Tj Lab

Si5351Aは Multisynth の delay パラメータを使って直交信号を出力することができるが，パラメータの設定範囲が最大127のため，直交信号を出力できる範囲はおよそ3MHz以上に限られる．（Si5351で直交信号）　そこで 別の方法によって 3MHz以下の直交信号を得ることにした．

Si5351の構成は図通りで，Mutisynthの分周比M0, M1をある値で固定しておき，PLLのフィードバック分周比Nを変化させて周波数をコントロールするのが一般的．

今回のポイントは，M0, M1も分数分周比をとることができるので，M0, M1によって周波数を細かく制御することが可能という点．ただ，Mの値の制御ではスムーズな周波数制御はできないと思うのでMの制御は位相差π/2を得るためだけの手段とし，周波数の制御はPLLの分周比Nの制御で行う．

Mの制御で希望の位相差を得るには，M0，M1を時間差をつけて変化させればよい．
例えば，M0, M1 = m’ としておいてPLLリセットする（これで位相が0にそろう）．
その後， M0 = m  （m<m’,  M1 = m’  はそのまま） とすれば  f I>f Q となり
周波数差 fd = f I – f Q  が生じる．
これによって，f I の位相が f Q に対して時間経過とともに進んでいく．
経過時間を Td  とすれば，位相の進み θd は次式で表される．

よって，θd = π/2 となる Td は，

となるので，この時間経過後に M1 = m にセットすれば，π/2の位相差を持った信号が得られる．この操作は一度行えばよい．それ以降，m の変更がなく，かつ，周波数の変更をPLLで行えば位相差は維持される．

例として，2.0MHzの直交信号を得る場合について手順を示す．
条件は，m = 300,  fd = 4Hz,  Multisynthのモードは fractional．

1.   fvco = 300*2.0MHz = 600MHz となるよう  N =  600MHz/25MHz = 24  にセット
2.  出力周波数 f I, fQ = 2.0MHz –  4Hz  となるよう，
   M0, M1=600MHz / ( 2MHz-4Hz ) = 300.0006 にセット
3.  PLLリセット
4.  M0 = 300 にセット
5.  Td = 1/(4fd) = 62.5ms 経過後に M1 = 300 にセット

これで2MHzの直交信号が得られる．以降，周波数を変化させる場合，例えば1.99MHzに変更するには，Nのみ変更し，N = 1.99MHz*300 / 25MHz = 23.88 にセットする．
ここで重要なのはPLLリセットしないこと．
fd は任意だが小さい方が位相差の精度がよいかもしれない．ただしTdが大きくなり待ち時間が長くなる．

以下動作例

出力周波数＝1.18MHz

出力周波数＝588kHz

 

保証された動作ではないかもしれないが，いまのところ変な動作はしていない様子．