Внешняя синхронизация действует как делитель частоты и улучшает работу генератора

Внешняя синхронизация [1] может не только улучшить стабильность частоты генератора и фазовый шум, но и действовать как селективный делитель частоты [2], [3].

Примеры простого двухтранзисторного LC-генератора Пельца (Рисунок 1), действующего как селективный делитель частоты, можно найти в статьях [4] и [5].

Рисунок 1.	Генератор Пельца, описанный в [4], состоит всего из 5 компонентов.

Ввод сигнала выполняется с помощью последовательной RC-цепочки из резистора 10 кОм и конденсатора 0.01 мкФ, подключенной к общим эмиттерам транзисторов Q1 и Q2 2N3906. Небольшие нелинейности внутри генератора позволяют осуществлять выборочную синхронизацию частоты и деление без дополнительных активных компонентов. На Рисунке 2 показаны примеры деления частоты на 2, 3, 5 и 10, соответственно, без каких-либо изменений номиналов компонентов или схемы!

Рисунок 2.	Примеры деления частоты на 2, 3, 5 и 10 без каких-либо изменений номиналов компонентов или схемы. Это возможно из-за небольших нелинейностей внутри генератора, которые позволяют осуществлять выборочную синхронизацию и деление частоты.

Внешняя синхронизация также улучшает фазовый шум генератора, даже когда он работает в качестве делителя. На Рисунке 3 показаны некоторые результаты, полученные при работе генератора в несинхронизированном режиме и при работе в качестве частотно-селективного делителя.

Рисунок 3.	Спектральный анализ сигналов генератора в несинхронизированном режиме и при работе в качестве частотно-селективного делителя на 3 и на 10 при внешней синхронизации. При работе в качестве частотно-селективного делителя наблюдается заметное снижение фазовых шумов.

В тестовой установке в качестве источника сигнала использовался универсальный генератор сигналов произвольной формы SDG2042X, а в качестве устройств отображения – цифровой осциллограф SDS814X HD и анализатор спектра SSA3021X Plus. Конечно, эта технология не заменит полноценного цифрового делителя, но может найти применение в крайнем случае, когда требуется деление частоты или улучшение стабильности и фазовых шумов простых генераторов.

Ссылки

1. Razavi, B. "A study of injection pulling and locking in oscillators." Proceedings of the IEEE 2003 Custom Integrated Circuits Conference, 2003., pp. 305–312.
2. "EEVblog Electronics Community Forum." SMD Test Fixture for the Tektronix 576 Curve Tracer – Page 1.
3. "EEVblog Electronics Community Forum.” Injection Locked Peltz Oscillator with Bode Analysis.
4. Michael Wyatt. Простой генератор из 5 компонентов работает при напряжении ниже 0.8 В
5. Michael Wyatt. "Investigating injection locking with DSO Bode function."