АНАЛИЗ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В СИНТЕЗАТОРАХ ЧАСТОТ С РАЗЛИЧНЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ НЕЛИНЕЙНОГО ЗВЕНА В КОНТУРЕ ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКОЙ ЧАСТОТЫ
Аннотация
Рассмотрены синтезаторы частот на основе системы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), в которых используются фазовые детекторы (ФД) с различными нели- нейными передаточными характеристиками. Целью данной работы является оценка бы- стродействия синтезаторов частот в зависимости от вида нелинейности ФД и матема- тическое описание нелинейной характеристики ФД, обеспечивающей максимальное быст- родействие синтезатора частот. В соответствии с поставленной целью в статье были решены следующие задачи: разработана обобщенная модель синтезатора частот с ФАПЧ; описаны математические модели статических характеристик нелинейного звена системы ФАПЧ при использовании различных видов известных ФД и модифицированногоФД с апериодической характеристикой; выполнен анализ динамики системы ФАПЧ при изменении статической характеристики нелинейного звена. Модифицированный ФД обес- печивает релейное управление процессами установления заданной частоты в синтезаторе при возникновении большого фазового рассогласования. Получены численные оценки быст- родействия синтезатора частот в зависимости от начального отклонения частоты при использовании известных ФД и модифицированного ФД. Показано, что применение моди- фицированного ФД позволяет уменьшить время установления частоты примерно в 1,5 раза по сравнению с наилучшим по быстродействию известным ФД. Определены опти- мальные значения управляющего сигнала, обеспечивающие максимальное быстродействие синтезатора частот с модифицированном ФД при заданных отклонениях частоты в ре- жиме больших возмущений. Результаты данной работы справедливы для синтезаторов частот на основе ФАПЧ UHF, L, S и С-диапазонов (от 300 МГц до 8 ГГц), использующихся в беспроводных системах связи четвертого поколения (4G) и пятого поколения (5G).
