1 Ввиди інтегральних технологій

Важливим аспектом при проектуванні БІС ЦСПСЧ є рівень інтегральної технології. В даний час найбільш перспективні при розробці монолітних цифрових синтезаторів частот наступні інтегральні технології.

1. КМОП-технологія і її різновиди (КНС, "кремній на сапфірі") дозволяють виконувати синтезатори з досить високими робочими частотами (порядка 150 Мгц і вище). Це найбільш освоєна технологія, по якій випускається величезне число інтегральних схем. Важливою гідністю технології КМОП КНС є підвищена стійкість до проникаючої радіації, що робить її привабливою для застосування в спеціальній техніці. Дана мікросхема синтезатора розроблена по 3,5-мкм КМОП/ КНС-технології і реалізує табличний метод синтезу. ІС є широкосмуговий синтезатор для систем супутникового зв'язку з наступними параметрами: число можливих частот, що синтезуються, 220, діапазон частот до 7,5 Мгц навіть при рівні проникаючої радіації до 300000 радий. Ефективний алгоритм обчислення відліків забезпечує вихідний цифровий синусоїдальний сигнал розрядністю 12 біт, вимагаючи для реалізації всього 1084 логічні вентилі і 3840 біт вбудованого постійного пристрою, що запам'ятовує (ПЗП). Рівень побічних дискретних складових в спектрі рівний -65 дБ, споживана потужність 300 мВт. Для порівняння: синтезатор з аналогічними параметрами, виконаний на ІС середньому ступені інтеграції складається з 25 мікросхем і споживає близько 3,5 Вт.  Виконаний по 1,25-мкм КМОП-технології синтезатор забезпечує рівень побічних дискретних складових в спектрі -90 дБ при робочій частоті 150 Мгц.

2. Технологія, заснована на арсенід-галієвих польових структурах із затвором Шотки (MESFET GaAs). Розробляються БІС синтезаторів з робочими частотами 10...30 ГГц. Проведені випробування прототипу на ІС середньому ступені інтеграції з робочою частотою більше 1 ГГц. Проте ця технологія поки що досить дорога.

3. Технологія ІС на транзисторах з високою рухливістю електронів — ТВПЕ (НЕМТ) - технологія. Судячи з попередніх розробок, застосування даної технології дозволить створити синтезатори з робочою частотою десятків і сотень гигагерц. Розробляються синтезатори з розрядністю фазового накопичувача 1 ...18 біт. Відмітна особливість БІС синтезаторів, виконаних по ТВПЭ-технології, — спроможність одержати високе відношення тактової частоти до тієї, що синтезується, що дозволяє понизити рівень паразитних складових в спектрі.

4. Технологія "германій на кремнії" представляється перспективною для розробки ВЧ-пристроїв. В даний час, за деякими даними, роботи за цією технологією веде фірма Analog Devices.

Більшість синтезаторів для роботи в діапазоні частот до 100 Мгц виконана по КМОП-технології, яка дозволяє створювати виключно економічні пристрої.

2 Динаміка розвитку цифрових синтезаторів прямого синтезу

Проведемо аналіз динаміки розвитку цифрових синтезаторів прямого синтезу частот. На рисунку 1 проводиться порівняння різних моделей синтезаторів, створених на початку і середині 1990-х років. Як видно з рисунка, із збільшенням тактової частоти зростає споживана потужність. Проте, зіставляючи дані про розвиток технології за 1990-1996 роки, можна бачити, що при даній споживаній потужності тактова частота зросла практично на порядок.

 Основними виробниками ЦСПСЧ в даний час є компанії HARRIS, HUGHES SPACE AND COMMUNICATIONS COMPANY, TEXAS INSTRUMENTS, ANALOG DEVICES, MOTOROLA, PLESSEY, STANFORD TELECOM, ROCKWELL, AT&T (нині LUCENT TECHNOLOGY).

Фірма ANALOG DEVICES стала лідером в створенні недорогих і мало споживаючих КМОП ЦСПСЧ. ............