Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники (5-е изд.,1998) (1151957), страница 175
Текст из файла (страница 175)
Это позволит уменьшить фазовый шум на выхоле и сделать систему ФАПЧ нечувствительной к шумам и выбросам на входном сигнале. Будут едва заметны даже кратковременные пропадания входного сигнала, поскольку напряжение. запоминаемое на конденсаторе фильтра, заставит ГУН продолжать формирование той же самой выхолной часто- В данном случае мы выбрали частоту единичной передачи )ы равной 2 Гц или 12,6 рад в секунду Э>о значительно ниже опорной частоты и вряд ли можно ожилать, что реальные отклонения сетевой частоты превысят эту величину (слелует учитывать.
что электроэнергия вырабатывается крупными генераторами с огромной механической инерцией). По негласному правилу точку излома харак геристики фильтра нижних частот>;ее «нуль») следует выбрать на частоте >к> кражей мере в 3 -5 раз виже. чтобы обеспечить ласта'>о'тныа запас по Фазе Вспомните что фазовый слвш Орос>ой КС-пега> меняется от 0 до 90 в диапазоне частот от 0,1 до 10 относительно частоты -ЗДБ («полюс»)„ прп которой сленг равен 45' Выберем частоту В>2>я (, равной 0.5 1 ц, нлн '.1 рад:с (рис.
9 25;: Точка анатома .: определяе> постоянную времеж 1(сСз Йсбс = 112п ', Попробуем изть ( == 1 мкФ и Яс =- 330 кОм Осталось лиШЬ выбрать )(> так, чтобы коэффипиент пере- равен ~ ащ ~лс ф( ГУН. ) а 1+, й,с, =1,59 х 1+ 3 ()(,С, 1 ЯаС,) 1,13 10' 1 х х уо 1024 Теперь наступает этап выбора частоты, на которой коэффициент передачи контура должен проходить через еданицу. Идея заключается в том, что частота единичной передачи выбирается достаточно высокой, чтобы контур мог должнь(м образом отслеживать изменения входной частоты.
но и достаточно низкой. чтобы обеспечить свойства ><маховика» и с>лаживать помехи и скачки вхолного сигнала, Например, система ФАПЧ„предназначенная лля демодуляции входных ЧМ-сит.палов илн декодирования последовательносген высокоскоростных тональных сны>алов, должна иметь вь>еское быстролеаствие (лля вход>пах ЧМ-сигналов по;юса пропускания контура лолжна соответствова.ть Входлому сахаал). т =. равняться максимальной частоте модуляции, а лля лекодировання тональных сигналов время отклика должно быть меньше, чем продолжительность тонального сшнала) С другои стороны.
контур прелназначеннь>й для гснерашти фиксированной частоты. кратной некоторой стабильной а медленно меняющейся входной частоте, должен иметь низкуто частоту единичной пе- Ры">с> хоэффиниси>а осрс >ачи ',1'сс = !О В> 20 кГн(1 э = О) до 200 >Гн(аэ = 10 В> К = О ьгша= 1,1> и' рал,'(В.с> т>и дачи контУРа был Равен 1 на частоте гз. Полученный результат: т(з = 4,3 МОм. Украл>кение 9эх Покаинтс, что при выбранных компонент х фильтра единичный кзэффипиеит пере дами контура нолтчаесса лове>антс>оно иа частом Аз=2 Гн Иногла параметры филь>ра могут оказаться не совсем подхоляп(ими и вам придется подстраивать их илн смещать частоту единичной передачи.
Получен ::" ные значения соответствуют ФАПЧ на КМОП-элементах (типовой входной импе- данс ГУН составляш 10> з Ом). Для ФАПЧ на биполярных >ранзнсторах (например, типа 4044) возможно поьребуется согласование импедансов с помошью внешнего операционного усилителя. В эчом примере для упрощения фильтра мы использовали фронтовой (типа 2) фазовый летектор На практике возможна эз о и не самое лучшее решение для ФАПЧ. синхронизированной с сетевой частотой 60 Гц, поскольку сигналы с частотой 1 60 Гц содержат сравнительно высокий уровень шума При тщательном выборе ~надо~свой Входнон схемь> (например.
после фильтра нижних частот включить триггер В!ма(тн) можно добиться хорошеи работы схемьг в противном случае слелуе> использовать фазовый детектор типа 1 со схемой ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Метод проб. Для некоторых люлей иск>сс>во схемотехники заключае>ся н том. >тобы полбнрать компоненты фильтра до тех цор.
пока контур не заработне>. Если вы относитесь к их числу. то мы вын,жлеаы просить вас пересмотре>ь своя взглялы. Мы представили деталь. ный расчет контура ФАПЧ потому. что. Формирование тактовых имиульсав видеотерминала. Другим полезным менением высокочастотного генерат синхронизированного с сетевой част 60 Гп, является формирование ввш палов для буквенно-цифрового тер компьютера. Стандратная скорость ны изображения в терминалах саста вл 30 кадров в 1 с. Если отсутствует то синхронизация частоты синхроимпу по вертикали и сетевой частоты, то в зи с неизбежными сетевыми наводя изображение будет испытывать мвд ную «боковую качку». Система Ф превосходно решает эту проблему.
В кочастотный ГУН (около 15 МГц) ронизируется заранее определенной отстой. кратной 60 Гц: путем дел этой тактовой частоты можно посл вателъно сформировать точки ка отображаемого символа, число симво. н каждой строке а число строк в ка кадре. 9З0. Захват в слежение в системе ФАПЧ Очевидно, что, всадя в снихронизм. сне' ма булег в нем оставаться ло тех п т>ока вхо;ц>ой сигнал не вьшлет за и леды допустимого лиацазона сиги обратнон связи Интересно знать.
как тема ФАПЧ нхолнт в синхроннзм и вь>й раз Ведь начальное частотное согласование вызывает появление пер днческо>о выходного сигнала на фазо ле>екторе разностной частоты П фильтра нижних часто> этот сшаал ум >дается тю медленно меняюшихся кол най небольшой амплитуды, но нихак яВляется хоро>цнм пОстОянным сигнал рассогласования бар Г'лана 9 Соприжснис цифровыхи анаасюаын сигналов Л)))о'аа" гж (ом) оса гаа ~ 1аи. Рн' ааемн нмаао аакеаы Рис 9 аа Процесс захвата. Ответ на этот вопрос не так уж и прост.
Контур первого порядка всегда будет синхронизироваться, поскольку там отсутствует ослабление сигнала рассогласования на низкой частоте. Синхронизация контура второго порядка зависит от типа фазового детектора и полосы пропускания фильтра нижних частот. Кроме того, фазовый детектор по схеме ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ (типа 1) имеет ограниченный диапазон захвата, зависящий от постоянной времени фильтра (это обстоятельство можно использовать, если вы хотите сделать систему ФАПЧ, синхронизация которой происходит в пределах определенного частотного диапазона).
Процесс захвата происходит следующим образом: когда сигнал фазового рассогласования приближает частоту ГУН к опорной частоте, его изменения становятся более медленными и наоборот. Сигнал рассогласования поэтому является асимметричным и меняется более медленно в той части шакла, в течение которой (гин ближе подхолит к,Гк. В результате появляется ненулевая средняя компонента, т.е.
постоянная компонента, которая и вводит ФАПЧ в синхрояизм. Если внимательно посмотреть яа управляющее напряжение ГУН н процессе захвата, то можно увидеть что-то похожее на свгнал, показанный на рис. 9.76. Последний всплеск на тгом сигнале имеет весьма интересную причину. Даже в том случае. когда частота ГУН достигает требуемого значения (об этом можно сулить по правильному управаиюшему напряжению ГУН) в системе не обязательно ггроисхозит захва~ е'из-за агесОотнетсгвяя фазьг) саго я ьюжег быть причиной всплеска Каждый процесс захвата индивидуален и каждый раз он выглядит по-разному) Полоса захвата и слежения. При использовании фазового детектора по схеме ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ (тип 1) полоса захвата ограничена постоянной времени фильтра нижних частот. В этом есть определенный смысл, так как, если различие по частоте велико, сигнал рассогласования будет ослабляться фильтром настолько, что контур никогда не сможет осуществить захват.
Очевидно, что увеличение постоянной времени фильтра уменьшает полосу захвата, так как это приводит к пониженному коэффициенту передачи контура. Оказывается, что фронтовой фазовый детектор не имеет подобного ограничения. Полоса слежения для обоих типов детекторов определяется диапазоном управляющих напряжений ГУН. 9.31. Некоторые в(ияиеры нрямеиеивя систем ФАПЧ Мы уже упоминали об использовании ФАПЧ для умножения частот Нелесообразность такого применения, как это следует из рассмотренного примера, настолько очевилно, что сомнений в применения ФАПЧ не должно быть.
В простых умно- жителях (например, для генерации более высокой тактовой частоты н цифровых системах) не возникает никаких проблем. связанных с помехами на опорном сигнале, поэтому здесь можно использовать системы первого порядка. Рассмотрим еше несколько примеров применения ФАПЧ. интересных с точки зрения разнообразия областей использо. ваиня Дстеастврование ЧМ-сигналов. Прн час.
тотноя модуляция кодирование яяформа" цин осуществляется путем изменения частоты несущего сигнала пропорционально изменению информапионного сигнала ЧМ н другие вилы модуляции мы рассмотрим и ел. 13 более подробно. Существуюз два метода восстановления информации нз алодулироваиноао сигнала с по. мощью фазовых детекторов или систем ФАПЧ.
Под термином идетектирование» Рис 9 77 ЧМ-шаскримииааср с ФАПЧ. мы будем понимать процесс демодуляции. Самым простым методом является синхронизация системы ФАПЧ приходящим сигналом. Напряжение, управляющее частотой ГУН, пропорционально входной частоте и, слеловательно, является требуемым модулирующим сигналом (рис. 9.77) Полосу пропускания фильтра в такой системе можно сделать достаточно широкой для того, чтобы пропусппь модулируюаций сигнал. т.е. время реакции ФАПЧ должно быть меньше, чем минимальное время отклонения восстанавливаемого сигнала. Как показано в гл.
13, сигнал, используемый в ФАПЧ, не должен быть реально передаваемым колебанием; он может быть сигналом «промежуточной частоты» (ПЧ), формируемым в приемной системе с помощью смесителя пря преобразовании. Для того чтобы избежать в этом методе ЧМ-детектирования искажений на звуковых частотах. следует обеспечить высокую линейность ГУН. Второй метод ЧМ-детектирования использует фазовый детектор, но ие в составе контура ФАПЧ. Принцип реализация этого метола показан яа рис 9 78 Вхолной сигнал я его копия со слвияутой фазой аюлаются на фазовый детектор который вырабатывает некоаорос вход- Рис 9 "а кааарагхрнсс чм-нстсктигнаваиис а 89 -Оиааао Амаангааног а()йиви йеиоау моааннаоеаннао саннии несаиао Рис 9 19 Ам-асссксирсиаиис нос напряжение.
Фазосдвигающвя с должна быть так хитроумно сделана, бы фазовый сдвиг линейно зависел частоты в диапазоне входных частот достигается обычно с помощью резо ных ЕС-схем). Выходное напряжение дет зависеть, таким образом, от вхо частоты. Этот метод называют идно балансным квадратурным ЧМ-дете ванием». Он применяется во многих усилителейГдетекторов промежуто частоты (например, СА3189). Детектированием АМ-сигналов. Т ется: способ формирования выхо сипанла, пропорционального мгновенн амилиап где высокочастотного сиг Обычно используется выпрямление 9.79).
На рис. 9.80 показан весьма сво разный метод на основе ФАПЧ (нгс диняый прием»). ФАПЧ вырабаты прямоугольные сигналы с частотой. падающей с модулированной яесуаце помощью умножения входного сш на это прямоугольное колебание фо руется выпрямленный двухполупер ный сигнал; остается только пропус его через фильтр нижних частот для т чтобы улалить остатки несущей и в. лить огибаюааую.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
