej PLL:

Syntezer IPE: sterowany mikroprocesorem 80C552 syntezer 1 - 4 GHz,
zbudowany na układzie scalonym TSA5511 i wykorzystujący badany w
ćwiczeniu 1. generator YIG jako VCO,
Syntezer QUALCOMM: syntezer demonstracyjny 0,9 - 1,6 GHz firmy Qualcomm,
wykorzystujÄ…cy ukÅ‚ad scalony Q3236 sterowany “rÄ™cznie" bÄ…dź za pomocÄ…
równoległej 16 bitowej szyny danych.Opis obydwu syntezerów w
dodatku 1.
Stanowiska pomiarowe.
Stanowisko do pomiaru syntezera sterowanego za
pomocą mikrokontrolera składa się z:

komputera PC służącego do programowania
kontrolera i sterowania syntezerem za pomocÄ… Å‚Ä…cza szeregowego RS323, i do
kontroli stanowiska pomiarowego poprzez magistralÄ™ GPIB za pomocÄ… programu
sterujÄ…cego Syntezer (opis w Dodatku 2)
analizator widma HP8562A,
częstościomierza Systron Donner 6530,
miernika mocy HP432A.
oscyloskop DT516,
generatora funkcyjnego Stanowisko do
pomiaru syntezera Qualcomm składa się z:

analizatora widma HP8562A,
częstościomierza Systron Donner 6530,
miernika mocy HP432A.
oscyloskopu DT516,
woltomierza cyfrowego V531. Pomiary

Pomiary parametrów syntezera IPE.

obserwacja stałości częstotliwości
generatora YIG stabilizowanego generatorem kwarcowym w pętli PLL (monitorowanie
częstotliwości i mocy wyjściowej generatora przez około 15 minut)

Na podstawie wykresu zmian częstotliwości
określić maksymalną dewiację częstotliwości w czasie pomiaru i charakter
niestałości częstotliwości, porównać z wynikami pomiarów częstotliwości
generatora pracującego swobodnie (z ćwiczenia 1.)
pomiar widma sygnału wyjściowego w
zależności od nastawy częstotliwości (krotności powielania), pomiar
przeprowadzić dla zakresu bliskiego nośnej (B = 20kHz), średniego (B = 1
MHz) i odległego od nośnej (B = 50 MHz), zmierzyć odstęp największego
zakłócenia od nośnej przy włączonym i uśpionym mikroprocesorze.

zidentyfikować zakłócenia widoczne w
widmie wyjściowym,
po wyłączeniu pułapki impulsów o
częstotliwości porównania zaobserwować wpływ impulsów z detektora fazy na
widmo, na podstawie widma obliczyć dewiację szkodliwej modulacji
częstotliwości wyjściowej pochodzącą od tych impulsów,
dokonać pomiaru charakterystyki błędu pętli
zamkniętej dla dwóch wartości kondensatora szeregowego filtru pętli: C = 15
nF i C = 165 nF.

na podstawie pomiarów charakterystyk
określić parametry (w n i x ) przybliżenia
dwubiegunowego charakterystyki pętli zamkniętej,
Pomiar syntezera QUALCOMM

przygotować tabelę wiążącą nastawy
przełączników S1 i S2 z częstotliwością wyjściową, dla zadanych punktów
pomiarowych, (przyjąć częstotliwość porównania fp = 1,25 MHz) (jedynce odpowiada pozycja OFF
przełącznika)



f [MHz]
 

900

1000

1200

1400

1600


N
dec
 
 
 
 
 

dzielnik R
dec
 
 
 
 
 

 
bin
 
 
 
 
 

dzielnik M
dec
 
 
 
 
 

 
bin
 
 
 
 
 

dzielnik A
dec
 
 
 
 
 

 
bin
 
 
 
 
 


dla podanych wyżej częstotliwości zmierzyć
widmo wyjściowe w pobliżu nośnej,
dla podanych wyżej częstotliwości zmierzyć
zależność przesunięcia fazowego pomiędzy sygnałami wejściowymi detektora
fazy (fp = 1,25 MHz) tzn. FVCO/N i
fref/N.

wyjaśnić uzyskaną charakterystykę
F (fwy)
zmierzyć zależność napięcia strojącego VCO
od częstotliwości wyjściowej US = f (fo),

który z elementów pętli jest opisany
zmierzonÄ… charakterystykÄ….
na podstawie pomiarów i znajomości układu
oszacować wartość wzmocnienia w pętli otwartej i obliczyć przybliżoną
charakterystykę pętli zamkniętej.
dla krańcowych częstotliwości zakresu
syntezera zaobserwować kształt napięcia na obydwu wyjściach detektora fazy
przy zmianach punktu pracy za pomocÄ… potencjometru R10.

dlaczego szerokość szpilek ulega nie
zmianie przy zmianie częstotliwości wyjściowej syntezera?
Obliczenia i projekty

Obliczyć, dla syntezera IPE, ile bitów
powinien mieć przetwornik C/A do zgrubnego strojenia generatora VCO (1 - 4
GHz) aby zakres trzymania pętli zamkniętej w obwodzie precyzyjnego strojenia
YIG, był nie większy niż 50 MHz. Zakres zmian napięcia detektora fazy wynosi 0
- 2,5 V, zakres przetwornika C/A 0 - 5 V. Parametry generatora YIG w
Dodatku 1. 
Wyprowadzić wzór opisujący charakterystykę
częstotliwościową pętli w syntezerze. IPE dla filtru pętli z rysunku obok przy
prÄ…dowym sterowaniu z detektora fazy.
Obliczyć wzmocnienie pętli otwartej dla
krańcowych częstotliwości fmin i fmax syntezera
QUALCOMM.
Obliczyć zmiany pasma pętli zamkniętej (i
kształtu charakterystyki pętli) dla krańcowych częstotliwości
fmin i fmax syntezera.QUALCOMM.
Zagadnienia

Omówić sposoby detekcji stanu
sychronizmu.
Co to jest pompa Å‚adunku i na jakie parametry
pętli fazowej ma wpływ?
Określić stopień astatyzmu badanych
pętli.
Omówić budowę nastawnego dzielnika
częstotliwości. Jakie są ograniczenia jego częstotliwości pracy?
W jaki sposób użycie preskalera wpływa na
zakres, krok i szybkość przestrajania PLL?
Co to jest detektor fazy-częstoliwości?
Omówić jego zalety i wady przy stosowaniu w PLL.
Od czego zależy minimalny krok przestrajania
syntezera PLL jedno i
dwu(wielo)-pętlowego?
Co to jest synteza N-ułamkowa?



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
CachedRowSet
CachedRowSet
cachedump readme

więcej podobnych podstron