СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №2/2015

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 33 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 2 2015 Уровень фазового шума, дБн/Гц –160 –150 –140 –130 –120 –110 –100 –90 Частота отстройки, Гц 10 2 10 3 10 4 10 5 10 6 10 7 затруднительно. Однако в многоколь- цевых схемах можно получить уров- ни фазовых шумов в полосе ФАПЧ на 10–30 дБ ниже за счёт меньшего вкла- да шумов ЧФД. Основным источником фазовых шумов в многокольцевых схемах явля- ется опорный генератор. Следует отме- тить, что умножение частоты малошу- мящего генератора с малыми потеря- ми является нетривиальной задачей и также определяет итоговые спек- тральные характеристики. В синтеза- торе UNO-10M полоса фильтра ФАПЧ расширена по сравнению с прибора- ми предыдущего поколения и составля- ет около 2 МГц. Это позволило достичь высокого быстродействия и умень- шить уровень фазового шума, кото- рый составляет в среднем –140 дБн/Гц на отстройке 20 кГц от частоты 1 ГГц (см. рис. 2). Уровни на остальных несу- щих в области отстроек от 1 кГц до 1 МГц можно приблизительно оценить по формуле [5, 6]: L(f out ) = L 0 (f 0 ) + 20lg(f out ), где f out – выходная частота, ГГц; L 0 (f 0 ) – уровень фазового шума на несущей частоте 1 ГГц. В таблице 1 представлены паспорт- ные уровни фазовых шумов коммер- чески доступных моделей синтезато- ров и генераторов как зарубежного, так и отечественного производства. Ранжирование продукции от более шумящих к менее шумящим прибо- рам (сверху вниз) сделано с учётом характеристик на более высоких частотах. Рабочий диапазон частот синтеза- тора UNO-10М составляет от 100 кГц до 12 ГГц, но может быть расширен до 12,8 ГГц. Также планируется выпуск модели с аналогичными характери- стиками и рабочим диапазоном от 100 кГц до 20 ГГц. Благодаря высо- кочастотным ГУН с октавной пере- стройкой (базовые диапазоны от 6 до 12 ГГц и от 10 до 20 ГГц соответствен- но), обеспечивается отсутствие субгар- моник в спектре сигнала. Более низкие частоты выходного сигнала формиру- ются делителями частоты (до частоты 100 МГц), что позволяет уменьшить абсолютные значения уровней фазо- вых шумов. Спектр выходного сигна- ла UNO-10М для частоты 10 ГГц пока- зан на рисунке 3. Использование современной микро- схемы цифрового вычислительно- го синтезатора (ЦВС) позволило реа- лизовать шаг перестройки по часто- те 0,001 Гц во всём диапазоне частот. Выход ЦВС подключён к отдельно- му низкочастотному разъёму. Это даёт возможность перекрыть рабо- чий диапазон частот от 100 кГц до 100 МГц, сохраняя фазовый шум на уровне шума хорошего кварцевого генератора (от –155 до –160 дБн/Гц на отстройке 20 кГц). Обычно в гене- раторах используется схема форми- Таблица 1. Уровни фазовых шумов высококачественных генераторов и синтезаторов частот Название прибора Производитель Диапазон частот, МГц Уровень фазового шума на несущей 1 ГГц, дБн/Гц 1 кГц 10 кГц 100 кГц 1 МГц 10 МГц HMC-T2220 Hittite 10–20000 –113 –119 –119 –135 –144 PLG06-11F Микран 25–6000 –113 –121 –117 –142 –154 SSG-6400HS Mini-Circuits 0,25–6400 –122 –133 –139 –144 –148 FSL-0010 National Instruments 650–10000 –124 –136 –136 –136 –150 HSM12001A Holzworth Instrumentation 10–12500 –125 –133 –139 –146 –148 UNO-10M Адвантех 0,1–12000 –129 –139 –140 –141 –144 FSW-0010 National Instruments 100–10000 –132 –138 –138 –140 –144 N5183B Keysight Technologies 0,009–13000 –133 –134 –133 –134 –158 SMF100A Rohde & Schwarz 0,1–22000 –128 –135 –137 –148 –154 SMF100A с опц. SMF-B1 Rohde & Schwarz 0,1–22000 –134 –140 –139 –150 –158 N5183B с опц. UNY Keysight Technologies 0,009–13000 –139 –146 –144 –140 –158 Рис. 2. Уровни фазовых шумов синтезатора UNO-10М Рис. 3. Спектр выходного сигнала синтезатора UNO-10М для несущей частоты 10 ГГц