Frequenzsynthesizer TSA6060. Vergleichsdaten

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Referenzmaterialien

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Philips Semiconductors ist ein führender Hersteller von Frequenzsynthesizern, Funksenderchips, Empfängern und anderen Elementen, die direkt oder indirekt in Funkkommunikationssystemen verwendet werden. Frequenzsynthesizer von Philips Semiconductors werden zum Bau von Funkkanalmodulen für Autoalarmanlagen, Systemen zum Sammeln und Verarbeiten von Informationen von entfernten Standorten, Sicherheits- und Zugangskontrollsystemen sowie Funktelefonsystemen verwendet.

Der von Philips Semiconductors hergestellte Chip TSA6060 [1] wurde entwickelt, um digitale Synthesizer mit einer Phasenregelschleife (PLL) zu bauen, die in den AM- und FM-Bändern arbeitet. Es enthält alle Elemente, die zum Bau eines Frequenzsynthesizers mit PLL erforderlich sind, mit Ausnahme eines spannungsgesteuerten Oszillators (VCO) und eines Niederfrequenzfilters (LPF). Die Mikroschaltung umfasst: einen Generator und einen Referenzfrequenzteiler, einen Eingangsfrequenzteiler mit einem programmierbaren Teilungsfaktor (17 Bit), einen digitalen Phasendetektor, einen zweistufigen Stromverstärker und einen Controller zur Kommunikation mit dem Mikrocontroller unter Verwendung des I-Protokolls²C. Das Blockschaltbild des Geräts ist in Abb. 1 dargestellt. 1. Tabelle 2 gibt die Nummern, Bezeichnungen und Zuordnungen der Pins der Mikroschaltung an, in Tabelle 16 - ihre wichtigsten technischen Eigenschaften. Die Mikroschaltung ist in DIP16- und SO2-Gehäusen erhältlich, ihre Pinbelegung ist in Abb. XNUMX.

Das Schreiben von Informationen in die Mikroschaltung (ihre Programmierung) erfolgt über zwei Leitungen - SDA und SCL - Bus I²C [2]. Zur Programmierung werden eine Adresse und vier Konfigurationsbytes verwendet. Das Adressbyte (AB-Byte) enthält die Geräteadresse und das AS-Bit (Tabelle 3). Wenn dieses Bit mit dem Logikpegel am entsprechenden Ausgang der Mikroschaltung übereinstimmt, werden Konfigurationsinformationen darauf geschrieben. Zu einem Ich²An den C-Bus können zwei voneinander unabhängige Synthesizer angeschlossen werden, und mit dem AS-Bit können Sie auswählen, welchen Synthesizer Sie programmieren möchten. Das Adressbyte ist nicht programmiert, Informationen werden während der Produktion vom Hersteller eingegeben, der Inhalt des AS-Bits wird durch das Potenzial an Pin 12 der Mikroschaltung bestimmt.

Wenn nur ein Teil der Informationen aktualisiert werden muss (z. B. DBO+DB1), kann der TSA6060 teilweise programmiert werden. In jedem Fall muss die Übertragung durch eine "Stop-Bedingung" beendet werden. Auf Abb. 3 zeigt den Ablauf der Informationsübertragung vom Mikrocontroller zum Frequenzsynthesizer. Die Belegung der Bits der Konfigurationsbytes ist wie folgt (Tabelle 4):

• R1, R2 stellen den Frequenzrasterschritt ein (Tabelle 5);
• X bestimmt die Betriebsart der Schaltung ("0" - AM-Band, "1" - FM-Band);
• Y steuert die Ausgabetasten („0“ – FM/AM-Taste ist offen, AM/FM-Taste ist geschlossen, „1“ – umgekehrt);
• Z stellt die Frequenz des verwendeten Schwingquarzes ein;
• BS steuert den Modus des gleichnamigen Mikroschaltungsausgangs (dieser Ausgang ist ein offener Kollektor), mit BS="0" wird der Ausgang in einen hochohmigen Zustand geschaltet, mit BS="1" - im Stromabsorptionsmodus ;
• Т1, Т2, ТЗ bestimmen die Schaltungstestmodi (Tabelle 6).

Bei Z="0" sollte die Mikroschaltung mit einem Quarzresonator bei 4 MHz arbeiten, bei Z="1" - bei 8 MHz. Der Eingangsfrequenzteilungsfaktor für das AM-Band (X="0") ist S2-2⁰ + S3-2¹ + S4-2² + ... + + S15-2¹³ + S16-2¹⁴, und für das FM-Band (X="1") SO-2⁰ + S1-2¹ + S2-2² + ... + + S15-2¹⁵ + S16-2¹⁶.

Außerdem ist für AM der minimale Teilungsfaktor 2⁶=64, für FM - 2⁸= 256.

Wenn das CP-Bit (Current Amplifier Control Bit) auf "1" gesetzt ist, gibt der Verstärker einen Strom von etwa 500 µA aus, was eine schnelle Abstimmgeschwindigkeit bietet. Andernfalls (bei CP = "0") beträgt der Strom 25 µA, wodurch eine höhere Abstimmgenauigkeit bereitgestellt wird.

Das Blockdiagramm des PLL-Synthesizers ist in Abb. dargestellt. 4, ein typischer Schaltkreis - in Abb. 5. Im Synthesizer werden mithilfe eines Phasendetektors die Phasen der Referenzfrequenz mit der Frequenz am Ausgang des programmierbaren Teilers verglichen, die als Ergebnis der Teilung der VCO-Frequenz erhalten wird. Befindet sich die PLL im „Capture“-Modus, das heißt, wenn die Phasendifferenz am Eingang des Phasendetektors kleiner als der Grenzwert ist, befindet sich der Ausgang des Stromverstärkers in einem hochohmigen Zustand und der Ausgang des Der Loop-Capture-Detektor (INLCK) ist logisch „1“. Befindet sich die Schleife außerhalb des „Capture“-Modus, d. h. wenn der Phasendetektor die Phasendifferenz zwischen den Eingangssignalen erkennt, erzeugt der Stromverstärker Korrekturimpulse für den Schleifenfilter (LPF). Für das FM-Band besteht der Filter aus C5-C10-R7-Elementen, für AM aus C6-C9-R6-Elementen. Die Impulsdauer ist proportional zur Phasendifferenz. Je nachdem, welches der am Phasendetektor ankommenden Signale dem anderen vorauseilt, schaltet der Ausgang des Stromverstärkers entweder in den Absorptionsmodus oder in den Stromquellenmodus und lädt oder entlädt dadurch die Kondensatoren im Schleifenfilter auf die erforderliche Spannung um die PLL-Schleife in den Capture-Modus zu versetzen. . Außerhalb des Phasenanpassungsmodus ist der INLCK-Ausgang logisch „0“.
Reis. 6 veranschaulicht den Ablauf des Frequenzregelungsprozesses. Im oberen Diagramm ist die Oszillatorfrequenz entlang der vertikalen Achse aufgetragen: f1 – VCO-Frequenz, f2 – stabile Frequenz des beispielhaften Oszillators. Nach dem Einschalten der Schaltung erfolgt zunächst die Programmierung. Dann beginnt die Frequenz des VCO anzusteigen. Wenn die Phasendifferenz zwischen f2 und fl kleiner als der Grenzwert ist (Intervalle t1-t2, t3-t4 und t > 15), geht das interne Flag auf „0“ und zeigt damit an, dass sich die Schaltung im Erfassungsmodus befindet. Steigt die Frequenz f1 leicht an, startet der Einstellvorgang, das interne Flag wechselt auf „1“ und f1 kehrt in den Fangbereich zurück (Intervall t2-t3). Wenn f1 abnimmt, ist alles beim Alten (Intervall t4-t5). Die logische „1“ am INLCK-Ausgang zeigt an, dass sich f1 im Erfassungsmodus befindet, und erscheint mit einer Verzögerung von 8 Schwingungsperioden von f2. Dies erklärt das Fehlen einer logischen „1“ am INLCK-Ausgang während der kurzen Erfassungszeiträume t1–t2 und t3–t4.

Tabelle 1

Tabelle 2

Reis. 1. Blockschaltbild des Geräts

Reis. 2. Pinbelegung des Mikroschaltkreises

Tabelle 3

Reis. 3. Die Reihenfolge der Informationsübertragung vom Mikrocontroller zum Frequenzsynthesizer

Tabelle 4

Tabelle 5

Tabelle 6

Reis. 4. Blockschaltbild eines PLL-Synthesizers

Reis. 5. Typischer Schaltkreis

Reis. 6. Sequenz des Frequenzsteuerungsprozesses

Veröffentlichung: cxem.net

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