eng
Выпуск #3/2011
Д.Серков
Прецизионные высокочастотные синтезаторы FSW: быстродействие и многофункциональность
Прецизионные высокочастотные синтезаторы FSW: быстродействие и многофункциональность
Просмотры: 2722
Синтезаторы частоты – это устройства для генерации непрерывного сигнала с регулируемыми частотой и мощностью на основе гармонических колебаний опорного генератора. Они широко применяются во многих приложениях: от коммерческих сетей
и систем связи до контрольно-измерительных приборов последнего поколения. В статье рассмотрены новые прецизионные высокочастотные синтезаторы частоты FSW-0010 и FSW-0020 производства компании Phase Matrix (США).
и систем связи до контрольно-измерительных приборов последнего поколения. В статье рассмотрены новые прецизионные высокочастотные синтезаторы частоты FSW-0010 и FSW-0020 производства компании Phase Matrix (США).
Серьезная конкуренция в сфере оборудования, работающего в ВЧ- и СВЧ-диапазонах, постоянно требует от производителей создания синтезаторов частоты, которые бы совмещали в себе высокую производительность, многофункциональность, компактность и более низкую стоимость по сравнению с аналогами. Например, в системах передачи данных один из наиболее значимых параметров – скорость перестройки частоты, которая должна осуществляться, не нанося ущерба общей производительности, габаритам и конечной стоимости прибора.
До настоящего времени многие системы передачи данных работали на основе синтезаторов с миллисекундной скоростью перестройки частоты, при этом каких-либо проблем c поддержкой трафика не наблюдалось. Однако в новых системах и устройствах требуется, чтобы перестройка укладывалась в меньшие интервалы времени. Синтезаторы частоты, построенные на основе технологии прямого аналогового синтеза (Direct Analog Synthesis, DAS) имеют высокие скорости переключения и отличные спектральные характеристики, отличаются большими размерами и малым числом совместимых программных приложений, которые к тому же достаточно дороги.
Новые синтезаторы частоты FSW компании Phase Matrix, в отличие от синтезаторов, построенных по технологии DAS, обладают высокими техническими характеристиками (низкий уровень фазовых шумов, высокая скорость перестройки частоты), расширенной функциональностью, небольшим энергопотреблением и малыми габаритами.
В линейку синтезаторов FSW входят две модели: FSW-0010 и FSW-0020 (рис.1, таблица). Синтезаторы FSW работают в следующих частотных диапазонах: 0,5–10 ГГц (FSW-0010) и 0,5–20 ГГц (FSW-020). Возможно расширение нижней границы частотного диапазона для каждой модели до 0,1 и 0,2 ГГц, соответственно. Дискретность установки выходной частоты составляет всего 0,001 Гц. Скорость перестройки по частоте – 1 мс (опционально до 100 мкс). Выходная мощность сигнала равна +15 дБм (FSW-0010) и +13 дБм (FSW-0020). Синтезаторы фирмы Phase Matrix отличаются низким уровнем фазовых шумов (рис.2). Так, при отстройке 100 кГц на частоте 10 ГГц уровень шума составляет -122 дБн/Гц.
Генерация сигнала в синтезаторах FSW производится с помощью высокочастотного генератора, управляемого напряжением (ГУН). Требуемый диапазон частот выходного сигнала обеспечивается без использования умножения, что исключает "загрязнение" частотного спектра субгармоническими составляющими. Шумы ГУН подавляются с помощью широкополосной ФАПЧ (фазовая автоподстройка частоты), в которой используется высокостабильный малошумящий источник опорного сигнала, интегрированный в конструкцию синтезатора. ФАПЧ также существенно снижает чувствительность синтезатора к вибрационным помехам.
Синтезаторы выполнены в виде компактного моноблока размерами 12,7×17,8×25 см и массой не более 1,13 кг. На передней панели приборов расположены основные разъемы (рис.3). Разъем RF OUT обеспечивает выдачу сигнала во всей полосе частот. На выход REF OUT подается сигнал фиксированной частоты 10 МГц от внутреннего опорного генератора. На разъем REF IN можно подавать сигнал от внешнего источника с частотой 10 МГц ±2 ppm для обеспечения более стабильного выходного сигнала. Через входы PULSE, AM, FM к синтезатору подключаются внешние источники модулирующего сигнала для режимов импульсной, амплитудной или частотной модуляции с целью формирования на основном выходе RF OUT результирующего колебания. Для питания синтезатора и его подключения к компьютеру используется разъем SPI. Кроме того, для связи с компьютером опционально предусмотрен интерфейс USB. К синтезаторам FSW можно подключать различные вспомогательные устройства и приборы для создания тестового стенда (рис.4).
Управление синтезаторами серии FSW происходит с компьютера посредством ПО QuickSyn. Оно обеспечивает графический интерфейс пользователя, позволяющий получить быстрый доступ ко всем функциям синтезатора. Графический интерфейс содержит три окна (панели) управления:
1. Окно "Основное управление". Содержит четыре колонки: источник опорной частоты, частота, мощность и модуляция (рис.5).
2. Окно "Режим свипирования (ГКЧ)". Режим свипирования позволяет производить изменение развертки по частоте и амплитуде с заданным шагом и направлением. В этом окне сгруппированы основные блоки управления режимом свипирования: синхронизация, направление свипирования, параметры частоты, параметры мощности (рис.6).
3. Окно "Режим последовательности". Режим последовательности позволяет создать список последовательных шагов. Для каждого шага можно задать свои параметры сигнала (частоту, мощность) и воспроизводить созданный список последовательностей в любом направлении в заданном диапазоне времени. Данное окно содержит три основных блока: настройки списка, список, кнопки управления (рис.7).
Таким образом, высокочастотные прецизионные синтезаторы FSW сочетают в себе широкие функциональные возможности, высокую скорость перестройки частоты и компактность. Это незаменимые приборы в системах передачи данных, а также в сферах разработки и тестирования ВЧ- и СВЧ-устройств и РЭА.
До настоящего времени многие системы передачи данных работали на основе синтезаторов с миллисекундной скоростью перестройки частоты, при этом каких-либо проблем c поддержкой трафика не наблюдалось. Однако в новых системах и устройствах требуется, чтобы перестройка укладывалась в меньшие интервалы времени. Синтезаторы частоты, построенные на основе технологии прямого аналогового синтеза (Direct Analog Synthesis, DAS) имеют высокие скорости переключения и отличные спектральные характеристики, отличаются большими размерами и малым числом совместимых программных приложений, которые к тому же достаточно дороги.
Новые синтезаторы частоты FSW компании Phase Matrix, в отличие от синтезаторов, построенных по технологии DAS, обладают высокими техническими характеристиками (низкий уровень фазовых шумов, высокая скорость перестройки частоты), расширенной функциональностью, небольшим энергопотреблением и малыми габаритами.
В линейку синтезаторов FSW входят две модели: FSW-0010 и FSW-0020 (рис.1, таблица). Синтезаторы FSW работают в следующих частотных диапазонах: 0,5–10 ГГц (FSW-0010) и 0,5–20 ГГц (FSW-020). Возможно расширение нижней границы частотного диапазона для каждой модели до 0,1 и 0,2 ГГц, соответственно. Дискретность установки выходной частоты составляет всего 0,001 Гц. Скорость перестройки по частоте – 1 мс (опционально до 100 мкс). Выходная мощность сигнала равна +15 дБм (FSW-0010) и +13 дБм (FSW-0020). Синтезаторы фирмы Phase Matrix отличаются низким уровнем фазовых шумов (рис.2). Так, при отстройке 100 кГц на частоте 10 ГГц уровень шума составляет -122 дБн/Гц.
Генерация сигнала в синтезаторах FSW производится с помощью высокочастотного генератора, управляемого напряжением (ГУН). Требуемый диапазон частот выходного сигнала обеспечивается без использования умножения, что исключает "загрязнение" частотного спектра субгармоническими составляющими. Шумы ГУН подавляются с помощью широкополосной ФАПЧ (фазовая автоподстройка частоты), в которой используется высокостабильный малошумящий источник опорного сигнала, интегрированный в конструкцию синтезатора. ФАПЧ также существенно снижает чувствительность синтезатора к вибрационным помехам.
Синтезаторы выполнены в виде компактного моноблока размерами 12,7×17,8×25 см и массой не более 1,13 кг. На передней панели приборов расположены основные разъемы (рис.3). Разъем RF OUT обеспечивает выдачу сигнала во всей полосе частот. На выход REF OUT подается сигнал фиксированной частоты 10 МГц от внутреннего опорного генератора. На разъем REF IN можно подавать сигнал от внешнего источника с частотой 10 МГц ±2 ppm для обеспечения более стабильного выходного сигнала. Через входы PULSE, AM, FM к синтезатору подключаются внешние источники модулирующего сигнала для режимов импульсной, амплитудной или частотной модуляции с целью формирования на основном выходе RF OUT результирующего колебания. Для питания синтезатора и его подключения к компьютеру используется разъем SPI. Кроме того, для связи с компьютером опционально предусмотрен интерфейс USB. К синтезаторам FSW можно подключать различные вспомогательные устройства и приборы для создания тестового стенда (рис.4).
Управление синтезаторами серии FSW происходит с компьютера посредством ПО QuickSyn. Оно обеспечивает графический интерфейс пользователя, позволяющий получить быстрый доступ ко всем функциям синтезатора. Графический интерфейс содержит три окна (панели) управления:
1. Окно "Основное управление". Содержит четыре колонки: источник опорной частоты, частота, мощность и модуляция (рис.5).
2. Окно "Режим свипирования (ГКЧ)". Режим свипирования позволяет производить изменение развертки по частоте и амплитуде с заданным шагом и направлением. В этом окне сгруппированы основные блоки управления режимом свипирования: синхронизация, направление свипирования, параметры частоты, параметры мощности (рис.6).
3. Окно "Режим последовательности". Режим последовательности позволяет создать список последовательных шагов. Для каждого шага можно задать свои параметры сигнала (частоту, мощность) и воспроизводить созданный список последовательностей в любом направлении в заданном диапазоне времени. Данное окно содержит три основных блока: настройки списка, список, кнопки управления (рис.7).
Таким образом, высокочастотные прецизионные синтезаторы FSW сочетают в себе широкие функциональные возможности, высокую скорость перестройки частоты и компактность. Это незаменимые приборы в системах передачи данных, а также в сферах разработки и тестирования ВЧ- и СВЧ-устройств и РЭА.
Отзывы читателей
