Page 42 - bilgem-teknoloji-dergisi-6

Hüseyin ANIKTAR Genişband Frekans Sentezletici Yapıları

DDS tabanlı sentezleyicilerin performansını belirleyen bir Tam bölme oranının sağlanamadığı değerler için tam bölme
diğer önemli unsur da saat frekansıdır. DDS tabanlı oranına yakın oranlar seçilebilir. Burada dikkat edilecek bir
sentezleyicilerin çıkış frekansını sınırlayan en önemli parametre diğer konu da M frekans bilgisini oluşturan bitlerin 32-bit
saat frekansıdır. Nyquist teorisi, DDS çıkış frekansının en fazla içindeki dağılımının yoğun (‘kompakt’) olmasıdır. Bu da DDS’in
saat frekansının yarısı kadar (f saat/2) olabileceğini söylemektedir. süpür performansını olumlu yönde etkileyecektir. Yani, L
R I
Ancak pratik kısıtlamalar (süzme)’dan dolayı DDS çıkış frekansı, 000100001000011000… gibi dağınık bir bit dağılımı yerine DDS
saat frekansının %40’ı kadar olabilmektedir. DDS’in saat frekansı aynı değerde 000000001111000000000… şeklindeki yoğun
ne kadar yüksek olursa üreteceği en yüksek çıkış frekansı da bir dağılım tercih edilmelidir. SAAT
o kadar yüksek olacaktır. DDS çıkış frekansı ile saat frekansı
arasındaki ilişki aşağıdaki gibi verilebilir [5]: FSM3000A Frekans Sentezleyici
SPDT
(1) UEKAE’de, Şekil 3’de görülebilen, yazılım tabanlı telsiz (YTT) D0 1 ÇIKIŞ 1
projesi kapsamında 50MHz – 3100MHz bandında 10Hz DDS C
M, ikili (binary) frekans bilgisini, N ise DDS’deki faz birikecinin adımlarla tarayan DDS tabanlı milli bir sentezleyici
toplam bit uzunluğunu göstermektedir. gerçekleştirilmiştir (FSM3000A). 2 2 x F

Verilen bir f saat ve istenen bir f çıkış frekansında oluşacak başlıca
hayal frekansları (image frequencies), aşağıdaki gibi olacaktır:

SPDT
D0 ÇIKIŞ 2
1
Şekil 3. FSM3000A frekans sentezleyici. C
(2) ÇIKIŞ 3
2 2 x F
Gerçekleştirilen sentezleyici gerek çeşitli LO gereksinimlerini
gerekse de işaret üreteci gereksinimlerini karşılayabilecek
düzeydedir. FDM3000A ve FYM3000A’yı süren bu
sentezleyicinin genel blok diyagramı Şekil 4’de verilmiştir. SP3T
Bu istenmeyen işaretlerin frekansları belirli olduğu için uygun ÇIKIŞ 1 1 D0
bir frekans planlaması ve süzerek kolaylıkla bastırılabilmektedir. Bu blok diyagram üzerinde çeşitli iterasyonlar ile FSM3000A ÇIKIŞ 2 2 C 50-3100 MHz
sentezleyicisinin son durumuna ulaşılmıştır. Blok diyagram ÇIKIŞ
Bir diğer istenmeyen frekans kaynağı olan faz kesme ÇIKIŞ 3 3
(‘truncation’) hatasının üreteceği istenmeyen harmoniklerin FSM3000A’nın son şeklini tamamıyla yansıtmamakla birlikte
(süpür - spurious) frekans spektrumunun neresine düşeceği genel fikir edinme açısından verilmiştir. Şekil 5’de frekans Şekil 4. FSM3000A genel blok diyagramı.
ise belirsizidir. Bu da DDS tabanlı sentezleyici tasarımının en atlama hızını gösteren ölçüm sonucu verilmiştir. Ölçüm için
büyük zorluklarından biridir. Bunun için şu ana kadar önerilen 1230MHz ve 1795MHz arasında sürekli bir tarama yapılarak
bir çözüm, çıkış frekansı ve saat frekansı arasında tam bölme iki frekans arasındaki geçiş yüksek örnekleme hızına sahip bir
oranını yakalamaktır [5]. Ancak, geniş bantlı bir sentezleyici osiloskop (Lecroy) ile yakalanmıştır. Ölçüm imleçleri (marker)
tasarımında her frekans değerinde böyle bir tam bölme oranını geniş konularak elde edilen ölçüm sonucu 68.2040us’dir.
yakalamakta çok kolay değildir. Bunun için çok iyi bir frekans Şekilden de görüldüğü gibi frekans atlama hızı aslında bu Şekil 6, 7 ve 8’ de 2000MHz frekansında 1kHz, 10kHz ve 1
planı ile tam bölme oranı ve tam bölme oranına yakın değerler değerin daha da altındadır. Yani FSM3000A, kabaca ölçülen 00kHz ofsetlerde alınmış faz gürültüsü ölçüm sonuçları g
hesaplanmalıdır. Örnek verilirse 32 bitlik ve maksimum 68.2040us’den daha hızlıdır. österilmiştir. 1kHz ofsette ölçülen faz gürültüsü değeri, -9
3GHz’lik saat frekansı olan bir DDS çekirdeğinde aşağıdaki 3.75dBc/Hz; 10kHz ofsette ölçülen faz gürültüsü değeri, -1
tabloya benzer bir frekans planı çıkarılabilir. 06.49dBc/Hz; 100kHz ofsette ölçülen faz gürültüsü değeri, -
121.82dBc/Hz’dir.

Tablo 1. DDS Örnek Frekans Planı

Şekil 5. FSM3000A’nın frekans atlama hızı.

40 Sayı 06 Mayıs-Ağustos 2011 http://www.bilgem.tubitak.gov.tr/ 41
·